Исследование механизмов развития критической ишемической болезни

Размещено на http://allbest.ru

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

Курский государственный медицинский университет

Министерства здравоохранения и социального развития России

Лечебный факультет

Кафедра общей хирургии

Реферат

ТЕМА: Исследование механизмов развития критической ишемической болезни

Работникова Валерия Юрьевна

лечебный факультет, 3 курс, 10 группа

Руководитель: к.м.н., ассистент

Князев Виктор Владимирович

КУРСК - 2013

Введение

1. Современные представления о механизмах развития КИНК

2. Современные неинвазивные методы исследования макро- и микроциркуляции

3. Методы исследования микроциркуляторного русла

Введение

ХИНК на почве ХОЗАНК страдает в Российской Федерации около 3 млн. человек. У 140-150 тысяч развиваются критические нарушения микроциркуляции, которые приводят к высокой ампутации и потери конечности у 30-40 тыс. человек ежегодно. Микроциркуляторное русло состоит из трех взаимосвязанных систем сосудов: резистивных (артериолы, метартериолы, прекапилляры), обменных (капилляров), емкостных (посткапиллярные венулы). В настоящее время установлен общепринятый критический показатель недостаточности артериального притока - лодыжечно-плечевой индекс ? 0,4. Изучению механизмов нарушений в обменных и емкостных сосудах посвящены единичные работы, а результаты их противоречивы. В частности, одним из нерешенных вопросов патогенеза ХИНК является реакция обменных и емкостных сосудов на недостаточный приток артериальной крови. Не установлены критические уровни кровотока в капиллярах и венах, которые способствуют развитию ишемических некрозов пораженной конечности. Комплексная оценка артериального притока и венозного оттока всего микроциркуляторного русла позволит оптимизировать показания к хирургическому лечению и прогнозировать наступление критической ишемии.

Ангиохирургия в последние годы добилась значительных успехов. По поводу критической ишемии нижних конечностей в Российской Федерации выполняется от 40 до 70 тыс. реконструктивных операций в год.

Хирургическое вмешательство, направленное на прямое восстановление магистрального кровотока, возможно у 80% - 85% больных. Более чем у половины больных облитерирующими заболеваниями сосудов нижних конечностей обнаруживается окклюзия артерий бедренно-подколенной области, в том числе в сочетании с поражениями другой локализации. Реконструктивные операции на бедренно-подколенных сосудах составляют 60--70% всех видов операций на периферических артериях.

1. Современные представления о механизмах развития КИНК

КИНК - термин, указывающий на декомпенсацию макро- и микроциркуляторных систем конечности, требующий быстрого лечения.

Впервые термин был введен P.R.F. Beel в 1982 году и тем самым была выделена группа больных с болями покоя и трофическими нарушениями.Значимость проблемы облитерирующих заболеваний связана с их достаточной распространенностью.

Патогенез развития ХОЗАНК нельзя объяснить только окклюзией магистральных сосудов и степенью развития коллатералей. В работах, посвященных кровообращению, при облитерирующих заболеваниях артерий нижних конечностей есть сведения, что при хорошо развитом коллатеральном кровообращении, может развиться клиника гангренозных поражений дистальных отделов конечности. Дистрофические расстройства и гангрена конечности возникают в результате не количественного нарушения кровотока, а качественных сдвигов в процессах обмена веществ. Это обусловлено сочетанием грубого нарушения магистрального кровотока с микроциркуляторными расстройствами.

Большинство авторов склонно считать, что в развитии критической ишемии нижних конечностей определяющее значение играют нарушения в микроциркуляторном русле.

В 1970 году на IX Международном конгрессе анатомов в г. Ленинграде утверждена общая схема микроциркуляторного русла: 1) резистивные сосуды - артериолы, метаартериолы, прекапиллярный сфинктер, прекапилляры; 2) обменные сосуды - капилляры; 3) емкостные сосуды - посткапиллярные венулы.

Козлов В.И (2006) предлагается выделять четыре степени расстройств микроциркуляции: Iст.-- легкая, которая характеризуется компенсированными изменениями в системе микроциркуляции; II ст. -- среднетяжелая, которая характеризуется субкомпенсированными структурными и гемореологическими сдвигами, а также снижением уровня микроциркуляции на 20-25%; IIIст.-- тяжелая; для нее характерны декомпенсированные изменения в системе микроциркуляции и ослабление тканевого кровотока на 25-40%; IV ст. - очень тяжелая; для нее характерно угнетение тканевого кровотока и ослабление микроциркуляции более чем на 40%.

