CC BY
74
Дискуссии
© М.В.Гринёв, 2007 УДК 616-001.36-092
М.В.Гринёв
шок, как универсальный патогенетический процесс при критических состояниях организма
Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт скорой помощи им. И.И.Джанелидзе (дир. — чл.-кор. РАМН проф. С.Ф.Багненко)
«По-видимому, в нашем теперешнем складе мышления отсутствует что-то очень важное, целое измерение, без которого нельзя найти подхода к этим проблемам».
Сент-Дьердьи «Биоэнергетика» (1960)
Ключевые слова: шок, патогенез, экстремальное состояние.
Слово «С^о> (фр.) и «Shock» (англ.) переводится на русский язык как «потрясение», «удар». Впервые этот термин, которому присущи краткость и большая выразительность, ввел в медицинскую литературу французский военный хирург Ледран в 1741 г. Первоначально и весь последующий долгий исторический период дефиниция «шок» была теснейшим образом связана с тяжелой механической травмой и в первую очередь нанесенной боевым оружием. Этот термин прочно укрепился в лексике научной литературы, практике хирургов, травматологов, реаниматологов, подвергнут многократному обсуждению на форумах мирового уровня.
Интерес к проблеме шока в последние годы резко возрос в связи с активным изучением септического шока, грозного спутника тяжелого сепсиса, а также другими тяжелыми хирургическими заболеваниями, «поставщиками» шока — перитонитом, острым панкреатитом, ожогами и др., ставящими организм на грань функциональной дезинтеграции [3].
Таким образом, шок по своему происхождению является полиэтиологическим процессом.
Патогенез же его остается загадкой за семью печатями, что отразилось на формулировании определений шока, исчисляемых трехзначными цифрами [7]. Одно из них, в наибольшей степени отражающее значимые критериальные оценки шока, представлено следующей трактовкой. «Шок — это сложный полиэтиологический и полипатогенетический процесс, типовой, фазо-вопротекающий, свидетельствующий о тяжелом состоянии больного и характеризующийся недостаточностью кровообращения (перфузионная недостаточность) в сочетании с крайним напряжением нейроэндокринных механизмов регуляции».
Утверждение, что шок является полипатогенетическим процессом, по нашему мнению, является необоснованным, поскольку это входит в противоречие с логикой эволюционного развития защитной реакции живой системы от экстремальных воздействий, которая основана на отработке универсального типового механизма при множестве агрессивных воздействий. Отсутствие единого патогенетического обоснованного понятия «шок», естественно, не может негативно не отразиться на создании патогенетически обоснованных лечебных технологий при разных по этиологии экстремальных состояниях с манифестацией шока. Данное обстоятельство и послужило мотивацией к поиску доказательных аргументов, по результатам которых можно было бы сформулировать патогенез шока, как единого универсального, эво-люционно выработанного процесса, что и является целью настоящего сообщения.
В основу исследования положен метод аналитического изучения патогенеза каждой из состав-
ляющих клинических нозологий, сопровождающихся развитием экстремального состояния с манифестацией шока (тяжелая механическая и ожоговая травма, абдоминальный и мягкотканный сепсис, панкреатит, экзотоксикозы, кардиогенный шок). Обоснованность своих выводов строилась на основе собственных клинических наблюдений с использованием в ряде случаев данных эксперимента, а также литературных источников. Мы не могли избежать и методологии «эмпирического обобщения» (по В.И.Вернадскому), поскольку вывод обсуждаемой темы носит, по нашему мнению, фундаментальный характер [1].
Патогенез шока в его различных по этиологии вариантах (травматический, ожоговый, септический и др.) исчерпывающе изложен в фундаментальных исследованиях R.Hardaway, результаты которых опубликованы в обобщенном виде в 1965 г. в работе «Disseminated Jntravascular Coagulation with Spécial Reference to Shock and its Treatment» [19]. Основой авторской концепции патогенеза шока является тромбоз сосудов на мик-роциркуляторном уровне с развитием тканевой и органной недостаточности, который обусловлен замедлением кровотока гиповолемического происхождения и стимулированием тромбообразова-ния. Последнее связывалось с ацидозом.
