Нарушение микроциркуляции крови и средства для ее улучшения. Схема кровообращения

21.04.2019

Микроциркуляция I Микроциркуля́ция (греч. mikros малый + лат. circulatio круговращение)

транспорт биологических жидкостей на уровне тканей организма: крови по микрососудам капиллярного типа (капиллярное ), перемещение интерстициальной жидкости и веществ по межклеточным пространствам и транспорт лимфы по лимфатическим микрососудам. Термин введен американскими исследователями в 1954 г. с целью интеграции методических подходов и сведений, которые относились преимущественно к капиллярному кровотоку (см. Кровообращение). Развитие этого направления привело к представлениям о М. как о сложной системе, интегрирующей деятельность трех подсистем (отсеков, или компартментов): гемомикроциркуляторной, лимфоциркуляторной и интерстициальной. Основной задачей системы М. в организме является поддержание динамического равновесия объемных и массовых параметров жидкости и веществ в тканях - обеспечение гомеостаза внутренней среды. М. осуществляет транспорт крови и лимфы по микрососудам, перенос газов (см. Газообмен), воды, микро- и макромолекул через биологические барьеры (стенки капилляров) и движение веществ во внесосудистом пространстве.

Центральное звено системы - кровеносные и лимфатические , самые тонкостенные сосуды диаметром 3-5 до 30-40 мкм (рис. 1, 2 ). являющиеся важнейшим компонентом биологических барьеров. Стенки кровеносных капилляров, сформированные в основном из специализированных эндотелиальных клеток (рис. 3 ), допускают избирательное снабжение рабочих элементов ткани кислородом, ионами. биологически активными молекулами, плазменными протеинами и другими веществами, циркулирующими в крови. Лимфатические капилляры (см. Лимфатическая система), стенки которых также образованы эндотелием, эвакуируют из тканей избыток жидкости, молекулы белка и продукты обмена клеток. Состояние капиллярного кровообращения определяют резистивные микрососуды - артериолы и прекапилляры, имеющие гладкие мышечные клетки. Последние обеспечивают изменения величины рабочего просвета сосудов и, следовательно, объема крови, поступающего в капилляры. Из капилляров собирается в емкостные сосуды - посткапилляры и венулы, которые также включены в процессы транспорта веществ. Пути внекапиллярного кровотока (анастомозы, шунты) участвуют в кровенаполнении капилляров. Транспорт веществ через эндотелиальную выстилку кровеносных и лимфатических сосудов капиллярного типа (сосудистая ) осуществляется посредством межклеточных контактов, открытых и диафрагмированных фенестр и , а также системой плазмолеммальных , или инвагинаций (рис. 4 ). Многочисленность структур, образованных клеточной мембраной (см. Мембраны биологические), служит отличительным признаком эндотелиальных клеток. Основной движущей силой, доставляющей тканям кровь и обеспечивающей продвижение интерстициальной жидкости и лимфы, является пропульсивная деятельность сердца.

С функциональной точки зрения все транспортные процессы в системе М. взаимосвязаны и взаимообусловлены. Эта взаимосвязь достигается благодаря градиентам сил (давлений) и концентраций на уровне эндотелиальных барьеров, разделяющих компартменты, и в каждом из них. Кровь как сложная гетерогенная корпускулярной природы имеет реологические свойства, существенно отличающие ее от других жидкостей. На условия гемодинамики в системе М. оказывают влияние не только структурные механизмы микроциркуляторного русла, но и агрегатное состояние крови, взаимодействие между форменными элементами и циркулирующей плазмой. Гемодинамические параметры в микрососудах тесно связаны с проницаемостью их стенок, а последняя отражает градиенты сил и концентрацию белков в интерстиции. В свою очередь, условия, существующие в интерстициальном окружении лимфатических капилляров, формируют механизмы лимфообразования и продвижения лимфы. М. как основная система, интегрирующая жизнедеятельность тканей, регулируется преимущественно местными механизмами контроля - медиаторным, миогенным. Нервные и гуморальные влияния реализуются на уровне гладкомышечного аппарата резистивных микрососудов и в сокращении эндотелиальных клеток. В деятельности системы М. очень эффективно проявляется принцип саморегуляции, в соответствии с которым изменения функциональных параметров в каждом из трех компартментов и на границах между ними существенно влияют на транспортные явления в соседних отсеках. Саморегуляторный механизм обеспечивает, в частности, защиту тканей от избыточного поступления и накопления жидкости. Недостаточность какого-либо звена этого механизма и невозможность ее компенсации приводит к тканевому отеку - одному из наиболее распространенных синдромов при многих патологических состояниях.

Основные параметры, характеризующие функционирование системы М., определяются условиями гемодинамики на уровне капилляров, проницаемостью их стенок, силами, обеспечивающими движение интерстициальной жидкости и лимфы. Скорость кровотока в капиллярах обычно не превышает 1 мм/с , причем движутся несколько быстрее плазмы. Гидростатическое давление в сосудах капиллярного типа в разных органах регистрируется в диапазоне 18-40 мм рт. ст . Как правило, оно несколько превосходит коллоидно-осмотическое давление белков плазмы (19-21 мм рт. ст .), благодаря чему давления через стенки капилляров направлен в сторону ткани и фильтрация жидкости доминирует реабсорбцией ее в плазму. Избыточный объем поступающей в жидкости реабсорбируется корнями лимфатической системы или используется на образование секретов, например в пищеварительных железах. Гидравлическая стенок кровеносных микрососудов, т.е. проницаемость для воды, колеблется в зависимости от их характера (артериальные или венозные капилляры, венулы) и органной принадлежности. В капиллярах с непрерывным эндотелием ( , кожа, сердце, ц.н.с.) она варьирует в пределах (1-130)․10 -3 мкм/с․мм рт. ст . Величина проводимости фенестрированного эндотелия ( , слизистая оболочка кишки, железы) обычно на 2-3 порядка выше. Другой важный параметр, характеризующий способность капиллярной стенки пропускать вещества, растворимые в воде, - коэффициент осмотического отражения - является безразмерной величиной и не превышает 1. Его значения особенно важны для оценки проницаемости эндотелия по отношению к белкам плазмы крови. В стенке капилляров коэффициент отражения белков типа альбумина составляет 0,7-0,9. Это означает, что проницаемость капиллярного эндотелия для макромолекул невелика; для ионов и небольших молекул значения коэффициента отражения близки к 0,1. Еще один параметр - коэффициент проницаемости для ионов К + , Na+ имеет величину порядка 10 -5 см/с . Для молекул средней массы ( , аминокислоты) он несколько меньше.

Величина гидростатического давления интерстициальной жидкости (в межклеточном пространстве) оценивается обычно как близкая к нулю, т.е. мало отличающаяся от величины атмосферного давления. При некоторых методах измерения регистрируются значения меньше, чем атмосферное давление: -6 -8 мм рт. ст . Хотя проницаемость стенок капилляров для белков ограничена, их содержание в тканях составляет 30-40% всей массы циркулирующего в организме протеина. Коллоидно-осмотическое давление в интерстициальной жидкости достигает 10 мм рт. ст. Низкое гидростатическое давление и высокое коллоидно-осмотическое в интерстициальном пространстве способствуют фильтрации жидкости в ткань и поступлению туда веществ, растворенных в плазме крови. Градиенты давления в интерстиции вызывают перемещение растворов в нем и тем самым доставку необходимых продуктов к рабочим клеткам. Плазменные , которые также поступают в межклеточную среду, эвакуируются в основном лимфатическими капиллярами. Давление в их просвете, по-видимому, мало отличается от атмосферного, т. е. по отношению к давлению крови близко к нулю. По мере продвижения лимфы по сосудам оно несколько увеличивается и на выходе из системы М. может достигать 14-16 мм рт. ст. Хотя механизмы перемещения лимфы в микрососудах еще недостаточно ясны, показано, что большую роль играют сокращения крупных лимфатических сосудов (лимфангионов), имеющих развитую мышечную оболочку.

