Реферат: Литература - Патофизиология (Лимфатическая система)

Из обсуждения динамики капилляров и интерстициальной жидкости в предыдущей и настоящей главах уже ясно, что некоторые различные расстройства этой динамики могут повышать тканевое давление и, в свою очередь, стать причиной внеклеточного отека.Могут быть различные причины внеклеточного отека.

 2Возросшее капиллярное давление

2как причина отека.

На рис.31-8А показано влияние возросшего среднего капиллярного давления на динамику обмена жидкости в капиллярной мембране.Когда среднее капиллярное давление сначала становится аномально высоким, больше жидкости вытекает из капилляра, чем возвращается в капилляр, и, следовательно, она собирается в тканевых пространствах до тех пор, пока давление интерстициальной свободной жидкости возрастает достаточно высоко, чтобы сбалансировать избыточный уровень давления в капиллярах.На рис.31-8А среднее капиллярное давление составляет 41 мм рт.ст. вместо обычно нормального 17 мм рт.ст.Сле-

- 25 -

довательно, в таком случае достаточно жидкости протекает в тканевые пространства, чтобы повысить давление интерстициальной жидкости до +8 мм рт.ст.Это значительно выше атмосферного давления 0 мм рт.ст., и, следовательно, вызывает прогрессивное увеличение объема тканевых пространств со значительным расширением объема внеклеточной жидкости.

 2Причины увеличенного капиллярного давления.

Возросшее капиллярное давление может иметь место при определенных клинических условиях,которые вызывают или венозную обструкцию, или дилятацию артериол.Большие сгустки венозной крови часто вызывают венозную обструкцию, которая блокирует возврат крови к сердцу и стимулирует отек в тканях, кровь от которых ранее отводила подвергшаяся обструкции вена.

Более часто капиллярное давление увеличивается при обструкции венозного возврата вследствие сердечной недостаточности, когда сердце больше не может прокачивать кровь из вен с легкостью, кровь застаивается в венозной системе.Давление в капиллярах нарастает и возникает выраженный "сердечный отек".Динамика этого типа отека нарастает, и такая ситуация в деталях обсуждается в главе 26.

Когда дилятация артериол происходит в отдельных частях тела, кровь быстро протекает через локально расширенные артериолы и капиллярное давление сильно нарастает.Таким образом, возникает местный отек.Такой местный отек обычно имеет место при аллергических состояниях и при состоянии, которое называется ангионевротический отек.Аллергические состояния (обсуждение в главе 7) вызывают освобождение гистамина в ткани, гистамин расслабляет гладкую мускулатуру артериол и, если он имеется в больших количествах, сжимает венулы.Такие локализованные отечные места называются "высыпания" или "уртикарии".

Ангионевротический отек, по-видимому, вызван локальным понижением тонуса артериол вследствие аномального управления сосудами со стороны вегетативной нервной системы.Когда человек эмоционально расстроен, такой отек часто происходит в гортани и вызывает охриплость.

- 26 -

 2Снижение концентрации белков в плазме

2как причина отека.

На рис.31-8В показана аномальная динамика, которая имеет место в капиллярной мембране,когда количество белков плазмы падает до аномально низких значений.Главным эффектом является сильно сниженное коллоидно-осмотическое давление плазмы.Следовательно, капиллярное давление значительно превышает коллоидно-осмотическое давление, что приводит к тому, что жидкость покидает капилляры и проходит в тканевые пространства.В результате жидкость собирается в тканевых пространствах и нарастает давление интерстициальной свободной жидкости.В течение того времени, когда давление остается значительно повышенным, тканевые пространства постоянно расширяются, в то время как отек прогрессивно ухудшается.

Как и в случае с измерениями капиллярного давления, понижение коллоидно-осмотического давления плазмы может быть экстремальным до начала развития отека.Поскольку нормальный фактор безопасности составляет примерно 17 мм рт.ст., можно рассчитывать, что отек начинает появляться, когда коллоидно-осмотическое давление плазмы падает примерно ниже 11 мм рт.ст.

 2Условия, которые понижают концентрацию

2белков плазмы.