Данные, накопленные в результате комплексного всестороннего изучения показателей гомеостаза при тяжелых стадиях артериальной недостаточности, позволили Савельеву В.С. и Кошкину В.М. в 1997 году выделить ряд характерных для критической ишемии патофизиологических феноменов, основными из которых являются следующие:

1) резкое снижение тонуса артериальных и венозных сосудов,

2) выраженное ухудшение реологических свойств крови,

3) артериовенозное шунтирование крови, приводящее к «обкрадыванию» дистального сосудистого русла,

4) ишемический отек голени,

5) дисбаланс гуморальных регуляторных систем,

6) гиперпродукция биологически активных субстанций (цитокинов) клетками крови на фоне их повышенной адгезии к сосудистой стенке.

Последующие исследования позволили установить, что критическая ишемия - это сложный патофизиологический механизм последовательных циркуляторных и биохимических нарушений, развитие которых, укладывается в следующую закономерность: нарушение притока артериальной крови вследствие облитерирующих сосудистых заболеваний приводит к микроциркуляторным нарушениям, сопровождающимся ишемией тканей, метаболическими расстройствами и нарушениями гемореологии.

Эта стадия заболевания возникает, когда прогрессирование стенотически-окклюзионного процесса в приносящих артериях уменьшает перфузионное давление до такой степени, что оставшийся кровоток в микроциркуляторном русле не может соответствовать потребностям тканей даже в покое.

Патофизиологические механизмы нарушений микроциркуляции начинаются с ослабления притока крови в микроциркуляторное русло, что приводит к нарушению оттока, сопровождающегося венозным застоем и глубокими расстройствами капиллярного кровотока.

Низкое перфузионное давление на входе микрососудистого русла запускает комплекс локальных патологических реакций, приводящих к болям и трофическим нарушениям. Многие из этих реакций могут рассматриваться как срыв нормальных механизмов защиты и регуляции.

Ухудшение реологических свойств крови. Нарушения в микроциркуляторном русле потенциируются изменениями реологии крови в сторону увеличения ее вязкости. В условиях ХКИНК это обусловлено рядом патогенетических факторов, основными из которых являются: снижение линейной и объемной скорости кровотока в дистальном русле конечности идисбаланс белкового и липидного спектра плазмы.

Снижение кровотока и сосудистого тонуса, нарастание периферического сопротивления при дистальных формах окклюзирующих поражений артерий нижних конечностей влекут за собой раскрытие крупных артериовенозных анастомозов и развитие феномена «артериовенозного шунтирования крови».

Это, в свою очередь, приводит к обкрадыванию всего дистального сосудистого русла с резкими расстройствами микроциркуляции. Артериовенозное шунтирование кровотока в нижних конечностях сначала развивается в стопе и дистальных отделах голени, распространяясь затем, по мере усугубления ишемии, в проксимальном направлении. Тяжесть КИНК и развитие указанного феномена достоверно отражается на показателях газов крови и кислотно-основного состояния венозной крови пораженной конечности.

У больных с ишемией нижних конечностей в оттекающей (венозной) крови пораженной конечности отмечается достоверное увеличение рСО₂ и снижение рО₂. При 3-й степени ХИНК разница этих показателей достигает максимальных значений.

Однако при 4-й степени ХИНК отмечается тенденция к уменьшению этой разницы. Аналогичная закономерность отмечена в изменениях показателей рН и ВЕ венозной крови пораженной конечности у больных с КИНК. По мнению ряда авторов, это может быть объяснено только наличием у больных с КИНК артериовенозного сброса в пораженной конечности.

Ишемический отек голени развивается в результате многочисленных метаболических расстройств, среди которых отмечаются компенсаторная венозная гипертензия с развитием лимфо-венозной недостаточности, гипоксия и ацидоз тканей, активация ПОЛ и аутолитических ферментативных процессов, эндотелиальная дисфункция и гиперпродукция различных биологически активных субстанций.

С одной стороны, наличие ишемического отека отрицательно влияет на микроциркуляцию из-за сдавления капилляров отечными тканями. С другой стороны, это создает экстравазальную компрессию, что в условиях ортостаза позволяет поддержать резко нарушенную периферическую гемодинамику, способствуя повышению внутрисосудистого давления, как в артериальном, так и в венозном русле.