Высказанная и доказанная в эксперименте концепция тромбоза микроциркуляторного русла при шоке как главного патогенетического фактора полиорганной недостаточности нашла подтверждение в работах известных исследователей сепсиса последних лет [13-18], позволивших изменить трактовку процесса тромбообразования по R.Hardaway. В основе патофизиологических процессов, развивающихся при тяжелом сепсисе и септическом шоке, лежат эффекты цитокиновых межклеточных взаимоотношений, приводящих к тромбозу микроциркуляторного русла.
В общем виде динамика патофизиологических процессов при критических состояниях на модели абдоминального сепсиса и септического шока (СШ) представляется в следующем виде: очаг (источник инфекции) — внутрисосу-дистая генерализованная инфекция, эндотоксе-мия — взаимодействие с моноцитами — цито-кинемия — тромбопластинемия — выработка тромбина — активация тромбоцитов и ингиби-рование фибринолиза — тромбоз микроциркуля-торного русла — ишемическая гипоксия и некроз органных структур — ПОН: сердечно-сосудистая (шок), дыхательная (ОПЛ), почечная (ОПН), печеночная, энтеральная (ОПЖ), иммунодепрес-сия, мозговая (энцефалопатия).
Данная трактовка патогенеза септического шока на модели перитонита была озвучена в нашем докладе на 2-м Европейском конгрессе
неотложной хирургии в Афинах [15], основанном на лечении 145 больных с СШ и некоторых экспериментальных данных [4]. В качестве доказательных аргументов послужило увеличение уровня ФНО-альфа, играющего основную роль в развитии инфекционно-токсического шока, и наличие дистрофических изменений в органах экспериментальных животных. И еще один факт: использование в качестве лечения пентоксифиллина (ингибитора ФНО-альфа) привело к снижению летальности на 44%, что также подтверждает его значимую роль в генезе СШ.
Одной из разновидностей эндотоксинового шока, клиническое течение которого отличается наибольшей тяжестью, явился шок на почве некротизирующего фасциита. Обладая уникальным опытом лечения больных с данной патологией (37 наблюдений), мы подвергли тщательному изучению патогенез шока, который нами назван инфекционно-токсическим вследствие того, что этиологически он обусловлен двумя факторами. Первый — это экзотоксинемия, вызванная |3-гемо-литическим стрептококком группы А, который, являясь суперантигеном, имеет уникальную способность взаимодействовать с главным комплексом гистосовместимости II класса на антигенпре-зентирующих клетках и определенными участками рецепторов Т-лимфоцитов. В результате этого взаимодействия синтезируются монокины: ФНО-альфа, ИЛ-1, ИЛ-6, лимфокины ИЛ-2, интерфе-рон-у, запускающие активацию гемореологичес-ких нарушений, основы тромботической ишемии тканей с некрозом ее и ПОН. Данное состояние названо Streptococcal toxic Shock syndrome [13]. Второй фактор агрессии — некротоксины, образующиеся и внедрившиеся в кровоток вследствие массивного некроза поверхностной фасции в формате влажной гангрены. Этим можно объяснить запредельную степень эндотоксикоза и высокую летальность, достигающую 74% (без операции летальность — 100%). По-видимому, бимодаль-ностью генеза инфекционно-токсического шока можно объяснить негативный высев микрофлоры у этих пациентов [2, 12, 21]. Инфекционно-ток-сический шок при данном заболевании протекает в молниеносной или острой форме (18 наших наблюдений с летальностью в 90%). Частота шока при некротизирующем фасциите (более 50%) превышает частоту септического шока (40%).