Альбумин часто теряется из плазмы в больших количествах при ожогах кожи.Таким образом,одним из осложнений выраженных ожогов является не только выраженный отек в тканях, окружающих обожженные места, а также отек во всем теле вследствие пониженного коллоидно-осмотического давления.

Часто большие количества белка, особенно альбумина,теряются через почки в мочу при болезни, известной как нефроз. Иногда теряется 20-30 г альбумина каждый день, и коллоидно-осмотическое давление плазмы может упасть до половины нормального и даже ниже.Это приводит к выраженному отеку и отек сам по себе, вероятно, может привести к смерти, что обсуждается ниже в этой главе.

Наконец, люди, у которых нет достаточных количеств белка

- 27 -

в их пище, не в состоянии иметь достаточного количества белков в плазме и, следовательно, у них развивается белководефицитный отек, который называется голодным отеком.Это нередко происходит в голодных местах, особенно в некоторых местностях Африки.

2Лимфатическая обструкция как причина отека.

Небольшое количество белка постоянно вытекает из капилляров в тканевые пространства, но этот белок не может быть реабсорбирован в систему кровообращения через капиллярную мембрану.Единственный путь, посредством которого белок может быть возвращен в систему кровообращения, является лимфатический.Если лимфатический дренаж из какого-либо места в теле становится блокированным, то больше и больше белка собирается в локальных тканевых пространствах до тех пор, пока, наконец, концентрация этого белка может достигнуть концентрации белка в плазме.Как показано на рис.31-8С, коллоидно-осмотическое давление тканевой жидкости теоретически может возрастать до 28 мм рт.ст., и, для сбалансирования, жидкость собирается в тканях до тех пор, пока давление интерстициальной жидкости нарастает до значения, равного капиллярному давлению, около 17 мм рт.ст.Такое возросшее тканевое давление быстро расширяет тканевые пространства,в результате чего возникает отек вынужденного типа.

 2Причины лимфатической обструкции.

Одной из наиболее частых причин лимфатической обструкции является филяриоз - то есть инфекция нематодами подсемейства Filarioidea.Заболевание широко распространено в тропиках, где личинки(микрофилярии) передаются людям(хозяевам) комарами.Личинки выходят из капилляров в интерстициальную жидкость и затем по лимфатическим путям в лимфатические узлы.Последующие воспалительные реакции прогрессивно перекрывают лимфатические каналы этих узлов рубцовой тканью.Через несколько лет лимфатический дренаж от одной из периферических частей тела может оказаться почти полностью блокированными.Таким образом, нога может распухнуть до таких размеров, что она может стать тяжелее, чем все остальное тело.Вследствие такой крайней степени отека, такая распухшая нога часто называется

- 28 -

слоновостью.Интересный тип слоновости иногда имеет место в области мошонки,которая в некоторых случаях может увеличиться до таких размеров, что человек вынужден возить ее на тачке.

Лимфатическая обструкция также имеет место после операций удаления опухолевых тканей.Поскольку лимфатические узлы, дренирующие раковую область тела, должны быть удалены, чтобы предупредить возможное распространение рака, возвращение лимфы в систему кровообращения может быть блокировано.В некоторых случаях радикальная мастэктомия для удаления грудной железы по поводу рака вызывает распухание соответствующей руки до двукратного ее утолщения, но обычно припухание спадает в течение последующих двух или трех месяцев, когда разовьются новые лимфатические каналы.

 2Возросшая проницаемость капилляров

2как причина отека.

На рис. 31-8Д представлен капилляр, мембрана которого стала такой проницаемой, что даже молекулы белка с легкостью проходят из плазмы в интерстициальные пространства.Содержание белка в плазме понижается, тогда как интерстициальные пространства увеличиваются.В примере, представленном на рисунке, тканевое давление возрастает до 7 мм рт.ст., чтобы сбалансировать изменения коллоидно-осмотического давления в ткани и в плазме, вызванное утечкой белка.Возросшее давление интерстициальной свободной жидкости в свою очередь вызывает прогрессивный отек.

 2Причина возросшей проницаемости капилляров.