Наряду с обеспечением процессов обмена веществ между плазмой (лимфой) и рабочими элементами ткани система М. выполняет и другие функции, жизненно необходимые для нормальной деятельности организма. Суммарная масса эндотелиальных клеток в организме взрослого человека достигает 1,5-2 кг , а величина клеточной поверхности вообще экстраординарна и, по-видимому, близка к 1000 м 2 . На этой обширной поверхности протекает ряд важнейших биохимических реакций, например превращение неактивной формы ангиотензина I в активную - II. Конвертирующий синтезируется эндотелиальными клетками (особенно в микрососудах легких) и затем экспонируется на их поверхности. С помощью эндотелия капилляров дезактивируются биогенные - , серотонин; на эндотелии сорбируется практически весь циркулирующий в плазме и другие биологически активные молекулы. Чрезвычайно важна роль эндотелия в синтезе простагландинов, особенно PGI 2 (простациклина), который поддерживает тромборезистентность эндотелиальной поверхности. Таким путем, а также благодаря синтезу эндотелием ряда факторов гемостаза и фибринолиза достигается тесная функциональная связь между М. и системой свертывания крови (см. Свертывающая система крови (Свёртывающая система крови)). Эндотелиальные клетки синтезируют также большой молекул соединительной ткани - , коллагены, фибронектин, ламинин и др. Обширный спектр клеточных рецепторов на эндотелиальной поверхности обеспечивает избирательную адсорбцию веществ и регуляцию специфических реакций эндотелиальных клеток.

Местные или генерализованные расстройства М. возникают практически при всех заболеваниях. В соответствии с функциональными свойствами системы М. эти расстройства проявляются комплексом различных синдромов. Так, при Шок е разной этиологии ведущее патогенетическое значение приобретают явления гипоперфузии ткани, т.е. недостаточности капиллярного кровообращения, и эритроцитов - образование их конгломератов разной величины и плотности. Нарушения проницаемости стенок микрососудов для жидкости и белка, как и лейкоцитарная в очаге острого воспаления, является результатом специфического реагирования М. в условиях сложного баланса медиаторов: гистамина, серотонина, системы комплемента, производных арахидоновой кислоты, активных форм кислорода и других (см. Воспаление). Стойкое резистивных микрососудов - артериол, и структурные трансформации их стенок служат эффекторным механизмом развития гипертензионного синдрома. На уровне М. и при ее непосредственном участии развиваются такие тяжелые состояния, как диссеминированного внутрисосудистого свертывания (см. Тромбогеморрагический синдром). При развитии патологических состояний синдромы микроциркуляторных расстройств часто комбинируются в различных сочетаниях и проявляются с разной интенсивностью.

Методы изучения М. включают, помимо традиционного гистологического исследования, изучение с помощью электронного микроскопа, а также прижизненную микроскопическую диагностику нарушений кровотока (изучение капилляров ногтевого валика, конъюнктивы, десны, слизистых оболочек). В офтальмологии широко используется сосудов глазного дна, позволяющая при введении в кровь люминесцентных индикаторов оценивать не только внешний , но и проницаемость сосудов. С этой целью применяют также подкожную пробу Лендиса - определение проницаемости капилляров по величине фильтрации жидкости и белка из капиллярной крови в условиях повышенного гидростатического давления. Индикатором состояния водного баланса в тканях может служить величина интерстициального давления. Для суммарной оценки тканевого кровотока, экстракции из крови и клиренса различных веществ все более широко применяют радионуклидные методы. В клиническую практику внедряют вискозиметры для изучения агрегатного состояния крови при различных скоростях сдвига. В медико-биологических экспериментальных исследованиях методические возможности изучения М. более обширны и информативны. Практически все важнейшие параметры, отражающие функции системы М., доступны для количественного анализа.

Библиогр.: Джонсон П. Периферическое , пер. с англ., М., 1982; Куприянов В.В. Система микроциркуляции и микроциркуляторное русло, . анат., гистол. и эмбриол., т. 62, № 3, с. 14, 1972; Куприянов В.В. и др. Микролимфология, М., 1953, библиогр.; Левтов В.А., Регирер А. и Шадрина Н.X. крови, М., 1982, библиогр.; Орлов Р.С., Борисов А.В. и Борисова Р.П. Лимфатические сосуды, Л., 1983; Руководство по физиологии. кровообращения. Физиология сосудистой системы, под ред. П.Г. Костюка, с. 5, 307, Л., 1984. Сосудистый , под ред. В.В. Куприянова и др., с 44, Киев, 1986; Чернух А М., Александров П.Н. и Алексеев О.В. Микроциркуляция, М., 1975, библиогр.

Рис. 2. Микропрепарат лимфатического капилляра среди кровеносных микрососудов (стрелкой указана эндотелиальная клетка); импрегнация серебром.

II Микроциркуля́ция (Микро- + циркуляция )

1) процесс направленного различных жидкостей организма на уровне тканевых микросистем, ориентированных вокруг кровеносных и лимфатических микрососудов;

2) кровообращение по мелким артериям, артеориолам, капиллярам, венулам и мелким венам.

1. Малая медицинская энциклопедия. - М.: Медицинская энциклопедия. 1991-96 гг. 2. Первая медицинская помощь. - М.: Большая Российская Энциклопедия. 1994 г. 3. Энциклопедический словарь медицинских терминов. - М.: Советская энциклопедия. - 1982-1984 гг .

Синонимы :

Смотреть что такое "Микроциркуляция" в других словарях:

Микроциркуляция … Орфографический словарь-справочник

- (от микро... и лат. circulatio врашение, круговорот), транспорт крови в системе мелких кровеносных сосудов (артериол, венул, капилляров). В процессе М. происходит обмен веществами между жидкостью внутри капилляров и содержимым тканевых… … Биологический энциклопедический словарь

Сущ., кол во синонимов: 1 циркуляция (10) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

- (др. греч. μικρός «малый» + лат. circulatio «круговращение») транспорт биологических жидкостей на тканевом уровне. Это понятие включает в себя капиллярное кровообращение (движение крови по микрососудам капиллярного типа) … Википедия

- (микро + циркуляция) 1) процесс направленного движения различных жидкостей организма на уровне тканевых микросистем, ориентированных вокруг кровеносных и лимфатических микрососудов; 2) кровообращение по мелким артериям, артериолам, капиллярам,… … Большой медицинский словарь

микроциркуляция - микроциркул яция, и … Русский орфографический словарь

Все системы, органы и ткани организма функционируют благодаря получению энергии АТФ, которая, в свою очередь, может образовываться в достаточном количестве при наличии кислорода. Как же кислород попадает в органы и ткани? Он переносится при помощи гемоглобина по кровеносным сосудам, которые образуют в органах систему микроциркуляции или микрогемодинамики.

Уровни кровеносной системы

Условно все кровоснабжение органов и систем организма можно подразделить на три уровня:

Микроциркуляция: что это такое?

Микроциркуляция - это передвижение крови по микроскопической, то есть мельчайшей, части сосудистого русла. Выделяют пять типов сосудов, которые входят в ее состав:

артериолы;
прекапилляры;
капилляры;
посткапилляры;
венулы.

Что интересно, не все сосуды этого русла функционируют одновременно. Пока некоторые из них активно работают (открытые капилляры), другие находятся в "спящем режиме" (закрытые капилляры).

Регуляция передвижения крови по мельчайшим кровеносным сосудам осуществляется сокращением мышечной стенки артерий и артериол, а также работой специальных сфинктеров, которые расположены в посткапиллярах.

Особенности строения

Микроциркуляторное русло имеет разное строение, в зависимости от того, в каком органе оно находится.

Например, в почках капилляры собраны в клубочек, который образуется из приносящей артерии, а из самого клубочка капилляров после образуется выносящая артерия. Причем диаметр приносящей в два раза больше, чем выносящей. Такое строение необходимо для фильтрации крови и образования первичной мочи.

А в печени находятся широкие капилляры, называемые синусоидами. В эти сосуды из воротной вены поступает и насыщенная кислородом артериальная, и бедная им венозная кровь. Специальные синусоиды присутствуют и в костном мозге.