Самым убедительным доводом в пользу описанного выше генеза шока являются данные морфологического исследования иссеченных тканей при операции: практически во всех случаях обнаружены некроз тканей и тромбозы сосудов, что было иллюстрировано в прежних наших публикациях (Хирургия.—2006.—№ 5; Вестн. хир.—
2006.—№ 3 и др.) и подтверждено другими авторами [6, 19].
Совершенно очевидно, что генез септического шока на моделях перитонита и некротизирующего фасциита не только схож, он однотипен. Различие только в этиологии и факторах агрессии.
Деструктивный панкреатит является одной из клинических моделей экстремального состояния с манифестацией шока, именуемого панкре-атогенным шоком [11]. Различают ранний шок, встречающийся в 8,7% случаев, и поздний шок, частота которого 9,8%. Каков патогенез панк-реатогенного шока? В отсутствие конкретных доказательных данных по этому вопросу, основываясь только на осмыслении общебиологических процессов, происходящих в организме в ответ на агрессивное воздействие (по методологии «эмпирического обобщения»), мы, как и автор монографии «Шок при панкреатите» [11], постулируем бимодальность патогенеза шока при панкреатите. Ранний панкреатогенный шок, развивающийся в первые дни заболевания, в стадии ферментемии, может быть инициирован только ферментами или другими биологически активными веществами, циркулирующими в крови (генерализованная ферментемия), действие которых на моноцитарно-макрофагальное звено аналогично действию микробного эндотоксина. Провоспалительная цитоки-немия при деструктивном панкреатите настолько выражена, что она может служить маркером заболевания [20]. Последующее развитие нарушений в гемореологическом звене подвержено закономерностям, изложенным выше. Естествен и заключительный исход межклеточных взаимоотношений — ПОН с манифестацией шока.
Однако есть и морфологическое подтверждение стандартного нарушения в микроциркулятор-ном русле при панкреатите — развитие некроза самой железы и парапанкреальной клетчатки. Основа некроза, по нашему мнению, — тромбоз сосудов.
Поздний панкреатогенный шок — это шок септический, микробный. Он возникает в стадии гнойных осложнений панкреатита, развитие которого протекает по стандартной, описанной выше, схеме.
Таким образом, основу патогенеза панкреато-генного шока в ранней и поздней его фазе составляет органопатия вследствие гемореологических нарушений в микроциркуляторном русле по типу тканевой гипоперфузии. Следовательно, основу патогенеза панкреатогенного шока в ранней и поздней фазе составляет органопатия вследствие гемореологических нарушений в микроциркуля-торном русле по типу тканевой гипоперфузии.
Ожоговый шок — прерогатива тяжелых ожогов и маркер экстремального состояния, опре-
деляющего прогноз течения болезни. По своему характеру ожоговый шок так же, как и шок панк-реатогенный, относится к категории бимодальных процессов. В начале своего развития он обусловлен двумя патогенетическими факторами — гипо-волемией (триггер гипотензии) и эндотоксикозом тканевого происхождения. Это ранний ожоговый шок, развивающийся практически у 90% пострадавших, корригирующийся инфузией солевых растворов, белковых препаратов, гормональной поддержкой. С развитием гнойных осложнений и сепсиса, в сроки от 3-5 нед после ожоговой травмы может возникнуть поздний ожоговый шок, который по своему патогенезу является смешанным, т. е. обусловленным микробной и тканевой токсемией на фоне вторичного иммунодефицита. Что же касается детализированного механизма развития системной воспалительной реакции, то она так же, как и при других клинических моделях экстремального состояния, является результатом эндотоксинассоциированных нарушений в системе микроциркуляторного русла на основе активации цитокинового каскада с последующим развитием ПОН и ожогового шока.