Капилляры становятся исключительно проницаемыми, когда какой-либо фактор разрушает целостность капиллярного эндотелия.Ожоги являются частой причиной возросшей проницаемости капилляров, поскольку перегретые капилляры становятся более рыхлыми и их поры увеличиваются.Аллергические реакции также часто вызывают освобождение гистамина или различных полипептидов, которые поражают капиллярные мембраны и вызывают увеличение проницаемости.

Бактериальный токсин, вырабатываемый Clostridium oedima-

- 29 -

tiens, может часто вызывать экстремальное увеличение проницаемости капилляров, до такой степени, что потери плазмы в ткани убивают больного в течение нескольких часов.

 2Отек, вызванный задержкой жидкости почками.

Когда почки теряют способность выводить адекватные количества воды, и человек продолжает выпивать обычные количества воды, и поедать обычные количества электролитов, то общее количество внеклеточной жидкости в теле прогрессивно нарастает.Эта жидкость абсорбируется из кишки в кровь и увеличивает капиллярное давление.Это,в свою очередь, заставляет большую часть жидкости проходить в пространства интерстициальной жидкости, повышая давление интерстициальной жидкости.Таким образом, простая задержка жидкости почками может приводить к развитию значительных отеков.Далее, если задержанная жидкость является преимущественно водой, то также может развиваться внутриклеточный отек, что будет обсуждаться в главе 33.

 2Наличие и важность геля в интерстициальных

2пространствах.

До настоящего времени мы говорили об интерстициальной жидкости, как будто бы она находилась в мобильном "свободном" состоянии. Однако, в нормальных интерстициальных пространствах интерстициальная жидкость связана в гель-матриксе, который состоит из больших молекул протеогликанов(которые также называются мукополисахаридами).Эти молекулы, в общем, имеют молекулярный вес больше миллиона, они имеют причудливую форму и зацепляются одна за другую, благодаря чему образуется гелеподобная природа нормальной интерстициальной жидкости.Ширина пространств между молекулами обычно составляет только 20-40 нанометров, которая настолько мала, что молекулы воды и растворенные вещества в интерстициальной жидкости могут протекать через этот гель-матрикс только со значительным трудом.Таким образом, интерстициальная жидкость в нормальных тканях находится в относительно иммобилизованном состоянии.

Даже если жидкость в интерстициальном геле не может

- 30 -

"протекать" просто от одной части интерстиция к другой, индивидуальные молекулы двигаются хаотично.Далее, поскольку эти молекулы в общем имеют диаметр в 20 или больше раз меньший, чем размеры пространств между протеогликановыми молекулами, они могут двигаться вследствие процесса диффузии через интерстиций эффективнее более чем на 95%, чем в свободной жидкости.Таким образом, питательные вещества могут диффундировать из капилляров в клетки почти с такой же интенсивностью как через гель, так и через свободную жидкость.

Имеется множество важных преимуществ наличия гель-матрикса в интерстиции.Некоторые из них следующие:

1. Молекулы протеогликана действуют как "фильтр" и удерживают клетки по отдельности.Это создает достаточно большие пространства для жидкости и питательных веществ, чтобы диффундировать из капилляров к тем клеткам, которые расположены на некотором расстоянии от капилляров.

2. Поскольку жидкость в тканевых пространствах, в основном, иммобилизована в геле, это предупреждает перетекание жидкости через тканевые пространства из верхних частей тела в нижние.С другой стороны, вся интерстициальная жидкость(16% от всего веса тела) может перетекать в течение нескольких минут в тканевые пространства ног.

3. Протеогликановая сетчатая структура не только иммобилизирует жидкость, но также иммобилизирует бактерии и задерживает распространение через ткани.

 2Взаимосвязь отечной жидкости с гелем.

Когда большие количества жидкости начинают накапливаться в интерстициальных пространствах, гель сначала улавливает и задерживает эту дополнительную жидкость, и весь гель-матрикс интерстиция набухает.Однако, поскольку гель набухает на 30-50%, то расположение протеогликановых молекул начинает нарушаться, и затем по всему интерстицию начинают развиваться пространства свободной жидкости.Поскольку жидкость все накапливается, то свободные жидкостные пространства становятся настолько большими, что они объединяются и начинают формировать каналы свободной жидкости в тканях.Как только это происходит, жидкость затем свободно перетекает через

- 31 -

ткани.