Функции микроциркуляции

Микроциркуляция - это очень важная часть сосудистого русла, выполняющая следующие функции:

обменная - обмен кислорода и углекислого газа между кровью и клетками внутренних органов;
теплообменная;
дренирующая;
сигнальная;
регуляторная;
участие в формировании цвета и консистенции мочи.

Патологические состояния

Ток крови в микроциркуляторном русле находится в зависимости от постоянства внутренней среды организма. В том числе на нормальную функцию сосудов наибольшее влияние оказывает работа сердца и эндокринных желез. Однако имеют влияние и другие внутренние органы. Поэтому состояние микроциркуляции отражает работу организма в целом.

Условно все патологические состояния сосудов микроциркуляторного русла можно разделить на три группы:

Внутрисосудистые изменения

Замедление тока крови в сосудах, которое может проявляться как при специфических заболеваниях, тромбоцитопатиях (нарушении функции тромбоцитов) и коагулопатиях (нарушении свертывания крови), так и при патологиях, которые могут встречаться при разнообразных заболеваниях организма. К таким состояниям относятся агрегация эритроцитов и сладж-синдром. По сути, эти два процесса являются последовательными стадиями одного феномена.

Сначала происходит временное прикрепление эритроцитов при помощи поверхностных контактов в виде столбика (агрегация эритроцитов). Такое состояние обратимо и обычно носит кратковременный характер. Однако прогрессирование его может привести к прочному склеиванию (адгезии) кровяных телец, что уже является необратимым.

Такая патология носит название сладж-феномена. Это приводит к замедлению и полному прекращению тока крови в сосуде. Обычно закупориваются венулы и капилляры. Обмен кислорода и питательных веществ останавливается, что в дальнейшем вызывает ишемию и некроз тканей.

Разрушение сосудистой стенки

Нарушение целостности стенки сосуда может возникать как при патологических состояниях всего организма (ацидоз, гипоксия), так и при непосредственном повреждении стенки сосуда биологически активными агентами. В роли таких агентов выступают при васкулитах (воспалении сосудистой стенки).

Если повреждение прогрессирует, отмечается просачивание (диапедез) эритроцитов из крови в окружающие ткани и образование кровоизлияний.

Внесосудистые нарушения

Патологические процессы в организме могут влиять на сосуды микроциркуляции двумя путями:

Реакцией тканевых базофилов, которые выбрасывают в окружающую среду биологически активные агенты и ферменты, непосредственно влияющие на сосуд и сгущающие кровь в сосудах.
Нарушением транспорта тканевой жидкости.

Таким образом, микроциркуляция - это сложная система, которая находится в постоянном взаимодействии со всем организмом. Необходимо знать не только основные виды ее нарушений, но и методы диагностики и лечения этих заболеваний.

Нарушение микрогемодинамики: диагностика

В зависимости от пораженного органа могут использоваться различные методы инструментальной диагностики, которые косвенно могут указать на наличие нарушений микроциркуляции через патологию внутреннего органа:

Нарушение микрогемодинамики: лечение

Для улучшения микроциркуляции применяется группа препаратов, называемая ангиопротекторами. Это высокоэффективные лекарственные средства, улучшающие ток крови по сосудам и восстанавливающие сам сосуд. Их основные свойства таковы:

уменьшение спазма артерий;
обеспечение проходимости сосуда;
улучшение реологии (вязкости) крови;
укрепление сосудистой стенки;
противоотечный эффект;
улучшение метаболизма, то есть обмена веществ, в сосудистой стенке.

К основным препаратам, улучшающим микроциркуляцию, относятся следующие:

Можно сделать вывод, что, несмотря, на свой небольшой размер и диаметр, сосуды микрогемодинамики выполняют очень важную функцию в организме. Поэтому микроциркуляция - это самодостаточная система организма, состоянию которой можно и нужно уделять особое внимание.

Страница 151 из 228

Система микроциркуляции представлена тонкими сосудами диаметром менее 100 мкм и является самой резистивной частью сосудистого русла. Прекапиллярный отдел состоит из артериол и метаартериол, в которых отношение толщины сосудистых стенок к их внутреннему диаметру значительно превышает аналогичные показатели для посткапиллярного отдела, состоящего из венул. Прекапиллярный отдел создает 68 %, капилляры - 11,5 % и посткапиллярный отдел - 20,5 % общего периферического сопротивления сосудов.
Поток крови, поступающий в систему микроциркуляции, на уровне артериол делится на шунтовый и нутритивный. При помощи шунтового кровотока регулируются объем трансорганного кровотока, местное и общее гидростатическое давление крови, емкость сосудистого русла. Нутритивный кровоток обеспечивает использование кинетической энергии крови на приведение в действие фильтрационного механизма транспорта жидкости, содержащей электролиты и макромолекулы, через межэндотелиальные щели. Этот процесс регулируется внутрикапиллярным гидростатическим давлением крови, коллоидно-осмотическим давлением плазмы крови и степенью сокращений эндотелиоцитов, обладающих актомиозиновыми нитями. Одновременно осуществляется трансэндотелиальный экзоцитоз некоторых белков в интерстиций и двусторонний трансцеллюлярный транспорт воды, электролитов и органических молекул. В артериальном участке капилляров в интерстиции поступает 100 % интерстициальной жидкости, 90 % ее реабсорбируется в венозной части капилляров и 10 % всасывается в лимфатические сосуды. Белки плазмы крови, проникающие в интерстиции, возвращаются в кровеносное русло исключительно через лимфатическую систему (правило Дринкера).
Система микроциркуляции обеспечивает оптимальный уровень кровоснабжения органов и тканей при различном состоянии их функциональной активности и потребности в энергии.
У здорового человека в состоянии физиологического покоя в органах и тканях функционирует всего 1 - 10 % капилляров, которые обеспечивают оптимальный объем кровотока и потребность в энергии. При стимуляции и активации деятельности органов и тканей количество функционирующих капилляров обычно значительно возрастает и за счет увеличения объема кровотока удовлетворяются потребность их в нутриентах, кислороде и в удалении продуктов распада.
В регуляции капиллярного кровотока участвуют прекапиллярные сфинктеры, посткапиллярные венулы и артериоловенулярные анастомозы, обладающие разной чувствительностью к вазоактивным гуморальным факторам (табл. 60).
Таблица 60. Чувствительность сосудов системы микроциркуляции к нейромедиаторам и гуморальным вазоактивным факторам

Обозначения: реакция отсутствует 0; слабая реакция +; средняя реакция ++; сильная реакция +++.
Прекапиллярные мышечные сфинктеры влияют на приток крови в капилляры за счет регуляции их тонуса. При усилении симпатических влияний тонус артериол, терминальных артериол и метаартериол повышается, тонус прекапиллярных сфинктеров изменяется незначительно. При угнетении симпатических влияний и возрастании нутритивного кровотока тонус прекапиллярных сфинктеров снижается. Гистамин резко уменьшает тонус прекапиллярных сфинктеров и способствует раскрытию капилляров. Реакция протекает в двух вариантах: либо в виде уменьшения или увеличения количества функционирующих капилляров без изменения диаметра приносящих кровь артерий, либо изменения числа и размеров эндотелиальных пор. Обмен веществ между интерстициальной жидкостью и сосудистой системой осуществляется в капиллярах и посткапиллярных венулах, в которых происходит интенсивный транспорт макромолекул. Посткапиллярные венулы регулируют отток из капилляров за счет изменений их тонуса. При увеличении концентрации лактата, гистамина, аденозина, брадикинина, снижении РO2 и увеличении РСO2 посткапиллярные венулы расширяются, что облегчает отток крови из капилляров.
Артериоловенулярные анастомозы осуществляют шунтовый кровоток, участвуя в общих гемодинамических реакциях. Тонус гладких мышц анастомозов снижается при угнетении адренергических тонических влияний. При активации в тканях анаэробного гликолиза и развитии необратимых сдвигов метаболизма раскрытие артериоловенулярных анастомозов потенцирует нарушение нутритивного кровотока и способствует централизации кровообращения. Повреждение капилляров, осуществляющих нутритивный кровоток, может быть связано с дисфункцией эндотелия, дезинтеграцией межклеточного вещества, рыхлой соединительной ткани и базальной мембраны.