Концепция патогенеза травматического шока за долгую историю претерпела наиболее многовариантные метаморфозы. Канула в небытие нейрогенная теория шока [Петров И.Р., 1947; Crile, 1899], конкурировавшая с теорией плаз-мокровопотери [Malcolm, 1905], сохранившая до настоящего времени элементы значимости [7]. С большей степенью убедительности привлекла к себе внимание токсическая теория [Кеню, Дельбе, 1919], основу которой составляет механизм «асептического гистолиза » и которая, по нашему мнению, заслуживает большего внимания исследователей, на основе использования концепции цитокиновых взаимоотношений. Самое ценное в этой теории то, что в качестве патогенов шока обозначены вещества, выступающие в роли тканевых эндотоксинов (токсические амины, токсигенные полипептиды, лизосомальные ферменты, тканевые метаболиты и др.). По мнению авторов этой теории, все эти вещества оказывают прямые угнетающие действия на кровообращение и дыхание, нарушают антимикробные барьеры, способствуют формированию необратимых последствий травматического шока.
Пришедшая на смену данной теории концепция микроциркуляторных нарушений, сформулированная R.Hardaway [19], нашедшая сторонников среди отечественных авторов [18], приобрела широкое признание благодаря ее высокой достоверности. Однако доказанная в эксперименте морфологическая составляющая — тромбоз микрососудов — данной теории, по нашему мнению, в своей трактовке не является столь убедительной.
Мы взяли на себя ответственность, используя открытый в 70-е годы механизм цитокиновых межклеточных взаимоотношений, представить свое видение патофизиологических процессов, развивающихся в организме при агрессивных воздействиях (травма, генерализованная инфекция), индуцирующих процесс шока.
Триггером травматического шока является, как это признается всеми, не боль и ноцицептив-ная импульсация, а кровопотеря и тканевая альтерация. Кровопотеря же при политравме сопровождается в 84% тромбопластиновой коагулопа-тией [5]. Последняя предрасполагает к тромбозу микрососудов, составляющих 90% всего объема кровеносного русла. Проведенные морфологические исследования [18] у погибших от шока выявили распространенный тромбоз в капиллярах и венулах микроциркуляторного русла легких, почек, дистрофические и некротические изменения в «шоковых» органах, что составляют основу ПОН и синдрома экстремального состояния. Таким образом, тромбопластиновая коагулопатия, являясь общепатологическим неспецифическим синдромом, служит основополагающим признаком травматического/гиповолемического шока, а тромбоз микроциркуляторного русла — его морфологическим критерием.
Каков изначальный механизм генерализованного тромбообразования микроциркуляторного русла при тяжелой политравме с исходом в шок и ПОН? Мы склонны предполагать, что возникновение травматического шока патогенетически связано с участием эндотоксина тканевого происхождения, образующегося при тканевой альтерации. Как известно, значительная геморрагия (желудочная, гинекологическая, на почве ранений сосудов), приводящая к сравнительно кратковременной артериальной гипотензии, легко корре-гируется инфузионно-трансфузионной терапией, не сопровождаясь, как правило, развитием ПОН. Тяжелая же механическая травма являет собой прямо противоположный сценарий и исход.
Это дает нам основание постулировать патогенез травматического шока как результат активации цитокинового каскада эндотоксином, образующимся в местах тяжелых механических повреждений, с реализацией тром-бообразования микроциркуляторного русла органов, приводящего к их ишемии, тканевой гипоперфузии и развитию ПОН.
Весьма вероятно, что в пролонгировании травматического шока играет роль еще один фактор, который связан с синдромом централизации кровообращения. Суть его в том, что сопутствующая данному феномену гипоперфузия кишечника сопровождается снижением защитного барьера слизистой оболочки кишки, что приводит к про-
никновению флоры кишечника в портальный и системный кровоток, а следовательно, к активации выброса цитокинов, запускающих коагуляци-онный каскад, причины тромбоза микроциркуля-торного русла органов.
Как следует из вышеизложенного, в патогенезе шока перечисленных клинических моделей экстремальных хирургических патологий инициирующим фактором, запускающим механизм развития острой формы полиорганной недостаточности, т. е. патогеном, является эндотоксин микробного или тканевого происхождения.