На рис.31-9 представлены объемные взаимосвязи между свободной интерстициальной жидкостью, гелевой жидкостью и общей интерстициальной жидкостью как в безотечном, так и в отечном состояниях.При нормальных условиях, когда давление свободной интерстициальной жидкости находится в интервале своего нормального отрицательного давления, в тканях находятся почти неощутимые количества свободной жидкости.На самом деле, почти вся жидкость находится в фазе геля и она высоко иммобилизована.С другой стороны, поскольку давление свободной интерстициальной жидкости нарастает, и состояние приближается к отечному, то гель набухает на 30-50%, после чего набухание не может больше продолжаться.При все большем нарастании давления интерстициальной жидкости вся дополнительная отечная жидкость, которая накапливается, представляет собой свободную жидкость, которая высоко мобильна при передвижении через тканевые пространства.Это высокая степень мобильности, которая вызывает отек ямочного типа, о чем говорилось в этой главе выше.

 2Взаимосвязь геля интерстициальной жидкости

2с регуляцией объема интерстициальной

2жидкости.

Поскольку примерно 16% средней ткани составляет интерстициальная жидкость и в норме почти вся она находится в состоянии геля, то можно развить следующую теорию регуляции объема интерстициальной жидкости.Механизм первоначально был описан для создания отрицательного давления в тканевых пространствах и сейчас он рассматривается как механизм "выслушивания", который всегда пытается удалить какую-либо свободную жидкость, которая появляется в тканях.Таким образом, вся свободная жидкость удаляется также быстро, как она образуется, в нормальных тканях остается только гель, который всегда составляет около 16% объема ткани.Остается вопрос, почему этот выслушивающий механизм удаляет только небольшое количество жидкости из геля? Ответ можно подразделить на два компонента: во-первых, тонкие ретикулярные фрагменты геля состоят из молекул гиалуроновой кислоты, которые свиты как

- 32 -

пружины и сжаты по отношению друг к другу.Таким образом эластические силы этих молекул предупреждают дальнейшее сжатие также как хлопковые волокна в хлопковом адсорбенте предупреждают сжатие между отдельными точками.Во-вторых, гель имеет небольшое количество осмотического давления, вызванного эффектом равновесия Доннана: то есть гелевой ретикулум имеет отрицательные электростатические заряды, которые удерживают небольшие подвижные положительные ионы - главным образом, ионы натрия - внутри геля.Эти ионы, в свою очередь, вызывают осмос воды в гель.Количество мукополисахаридов в тканевом геле достаточно, чтобы дать осмотическое поглощающее давление в геле, которое, согласно вычислениям, составляет около 2 мм рт.ст.Электрическая отдача "пружин" гиалуроновой кислоты дает приблизительно другие 5 мм рт.ст., что вместе дает 7 мм, что противостоит дегидратации,обусловленной -6,3 мм рт.ст. в свободной жидкости тканевых пространств.

 2Динамика интерстициальной жидкости в легких.

Динамика легочной интерстициальной жидкости та же самая, которая характерна для жидкости в периферических тканях, за исключением следующих количественных различий:

1. Легочное капиллярное давление очень низкое по сравнению системным капиллярным давлением, примерно 7 мм рт.ст., по сравнению с 17 мм рт.ст.

2. Давление интерстициальной свободной жидкости в легочном интерстиции, согласно измерениям, составляет -8 мм рт.ст., по сравнению с -6 мм рт.ст. в подкожной ткани.

3. Легочные капилляры относительно проницаемы для белковых молекул, так что концентрация белка в лимфе, покидающей легкие, относительно высока, она в среднем составляет около 4г%, вместо 2г% в периферических тканях.

4. Скорость течения лимфы из легких очень высока, главным образом, вследствие непрерывного прокачивающего движения легких.

