Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах) - Чучалин А. Г. - Страница 32

РЕГИОНАЛЬНОЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИКРОЦИРКУЛЯЦИИ

Как было описано выше, в легочном кровообращении выделяют 3 зоны; распределение зон определяется гравитацией и положением тела.

В зоне 1, где P_alv > P_PA > P_PV, теоретически все альвеолярные капилляры закрыты [13], однако экстраальвеолярные и угловые капилляры функционируют. Кроме того, в этой области преобладают рекуррентные капилляры, которые во время систолы открываются и включаются в процесс микроциркуляции.

В зоне 2, где P_PA > P_alv > P_PV поток крови прогрессивно увеличивается от участков в легком, где P_PA = P_alv, к участкам, где P_PA > P_alv.

В зоне 3, где P_PA > P_PV > P_alv, движение крови обеспечивается разницей давлений (P_PA - P_PV). Эта разница в пределах зоны остается постоянной, однако поток крови может быть увеличен при повышении давления, когда включаются капилляры, способные к перерастяжению. Именно в этой зоне создаются условия, благоприятные для газообмена [57].

В настоящее время выделяют еще одну зону (зона 4): это наиболее зависимая область легкого с наименьшим потоком крови. В этой зоне альвеолы могут плохо вентилироваться изза сужения бронхов, что ведет к местной альвеолярной гипоксии, альвеолярной вазоконстрикции и повышению сосудистого сопротивления. Кроме того, при плохой вентиляции экстраальвеолярные капилляры останутся спавшимися, что также приведет к повышению сосудистого сопротивления. При периваскулярном отеке зона 4 может расширяться.

На сегодняшний день не все исследователи поддерживают 3 или 4зональную модель распределения легочного кровотока. Используя новые технологии с более высоким разрешением в измерении местного кровотока, исследователи предлагают новые концепции распределения легочного кровотока [21].

ВЛИЯНИЕ ГИПОКСИИ НА МИКРОЦИРКУЛЯЦИЮ В ЛЕГКИХ

Альвеолярная гипоксия, т.е. P_O₂ в альвеолах менее 70 мм рт.ст., приводит к вазоконстрикции мелких сосудов легких [4]. В экспериментах на изолированных легких при вентиляции альвеол различными газовыми смесями было показано, что наиболее важным стимулом вазоконстрикции является альвеолярная гипоксия, а не снижение напряжения кислорода в артериальной крови [9]. В ответ на альвеолярную гипоксию происходит сужение прекапиллярных сосудов, что приводит к повышению сопротивления [14]. В ответ на повышение давления (изза повышения сопротивления прекапилляров) крупные артерии расширяются [24]. Вазоконстрикторное действие гипоксии на мелкие сосуды легкого уникально; в большом круге кровообращения гипоксия, напротив, приводит к дилатации микрососудов. Этот механизм регуляции кровотока направлен на то, чтобы уменьшить приток крови к плохо вентилируемым альвеолам и увеличить приток к участкам с нормальной вентиляцией.

До настоящего времени остается нерешенным вопрос о влиянии нейрогуморальных факторов на мелкие сосуды легкого в условиях гипоксии. Такие нейрогуморальные медиаторы, как катехоламины, гистамин, серотонин, ангиотензин II, тромбоксан, лейкотриены С4 и D4, эндотелин и другие факторы [9], могут повлиять на величину ответа при гипоксии, изменяя тонус сосудов. Возможно, что имеются сложные взаимоотношения между этими медиаторами или существует неизвестный фактор, который и несет ответственность за вазоконстрикцию [50].

Степень ответа на гипоксический стимул зависит от количества гладкой мускулатуры в стенках легочных артерий. Избыточное содержание гладкой мускулатуры в стенках легочных артерий (например, у людей, проживающих выше уровня моря) приводит к повышенной чувствительности стенок сосудов к гипоксии [2]. Известно, что у людей простациклин (PGI₂) и окись азота снижают вазоконстрикторную реакцию в ответ на гипоксию, что может привести к гипоксемии [56].

Повышение сосудистого сопротивления, вызванное гипоксией, вероятно, связано с повышением концентрации ионов водорода в плазме клеток гладкой мускулатуры [42] и частично - с повышением давления диоксида углерода, если это приводит к изменению pH [29]. Повышение концентрации ионов водорода в клетках гладкой мускулатуры и повышение Р_СО2 - важный внутриклеточный сигнал, который является посредником между актином и миозином, что изменяет сосудистый тонус.

