On the transport of substances and tissue insufficiency

Abstract

This work is devoted to the role of the transport of substances in ensuring the vital activity of tissues in conditions of both normal and pathological conditions.

Full Text

1. Транспорт веществ

Настоящая работа посвящена роли транспорта веществ в обеспечении жизне­деятельности тканей в условиях как нормы, так и патологии.

Под транспортом веществ следует понимать систему доставки тканям энергетиче­ских, пластических и регулирующих веществ с одновременным удалением из тканей и межтканевой среды ненужных продуктов метаболизма.

Эта система включает: 1 — транспорт веществ между составными частями плазмы и форменными элементами крови; 2 — между кровью и сосудистой стенкой; 3 — между кровью и тканью. Последний вид транспорта протекает как с участием, так и без участия лимфатической системы. Если несколько обобщить, то можно говорить о двух видах транспорта — о внутрисосудистом и внесосудистом. Подобное разделение позво­лит более дифференцированно подойти к различным нарушениям транспортной функ­ции как при различных заболеваниях, так и на определенных стадиях развития одной и той же болезни.

Транспорт веществ осуществляется различными механизмами: диффузией, фильтра­цией, ультрафильтрацией, активным переносом веществ, связанным с затратой энергии, клеточными механизмами (пиноцитоз) и регулируется нервной системой, гормонами, медиаторами и биологически активными веществами (гиалуронидазой, гистамином, гепарином, кининами и серотонином и др.). Подробно об этом изложено в работах и обзорах ряда авторов [7, 9, 12, 19, 23, 26—28, 32, 33, 38, 43, 46 и др.].

В многочисленных клинических исследованиях состояния проницаемости при от­дельных заболеваниях чаще констатируется лишь факт нарушения (преимущественно в сторону повышения проницаемости) и редко рассматриваются отдельные патологи­ческие звенья: роль нейроэндокринных сдвигов, патология сосудистого тонуса и т. д. Совершенно недостаточно освещены глубинные механизмы патологии гисто-гематических барьеров (ГГБ). Следует также заметить, что в клинической литературе по ка­пиллярной проницаемости гораздо больше внимания уделяется факту повышения и недостаточно раскрывается значение снижения проницаемости.

Схематично механизм транспорта веществ между кровью и тканью представлен в приводимой ниже таблице.

Условия транспорта веществ между кровью и тканью

Основные факторы транспорта	Условия транспорта веществ
I.Обменные факторы	1.Интенсивность обмена и потребность тканей в энергетических и       пластических веществах.
	2.Ферментативная активность на поверхности мембран тканей.
	3.Селективность проницаемости ГГБ, обусловленная особенностью обмена в данной ткани.
II. состояние ГГБ	1.   Состояние капиллярной проницаемости.
	2.    Проницаемость клеточных и внутриклеточных мембран.
	3. Участие в обмене и транспорте биологически активных веществ (кининов, серотонина, гепарина, гистамина и др.).
	4.   Состояние межтканевой среды: функциональная характеристика соединительной ткани, гиалуронидазная активность, насыщенность белка­ми (особенно фибриногеном) межтканевой жидкости и условия их ре­зорбции лимфатическими и кровеносными капиллярами.
	5.    Внутри- и внесосудистая фибринолитическая активность.
	6.    Аутоиммунные процессы и их роль в обмене и регуляции ГГБ.
III. гемодинамические факторы (микроциркуляция)	1.  Состояние сосудистого (артериального, капиллярного, венозного) то­нуса.
	2.Скорость общего и капиллярного кровотока.
	3.Число функционирующих капилляров.
	4.Состояние артерио-венозных анастомозов на различных уровнях со­судистой системы.
	5.Вязкость крови и агрегатное состояние форменных элементов крови, а также внутрисосудистая коагуляция.

Транспорт веществ между кровью и тканью зависит от 3 основных факторов: состояния интенсивности обмена на данный период времени, функционального состоя­ния ГГБ и гемодинамики, в частности состояния микроциркуляции.