5. Интерстициальные пространства альвеолярных отделов легких очень узки, они представлены небольшими пространствами между капиллярным эндотелием и альвеолярным эпите-

- 33 -

лием

6. Альвеолярные эпителии не слишком прочны, чтобы противостоять очень сильному положительному давлению.Они, вероятно, могут растрескаться под воздействием какого-либо положительного давления в интерстициальных пространствах, которое больше, чем атмосферное давление (0 мм рт.ст.), которое позволяет перекачивать жидкость из интерстициальных пространств в альвеолы.

Теперь давайте посмотрим, как эти количественные различия воздействуют на динамику легочной жидкости.

 2Взаимосвязь между давлением

2интерстициальной жидкости и другими

2давлениями в легком.

На рис. 31-10 показан легочной капилляр, легочная альвеола и лимфатический капилляр, дренирующий интерстициальное пространство между капилляром и альвеолой.Баланс сил на капиллярной мембране следующий:

мм рт.ст.

Силы, вызывающие движение жидкости наружу

из капилляров и в легочной интерстиций:

капиллярное давление 7

коллоидно-осмотическое

давление интерстициальной

жидкости 14

Итоговые силы, действующие

наружу 21

Силы, вызывающие абсорбцию жидкости

в капилляры:

коллоидно-осмотическое

давление плазмы 28

давление интерстициальной

свободной жидкости -8

Итоговые силы, действующие внутрь 20

Нормальные силы наружу слегка больше, чем силы внутрь.Итоговое среднее давление фильтрации на капиллярной мембране легкого может быть рассчитано следующим образом:

- 34 -

Итоговая сила наружу +21

Итоговая сила внутрь -20

Итоговое среднее давление

фильтрации +1

Итоговое давление фильтрации вызывает легкий непрерывный поток жидкости в интерстициальные пространства, и, за исключением небольших количеств, которые испаряются в альвеолы, эта жидкость прокачивается обратно в кровообращение через легочную лимфатическую систему.

 2Обмен жидкости на легочной альвеолярной

2мембране; механизм сохранения

2альвеол в "сухом" виде.

Альвеолярная эпителиальная мембрана совершенно отличается от легочной капиллярной мембраны следующим образом: легочные капилляры, как и другие капилляры тела, имеют очень большие щелевидные поры между прилегающими эндотелиальными клетками.Ионы, такие как натрий, хлориды и калий, а также молекулы кристаллоидов, такие,как мочевина, глюкоза и так далее, могут проходить через эти большие капиллярные поры с легкостью.С другой стороны, альвеолярная эпителиальная мембрана не содержит таких больших отверстий.Таким образом,все перечисленные выше молекулы могут вызвать эффекты осмотического давления на альвеолярной мембране, хотя они не имеют таких эффектов на капиллярной мембране.Например, если вода проходит в альвеолы, высокая концентрация различных растворенных веществ в легочной интерстициальной жидкости вызывает всегда непрерывный осмос воды из альвеол в интерстициальную жидкость, и жидкость затем абсорбируется в легочные капилляры вследствие коллоидно-осмотического давления плазмы.На самом деле, у людей, которые тонут в пресной воде, может достаточно жидкости абсорбироваться из альвеол в кровь в течение 2-3 минут, для того, чтобы вызвать фибрилляцию сердца вследствие разведения электролитов крови.

В дополнение к осмосу жидкости из альвеол, небольшие количества жидкости могут также двигаться из альвеол в интерс-

- 35 -

тициальные пространства как результат отсасывания отрицательным давлением в этих пространствах.

Даже физиологический раствор хлористого натрия, ионы которого предупреждают осмос в интерстициальную жидкость, движется медленно из альвеол в интерстициальные пространства вследствие отрицательного интерстициального давления.

Но гораздо более важен, чем абсорбция жидкости из альвеол, следующий вопрос: почему жидкость, которая в норме имеется в интерстициальных пространствах, не перетекает в альвеолы?Ответ снова состоит в том, что отрицательное давление интерстициальной жидкости составляет примерно -8 мм рт.ст., что постоянно заставляет жидкость течь внутрь через альвеолярную мембрану и, таким образом, также предупреждает потерю жидкости в наружном направлении.

Только та жидкость, которая идет наружу через альвеолярную мембрану, такова, что небольшое количество, которое двигается при помощи механизма капиллярности через клеточные почки эпителиальных клеток и затем просачивается вдоль подкладочных поверхностей альвеол для их увлажнения.