Ингибиторы циклооксигеназы (например, индометацин) повышают вазокон-стрикторный ответ на гипоксию [11], а повышение давления или увеличение объема крови в левом предсердии может предотвратить индуцированное гипоксией сужение легочных сосудов [35].

Существует Са²⁺гипотеза о непосредственном влиянии гипоксии на гладкую мускулатуру сосудистых стенок [1]. Установлено, что в условиях гипоксии увеличивается внутриклеточная концентрация ионов кальция Ca²⁺ [1]. Ионы кальция, взаимодействуя с кальмодулином, активизируют миозин, что и приводит к сокращению гладкой мускулатуры и вазоконстрикции [32].

НЕРВНАЯ РЕГУЛЯЦИЯ СОСУДИСТОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ В ЛЕГКИХ

В экспериментальных работах у млекопитающих были обнаружены адренергические и холинергические эфферентные нервы в легочных артериях и венах. Однако иннервация легочных сосудов значительно уступает иннервации сосудов большого круга кровообращения. Установлено, что больше всего нервных волокон сосредоточено в крупных сосудах, а в микрососудах их количество уменьшается [8]. Возбуждение альфаадренорецепторов вызывает вазоконстрикцию, а бетаадренорецепторов - вазодилатацию [7]. альфаАдренергические механизмы незначительно влияют на регуляцию тонуса гладкой мускулатуры сосудов легкого. Блокада альфаадренорецепторов не вызывает снижения тонуса гладкой мускулатуры и не изменяет степень ответа на гипоксию [43]. При блокаде бетаадренорецепторов усиливается вазоконстрикторный ответ на катехоламины, которые стимулируют оба типа рецепторов, а также повышается тонус гладкой мускулатуры [23].

Не совсем ясно, почему при богатой иннервации сосудистой сети в легких влияние нервной регуляции на сосудистый тонус мало. Вероятно, нервные механизмы регуляции заключаются в перераспределении сосудистого сопротивления таким образом, чтобы обеспечить адекватное регионарное и полное легочное кровообращение [10].

type: dkli00026

РЕГУЛЯЦИЯ ВОДНОГО БАЛАНСА В ЛЕГКИХ

Отек легкого - это накопление жидкости в экстраваскулярном пространстве. В случае альвеолярного отека происходит накопление жидкости в альвеолах, что приводит к нарушению газообмена в легких и гипоксемии. Нормальное легкое на 80% состоит из воды [17]. При нарушениях гомеостатических механизмов регуляции водного обмена жидкость накапливается сначала в промежуточном веществе, а затем и в альвеолах [46].

Уравнение Старлинга описывает фильтрацию жидкости через капиллярную мембрану:

path: pictures/f03.png

где Jv - транскапиллярная фильтрация (в см³/с), Lp - гидравлическая проводимость мембраны, S - площадь поверхности мембраны, P_C - легочное капиллярное гидростатическое давление, P_i - интерстициальное гидростатическое давление, p - коллоидное или онкотическое давление в плазме крови, p - коллоидное осмотическое (или онкотическое) давление в интерстициальной жидкости, сигмаd - осмотический коэффициент отражения сосудистой стенки (сигмаd = 0, если мембрана свободно проницаема для молекул, и сигмаd =1, если мембрана непроницаема для определенного типа молекул), LpS - капиллярный коэффициент фильтрации [27].

Градиент P_Cнаправлен из капилляра в интерстиций, а градиент P_i - внутрь капилляра. Направление движения и количество жидкости, проходящей через капиллярную мембрану, определяется суммой гидростатических и коллоидосмотических давлений (P_C+ p составляют движущую силу для фильтрации, а p + P_i - для абсорбции жидкости). При снижении P_C наиболее вероятно, что фильтрация произойдет в артериальном конце капилляра, а абсорбция - в венозном конце. При расширении капилляра P_C увеличивается, что усиливает фильтрацию, при сужении капилляра P_Cуменьшается, что усиливает абсорбцию. Около 2 - 5% всей плазмы, которая находится в легком, фильтруется, а 80 - 90% абсорбируется обратно в капилляры и венулы. Оставшаяся в интерстиции жидкость поступает в лимфатическую систему [46, 49]. В норме P_C приблизительно равно 10 мм рт. ст., P_i - 3 мм рт.ст., p - 25 мм рт.ст., p - 19 мм рт.ст. [49].