В клинических условиях очень трудно расчленить показатели составных частей транспорта, и нам представляется, что на данном этапе наших технических возмож­ностей их следует рассматривать в едином и неразрывном целом. Мы должны крити­чески отнестись к тем заключениям, в которых на основании клинических тестов говорится о 'нарушении проницаемости.

Транспорт веществ, его интенсивность и в определенной степени избирательность (селективность) определяются потребностью ткани в энергетических, пластических и регулирующих веществах в зависимости от функционального состояния тканей и спе­цифики обмена в них. Многочисленными исследованиями как отечественных, так и зарубежных авторов было показано, что физическая нагрузка, самые различные стрессовые состояния сопровождаются закономерным повышением транспорта веществ, и соответственно этому повышаются барьерные функции организма. Следует подчерк­нуть, что барьеры в подобных ситуациях являются не столько преграждающими, тор­мозящими поступление веществ, сколько создающими условия для облегчения поступ­ления последних в ткани. Подтверждением этому служит факт накопления отдельных веществ в некоторых тканях (йода в ткани щитовидной железы, фосфора в нервной и костномозговой тканях и т. д.). Защитная функция барьеров особенно четко про­является в таких специализированных барьерных образованиях, как гемато-энцефали­ческий барьер, гемато-плацентарный барьер, хотя в принципе эта функция присуща всем барьерам.

Долгое время принято было считать, что в норме капиллярная стенка легко про­пускает кислород, ионы и практически не пропускает белок. Эта ошибочная точка зрения, идущая еще от позиций Старлинга, в настоящее время многими поколеблена, и есть все основания считать, что и у здоровых людей белок (кроме фибриногена) достаточно свободно проникает за пределы капиллярной стенки, легко покидает меж­тканевое пространство в результате резорбции лимфатической или капиллярной систе­мы [2, 11, 15, 47, 48 и др.].

Состояние транспорта веществ тесным образом связано с состоянием межтканевой среды. Решающими факторами движения веществ на этом этапе следует считать коли­чество и состав тканевой жидкости, главным образом количество вышедшего белка и особенно, на наш взгляд, фибриногена. Есть все основания полагать, что чем больше количество вышедшего белка и чем длительнее он находится в межтканевой среде, не подвергаясь резорбции лимфатическими и кровеносными капиллярами, тем хуже усло­вия транспорта и, следовательно, состояние обмена в тканях. Огромное значение в состоянии транспорта белка при этом играют ферментативные процессы и активность биологических веществ на границе «кровь — ткань»: системы плазмин — плазминоген, фибринолитическая и гиалуронидазная активность, роль кининов, гистамина и особенно гормонов щитовидной железы, надпочечников. Есть основания полагать, что динамиче­ское взаимодействие свертывающих и антисвертывающих компонентов крови, непре­рывность этого процесса [14, 20] имеют решающее значение в динамике веществ между кровью и тканью. В частности, накоплению липопротеидов и фибриногена в стенке сосудов при атеросклерозе предшествует изменение структуры соединительной ткани в сосудистой стенке: увеличение кислых мукополисахаридов, гексоз, повышение гиалу­ронидазной активности и т. д. [30, 46].

Если качественные показатели транспорта, например селективная проницаемость, зависят от особенностей обмена, структуры ГГБ и соединительной ткани, то количест­венные показатели транспорта во многом связаны с гемодинамическими моментами, в первую очередь с состоянием микроциркуляции, если донимать под этим число функционирующих капилляров на определенном участке ткани, интенсивность ка­пиллярного кровотока, обусловленного открытием или закрытием капиллярных артерио­венозных анастомозов, а также число плазменных и эритроцитарных капилляров. Можно согласиться с мнением И. А. Ойвина, что регуляция транспорта веществ гемодинамическими процессами более экономична и выгодна для организма, так как изменение проницаемости веществ связано с затратой энергетических ресурсов. Расстройству  в настоящее время придают большое значение в патогенезе атеросклероза, гипертонической болезни, шока и коллапса при инфаркте миокарда, сахарного диабета и многих других заболеваний. Наряду с нарушением капиллярного тонуса в патологии микроциркуляции выделяют изменения вязкости кро­вотока, агрегатного состояния эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов, а также внутри­капиллярный микротромбоз [21, 25, 29, 44]. Определенную коррелятивную связь между динамикой коагуляции крови и некоторыми показателями микроциркуляции установил В. Ф. Богоявленский.

