CC BY
609
УДК: 616.24-008.4-053.8:611 МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ РЕСПИРАТОРНОГО ДИСТРЕСС-СИНДРОМА ВЗРОСЛЫХ
Б.А.МАГРУПОВ, Т.А.ВЕРВЕКИНА, В.УУБАЙДУЛЛАЕВА, Ф.А.ЮЛДАШЕВ MORPHOLOGIC ASPECTS OF RESPIRATORY DISTRESS-SYNDROME IN ADULTS
B.A.MAGRUPOV, T.A.VERVEKINA, V.U.UBAYDULLAEVA, F.A.YULDASHEV
Республиканский научный центр экстренной медицинской помощи
В обзоре приведены данные современной литературы об этиологии, патогенезе и морфологии респираторного дистресс-синдрома. Особое внимание было уделено результатам экспериментальных исследований с анализом макро- и микроскопических изменений в легких, развивающихся при данной патологии. Кроме того, показаны изменения, происходящие на ультраструктурном уровне. Ключевые слова: респираторный дистресс-синдром взрослых, патогенез, патоморфология легких.
Data of modern literature about etiology pathogenesis and morphology of respiratory distress-syndrome are given in the review. The special attention has been paid to the results of experimental investigations with the analysis of macro-and microscopic changes in the lungs subject to the time of this pathology development. Besides that the issue of changes taking place at ultrastructural level has been pointed. Keywords: respiratory distress-syndrome in adults, pathogenesis, pulmonary morphological pathology.
Респираторный дистресс-синдром взрослых (РДСВ) - острая дыхательная недостаточность, развивающаяся при терминальных и шоковых состояниях, характеризующаяся неспецифическими патологическими изменениями в легких за счет первичного поражения эндотелия легочных капилляров [2,4,46]. Существует множество синонимов данного патологического процесса, отражающих этиологический фактор его развития: синдром шокового легкого, постперфузионный легочной синдром, синдром влажных легких и др. [7,9].
Развитие РДСВ наблюдается при соматической патологии (бактериальные и вирусные пневмонии, микозы, сепсис, аспирация желудочного содержимого, острый панкреатит, уремии) [14,20,23], травме (ожог, утопление, асфиксия, травма грудной клетки и трубчатых костей, жировая эмболия [12,17,38,48,49], различных видах шока (септический, травматический постгеморрагический) [13,26]. С возможностью развития данного патологического процесса сопряжено также оказание хирургической помощи, проведение анестезиологического пособия и интенсивной терапии [1,19]. Среди возможных причин рассматриваются такие, как прямое повреждение легких, закупорка дыхательных путей кровью, слизью, аспирация твердых и жидких масс, ателектазы, эмболии, ятрогенные причины (синдром общей гипергидратации, повреждение кислородом в высоких концентрациях, длительная и неадекватная по режиму ИВЛ, перегрузка малого круга кровообращения при массивной инфу-зионно-трансфузионной терапии) [43,45].
Независимо от первичной причины развития РДСВ при критических состояниях действует много общих патогенетических факторов, поэтому патогенез данного процесса до конца не ясен [47,49]. Воздействие агрессивных факторов приводит к запуску сложного механизма, в основе которого лежит как повреждение пневмоцитов первого порядка, так и генерализованное повреждение альвеолярно-капил-лярных мембран [32]. Повышенная проницаемость
стенок капилляров аэрогематического барьера приводит к выходу в интерстициальную ткань легких фибрина и клеток крови, интерстициальному отеку с развитием фиброза легких. Проникновение жидкости, фибрина и других белков крови в просвет альвеол ведет к образованию гиалиновых мембран, ателектазов. Последнее связано с повреждением аль-веолоцитов и нарушением синтеза сурфактанта [16]. Существенно, что исходом всех направлений развития дистресс-синдрома является гипоксемия [27]. На основании электронно-микроскопического изучения ткани легких показано [31], что в период шока или терминального состояния точкой отсчета развития РДСВ является диффузное повреждение эндотелия капилляров легких с последующей деструкцией всей альвеолярно-капиллярной мембраны.
В патогенезе ранних изменений важную роль играют полиморфно ядерные лейкоциты. В эксперименте удается уменьшить повреждение легочной ткани в условиях нейтропении. Патогенетическая роль активированных нейтрофилов обусловлена генерацией ими многообразных факторов, таких как протеолитические лизосомальные ферменты, свободные радикалы кислорода, оксид азота, производные арахидоновой кислоты (лейкотриены и проста-гландины), активирующие фосфолипазу А, фактор активации тромбоцитов, приводящий к агрегации и секвестрации тромбоцитов и продукции тромбоци-тарного фактора роста, стимулирующего процессы склерозирования. Поэтому неслучайно, что у этих больных нередко развивается тромбоцитопения, а в исходе — интерстициальный фиброз легких. Кроме того, происходит нарушение синтеза сурфактанта пневмоцитами 2-го порядка, приводящее к развитию ателектазов [18].