 2Легочной отек.

Отек легких происходит таким же образом, как и повсюду в организме.Какой-либо фактор, который является причиной повышения давления легочной интерстициальной жидкости, от отрицательного интервала, будет вызывать внезапное заполнение легочных интерстициальных пространств и в более выраженных случаях даже альвеолы большими количествами свободной жидкости.

Обычные причины легочного отека:

1. Недостаточность левого сердца или митральное клапанное заболевание с последующим большим возрастанием давления в легочных капиллярах и заполнением интерстициальных пространств.

2. Повреждение легочной капиллярной мембраны, вызванное вдыханием вредных веществ, таких, как газообразный хлор и газообразная двуокись серы.

3. Понижение коллоидно-осмотического давления плазмы достаточно низкого уровня, чтобы жидкость пропотевала из

- 36 -

крови в легочные интерстициальные пространства (происходит только редко).

 2Легочной отек "интерстициальной жидкости"

2и легочной "альвеолярный" отек.

Объем интерстициальной жидкости в легких обычно не может повышаться более, чем на 50% (что представляет менее 100 мл жидкости), до разрыва альвеолярных эпителиальных мембран и жидкость начинает протекать из интерстициальных пространств в альвеолы.Причиной этого является просто почти бесконечно малая сила натяжения легочного альвеолярного эпителия; то есть какое-либо положительное давление в пространствах интерстициальной жидкости, по-видимому, является причиной немедленного разрыва альвеолярного эпителия.

Таким образом, за исключением самых мягких случаев легочного отека, отечная жидкость всегда поступает в альвеолы; если этот отек становится достаточно выраженным, то может наступить смерть вследствие удушения, о чем уже говорилось в главах 26 и 27.

 2Фактор безопасности против легочного отека.

Все факторы, которые могут предотвращать отеки в периферических тканях, также могут предотвращать отеки в легких.То есть до наступления положительного давления в интерстициальной жидкости и должны быть преодолены все следующие факторы:

1. нормальная отрицательность давления интерстициальной жидкости в легких;

2. лимфатическое прокачивание жидкости из интерстициальных пространств;

3. повышение осмоса жидкости в легочные капилляры, вызванное уменьшением белка в интерстициальной жидкости, когда возрастает поток лимфы.

В опытах на животных показано, что давление в легочных капиллярах в норме должно возрастать до величины, по крайней мере, равной коллоидно-осмотическому давлению плазмы до наступления выраженного легочного отека.Таким образом, у человека, у которого в норме коллоидно-осмотическое давление плазмы составляет 28 мм рт.ст., можно предсказать, что ле-

- 37 -

гочное капиллярное давление должно возрастать от нормального уровня 7 мм рт.ст. до более 28, чтобы вызвать легочной отек, что дает фактор безопасности против отека, равный примерно 21 мм рт.ст.

 2Фактор безопасности в хронических условиях.

Когда давление в легочных капиллярах хронически повышено,(по меньшей мере, две недели), то легкие становятся даже более устойчивы по отношению к отеку, потому что лимфатические сосуды сильно расширяются, повышается их способность переносить жидкость из интерстициальных пространств в 10 раз.Таким образом, у больных с хроническим митральным стенозом нередко развивается легочное капиллярное давление до 40-45 мм рт.ст. без существенного легочного отека.

Таким образом, при хроническом отеке легких, фактор безопасности против отека может нарастать до 35-40 мм рт.ст., по сравнению с нормальным значением 21 мм, при наличии острых состояний.

 2Скорость наступления смерти при

2остром легочном отеке.

Когда легочное капиллярное давление превосходит уровень фактора безопасности,летальный легочной отек может развиваться в течение нескольких часов, если это давление слегка превышает фактор безопасности, и в течение 20-30 минут, если оно превышает 25-30 мм рт.ст. над фактором безопасности.Таким образом, при наличии острой левосердечной недостаточности, при которой легочное капиллярное давление вдруг повышается до 50 мм рт.ст., смерть часто происходит в течение 30 минут от острого легочного отека.