                    2. Тканевая недостаточность

Нарушения транспортной функции ГГБ могут иметь различные последствия: ише­мическое состояние тканей, инфаркт, дистрофические и склеротические изменения в тканях. С нарушением транспортной функции могут быть связаны иммунные и ауто­иммунные расстройства, разнообразные виды диспротеинемий, сдвиги в биохимических показателях крови и изменения гомеостаза [10, 13, 17, 18, 35 и др.].

Однако наиболее непосредственным, в определенной степени специфичным патоло­гическим процессом, развивающимся в результате нарушения транспортной функции, на наш взгляд, является тканевая недостаточность. Под тканевой недостаточностью следует понимать такое состояние тканей, при котором снижение в них обменных про­цессов и трофики связано преимущественно с нарушением транспортной функции ГГБ.

В клинике внутренних болезней хорошо изучены проявления недостаточности серд­ца, почек, печени и других органов и в то же время врачами еще мало уделяется внимания состоянию тканей, таких, например, как мышечная, жировая, соединитель­ная. А между тем именно в русской клинике еще со времен С. П. Боткина определи­лось направление изучения тесных нейро-висцеральных и соматических взаимоотноше­ний. Большое место в клинике внутренних болезней отводили тканевым нарушениям Г. Ф. Ланг, А. Д. Стражеско. На протяжении многих лет в клинике госпитальной терапии Горьковского медицинского института, руководимой проф. В. Г. Вограликом, нейроэндокринные и возрастносклеротические расстройства рассматривались в единстве с тканевыми нарушениями.

Тканевую недостаточность можно хорошо понять с позиций представления о гипо­метаболизме, когда к тканям предъявляется особенно повышенная требовательность, например при физической нагрузке.

Каковы же методы изучения транспортной функции ГГБ в клинике?

С сожалением можно отметить, что еще до сих пор используется ошибочный метод Лендиса, который может только частично характеризовать реактивность сосудистой стенки и по существу не раскрывает состояния транспорта веществ. По этому поводу много было написано критических замечаний, так что нет необходимости подробно на этом останавливаться.

1. К методам, позволяющим оценить состояние капиллярной проницаемости, сле­дует отнести:

А.Метод артерио-венозной разницы общего белка [П, метод капилляро-венозной разницы общего белка и его фракций [17]. Предложены и используются модификации изучения состава общего белка, его фракций и фибриногена, липопротеидов по прин­ципу: артериальная кровь-->капиллярная кровь —>тканевая жидкость—>—»венозная кровь [36].

Б. Методы, основанные на изучении движения радиоактивных и красящих веществ в направлении «кровь — ткань» (альбумин человеческой сыворотки, меченный радио­активным йодом, синий эванс (Т-1834), полиглюкин) и скорости их удаления из кровя­ного русла [24, 34].

B.Метод определения содержания продуктов распада мукополисахаридов, и в частности уровня гексоз, связанных с белками, и сиаловых кислот, позволяющий косвенно судить о состоянии сосудистой проницаемости.

    2. К методам изучения микроциркуляции относится метод резорбции радиоизото­пов Na²⁴, Р³² [39], капилляроскопия ногтевого ложа, слизистых, подкожной клетчатки [31]. Исследованию подвергается также бульбарная конъюнктива глаз, где бинокуляр­ным микроскопом фотографируется характер капиллярного кровотока.

    3. О ходе обменных процессов можно судить по артерио-венозной разнице кислорода с параллельным изучением напряжения кислорода в тканях [3, 6, 41], а также по артерио-венозной разнице различных веществ крови (холестерина, лецитина, электролитов, сахара и др.).