Функции эндотелия сосудов

Эндотелиоциты регулируют сосудистый тонус, коагуляцию крови, агрегацию тромбоцитов и лейкоцитов, высвобождение медиаторов - простациклина, фактора релаксации и др. Эндотелиоциты обладают высокой реактивностью; их синтетическая и секреторная деятельность регулируется тромбином, гистамином, брадикинином, уровнем РO2 крови, цитокинами и механическими факторами. Тромбин играет ключевую роль в гемостазе, стимуляции агрегации тромбоцитов, в образовании простациклина и активации протеина С. Интерлейкин-1 стимулирует синтез простациклина, высвобождение факторов экспрессии и тем самым регулирует фибринолитическую активность и усиливает взаимодействие между нейтрофилами и другими клетками крови и эндотелиоцитами.
В сосудах пролиферативная активность эндотелиоцитов обеспечивает физиологический ангиогенез. Процесс ангиогенеза включает освобождение ферментов, разрушающих базальную мембрану, инвазию пролиферирующих эндотелиоцитов в окружающий матрикс, новообразование сосудов и продукцию базальной мембраны - слоя специализированного внеклеточного вещества, отделяющего клетки паренхиматозного типа от соединительнотканной стромы. Матрикс постоянно обновляется, так как он разрушается протеазами (металлопротеиназами). Физиологический ангиогенез состоит в постоянном новообразовании капилляров в обновляющихся тканях (репродуктивные женские органы - фолликулогенез в яичниках, развитие миометрия; в мужских органах - дифференцировка клеток в яичках при различных функциональных состояниях; в слизистых оболочках - пролиферация эпителиоцитов). Одним из ключевых регуляторов физиологического ангиогенеза являются макрофаги, высвобождающие факторы роста (фактор роста фибробластов и др.). В зонах регенерации физиологическому ангиогенезу способствует увеличение содержания протеогликанов, особенно хондроитинсульфата и декстрансульфата.
Патологический ангиогенез - это стимулированное новообразование капилляров в зонах повреждения органов и тканей, при формировании зачатка злокачественной опухоли и др. При патологическом ангиогенезе эндотелиоциты приобретают ярко выраженную способность к инвазивному росту за счет движения клеток и деградации внеклеточного матрикса. Рост и подвижность эндотелиоцитов сочетается с резким усилением продукции ими различных протеаз - коллагеназы, активатора плазминогена и др., а также основного и кислого факторов роста фибробластов, входящих в группу гепаринсвязывающих факторов роста. Направление роста и миграция эндотелиоцитов при ангиогенезе зависят от состояния внеклеточного матрикса, образования эпидермального фактора роста (в злокачественных опухолях рост эпителиоцитов стимулируется фактором ангиогенеза). Ангиогенез лежит в основе заживления ран, ревматических заболеваний, диабетических ангиопатий и др. При повреждении сосудов в начале процесса ангиогенеза высвобождаются ангиогенные стимуляторы - факторы роста тромбоцитов, фибробластов и др. Это происходит одновременно с местной деградацией базальной мембраны под воздействием коллагеназы и активатора плазминогена, секретируемых возбужденными эндотелиоцитами. Стимуляция пролиферации эндотелиоцитов ведет к их миграции в зону тканевого дефекта. В области концов растущих капилляров активируется деление эндотелиоцитов с формированием просвета, необходимого для соединения отдельных капилляров, установления канализации и возобновления кровотока.
Синтетическая функция эндотелиоцитов направлена на выделение биологически активных веществ, поддерживающих жидкое состояние крови, тонус гладких мышц, оптимальный уровень обмена липопротеидов, синтеза жирных кислот и на инактивацию излишков брадикинина, серотонина и простагландинов. Жидкое состояние крови поддерживается за счет секреции простациклина с периодом полураспада около 3 мин, расслабляющего гладкую мышцу сосудов и ингибирующего агрегацию тромбоцитов и эритроцитов. Наряду с этим эндотелиоциты синтезируют и высвобождают 13-гидрокси-9,11-оксидекадиеновую кислоту - внутриклеточный фактор, предотвращающий налипание тромбоцитов на поверхность эндотелия. Эндотелиоциты секретируют также сильный вазодилататор - оксид азота. Его высвобождение стимулируют цитокины, ацетилхолин, эндотелиоцитзависимые вазодилататоры - адениловые пептиды, брадикинин, вещество П, АТФ, тромбин, серотонин, плазмин, арахидоновая кислота и другие ненасыщенные жирные кислоты, а также увеличение скорости кровотока. Ингибируют образование оксида азота различные антиоксиданты - витамин Е и др.
Оксид азота транспортируется в клетки в составе нитрозотиолов. Активируя гуанилатциклазу и АТФ-рибозилтрансферазу, оксид азота влияет на внутриклеточное содержание цАМФ и Са2+-ионов. Поэтому оксид азота считается вторичным посредником типа универсального регулятора клеточного метаболизма во многих органах и тканях. В артериальной системе оксид азота наряду с простациклином выступает в роли гладкомышечного релаксанта и ингибитора агрегации и адгезии тромбоцитов. Действие оксида азота на гладкие мышцы сосудов сходно с действием нитратов, применяемых при коронароспазмах.
Эндотелиоциты синтезируют и высвобождают в кровь многочисленные цитокины (табл. 61).
Синтезируемые эндотелиоцитами сосудов цитокины наряду с цитокинами моноцитов, макрофагов, лимфоцитов играют важную роль в индукции гемостаза, воспалительных, иммунных и других патологических процессов в стенках артериальных сосудов и вен. Цитокины эндотелия регулируют также гемопоэз, пролиферацию и дифференцировку Т- и В-лимфоцитов, включение лейкоцитов в воспалительную реакцию сосудов. Повышение продукции ИЛ-1 и фактора некроза опухолей оказывает провоспалительный и протромботический эффект на эндотелий сосудов.
Таблица 61. Физиологические эффекты синтезируемых эндотелиоцитами цитокинов