Некоторые исследователи считают, что склеивание и адгезия полиморфноядерных лейкоцитов к внутренней поверхности легочных капилляров является ключевым звеном, вслед за которым РДСВ развивается стереотипно и не зависит от первона-
чальных факторов. Существует мнение о преобладающем значении активации системы комплемента, привлекающей нейтрофилы в капилляры. Активированные лейкоциты и тромбоциты скапливаются в виде агрегатов в капиллярах легких, интерстиции и альвеолах и выделяют цитотоксические вещества, стимулирующие развитие фиброза и изменяющие реактивность бронхов и сосудов. Происходит повреждение эндотелия легочных капилляров и эндотелия альвеол, пропотевание плазмы и крови в ин-терстициальное и межальвеолярное пространство. В результате альвеолы заполняются жидкостью, происходит их ателектаз [18,27,37].
Экспериментальные работы, а также ультрамикроскопические исследования легочной ткани людей, умерших в шоке или в различные периоды после него, показали, что основными морфологическими изменениями в легких является диффузное поражение эндотелия капилляров и дистрофические изменения эпителия альвеол [40].
В эндотелии капилляров возникает большое количество пиноцитозных пузырьков, которые сменяет крупнопузырчатая вакуолизация, отслаивающая эндотелий от базальной мембраны с образованием щелей между клетками. Через образовавшиеся между эндотелиальными клетками зазоры из капилляров в толщу аэрогематического барьера выходят белки и форменные элементы. При повреждении альвеолоцитов, долго не пропускающих скопившуюся жидкость, увеличивается межклеточное пространство, и жидкость начинает поступать во внутриаль-веолярное пространство. Процесс сопровождается поступлением в альвеолы макрофагов. Поступление в межальвелярное пространство и альвеолы жидкости, богатой белками, приводит к образованию гиалиновых мембран, увеличивая диффузный путь, что снижает уровень газообмена и усиливает дыхательную недостаточность [9].
Многие исследователи [33,36,49] основной причиной развития РДСВ считают эмболию микрососудов легкого жировыми каплями, частицами поврежденных тканей, агрегатами клеток крови. Нейтрофиль-ные гранулоциты высвобождают протеолитические ферменты, обнаруженные при электронной микроскопии в виде лизосомальных гранул [35,42].
В эксперименте у животных предварительно вызванная нейтропения предотвращает повышенную проницаемость капилляров [24,25,31,44]. Однако имеются сообщения о развитии РДСВ у пациентов с глубокой нейтропенией [30].
Несмотря на то, что в научной литературе проблеме РДСВ посвящено большое количество публикаций, в которых подробно отражены история вопроса, современные взгляды на патогенез, клинику, диагностику и лечение данной патологии, работ по патоморфологии РДСВ мало [3,5,8].
Морфологические признаки острого повреждения легких носят неспецифический характер и не зависят от этиологического фактора. Морфологические изменения при остром повреждении легких приводят к повреждению эндотелия легочных капилляров, их базальных мембран, увеличению про-
ницаемости капилляров, накоплению внесосудистой жидкости и экссудации белков с формированием некардиогенного отека легких [6]. Респираторный дистресс-синдром взрослых протекает в три стадии: доклиническая стадия развивается в течение первых 6-24 часов от воздействия этиологического фактора и характеризуется увеличением повышением уровня фактора некроза опухолей, интерлейкина-1, интерлейкина-6, морфологическими признаками повреждения капилляров межальвеолярных перегородок [15,34]. Острая стадия (экссудативная фаза) развивается в течение первой недели после начала действия повреждающего фактора. Легкие при этом занимают всю грудную полость, масса их превышает нормальную в 3-4 раза, они кажутся раздутыми. На поверхности легких видны также плевральные кровоизлияния и даже небольшие ателектазы. Поверхность разреза легких обычно сочная, с мелкими кровоизлияниями. В остальных отделах цвет легких остается нормальным. Часто выявляются участки различных размеров, более яркого цвета, чем окружающая паренхима. Почти всегда заметны признаки трахеобронхита. Слизистая оболочка трахеи и бронхов темная. В легких отмечаются признаки интер-стициального отека, которые проявляются расширением альвеолярных стенок с выбуханием участков ткани в просвет альвеол. На альвеолярных стенках и альвеолах определяются гиалиновые и фиброзные отложения, фокальные альвеолярные и интерстици-альные кровоизлияния, а также признаки гиперплазии и гипертрофии клеток, выстилающих альвеолы. Реже выявляется альвеолярный отек. В альвеолах, окрашенных трихромом, можно обнаружить гиалиновые мембраны. На истонченных альвеолярных перегородках можно видеть коллагеновую выстилку и нити коллагена, которые затем утолщаются до выраженного интерстициального фиброза. В микрососудах альвеолярных перегородок определяются маргинация нейтрофилов (лейкоцитарные стазы в сосудах микроциркуляции), эритроцитарные стазы. Стадия организации экссудата и пролиферации пневмоцитов 2-го порядка приводит к интерстици-альному фиброзу [28,29].