Клиническая характеристика тканевой недостаточности нами была изучена более чем на 700 больных с различными сердечно-сосудистыми и нейроэндокринными забо­леваниями (атеросклероз, гипертоническая болезнь, гипоталамо-эндокринные синдро­мы, болезни щитовидной железы и др.). Диагностика ее вкладывается из общих симптомов, местных тканевых расстройств и лабораторных показателей. Наиболее яркие проявления тканевой недостаточности наблюдались нами в период «блокады» проницаемости, т. е. в период нарушения транспорта веществ между кровью и тканью, когда на фоне снижения фильтрации и резорбции жидкости и белков крови, снижения артерио-венозной разницы кислорода и снижения капиллярного кровотока нарушается поступление сахара, липидов и других энергетических продуктов обмена в ткани. В этот период состояние больных существенно ухудшается, наступает резкая слабость, одышка, неприятные, а подчас и болевые ощущения в мышцах.                                                                  

При частом появлении «блокады» проницаемости возникают не только общие, но и местные расстройства, выражающиеся в дистрофических изменениях со стороны тканей (эритромелалгический синдром, отеки тканевого происхождения, дистрофические изме­нения со стороны кожных покровов, мышц, явления остеопороза). Особенно большую трудность для диагностики составляют отеки тканевого происхождения, которые нередко ошибочно связываются с состоянием сердца, почек. При тяжелых формах тканевой недостаточности развиваются дистрофические изменения внутренних органов, однако без существенных нарушений функций.

Патогенез тканевой недостаточности сложен и неполностью изучен. Есть основание полагать, что самые различные нейроэндокринные и нейрососудистые нарушения (тиреотоксический зоб, гипоталамо-эндокринные и гипоталамо-обменные расстройства, стойкие нейроциркуляторные дистонии и другие) влекут за собой нарушение прони­цаемости ГГБ. Наиболее закономерным было повышение проницаемости в начальных стадиях заболевания, подчас с выраженными «взрывами», в период которых наблюдал­ся значительный выход белка в направлении кровь — ткань, с последующим развитием «блокады» проницаемости. Развитию «блокады» проницаемости также способствуют следующие патологические процессы: а) выход фибриногена за пределы капиллярной стенки и превращение его в фибрин в результате расстройства резорбции и снижения фибринолитической активности («межтканевой внесосудистый микротромбоз»); б) на­рушение микроциркуляции по типу спазма капилляров, стаза, снижения количества функционирующих капилляров; в) нарушение структуры и функции соединительной ткани, уменьшение активности ферментных систем, нарушение лабильности основного вещества соединительной ткани, уплотнение и деструкция коллагеновых волокон [161; г) снижение активности внутриклеточных ферментных систем, принимающих участие в окислении энергетических продуктов обмена.

Развитие «блокады» проницаемости в результате указанных выше причин влечет за собой развитие тканевой недостаточности, которая в свою очередь является одной из причин ишемического состояния тканей, а также дистрофических изменений в них с последующим развитием склеротических процессов.

Лечение тканевой недостаточности должно быть направлено: 1) на регуляцию сосудистого тонуса и микроциркуляции, для чего целесообразно использовать средства, нормализующие сосудистый тонус и капиллярный кровоток: депо-падутин или дильминал, введение низкомолекулярных веществ (декстран, гемодез, полиглюкин); 2) на нор­мализацию функции гисто-гематических барьеров: при чрезмерно повышенной капилляр­ной проницаемости следует шире применять рутин, кверцетин препараты кальция, а при сниженной проницаемости ГГБ и нарушении трофики сосудов — препараты гиалу­ронидазы, АТФ, витамин В_б, Bj₅, анаболические гормоны; 3) на улучшение микроцир­куляции и литания тканей при сниженной фибринолитической активности и состоянии гиперкоагуляции (введение антикоагулирующих средств: гепарина, дробных доз фибринолизина).

Однако лечение тканевой недостаточности разработано далеко не полностью. Потребуется еще немало усилий, чтобы создать эффективную систему лечения и про­филактики тканевых расстройств, найти специфические средства, направленные па улучшение транспорта веществ.