По мере прогрессирования ишемии нарастает внутритканевое давление за счет отека тканей пораженной конечности в замкнутых фасциальных (мышцы) и костных (костный мозг) футлярах. Это приводит к усилению болевого синдрома за счет сдавления нервов и прогрессированию циркуляторных нарушений, что замыкает «патологический круг» КИНК: ишемия - отек - возрастание внутритканевого давления - экстравазальная компрессия -- прогрессирование ишемии.

Дисбаланс гуморальных регуляторных системпри критической ишемии носит уже качественно новый характер по сравнению со стадиями субкритической ишемии и перемежающейся хромоты. Наряду с разбалансированностью компонентов калликреин-кининовой системы и нарушениями белково-липидного спектра плазмы крови, особое значение уделяется активации ПОЛ на фоне резкого угнетения антиоксидантной системы крови.

В условиях критической ишемии одной из причин активации процессов ПОЛ является угнетение антиоксидантной активности липидов. Циркулирующие в крови природные антиоксиданты (витамин Е, кофермент, аскорбиновая кислота и др.) предотвращают избыточное образование активных форм 0₂ и участвуют в нерадикальном разложении перекисей липидов. В условиях компенсированной или субкомпенсированной ишемии антиоксиданты подавляют процессы ПОЛ, однако по мере усугубления ишемии конечности происходит угнетение синтеза и потребления антиоксидантов. Это приводит к наиболее тяжелым токсическим повреждениям тканей пораженной конечности, что сопровождается повышением сосудистой проницаемости, развитием ишемического отека, а также системными нарушениями, связанными с токсическим действием активных форм кислорода.

Гиперпродукции биологически активных субстанций тромбоцитами и нейтрофильными лейкоцитами в последние годы придается очень большое значение в патогенезе критической ишемии. При критическом снижении перфузионного давления, лейкоциты и тромбоциты высвобождают сосудосуживающие медиаторы - тромбоксан А₂, лейкотриены и интерлейкины. Они, в свою очередь, повреждают эндотелий, что приводит к его набуханию. На этом порочная цепочка не прекращается. Изменения в эндотелии приводит к агрегации эритроцитов и тромбоцитов, что повышает вязкость крови и провоцирует тромбообразование.

Этот патогенетический механизм определяет развитие не только местного повреждения сосудистой стенки и тканей, находящихся в ишемизированной зоне, но и, по-видимому, системных нарушений.

Нарушения гомеостаза являются, с одной стороны, следствием резкого уменьшения артериального кровотока в пораженной конечности со всеми вытекающими отсюда последствиями, с другой - в стадии критической ишемии они сами становятся повреждающими факторами в патогенезе этого состояния, определяющими его клинические проявления и его основные патофизиологические феномены.

Необходимо подчеркнуть, что особенно тяжелое поражение микроциркуляторного русла наблюдается у больных пожилого и старческого возраста на фоне выраженных функциональных нарушений со стороны сердечно - сосудистой и дыхательной системы.

Одним из нерешенных вопросов патогенеза ХИНК является реакция обменных и емкостных сосудов на недостаточный приток артериальной крови. ишемия кровообращение хирургический

Комплексная оценка артериального притока и венозного оттока всего микроциркуляторного русла позволитустановить критические уровни кровотока в капиллярах и венах, способствующие развитию ишемических некрозов пораженной конечности, прогнозировать наступление критической ишемии и тем самымоптимизировать показания к хирургическому лечению.

2. Современные неинвазивные методы исследования макро- и микроциркуляции

Реовазография. Реовазограмма отражает суммарный (магистральный и коллатеральный) прирост объема артериальной крови в исследуемом органе или сегменте организма по отношению к венозному оттоку за это время. Метод прост, неинвазивен, допускает возможность многократных исследований, достаточно информативен, позволяет наряду с качественными характеристиками кровообращения определять и количественные, оценивать коллатеральный кровоток и стадию ишемии.

Однако, так как происходит одновременная регистрация всех компонентов (артериального, венозного, капиллярного), это не всегда позволяет четко определить степень изменения каждого из них.

Кроме этого, метод не позволяет установить локализацию стенотических и окклюзионных изменений.