Процессы организации начинаются со 2—3-го дня заболевания. В дальнейшем происходит быстрое накопление коллагена, что вызывает тяжелый интерстициальный фиброз. Эти морфологические изменения обусловливают низкую растяжимость легких, легочную гипертензию, падение функциональной емкости легких, неравномерность венти-ляционно-перфузионных отношений и гипоксемию [11,15,21,22,39].
При РДСВ отмечается изменение не только элементов легочной ткани, но и сосудистой системы. Морфологическими критериями изменений сосудистой системы в экссудативной стадии является ме-гакариоцитоз сосудов микроциркуляции, пролифе-ративная стадия характеризуется формированием микротромбов, для фибротической стадии характерен склероз легочных артерий с облитерацией сосудов [10].
Под электронным микроскопом можно увидеть
Б.А.Магрупов, Т.А.Вервекина, В.УУбайдуллаева, Ф.А.Юлдашев
дегенеративные изменения в эндотелиальных клетках и пневмоцитах I порядка. Через несколько дней клетки I порядка слущиваются, вместо них появляются раскрытые базальные мембраны. Внутритканевой и альвеолярный отек, особенно заметный в первый день, затем уменьшается. Гиалиновые мембраны начинают образовываться ко второму дню, а их наличие является самой заметной морфологической чертой экссудативной фазы на 4-5-е сутки. Эти эозинофильные, стекловидные (прозрачные) «мембраны» состоят из плазменных протеинов, остатков цитоплазмы и ядер слущенных клеток эпителия. Легкое внутритканевое воспаление с лимфоцитами, клетками плазмы и макрофагами проявляется рано и достигает максимума примерно через неделю. К концу первой недели и в течение последующей организации нарушений кубические пневмоциты II порядка начинают выстраиваться вдоль раскрытых (оголенных) альвеолярных мембран. Альвеолярные капилляры и легочные артериолы иногда содержат фибриновые тромбы [22].
Несмотря на значительный прогресс в диагностике и лечении, смертность от острого респираторного дистресс-синдрома, тяжелой формы острого повреждения легких, остается неприемлемо высокой. Исследования показали, что более 60—65% взрослых больных с респираторным дистресс-синдромом погибают, несмотря на современные методы лечения. Особенно высока смертность в исходе респираторного дистресс-синдрома взрослых при аспирации желудочного содержимого (93,8%), сепсисе (77,8%), пневмониях (60%) и травме 27% [26,39,49].
Все это диктует необходимость, с одной стороны изучения всех звеньев патогенеза РДСВ, с другой, поиска эффективных методов профилактики и лечения этого грозного осложнения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Вагнер Е.А. и др. Инфузионно-трансфузионная терапия острой кровопотери. М Медицина 1986; 160.
2. Зайковский Ю.Я.; Ивченко В.Н. Респираторный дистресс-синдром у взрослых. Киев Здоров'я 1987; 184.
3. Кассиль В., Золотокрылина Е.С. Острый респираторный дистресс-синдром. М Медицина 2003; 224.
4. Лебедев А.А. Синдром шокового как осложнение сепсиса у родильниц. 2-й съезд хирургов Таджикистана. Душанбе 1989; 411 -412.
5. Мишнёв О.Д., Щёголев А.И., Трусов О.А. Патолого-анатомическая диагностика сепсиса. Метод. рекомендации. М 2004; 19.
6. Мороз В.В., Голубев А.М., Марченков Ю.В. и др Сундуков Д.В., Городовикова Ю.А., Зорина Ю.Г., Лысенко Д.В., Шаман П. Общ реаниматол 2010; 3: 29-34.
