Морфофизиология органов и тканей при терминальных состояниях

Благодаря теории функциональных систем (Анохин П.К., 1979), утвердилось принятое на сегодня в экспериментальной и клинической медицине представление о том, что реакция организма на различные, в том числе повреждающие, воздействия обеспечивается не отдельными органами, а определенным образом организованными и соподчиненными между собой функциональными системами органов, обладающих эволюционно детерминированной реактивностью. Функциональные системы взаимодействуют, «взаимосодействуют» иерархически и функционируют по принципу доминирования, объединяясь в систему высшего порядка - организм.

Повреждение с прекращением функционирования критической массы функциональной системы становится необратимым. Если, например, остро теряется 50% крови, 70% эритроцитов, 30% плазмы, 85% массы печени, 55% массы легкого, то функционирование организма человека невозможно, и через терминальное состояние наступает смерть. Когда патологический процесс сопровождается повреждением массы функциональной системы ниже критической, система некоторое время может существовать за счет включения соответствующих компенсаторных процессов или ятрогенной поддержки (Шанин Ю.Н., 1989).

Во время травмы (тяжелые ранения, обширные оперативные вмешательства) повреждаются все функциональные системы, но неодинаково и не во всей своей структурной массе. Это связано с различной эволюционно детерминированной реактивностью функциональных систем и их элементов, а также с законом асинхронного функционирования элементов функциональных систем на всех иерархических ступенях. Поэтому, например, расстройства микроциркуляции, даже при очень тяжелых повреждениях, у человека возникают не сразу и не везде, а через некоторое время, по мере исчерпания попеременно и последовательно асинхронно включающихся в перфузию капилляров (Шанин Ю.Н., 1989).

Важным условием адекватного обеспечения адаптационных колебаний активности биологических процессов является временная синхронизация между действием раздражителя, требующим изменения функциональной активности органа, и моментом реализации последней. Если, по мнению Д.С. Саркисова (1993), отношение между силой воздействия и числом активно функционирующих структур можно рассматривать как количественную сторону морфологической характеристики реакции адаптации и приспособления, то темп мобилизации материальных ресурсов представляет собой важнейший качественный их критерий: материальные ресурсы органа, вполне достаточные потенциально, но не реализованные вовремя, т.е. синхронно с действием патогенного фактора, не могут предотвратить его разрушительного влияния.

Патоморфологической основой ТС, наряду с изменениями, обусловливаемыми развитием НПС, являются признаки общего адаптационного синдрома, а также морфологические эквиваленты так называемых «элементарных» общепатологических процессов (Медведев Ю.А., 1991). Последние зависят от характера пусковой патологии (легочной, сердечной или мозговой недостаточности) и выражаются в виде регионарных и системных перемещений крови, укладывающихся в несколько типовых картин; локальных изменений кровенаполнения; многообразных нарушений обмена (дистрофий), альтеративных изменений, включающих различные формы некрозов и реакции на него окружающих тканей, как исхода генерализованой или локальной гипоксической патологии; локальных и генерализованых изменений содержания воды, электролитов, кислотно-основного состояния и осмотического давления; изменений реологических, свертывающих, противосвертывающих и других свойств крови.

Морфология ТС не исчерпывается перечисленными патологическими изменениями. Она включает также набор других приспособительных реакций. По мнению Ю.А. Медведева и соавт. (1982), в практическом плане важно понимание динамичности развития патологических процессов, в том числе в периоде ТС. В ряде случаев, например, при внезапной смерти, патоморфология ТС еще не успевает сформироваться и гистологическая структура органов и тканей остается нормальной.

ВТ. Сиповский (1991) доказал, что одним из характерных показателей клеточной смерти является нарушение проницаемости большинства клеточных мембран, причем выход гидролитических ферментов в цитоплазму из лизосом морфологически отражает начальный этап аутолиза на клеточном уровне. Общая направленность посмертных структурно-метаболических изменений в клетках человека и животных примерно одинакова, а конкретные виды патологии могут существенно влиять на их характер.