Сфигмография позволяет исследовать форму и величину пульса, скорость распространения пульсовой волны, находящейся в зависимости от ряда факторов: сердечного выброса, вазомоторных реакций, эластичности сосудистой стенки и др. У больных с окклюзионными заболеваниями артерий нижних конечностей уменьшается амплитудный градиент пульса, удлиняется время анакроты объемной сфигмографии вследствие замедления кровотока в сосудах. Данный метод дает информацию о качественной характеристике кровотока, но не позволяет количественно оценить нарушения гемодинамики. Кроме того, этот метод имеет ряд ограничений, таких как заболевание сосудов, вынужденное положение конечности, мышечный гипертонус, тромбоз глубоких вен конечности, синдром малого выброса при сердечной недостаточности.

Для исследования макрогемодинамики применяется воздушная и окклюзионная плетизмография. Однако, по данным авторов, определяемые этими методамиабсолютные величины кровотока достаточно информативны у больных с венозной патологией, у больных облитерирующими заболеваниями сосудов нижних конечностей показатели мало отличаются от нормы. Поэтому эта методика не нашла широкого применения.

В настоящее время лидирующее положение в изучении нарушений гемодинамики занимает ультразвуковое ангиосканирование и допплерография. Для исследования артериальной системы конечностей применяются методы ультразвукового дуплексного сканирования с цветовым допплеровским картированием кровотока и непрерывноволновой допплерографии. Используются следующие режимы сканирования: двухмерный В-режим с высоким разрешением (визуализация кровеносного сосуда и периваскулярных тканей); цветовое доплеровское картирование - цветной допплер (позволяет на основании цветовой картограммы судить о распределении потока в сосуде в режиме реального времени и дать ему качественную оценку); импульсная допплерография - РW-допплер (количественные характеристики кровотока - линейная скорость и объемный кровоток); режим цветового отображения энергии допплеровского спектра - энергетический допплер (оценка состояния кровотока в мелких сосудах и при резком снижении его скорости, не зависящая от скорости, угла и направленности кровотока).

Сегодня в комплекс ультразвукового исследования входят прослушивание сигналов кровотока магистральных артерий, их графическая регистрация, подсчет линейной скорости кровотока, измерение регионарного систолического давления (РСД) и определение его индекса, а сегментарное измерение артериального давления на различных уровнях дает информацию о наличии артериальных окклюзии в различных частях конечности. Для количественной характеристики нарушений регионарной макрогемодинамики используется максимальное значение лодыжечного индекса регионарного систолического давления, объемные и скоростные характеристики кровотока.

С помощью ультразвуковогоангиосканирования (дуплексное, триплексное) возможно получение графической характеристики атеросклеротической бляшки, возможна ее пространственная реконструкция. Ряд авторов отмечает высокую диагностическую информативность ультразвукового дуплексного сканирования при исследовании артерий нижних конечностей малого и среднего калибра. По данным А.Г. Соколовича, чувствительность цветного ультразвукового сканирования для различных сегментов бедренно-подколенной зоны составила 75%-96%, специфичность - 94%-100%, абсолютное совпадение диагнозов составляло 92%-98%, а индекс каппа -0,82-0,89. По данным П.Э. Айриян чувствительность цветового дуплексного сканирования составила 99,3%, точность - 97,5%, положительное предсказываемое значение - 96,7%, отрицательное предсказываемое значение - 98,6%.

Таким образом, ультразвуковая допплерография и ангиосканирование в ряде случаев превосходит по точности рентгеноконтрастную ангиографию. Методика исследования высокоинформативна, неинвазивна, проста, не требует больших затрат времени, безвредна для больных пожилого возраста, следовательно, может применяться многократно для динамического контроля, что особенно выгодно отличает ее от ангиографии, однако не разрешает оценить кровенаполнение и прогнозировать жизнеспособность тканей.

Ангиография является малым оперативным вмешательством, чревата возникновением осложнений, не может выполняться многократно и, следовательно, сопряжена с высоким риском для больных пожилого и старческого с тяжелыми соматическими заболеваниями.Поэтому данный метод диагностики не использовался в нашем исследовании и подробное его описание мы не приводим.

3. Методы исследования микроциркуляторного русла

Существующие на данный момент времени методы исследования можно разделить на две группы:

1) прямые - непосредственно позволяющие визуализировать сосудистое русло;

2) косвенные - позволяющие по ряду критериев судить о метаболических процессах на уровне микроциркуляторного русла.