7. Мухин Н.А., Моисеев В.С., Мартынов А.И., Галявич А. С. Внутренние болезни. Учебник. М 2009; 1: 649.
8. Пермяков Н.К. Основы реанимационной патологии. М Медицина 1979; 278.
9. Пермяков Н.К. Патология реанимации и интенсив-
ной терапии. М Медицина 1985; 285.
10. Спирин А.В. Патоморфология респираторного дистресс-синдрома взрослых, ассоциированного с беременностью. Дис. ... канд. мед. наук. Челябинск 2008; 149.
11. Сундуков Д.В., Голубев А.М., Алисиевич В.И., Баши-рова А.Р. Морфология острого повреждения легочной механиком в травме. Судмедэксперт 2007; 50 (4): 3- 5.
12. Babík J., Beck J., Schnellyová T., Sopko K. Late complication of respiratory thermal injuries. Acta Chir Plast 2008; 50 (4):105-107.
13. Becher R.D., Colonna A.L., Enniss T.M. et al. An innovative approach to predict the development of adult respiratory distress syndrome in patients with blunt trauma. J Trauma Acute Care Surg 2012; 73 (5):1229-1235.
14. Benard G., Costa A.N., Ravanini J. et al. Fatal acute respiratory distress syndrome in a patient with paracoccidioidomycosis: first case report. Med Mycol 2010; 48 (3): 542-545.
15. Bulanov A. Transfusion-associated lung injury (TRALI): obvious and incomprehensible. Anest Reanimatol 2009; (5):48-52.
16. Chavko M., Adeeb S., Ahlers S.T., Mc.Carron R.M. Attenuation of pulmonary inflammation after exposure to blast overpressure by N-acetylcysteine amide. Shock 2009; 32 (3):325-331.
17. Cohn S.M., Dubose J.J. Pulmonary contusion: an update on recent advances in clinical management. Wld J Surg 2010; 34 (8):1959-1970.
18. De Luca D., Minucci A., Trias J. et al. Study Group on Secretory Phospholipase in Pediatrics. Varespladib inhibits secretory phospholipase A2 in bronchoalveolar lavage of different types of neonatal lung injury. J Clin Pharmacol 2012; 52 (5):729-737.
19. Delafosse B. et al. Respiratory changes induced by parenteral nutrition in postoperative patients undergoing inspiratory pressure support ventilation. J Anesthesiol 1987; 66 (3):393-396.
20. Doi K., Ishizu T., Fujita T., Noiri E.. Lung injury following acute kidney injury: kidney-lung crosstalk. Clin Exp Nephrol 2011; 15 (4):464-470.
21. Dushianthan A., Grocott M.P., Postle A.D., Cusack R. Acute respiratory distress syndrome and acute lung injury. Postgrad Med J 2011; 87 (1031):612-622.
22. Fan CX, Zhang ZP, Cheng QS et al. Experimental study on acute respiratory distress syndrome and analysis ofrelevant factors in rabbits subjected to thoracic blast trauma. Zhongguo Wei Zhong Bing Ji Jiu Yi Xue 2011; 23 (4):243-246.
23. Greenberger P.A., Grammer L.C. Pulmonary disorders, including vocal cord dysfunction. J Allergy Clin Immunol 2010; 125 (2 Suppl 2):S248-254.
24. Helfin A.C., Brigham K.L. Prevention by granulocyte depletion of increased vascular permeability of sheep lung following endotoxemia. J Clin Invest 1981; 68 (5):1253-1260.
25. Hinson J.M. et al. Effect of granulocyte depletion on altered lung mechanics after endotoxemia in sheep. J Appl Physiol Respir Environ Exerc Physiol 1983;
55(1): 92-99.
26. Incagnoli P., Blaise H., Mathey C. et al. Pulmonary resection and ECMO: A salvage therapy for penetrating lung trauma. Ann Fr Anesth Reanim 2012; 31(7-8): 641-643.
27. King B.A., Kingma P.S. Surfactant protein D deficiency increases lung injury during endotoxemia. Amer J Respir Cell Mol Biol 2011; 44(5):709-715.
28. Machado-Aranda D.A., Suresh M.V., Yu B., Raghavendran K. Electroporation-mediated in vivo gene delivery of the Na+K+-ATPase pump reduced lung injury in a mouse model of lung contusion. J Trauma Acute Care Surg 2012; 72(1): 32-39.
29. Matute-Bello G., Frevert C.W., Martin T.R. Animal models of acute lung injury. Amer J Physiol Lung Cell Mol Physiol 2008; 295 (3):L379-399.