Одна из закономерностей, отражающих симптоматику пре-мортального периода, - перераспределение крови. Причинами этого могут быть различные гемодинамические блоки, обусловленные нарушением функционирования гемодинамических «моторов», описанных Г.В. Шором еще в 1925 году. Эти явления могут развиваться как в резистивных и емкостных сосудах, полостях сердца (острое расширение отделов сердца, «пустое сердце»), так и в микроциркуляторном русле в виде малокровия, полнокровия, неравномерного кровенаполнения (Медведев Ю.А., 1980). Отдельные участки сердечно-сосудистой системы в процессе функционирования как в нормальных, так и в патологических условиях тесно связаны между собой, поэтому нарушение функции одной из них больше или меньше влияет на функцию другой.

Б.К. Беспрозванный (1954), изучая причины и механизмы смерти от непосредственного действия травмы при боевых огнестрельных проникающих ранениях груди с повреждением периферических отделов легкого, показал, что для танатологического анализа, особенно, когда причинами смерти служат проникающие ранения груди, чрезвычайно важно не только определить состояние кровенаполнения органов, но и выявить их причины (перегиб полых вен при смещении средостения, двусторонний коллапс легкого и др.).

Ю.А. Медведев и соавт. (1983), используя методику радиоизотопной индикации плазмы и эритроцитов показали, что после смерти существенных перемещений крови в организме не происходит, и ее распределение на момент остановки сердца сохраняется неизменным на время, в течение которого обычно производятся патологоанатомические и судебно-медицинские вскрытия.

Причины нарушения кровообращения могут быть разнообразными, но не всегда реализуются в виде неадекватности капиллярного кровообращения. Последняя развивается лишь в том случае, если не вступят в действие компенсирующие механизмы, относящиеся к пре- и посткапиллярному руслам. Будучи системными для большого или малого круга кровообращения, эти изменения могут давать значительный эффект в перераспределении крови, но уловить их морфологически можно при известном внимании, ибо, как и все системные реакции, они не имеют ярких морфологических признаков. Сущность компенсаторных изменений стенок сосудов составляют:

♦ распределение крови в зависимости от потребности органов;

♦ обеспечение непрерывности тока струи крови;

♦ обеспечение наполнения камер сердца (ЕсиповаКК., 1971). Сосудистый тонус в основном создается периферическим механизмом (базальным тонусом сосудов), а нервные импульсы его корригируют, обеспечивая перераспределение крови между различными сосудистыми областями. В чрезвычайных обстоятельствах для поддержания системного АД, венозного возврата крови к сердцу и сердечного выброса, благодаря своеобразию свойств регионарных сосудистых русел может возникать местная вазоконстрикция, в результате которой появляется так называемая централизация кровообращения: обеспечение достаточного притока крови к жизненно важным органам (мозгу, сердцу и легким) при внешне неизмененном системном АД. Это происходит, когда собственные механизмы адаптации органного кровотока к потребностям жизненно важных органов оказываются недостаточными (Ткаченко Б.И., 1989).

Главную роль в нейрогуморальной регуляции кровообращения играет сердечно-сосудистый центр продолговатого мозга, который нередко называют сосудодвигательным центром. В нем выделяют три связанных между собой отдела:

♦ группу нейронов, оказывающих через пре- и постганглионарные нейроны тоническое действие на функцию сердца и сокращение гладкой мускулатуры сосудов;

♦ нейроны, обладающие противоположным тормозящим действием на пост- и преганглионарные симпатические нейроны и уменьшающие активирующее влияние адренер-гической иннервации;

♦ нейроны из ядра блуждающего нерва, оказывающие тормозящее влияние на сердце.