Эти цитокины стимулируют образование тромбопластина и уменьшают содержание антикоагулянтов на поверхности эндотелиоцитов. Они также активируют синтез фактора активации тромбоцитов и продукцию ингибитора плазменного активатора плазминогена, что снижает расщепление фибриновых сгустков. Интерлейкины-1 и 6 активируют синтез белков острой фазы в печени, стимулируют Т- и В-лимфоциты и другие виды клеток. Синтезируемый эндотелиоцитами γ-интерферон повышает в клетках экспрессию антигенов главного комплекса гистосовместимости классов 1 и 2. Гранулоцитарный, гранулоцитарно- макрофагальный колониеобразующие факторы усиливают пролиферацию и миграцию эндотелиоцитов, регулируют рост и дифференцировку гемопоэтических клеток.
Участие эндотелиоцитов в обмене липопротеидов определяется содержанием на их поверхности фермента липопротеидлипазы - чрезвычайно лабильного фактора, активирующегося при гликозилировании. Фермент чувствителен к изменениям гормонального фона, содержания других ферментов в плазме крови. Липопротеидлипаза обеспечивает каскад реакций ЛПОНП → ЛППП ЛПНП и образование подфракции ЛПВП2 в кровеносном русле. При недостаточной активности липопротеидлипазы снижается образование ЛПНП.
Эндотелиоциты метаболизируют АТФ и АДФ, высвобождаемые возбужденными тромбоцитами и другими клетками крови, при помощи мембраносвязанных АТФаз, АДФаз и 5-нуклеотидаз до аденозина, который активно захватывается эндотелиоцитами и утилизируется ими в ходе обменных процессов.
Транспортная функция эндотелия осуществляется лабильными системами, при участии которых происходит селективная и неселективная реабсорбция разных нутриентов. Адсорбционный эндоцитоз обеспечивает избирательный рецепторозависимый транспорт из крови определенных субстратов. Этим путем через эндотелий перемещаются ЛПНП, которые в субэндотелиальном пространстве проникают в фибробласты, гладкомышечные клетки, лимфоциты, где расщепляются при участии лизосом с освобождением холестерина - субстрата, используемого в синтезе липидного компонента клеточных мембран. Эндотелиоциты обладают способностью к пиноцитозу и образованию микропиноцитозных везикул, что обеспечивает связь субэндотелиального пространства с плазмой крови. Путем пиноцитоза происходит неселективная реабсорбция субстратов, содержащихся в плазме крови. Образование микропиноцитозных везикул возрастает при повышении температуры крови и ограничивается при ее понижении. При индукции микропиноцитоза из цитоплазматической мембраны клеток вытесняются поверхностно связанные ионы Са2+, участвующие в сокращении эндотелиоцитов. Транспорт ионов, аминокислот и других низкомолекулярных соединений происходит через межэндотелиальные щели, интенсивность его определяется в основном скоростью кровотока в капиллярах и в меньшей степени проницаемостью капиллярной мембраны. Прохождение высокомолекулярных соединений зависит от степени проницаемости капиллярной мембраны.
Барьерная функция эндотелия сосудов определяется количеством белковых субстанций, сосредоточенных на внешней и внутренней поверхности эндотелиоцитов и структурной организацией субэндотелия. На внешней (люминарной) поверхности эндотелия выстилка представлена сульфатированными гликозаминогликанами, играющими важную роль в регуляции проницаемости сосудистой стенки для макромолекул, белков плазмы крови и в обеспечении тромборезистентности эндотелия. Гликозаминогликаны, расположенные на поверхности эндотелия и в периваскулярном пространстве - матриксе, являются легко повреждаемыми субстратами, так как они предрасположены к энзиматической деградации. Субэндотелий, включая базальную мембрану, представляет собой слой рыхлой соединительной ткани, расположенный между капиллярами и паренхиматозными клетками. Компоненты субэндотелия синтезируются эндотелиоцитами, гладкомышечными клетками и фибробластами. Эндотелий имеет верхний, средний и глубокий слои, состоящие из различных ингредиентов. Верхний слой субэндотелия синтезируется преимущественно эндотелиоцитами. Он содержит гликопротеиновые комплексы (интегрины), участвующие в прикреплении внутренней поверхности эндотелиоцитов к белкам внеклеточного матрикса за счет распознавания и связывания рецепторами мультивалентных матричных белков и фибронектина, коллагена или ламинина. При обнажении верхнего слоя субэндотелия индуцируются более активная адгезия и агрегация тромбоцитов по сравнению с обнажением среднего и глубокого слоев. Компоненты среднего и глубокого слоев синтезируются преимущественно фибробластами и гладкомышечными клетками. Эти слои содержат многочисленные аргентофильные соединительнотканные волокна, заложенные в гелеобразном основном веществе.
У человека все функции эндотелия регулируются исключительно гуморальными механизмами, путем изменения местной концентрации вазоактивных факторов - уровня РO2, концентрации неорганического фосфата, блокирующего АТФазную активность миозина гладких мышц сосудов, а также содержания ионов Н+, К+, простагландинов, гистамина, аденозина и др. Стимуляторами сокращений эндотелиоцитов могут быть гипоксия, гемодинамические нагрузки, механические воздействия на сосудистую стенку. В то же время исключение составляют ацетилхолин, адреналин и норадреналин, которые не вызывают сокращений эндотелиоцитов. При воздействии вазоактивных веществ в течение нескольких секунд или минут эндотелиоциты изменяют форму в результате повышения содержания ионов Ca2+ в цитолемме: они округляются, околоядерная зона выпячивается в просвет сосуда, образуются складки и выросты. В цитоплазме формируются новые пучки микрофиламентов. Сокращение эндотелиоцитов вызывает расхождение межэндотелиальных контактов, образование щелей, что резко снижает барьерную функцию и способствует проникновению в субэндотелий макромолекул.
Функцию эндотелиоцитов могут нарушать различные факторы. Местное повреждение эндотелия механическими, термическими и другими факторами уже через 50 с ведет к отделению альтерированных клеток от стенки сосуда и поступлению их в кровоток с последующим уничтожением макрофагальной системой. Участок, лишенный эндотелия, усиленно адсорбирует тромбоциты и лейкоциты из крови в течение 10-30 с. Среди прилипающих лейкоцитов преобладают моноциты и в меньшей степени нейтрофилы. Адсорбированные на субэндотелии тромбоциты вначале сохраняют сферическую или дискоидную форму, затем они подвергаются вязкому метаморфозу, распластываются, образуют атромбогенный слой, дегранулируют с выделением сравнительно небольшого количества факторов роста и других биологически активных продуктов. При закрытии тромбоцитами участка обнаженного субэндотелия дальнейшее прилипание тромбоцитов и лейкоцитов из крови резко снижается. Процесс регенерации эндотелия в области дефекта начинается путем активации пролиферации и миграции эндотелиоцитов в окружающих участках, содержащих неальтерированные клетки. Вначале жизнеспособные эндотелиоциты на краях дефекта плотно прикрепляются к стенке сосуда и распластываются. Затем через 8-12 ч после деэндотелизации начинается миграция отдельных эндотелиоцитов, которые вытягиваются параллельно движению крови. У большинства эндотелиоцитов миграция предшествует началу митотического деления, которое индуцируется через 13-24 ч после травмы эндотелиальной выстилки и достигает максимума на 3-5-е сутки. Через 18-20 ч после травмы мигрирующие и делящиеся эндотелиоциты напластываются на зону дефекта со скоростью около 0,5 мм/сут. Скорость движения пласта обычно обнаруживает обратную зависимость от степени повреждения сосуда. По ходу движения крови регенерация протекает быстрее, чем в перпендикулярном направлении. При восстановлении непрерывности пласта эндотелия регенерированные участки долго сохраняют повышенную проницаемость. В артериях и венах закономерности регенерации участков с утраченным эндотелием практически одинаковы.
При опосредованных и прямых воздействиях патогенных факторов на эндотелиоциты капилляров нарушается нутритивный кровоток. Это может быть следствием снижения нагрузки на капилляры в результате спазма артериол и прекапиллярных сфинктеров либо результатом прямого повреждающего эффекта альтерирующих агентов (эндотоксины бактерий, комплексы антиген-антитело и др.) на эндотелиоциты. Острая ишемия вызывает повреждение эндотелиоцитов капилляров в виде отека клеток, протрузии цитолеммы в просвет капилляров, уменьшения в цитоплазматической мембране числа пиноцитированных микровезикул. Подобные нарушения максимально выражены при реперфузии сосудов ишемического очага, когда возникает местная сильная инфильтрация лейкоцитами капилляров и особенно посткапиллярных венул. Лейкоцитарная инфильтрация способствует потенцированию повреждений капилляров и повышению проницаемости сосудов микроциркуляции.
Для всех видов патогенных воздействий на сосуды характерно угнетение пролиферации и миграции эндотелиоцитов в участки с утраченной эндотелиальной выстилкой. Это способствует активации тромбоцитарно-сосудистого гемостаза и образованию микротромбов. Распространение микротромбоза вызывает необратимые местные повреждения клеток периишемических участков в результате грубых нарушений нутритивного кровотока. Распространению микротромбоза препятствует включение механизмов компенсации. В области, окружающей зону повреждения, раздражаются тучные клетки и базофилы, активируется фактор XII, высвобождаются вазоактивные вещества - гистамин, кинины, простагландины, ионы Н+ и др. Это ведет к выпадению тонической активности гладкомышечных клеток приносящих артериол, раскрытию прекапиллярных сфинктеров и посткапиллярных венул, расширению просвета капилляров, возрастанию числа функционирующих капилляров, увеличению внутрикапиллярного гидростатического давления и объема кровотока. Скорость фильтрации жидкой части крови в интерстициальное пространство становится большей, что ведет к увеличению лимфообразования и дренажной функции лимфатических сосудов, ускорению удаления СO2 и других продуктов метаболизма из тканей и органов. В зоне повреждения стимулируется пролиферация соединительнотканных элементов, эндотелия капилляров, усиливается синтез основного вещества и постепенно восстанавливается микроциркуляция.
При больших участках деэндотелизации сосудов на обнаженном субэндотелии прилипает большое количество тромбоцитов, моноцитов и нейтрофильных лейкоцитов, так как нарушается образование тромбоцитарного монослоя, препятствующего дополнительной адсорбции клеток крови. При вязком метаморфозе многочисленных тромбоцитов высвобождается много факторов роста и гепариназы. Эти вещества вместе с компонентами плазмы крови проникают в средние и глубокие слои субэндотелия сосудов, содержащие гладкомышечные клетки. Спустя 1-4 сут после деэндотелизации стимулируемые митогенами гладкомышечные клетки интенсивно пролиферируют. Обладая подвижностью, они мигрируют через фенестры базальной мембраны. К 7-м суткам после деэндотелизации пролиферирующие мигрирующие клетки образуют утолщения, нарушающие функцию сосудов. В области, прилегающей к зоне деэндотелизации, активируется пролиферация эндотелиоцитов, но большая часть их продолжает находиться вне утолщений в связи с медленным перемещением эндотелиального пласта на них. Постепенно эндотелиальный пласт покрывает утолщения и эндотелиальная выстилка сосуда полностью восстанавливается, при этом пролиферация гладкомышечных клеток угнетается и утолщения постепенно регрессируют. Повторные обширные деэндотелизации ведут к ослаблению процессов регенерации.
При хронической гипоксии удлиняется период адсорбции, агрегации и вязкого метаморфоза тромбоцитов на оголенном субэндотелии, усиливается пролиферация гладкомышечных элементов, ослабляется способность к миграции неповрежденных эндотелиоцитов. Это ведет к неполноценному замещению утраченных клеток и длительному сохранению повышенной проницаемости участков сосудов, где произошла регенерация эндотелия.
Тромбоцитопения обычно сопровождается ослаблением пролиферации эндотелиоцитов, так как они начинают фагоцитировать тромбоциты в недостаточном количестве и испытывать дефицит в получении трофогенов с этими клетками. Последнее ведет к развитию мелкоочаговой деэндотелизации, повышению проницаемости сосудов и предрасполагает к возникновению их заболеваний.
Дисфункция эндотелия играет важную роль в происхождении многих видов патологии органов и тканей - дыхательного дистресс-синдрома, сепсиса, атеросклероза, гипертензии, коагулопатий и др.