К методам непосредственной визуализации микрососудов относится капилляроскопия - визуализация капиллярной сети кожи при помощи прямой капилляроскопии. Цветовой анализ изображения позволяет количественно оценить структуру (количественная оценка микроциркуляции) и функцию (микрогемодинамика и газообмен) микроциркуляторного русла.

Результаты капилляроскопии во многом зависят от так называемого человеческого фактора, нивелировать который можно с внедрением методов автоматизированной капилляроскопической морфометрии, сочетающей видиомикроскопию и цифровой анализ изображения.

Флюоресцентная капилляроскопия особый вид капилляроскопии с применением красителей - позволяет наблюдать прохождение красителя по капиллярам. Обычно используется флюоресцентин натрия.

Современные методы компьютерной TV-микроскопии дают возможность исследовать состояние капиллярного кровотока при высоком разрешении оптической системы (Х400, Х500) и по многим параметрам. «Компьютерный капилляроскоп» позволяет производить в ручном и автоматическом режимах расчет параметров капиллярного кровотока: плотности капиллярной сети, размеров капилляров и скорости капиллярного кровотока раздельно по артериальному, венозному и переходному отделам, величину периваскулярной зоны, количество агрегированных форменных элементов крови («сладжей»), количество лейкоцитов в потоке.

Негативным фактором этих методов исследования является необходимость иметь в штате обученного врача. Оснащенность оборудованием для капилляроскопии и компьютерной микроскопии доступна не всем клиникам из-за его высокой стоимости.

Для массового применения более доступны методы непрямого изучения микроциркуляции.

В связи с развитием медицинских технологий все более широкое применение в медицинской практике находит лазерная допплерометрия. Метод лазерной допплеровской флоуметрии (ЛДФ) основывается на оптическом неинвазивном зондировании тканей монохроматическим сигналом и анализе частотного спектра монохроматического сигнала, отраженного от движущихся в тканях эритроцитов. В основе метода лежит измерение доплеровской компоненты в спектре отраженного лазерного сигнала, рассеянного на движущихся в тканях частицах, что дает возможность оценить величину тканевой перфузии. К преимуществам лазердопплерфлоуметрии относят возможность получения количественных показателей тканевой перфузии, проведения мониторинга в послеоперационном периоде. Недостатком можно считать низкуювоспроизводимость (глубина измерения составляет 1,0 мм.), а для оценки мышечного кровотока необходимо использовать иглообразные датчики, имплантируемые внутримышечно, что в условиях критической ишемии не всегда целесообразно. Вместе с тем на результаты исследования могут влиять некоторые факторы, в частности температурный режим и температура кожи, что усложняет их интерпретацию.

Фотоплетизмография - метод регистрирует изменения объема крови в небольшом участке кожи в инфракрасных лучах. Метод основан на сравнении интенсивности потока инфракрасных лучей, излучаемых световодом и отраженного потока, принимаемых светочувствительным элементом. Количественным параметром, определяемым с помощью этого метода, является время наполнения вен. Результат зависит от удельного объема крови в данном участке ткани, так как кровь является основным поглотителем инфракрасных волн, излучаемых световодом. Чем больше света поглощается, то есть чем больше удельный объем крови присутствует в ткани, тем выше будет амплитуда фотоплетизмографических волн. К сожалению, количественная характеристика фотоплетизмографического исследования не разработана до настоящего времени.

Одним из перспективных методов изучения состояния микроциркуляции является прогрессивно развивающаяся в последнее время техника чрезкожного определения напряжения кислорода и углекислого газа в тканях при помощи электрода Кларка, что позволяет судить о доставке кислорода и состоянии микроциркуляции в исследуемой области. Способ позволяет выявлять тканевую гипоксию, но не раскрывает механизмы его развития.

Таким образом, в настоящее время большинству клиник доступны лишь непрямые, способы изучения микроциркуляторного русла нижних конечностей, позволяющие определить лишь его качественные характеристики. Имеется необходимость в разработке количественных характеристик нарушения микроциркуляции для выработки тактики лечения.

Целесообразна разработка способов оценки микроциркуляции с помощью доступных в практическом здравоохранении: методов фотоплетизмографии, допплерографии, оксиметрии.

Размещено на Allbest.ru