Информация, поступающая в сосудодвигательный центр в виде нервных импульсов от механорецепторов, хеморецепторов и других рецепторных полей, реализуется в его эффекторных влияниях. Кроме этого, имеется и прямое влияние на нейроны продолговатого мозга кислорода, углекислоты и водородных ионов, содержащихся в протекающей через него крови. На сосудодвигательный центр продолговатого мозга влияют и вышележащие отделы головного мозга. Рецепторы системы кровоснабжения представлены механорецепторами растяжения каротидного синуса дуги аорты, легочной артерии, а также предсердий и желудочков сердца. В соответствии с местоположением механорецепторов их делят на рецепторы областей высокого и низкого давлений. Активация первых имеет преимущественное значение для регуляции кровяного давления, а активация вторых - для регуляции ОЦК. Механорецепторы растяжения расположены у мест впадения полых вен в правое предсердие и впадения легочных вен в левое. При раздражении этих рецепторов возникают рефлекторное снижение тонической активности симпатических нейронов и повышение тонуса блуждающего нерва. При этом насосная функция сердца снижается в большей мере, чем сопротивление сосудистого русла, и таким образом предотвращается перегрузка сердца. Область предсердий и впадающих в них вен -наиболее растяжимый отдел всей системы кровоснабжения. Расположенные здесь рецепторы растяжения в наибольшей степени реагируют на изменение наполнения и играют важную роль в регуляции ОЦК. Кроме этого, растяжение места соединения легочных вен с левым предсердием или увеличение наполнения левого предсердия рефлекторно сопровождается увеличением диуреза, и наоборот.

Хеморецепторы системы кровоснабжения локализованы в так называемых каротидных тельцах в области бифуркации сонных артерий и аортальных тельцах. Афферентные волокна из этих телец идут в сердечно-сосудистый центр продолговатого мозга. Эти рецепторы реагируют на снижение содержания кислорода, увеличение содержания углекислоты и водородных ионов в крови. В ответ на такие изменения компенсаторно развиваются тахикардия, гипертензия, увеличивается МОК. Такая же реакция возникает и при патологических состояниях (гипоксии, ацидозе, гиперкапнии), усиливаясь, когда гиперкапния и ацидоз сочетаются с гипоксией.

Нарушения функции периферических артерий можно связать с изменениями в вазомоторике, структурными изменениями их стенок, полной или частичной окклюзией сосудистого просвета. Функция венозной системы заключается в дренаже крови из капилляров всех органов. Сопротивление в венах сравнительно высокое и может изменяться незначительно, причем в сторону увеличения. Активное сокращение гладких мышц в стенках вен играет небольшую роль в увеличении сопротивления.

Н.А. Митеева и Г.К. Герсалия (1994), изучая гистологические изменения во внутренних органах (ГМ, сердце, легких, почках, печени) у умерших из-за механической асфиксии (повешения, сдавления шеи руками и петлей, обтурации гортани инородными телами), пришли к заключению, что при каждой из перечисленных форм имеются морфологические признаки, обусловленные неодинаковыми гемодинамическими изменениями во внутренних органах в премортальном периоде. Так, при повешении (завершенной форме странгуляционной асфиксии) авторы обнаружили выраженное паретическое венозное полнокровие мягких мозговых оболочек и стволовых отделов ГМ, сердца, легких, почек и печени. В большинстве наблюдений в артериальных сосудах крови почти не обнаруживали, за исключением легких, где одинаково часто встречались венозное и венозно-артериальное полнокровия. При сдавлении руками и петлей, по мнению авторов, наблюдается иное состояние внутриорганной гемодинамики, что приводит кроме упомянутого венозного полнокровия (редко веноартериального) к возникновению нарушений реологических свойств крови. Морфологическими эквивалентами этих нарушений были: сладжи, отмешивание плазмы от эритроцитов, нередко лейкостазы. При наступлении летального исхода после обтурации гортани инородным телом авторы постоянно обнаруживали венозное полнокровие и нарушение реологических свойств крови. Особенностью этой формы они считают наличие спастического состояния мелких артерий и сосудов микроциркуляторного русла, особенно радиарных артерий ГМ и мелких артерий сердца.