Микроциркуляторное русло представляет собой сложно организованную систему, которая осуществляет обмен между кровью и тканями, необходимый для обеспечения клеточного метаболизма и удаления продуктов обмена. Система микроциркуляции является первым звеном, которое вовлекается в патологический процесс при различных экстремальных ситуациях. В микроциркуляторном русле выделяют звено притока и распределения крови, к которому относят артериолы и прекапиллярные сфинктеры, обменное звено, образованное капиллярами, депонирующее звено, состоящее из посткапиллярных сосудов и венул, обладающее емкостью, в 20 раз большей, чем артериолы, дренажное звено - лимфатические капилляры и посткапилляры.

Патология микроциркуляторного русла включает сосудистые, внутрисосудистые и внесосудистые изменения. Сосудистые изменения, обозначаемые как "ангиопатия", представлены нарушениями толщины, структуры и формы сосуда, вли я ющими на его проницаемость и транскапиллярный обмен. Внутрисосудистые изменения проявляются прежде всего в различных нарушениях реологических свойств крови, агрегации и деформации ее клеточных элементов. При их агрегации с сепарацией плазмы крови (сладж-феномен) снижается скорость кровотока, происходит закупорка артериол, что приводит к появлению плазматических капилляров, лишенных эритроцитов и не обеспечивающих полноценный транскапиллярный обмен. Подобные нарушения возникают при ДВС-синдроме, шоке различного происхождения, острых инфекционных процессах, коагулопатии потребления.

Внесосудистые изменения выражаются развитием периваскулярного отека, геморрагий и приводят к лимфостазу, запустеванию и регенерации лимфатических капилляров. Уровень микроциркуляции является ключевым в сердечно-соосудистой систе ме, тогда как остальные уровни призваны обеспечивать его основную функцию - транс капиллярный обмен. Жидкая часть крови, растворенный в ней кислород и вещества, неоходимые для метаболизм тканей, выходят из сосудистого пространства в системе капилляров. Этот транспорт осуществляется по законам диффузии и определяется градиентом внутри- и внесосудистого гидравлического давления, который способствует экстравазации жидкости, и градиентом внутри- и внесосудистого онкотического давления, который обеспечивает задержку жидкости в сосудистом русле и возврат в него межтканевой жидкости. В соответствии с соотношением этих градиентов происходит диффузия жидкости в артериальной части капилляра и ее реабсорбция - в венозной. При среднем капиллярном давлении, равном 20 мм рт. ст., давление в артериальном конце капилляра достигает 30 мм рт. ст., в венозном - 15 мм рт. ст. Так как гидравлическое давление в тканях составляет 8 мм рт. ст., то фильтрационное давление в артериальном колене капилляра равно 22 мм рт. ст., в венозном - 7 мм рт. ст. Разница онкотического давления между кровью и тканями составляет 15 мм рт. ст., поэтому превышение гидравлического давления над онкотическим в артериальном конце капилляра обеспечивает выход жидкости за пределы сосуда, а превышение онкотического давления над гидравлическим в венозном конце порядка 8 мм рт. ст. приводит к возврату жидкости в кровеносное русло.

Так как онкотическое давление крови в нормальных условиях является относительно постоянной величиной, то детерминантой интенсивности транскапиллярного обмена и соответственно обеспечения нутритивных потребностей тканей является капиллярное гидростатическое давление, а его установление и поддержание - та основная задача, которую решают остальные отделы сердечно-сосудистой системы. При рабочей гиперемии на фоне расширения резистивных сосудов и увеличения скорости потока крови возрастает давление крови в капиллярах с усилением фильтрации крови; это сопровождается возрастанием показателя гематокрита, что обеспечивает адекватное снабжение тканей кислородом. В условиях покоя возрастание тонуса резистивных сосудов сопровождается уменьшением притока крови, снижением капиллярного давления, усилением реабсорбции тканевой жидкости, уменьшением гематокрита и превращением части капилляров в плазматические, то есть лишенные эритроцитов.

Капиллярное гидравлическое давление далеко не всегда является отражением системного давления крови и в патологических ситуациях может изменяться независимо от изменений уровня АД. Паралитическое расширение артериол приводит к возрастанию капиллярного давления даже на фоне сниженного АД, следствием чего будет усиленная экстравазация жидкой части крови, ее сгущение и прогрессирующее нарушение периферического кровообращения. Если в нормальных условиях величина капиллярного давления связана прежде всего с тонусом прекапиллярных резистивных сосудов, регулирующих приток крови, то в патологических на первое место может выступать затруднение оттока крови из капилляров в силу сокращения или механического сдавления посткапиллярных отводящих сосудов - венул и вен. Подобный эффект отмечают при переходе шока, в частности кардиального, из обратимой фазы в необратимую, когда на фоне расширенных артериол спазм посткапил лярных резистивных сосудов приводит к возрастанию капиллярного давления, фильтрации жидкой части крови и ее сгущению с последующим резким нарушением микроциркуляции.

В системе микроциркуляции важнейшую роль в поддержании перфузии тканей играют реологические свойства крови , ее "текучесть". Всякой жидкости свойственно такое понятие, как "вязкость", поскольку столб жидкости перемещается по трубке не как единое целое, а отдельными слоями, которые сдвигаются относительно друг друга. Это так называемый ламинарный или слоистый ток, для которого характерно наличие прямой зависимости между движущей силой, которым является давление жидкости, и скорости ее передвижения. Вследствие наличия молекулярных сил сцепления между отдельными слоями потока развивается внутреннее трение, выраженность которого обусловливает вязкость жидкости. В результате отдельные слои будут смещаться с различной скоростью; наибольшая скорость характерна для центрального или осевого слоя, наименьшая - для пристеночного, скорость движения осевого слоя примерно в 2 раза больше, чем средняя скорость. В результате распределения скоростей отдельных слоев профиль потока приобретает параболическую форму.