30. Maunder R.J. et al. Occurrence of the adult respiratory distress syndrome in neutropenic patients. Amer Rev Respir Dis 1986; 133(2): 313-316.
31. Mittetmayer Ch. et al. Induction of human vascular endothelial stress fibres by fluid shear stress. Nature 1984; 307(5952):648-649.
32. Muellenbach R.M., Kredel M., Zollhoefer B. et al. Acute respiratory distress induced by repeated saline lavage provides stable experimental conditions for 24 hours in pigs. Exp Lung Res 2009; 35(3):222-233.
33. Najafizadeh K., Ahmadi S.H., Dezfouli A.A. et al. Fat and bone marrow embolization in a donor as the cause of death in a lung recipient. Transplant Proc 2009; 41 (7):2924-2926.
34. Opdahl H. Acute respiratory failure concomitant with serious disease or injury. Tidsskr Nor Laegeforen 2010; 130(2): 154-157.
35. Pearson J.D. Endothelial cells and circulating neutrophil leukocytes. Curr Probl Clin Biochem 1983; 13: 88-98.
36. Qi Y., Qian L., Sun B., et al. Inhaled NO contributes to lung repair in piglets with acute respiratory distress syndrome via increasing circulating endothelial progenitor cells. PLoS One 2012;7.
37. Reid J.H., Murchison J.T., van Beek E. Imaging of acute respiratory distress syndrome. J Expert Opin Med Diagn 2010; 4(4):359-372.
38. Rey-Parra G.J., Vadivel A., Coltan L. et al. Angiotensin converting enzyme 2 abrogates bleomycin-induced lung injury. J Mol Med (Berl) 2012; 90(6):637-647.
39. Sakka S.G. Extravascular lung water in ARDS patients. Minerva Anestesiol 2013; 79(3):274-284.
40. Schlag G., Redl H. et al. Morphology of the microvascular system in shock: lung liver and skeletal muscles. Crit Care Med 1985; 13(12):1045-1049.
41. Schultz M.J. Lung-protective mechanical ventilation with lower tidal volumes in patients not suffering from acute lung injury: a review of clinical studies. Med Sci Monit 2008; 14(2):22-26.
42. Seeger W., Lasch H.G. Septic lung. Rev Infect Dis 1987;9(5):570-579.
43. Sheu C.C., Gong M.N., Zhai R. et al. Clinical characteristics and outcomes of sepsis-related vs non-sepsis-related ARDS. Chest 2010; 138(3):559-567.
44. Sturm J.A. et al. Increased lung capillary permeability after trauma: a prospective clinical study. J Trauma 1986; 26(5):409-418.
45. Suresh M.V., Yu B., Machado-Aranda D. Role of macrophage chemoattractant protein-1 in acute inflammation after lung contusion. Amer J Respir Cell Mol Biol 2012; 46(6):797-806.
46. Tomas L., Petty M.D. Combination ventilationperfusion scintigraphy of the lungs in children with bronchopulmonary diseases. Thal W Radiol Diagn (Berl) 1985;26(4):569-573.
47. Tovar J.A. The lung and pediatric trauma. Semin Pediatr Surg 2008; 17(1):53-59.
48. Volpin G., Gorski A., Shtarker H., Makhoul N. Fat embolism syndrome following injuries and limb fractures. Harefuah 2010; 149(5):304-308.
49. Zhang J., Chu X.Y., Liu Y., Wang Y.X. Treatment of 336 cases of chest trauma. Chin J Traumatol 2012; 15 (3):180-182.
КАТТАЛАРДА РЕСПИРАТОР ДИСТРЕСССИНДРОМНИНГ МОРФОЛОГИК ЖАБХДЛАРИ
Б.А.Магрупов, Т.А.Вервекина, В.У.Убайдуллаева, Ф.А.Юлдашев Республика шошилинч тиббий ёрдам илмий маркази Макола респиратор дистресс-синдромнинг этиологияси, патогенези ва морфологиясига багишланган замо-навий адабиётлар тахлил килинган. Ушбу касаллик окибатида упкада ривожланадиган макро- ва микроскопик узгаришларни урганишга каратилган тажрибаларнинг натижаларига алох,ида эътибор берилган. Ультраструктура даражасида юз берадиган узгаришлар х,ам ёритилган.
Контакт: Магрупов Баходир Асадуллаевич, д.м.н., профессор, руководитель отдела патологической анатомии РНЦЭМП. E-mail: [email protected] Тел.: (+99890)-9876144.