Состав и распределение жидкости в человеческом организме в литературе освещены достаточно подробно (Медведев Ю.А. и соавт., 1988; Березов Т.Т. и Коровкин Б.Ф., 1990). Показатели, характеризующие водно-электролитный обмен у человека, в норме отличаются выраженной устойчивостью (отклонение от нормы наступает только при критических и терминальных состояниях, особенно при избыточной инфузионной терапии).

Нарушения водно-электролитного обмена встречаются довольно часто, особенно после травм и в послеоперационном периоде (Гайкова О.Н., 1983; Линьков В.А., 1985; Пермяков Н.К., 1985; Рейнус К.Б., 1986; Le Quesne L.P. et al., 1985). Большое значение в этом случае приобретает вмешательство реаниматолога, регулирующего нарушения этого обмена, иногда без достаточного контроля (Бобринская И.Г., 1994). Клиническая диагностика нарушений водно-электролитного обмена не всегда проводится на достаточно высоком уровне, особенно при быстро сменяющихся патологических процессах. В премортальном периоде, особенно в ТС, нарушения водно-электролитного обмена могут сами по себе иметь танатологическое значение. По мнению Г. А. Рябова (1979) «расстройства водного равновесия и связанные с ними нарушения баланса электролитов не только неизменно и постоянно сопровождают критические состояния, но и являются их сутью». Количество вводимой в организм воды определяется суточной потребностью (30-40 мл/кг или около 2,5 л) в сочетании с объемом учитываемых (моча, рвотные массы, застойное содержимое желудка, выделения из кишечника, дренажей, тампонов) и неощутимых (испарение с кожи, выделение с выдыхаемым воздухом) потерь за предыдущие сутки, с учетом температуры тела и окружающей среды, частоты дыхания (Неговский В.А. и со-авт., 1987).

Одним из проявлений водно-электролитного дисбаланса является накопление в просвете серозных полостей жидкости, содержащей мало белка (транссудата). По мнению С.А. Повзуна (1994), присутствие транссудата в серозных полостях - важный морфологический критерий сердечной недостаточности, а его отсутствие еще не означает, что у умершего при жизни не было острой сердечной недостаточности. Наличие транссудата в серозных полостях отражает, как правило, последствия лимфостаза, который при быстром нарастании сердечной декомпенсации может и не успеть развиться. К другим проявлениям лимфостаза относят расширение незаметных в других ситуациях лимфатических капилляров в плевре, капсуле печени, соединительнотканных прослойках миокарда и висцеральном эпикарде, в других органах.

B.C. Поспелов (1982), Н.Ф. Шин и соавт. (1983) изучали содержание воды и электролитов во внутренних органах и скелетных мышцах экспериментальных животных при различных механизмах смерти и подтвердили положение о интенсивном перемещении воды и электролитов в период терминального состояния. Классические методы патологической анатомии дают возможность диагностировать лишь резко выраженные формы нарушения водного обмена (Пермяков Н.К. и Туманский В.А., 1982; Медведев Ю.А. и соавт., 1988). Вполне современны высказывания, известного отечественного терапевта Д. Д. Плетнева еще более 60 лет тому назад о том, что в ряде случаев гистологические исследования не дают при современном состоянии знаний указаний на структурные улавливаемые микроскопической анатомией изменения; последние связаны с изменениями физико-химического характера, с изменениями своего рода химической анатомии. Постмортальная диагностика нарушений водно-электролитного обмена в терминальном состоянии является весьма перспективной для получения дополнительной и нередко чрезвычайно важной для танатологического заключения информации. Она открывает возможности для объективной оценки распределения воды и электролитов во всех органах и тканях при часто встречающихся и редких вариантах ионно-осмотического баланса (Гайкова О.Н., 1984; Медведев Ю.А. и соавт., 1988; Медведев Ю.А., 1991).