При большой скорости потока после достижения критической точки поток теряет ламинарный характер и превращается в турбулентный, при котором утрачивается параллельный характер движения отдельных слоев, возникают завихрения. На их создание затрачивается значительная энергия, в результате чего при турбулентном характере потока теряется прямая зависимость между его скоростью и величиной давления. Разница в скорости движения отдельных слоев, отнесенная к расстоянию между ними, называют "скоростью сдвига". Чем выше внутреннее сопротивление, то есть вязкость жидкости, тем выше необходимые затраты энергии для его преодоления и приведения жидкости в движение, это усилие носит название "напряжения сдвига". Поэтому отношение величины напряжения сдвига к величине скорости сдвига является мерой вязкости жидкости.

Все жидкости делятся на однородные, или ньютоновские, и аномальные. Для однородных жидкостей характерна постоянная величина вязкости, не зависящая от сдвиговых усилий и скорости потока, тогда как вязкость аномальных жидкостей носит переменный характер и изменяется в зависимости от условий, в которых осуществляется их движение.

С биофизической точки зрения кровь - это гетерогенная многокомпонентная система корпускулярной природы, то есть суспензия, взвесь форменных элементов в коллоидном растворе белков, липидов и электролитов, которым является плазма крови. Перфузия тканей обеспечивается прохождением этой концентрированной суспензии твердых частиц через систему микрососудов, диаметр которых в отдельных участках меньше диаметра самих частиц. Несмотря на то что удельный вес крови приближается к удельному весу воды, кровь по реологическим свойствам резко отличается от последней. Это отличие проявляется прежде всего в системе микроциркуляции, поскольку в крупных сосудах кровь ведет себя как однородная жидкость. В микроциркуляторном русле, в условиях, где диаметр сосуда становится сопоставимым с размером форменных элементов крови, она приобретает свойства неоднородной жидкости. Наиболее выражены эти свойства на уровне капилляров, диаметр которых может быть даже меньше размера форменных элементов.

Основным проявлением свойств крови как неоднородной жидкости является зависимость ее вязкости от диаметра сосуда и скорости потока крови. При возрастании скорости сдвига или уменьшении диаметра сосуда в системе микроциркуляции вязкость крови снижается и достигает минимального значения на входе в капилляры, где скорость сдвига наибольшая. Напротив, при увеличении диаметра сосуда и снижении скорости сдвига вязкость крови возрастает. В связи с этим различают макрореологические свойства крови, то есть ее свойства в системе крупных сосудов, и микрореологические - свойства в системе микроциркуляции, особенностью которых является переменная вязкость, зависящая от характера потока крови. К числу важнейших факторов, определяющих микрореологические свойства крови, относятся гематокрит, деформируемость эритроцитов и их склонность к агрегации, структура потока крови.

В физиологических условиях наибольшее значение имеет гематокрит, между его величиной и вязкостью существует прямая зависимость, в диапазоне изменений гематокрита от 20 до 90% вязкость крови возрастает в 10 раз. Гематокрит крови не является постоянной величиной, для микрореологии крови характерно понятие "динамический или местный гематокрит", который может существенно отличаться от гематокрита в крупных сосудах.

Особенности движения крови в микрососудах описываются феноменом Фореуса-Линдквиста, в соответствии с которым гематокрит и соответственно вязкость крови снижаются по мере уменьшения сосудистого просвета от 300 мкм вплоть до капилляров. Так, при величине гематокрита в центральных сосудах, составляющей 50%, гематокрит в капиллярах неработающей мышцы - только 10%. Однако на уровне капилляров, диаметр которых примерно равен размеру эритроцитов или даже меньше его, отмечают феномен инверсии, гематокрит возрастает на 3–5 порядков и вязкость крови значительно повышается.

Другим фактором, определяющим изменчивость вязкости крови, является наличие обратной зависимости между скоростью сдвига (скоростью кровотока, отнесенной к диаметру сосуда) и вязкостью крови, что означает возрастание вязкости при замедлении потока крови. Зависимость между местным гематокритом, диаметром сосуда и скоростью сдвига определяется достаточно сложными гидродинамическими механизмами. При прохождении потока крови в системе микроциркуляции скорость движения в осевом токе значительно больше, чем в пристеночном, благодаря чему по оси создается разрежение, туда устремляются форменные элементы крови. Их содержание в слоях, удаленных от оси сосуда, значительно снижается, а пристеночный слой превращается в плазматический. Образование пристеночного плазматического тока является следствием осевой ориентации клеток и отделения или сепарации плазмы крови, чем больше толщина плазматического слоя, тем меньше местное значение гематокрита.

Поскольку в системе микроциркуляции скорость сдвига возрастает по мере уменьшения диаметра сосуда, то параллельно увеличивается толщина плазматического слоя и поэтому снижается гематокрит и вязкость крови. Однако на уровне капилляров сосудистый просвет почти полностью перекрывается форменными элементами, сохраняется только очень узкий слой плазматического тока между ними и стенкой капилляра, что приводит к значительному возрастанию местного гематокрита и вязкости крови.

Изменения вязкости крови при различных скоростях сдвига определяются также деформацией эритроцитов. В состоянии покоя эритроциты круг лой формы, а при движении со скоростью 6 мм/с вытягиваются и приобретают форму веретена. Эта способность зависит прежде всего от высокой эластичности мембраны эритроцитов, а ее снижение приводит к уменьшению текучести эритроцитов и возрастанию вязкости крови.

Зависимость между скоростью движения крови и ее вязкостью описывается понятием "структура кровотока", что определяется особенностями распределения и поведения эритроцитов в просвете микрососудов. Выделяют 3 типа структуры кровотока:

1-й тип отмечается в нормальных условиях при достаточно высокой скорости по тока. При этом эритроциты ориентированы по оси сосуда, перемещаются параллельными слоями вдоль стенки сосуда, а профиль скоростей отдельных слоев имеет параболическую форму с максимальной скоростью у оси и минимальной - возле стенки. Эритроциты мигрируют от стенок к центру сосуда, а у стенок образуется бесклеточный плазматический слой. Этот поток крови аналогичен ламинарному или слоистому потоку однородных жидкостей.

2-й тип структуры является переходным и наблюдается в микрососудах при снижении скорости потока крови и напряжения сдвига. При этом типе происходит значительное снижение градиента скорости движения отдельных слоев, профиль скоростей отклоняется от параболической формы к затупленной. Это создает условия для более хаотичной ориентации эритроцитов относительно оси сосуда, часть из них располагается не параллельно ей, а почти перпендикулярно. Изменяется также траектория движения эритроцитов от линейной до хаотичной, что в комплексе способствует повышению вязкости крови и возрастанию сопротивления кровотока.

3-й тип структуры потока крови наблюдается в наиболее мелких микрососудах, которые приближаются по размеру просвета к размеру эритроцитов. В результате каждый отдельный эритроцит занимает практически весь просвет сосуда и ток крови приобретает поршневой характер. Поэтому вязкость крови в капиллярах определяется главным образом деформируемостью эритроцитов, поскольку в ряде тканей просвет капилляров меньше диаметра эритроцита. Для того чтобы пройти подобный капилляр, эритроцит вытягивается в продольном направлении и приобретает эллипсоидную форму, в этом состоянии длина эритроцита может превышать его ширину в 2,2 раза. Однако и при этом эритроцит занимает только 80% просвета сосуда, сохраня ю щийся пристеночный плазматический слой предотвращает прямое взаимодействие форменных элементов с эндотелием сосудистой стенки.