При сопоставлении макроскопических оценок степеней гидратации и количественного определения содержания воды установлено, что для структур ГМ правильные макроскопические оценки составляют только 16-20% (Гайкова О.Н., 1984).

А.В. Смольянников и соавт. (1995) утверждают, что для выяснения особенностей танатогенеза при вскрытии нужно брать материал для различных исследований крови и мочи и определять содержание в них глюкозы, электролитов, мочевины, некоторых ферментов и т.п. Эти исследования проводятся в соответствующих клинических лабораториях.

Биохимические исследования трупной крови в последние десятилетия велись в основном с целью возможного ее использования в качестве трансфузионной среды. В литературе имеются сведения, позволяющие применять результаты посмертных исследований крови для диагностики таких НПС, как кровопотеря, острая почечная недостаточность, гипергликемическая кома и др. (Пермяков Н.К., 1985; Смольянников В. А. и соавт., 1995). Однако работ, посвященных постмортальной диагностике типов ТС с помощью показателей трупной крови, мы не обнаружили.

К.С. Симонян и соавт. (1975) доказали, что на уровень содержания натрия, хлора, мочевины, креатинина в трупной крови не оказывают существенного влияния срок ее изъятия из сосудистого русла, прошедший с момента смерти, и длительность агонии. Эти авторы показали, что ведущая роль в активности ами-нотрансфераз остается за патологическими процессами в пре-мортальном периоде. При этом не выявлено зависимости активности аминотрансфераз от сроков изъятия крови из кровеносного русла умершего. Содержание калия в сыворотке крови претерпевает большие изменения в зависимости от срока, в течение которого кровь находилась в сосудистом русле умершего (Ботезату Г. А. и соавт., 1987).

И.Г. Бобринская (1994), обследуя больных, находящихся в критических состояниях, обусловленных травматическим и кардиогенным шоком, выявила развитие у них неспецифического гиперосмолярного синдрома, который, по ее мнению, является критерием адаптационной стресс-реакции, метаболических нарушений и осморегуляции. При этом показатели кровообращения являются количественными критериями эффективности инфузионной терапии, а осмотические (коллоидное давление плазмы) отражают качественную адекватность инфузионной терапии. Предложен мониторинг за осмотическими показателями, позволяющий прогнозировать течение критического состояния.

Е. Laurier et al. (1992), обследуя плазму крови и перикардиальную жидкость 26 умерших, обнаружили достоверную разницу в содержании острофазовых белков в этих жидкостях при коротком и длительном агональном периодах. По их мнению, это обусловлено агональным некрозом миокарда.

Липемия и жировая эмболия, не связанные с механической травмой, при терминальных состояниях давно описаны (Неговский В.А., 1977; Пащук А.Ю., Фадеев П.А., 1993; Steiner J., Klempirova A., 1990). В крови возрастает содержание р-липопротеидов, фосфолипидов, нейтральных жиров, холестерина и продуктов жирового обмена. Кроме того, липемию при терминальных состояниях можно связать с затруднением элиминации жира из крови вследствие нарушения капиллярного кровообращения, угнетения окислительно-восстановительных процессов, снижения липоидеретической функции эндотелия и т.д. (Клочков Н.Д., 1992; Hulman G., 1988; Fout M.D., 1989; Chastre J., 1990). Укрупнение хиломикронов и образование жировых капель, препятствующих микроциркуляции, могут происходить и без значительного абсолютного увеличения жира в крови (Левин Ю.М., 1977; Show J.H.F., Wofte R.R., 1989). Т.Б. Журавлева (1987) показала, что на особенностях перестройки гистогематических барьеров в жизненно важных органах неизбежно сказываются длительность терминального периода, характер примененного лечения, особенности реанимации и ИТ.