Деформируемость эритроцитов настолько велика, что при их наружном диаметре 7–8 мкм они могут без повреждения проходить через отверстие диа метром 3 мкм. Это свойство эритроцитов определяется особыми вязкоэластическими свойствами их мембраны и текучестью внутреннего содер жимого, благодаря чему при прохождении через узкое отверстие мембрана вращается вокруг цитопла з мы, способствуя уменьшению потери энергии при преодолении препятствия и предотвращая возможность закупорки сосуда. Благодаря этому свойству эритроцитов кровь сохраняет текучесть даже при гематокрите, достигающем 98%.

При многих разнообразных патологических ситуациях - ишемии, сахарном диабете, стрессе, воспалении, а также при старении эритроцитов деформируемость их мембраны уменьшается, что затрудняет преодоление ими капиллярной сети. При этом эритроциты могут повреждаться и высвобождать в крови содержащиеся в них соединения, в частности АДФ, которая является активатором тромбоцитов и эндотелия. Все это приводит к значительным нарушениям микроциркуляции. Помимо этого, снижение вязкости крови при возрастании скорости потока крови в микрососудах связано с уменьшением склонности эритроцитов к агрегации. Одним из условий сохранения непрерывности потока крови является наличие в ней отдельных, не связанных между собой эритроцитов, которые могут перемещаться независимо друг от друга. Однако даже в нормальных условиях при замедлении потока крови происходит агрегация - слипание эритроцитов. Эти изменения обратимого характера, при восстановлении нормальной скорости движения крови эритроциты вновь разъединяются.

Однако в патологических условиях слипание эритроцитов значительно возрастает, в результате чего кровь превращается в сетчатую суспензию с низкой текучестью. В итоге кровоток может полностью прекратиться в сочетании с закупоркой капилляров, возникновением стаза в них. Развитию стаза способствует паралитическое расширение капилляров и замедление тока крови в них в условиях ишемии или при действии медиаторов воспаления. Особое значение для развития стаза имеет сгущение крови в результате параллельного возрастания проницаемости стенки капилляров. Соответственно возрастает гематокрит и повышается концентрация в крови белков, в частности фибриногена.

Внутрисосудистая агрегация эритроцитов является причиной "зернистого тока" в капиллярах, для его возникновения достаточно простого снижения скорости потока крови. Крайним проявлением усиленной внутрисосудистой агрегации эритроцитов является развитие состояния, называемого "сладжем", то есть закупорки капилляров эритроцитарными агрегатами, которое отмечают в ряде патологических ситуаций при проведении бульбарной микроскопии.

Суспензионная стабильность крови и степень агрегации эритроцитов являются в значительной степени отражением их функционального состояния, прежде всего наличия на мембране отрицательного электрического заряда - "дзета-потенциала", благодаря чему происходит электростатическое отталкивание эритроцитов. При снижении этого заряда создаются условия для усиленной агрегации эритроцитов. Особое значение в этом процессе имеет соотношение содержания в плазме крови высоко- и низкомолекулярных белков - альбуминов и глобулинов, так как альбумины способствуют поддержанию электрического заряда мембраны эритроцитов, а глобулины, прежде всего фибриноген, снижают этот заряд и образуют мостики между отдельными эри троцитами, приводя к образованию их агрегатов. При высоком градиенте скоростей сдвига образование эритроцитарных агрегатов угнетается и создаются гемодинамические условия для их разрушения, тогда как при низкой скорости потока крови, прежде всего в венулах, происходит сближение эритроцитов, благодаря чему создаются предпосылки для их агрегации.

Агрегация эритроцитов возможна только с участием плазмы крови, поскольку для нее необходимо присутствие фибриногена, который образует мостики между отдельными эритроцитами. Поэтому интенсивность агрегации эритроцитов определяется не только их функциональным состоянием, но и концентрацией фибриногена в плазме крови. Фибриноген относится к белкам "острой фазы воспаления" и поэтому является одним из важнейших звеньев, который сопрягает воспаление и нарушения микроциркуляции.

Роль фибриногена в повышении вязкости крови определяется также тем, что он является важнейшим фактором агрегации тромбоцитов. В нормальных условиях тром боциты не принимают существенного участия в определении особенностей микроциркуляции ввиду относительно небольшого содержания в крови и малого размера частиц. Однако образование крупных тромбоцитарных агрегатов может сопровождаться эмболизацией мелких капилляров с полным прекращением локальной перфузии тканей. Этот механизм, в частности, является одной из причин развития нестабильной стенокардии, когда активация и агрегация тромбоцитов при разрушении атероматозной бляшки приводят к закупорке капилляров миокарда.

Важнейшим интегральным показателем полноценности микроциркуляции является уровень функциональной активности капилляров, которые могут находиться в трех состояниях: функционирующем, плазматическом и закрытом. Функционирующие капилляры содержат поток цельной крови - плазмы крови и форменных элементов, в плазматических при сохраненном просвете содержится только плазма крови, тогда как в закрытых капиллярах просвет практически отсутствует. При сужении при водящих артерий скорость кровотока в капиллярах снижается, вначале они превращаются в плазматические, а затем их просвет перестает определяться. Причиной наличия этих переходных состояний капилляров является изменение местного гематокрита в протекающей крови - если напряжение стенки капилляров превышает давление жидкости в них, капилляры переходят в закрытое состояние.

В.В. Братусь, Т.В. Талаева «Система кровообращения: принципы организации и регуляции функциональной активности»

Микроциркуляция (греч mikros малый 4- лат. circulatio круговращение) - процесс направленного перемещения крови, лимфы, цереброспинальной, интерстициальной и других тканевых жидкостей организма на уровне тканевых микросистем, ориентированных вокруг кровеносных и лимфатических микрососудов. Тканевая микросистема - комплекс клеток, волокон соединительной ткани, нервных окончаний, а также вся совокупность биологически активных веществ, участвующих в регуляции процессов жизнедеятельности данной микросистемы. Микроциркуляция включает, таким образом, не только движение крови и лимфы, но и транспорт тканевых жидкостей, секретов различных желёз, а также веществ, растворенных в тканевых жидкостях. Иногда под микроциркуляцией понимают микрогемоциркуляцию, являющуюся одним из компонентов системы микроциркуляции.

В системе микроциркуляции выделяют три взаимосвязанных звена. Первое из них составляют мельчайшие кровеносные сосуды (артериолы, венулы, пре- и посткапилляры, истинные капилляры и артериоловенулярные анастомозы), которые участвуют не только в транспорте крови, но звено системы микроциркуляции - это пути транспорта веществ в тканях, включающие интерстициальные пространства (периваскулярные и межклеточные). Третье звено объединяет лимфатические капилляры, посткапилляры и собирательные лимфатические сосуды (см. Лимфатическая система).

Кровь несёт питательные вещества и кислород клеткам. Через стенку тонких кровеносных сосудов (капилляров, венул) они проникают в интерстиций, откуда попадают в клетки, где и усваиваются. Ненужные и отработанные вещества также поступают в интерстиций и перемещаются к стенкам венул и лимфатических капилляров. Ионы и мелкие или средние по величине молекулы возвращаются в кровь, крупные молекулы белков и липидов удаляются из тканей по лимфоносным путям.

Связь трёх звеньев микроциркуляции - кровеносного, лимфоносного и интерстициального - осуществляется через эндотелий кровеносных и лимфатических капилляров, который выполняет таким образом барьерную функцию. В интерстиций микроциркуляторное русло не имеет сформированных, закрепленных путей, поэтому ток тканевой жидкости совершается вдоль волокнистых структур и по окружности микрососудов.

По состоянию структурно-функциональных единиц микроциркуляторного русла судят о рабочих нагрузках и состоянии системы микроциркуляции в целом. Изменения в системе микроциркуляции наступают при многих болезнях. В свою очередь нарушения микроциркуляции могут явиться причиной патологических процессов в органах. Определение уровня микроциркуляции используется в процессе лечения ожоговой болезни (см. Ожоги), ишемической болезни сердца, наблюдения за состоянием больных во время продолжительных и травматичных оперативных вмешательств.