А каков патогенез шока нехирургической природы (при острых экзогенных отравлениях, инфаркте миокарда)? Мы можем высказать свое предположение по данному вопросу на основании методологии «эмпирического обобщения» и единичных наблюдений из практики. Одно из них представляет собой эксквизитный и, кажется, безальтернативный для трактовки случай. У поступившего к нам на лечение пациента этиологию некротизирующего фасциита с развитием тяжелого сепсиса, протекавшего в молниеносной форме и закончившегося летальным исходом, мы не могли не связать с укусом змеи, т. е. экзотокси-козом. Кстати, о подобных случаях упоминается в работе R.Hardaway. Это дает нам основание говорить о шоке экзотоксического происхождения.
В клинической практике существует еще одна нередкая по частоте разновидность шока — кардиогенный шок — у больных с инфарктом миокарда. По данным литературных источников [10, 18], кардиогенный шок обусловлен снижением насосной функции левого желудочка, что сопровождается замедлением кровотока в мик-роциркуляторном русле и тромбообразованием. Предполагаем, что возникающая при этом адгезия нейтрофилов к эндотелию (доказанный факт) приводит к выбросу ИЛ-8, инициирующего активацию тромбопластина с последующим тромбозом органных микрососудов, тканевой гипоперфузией и ишемическим некрозом — морфологической основы ПОН. Таким образом, и при инфаркте миокарда механизм кардиогенного шока в своей основе имеет гиповолемию (триггер гипотензии) и тромбоз органных сосудов с развитием ПОН.
Перечисленные выше нозологии с тяжелым клиническим течением, вписывающиеся в понятие экстремального состояния, имеют объединяющий манифестирующий признак — артериальную гипотензию с уровнем АД ниже 90 мм рт. ст. и другими показателями неустойчивой системной гемодинамики, что соответствует общепринятому критерию шока.
Представленная краткая характеристика патогенеза шока при разных по этиологии агрессивных воздействиях на организм факторах (механи-
ческая и ожоговая травма, абдоминальный сепсис на почве перитонита, синдром инфекционного токсического шока при некротизирующем фас-циите, деструктивный панкреатит, экзотоксикоз и инфаркт миокарда) имеют единый патогенный источник — эндотоксин и единый механизм взаимодействия данного патогена с макроорганизмом, выработанным в процессе эволюции живой системы и имеющим биологическую целесообразность — сохранение вида. Он, этот механизм защиты, един по своему определению, ограничен возможностями функционального статуса, но он и не безграничен в ситуациях с суперагрессией, сила которой превышает возможности защиты.
Формулируемая на разных исторических этапах развития медицинской науки защитная реакция организма как неспецифический адаптационный синдром [9] или системная ответная реакция на воспаление [14] носит общий характер, которая расшифрована в последние годы на основе изучения межклеточных цитокиновых взаимоотношений [14, 16-18].
Патогеном практически у всех пациентов, подверженных агрессивному воздействию с развитием экстремального состояния, является эндотоксин микробного или тканевого происхождения, а также такие ингредиенты, как пептидогликан, тейхоевая кислота, стафилококковый протеин А и стрептококковый протеин М, гликокаликс, экзотоксины. Генерализация их в системном кровотоке сопровождается активацией моноцитов, макрофагов, эндотелиоцитов, что приводит к выбросу провоспалительных цитокинов, среди которых ключевая роль принадлежит ФНО. Провоспалительные цитокины первоначально выступают в качестве защитных компонентов, их функция состоит в следующем: 1) рекрутируют нейтрофилы в зону поражения; 2) усиливают их фагоцитарную и бактерицидную активность; 3) запускают антигенспецифический ответ. При увеличении пула провоспалительных цитокинов и дисбалансе их с противовоспалительными медиаторами нарастает степень выраженности септического процесса, достигающего уровня тяжелого сепсиса и развития ПОН.
Основу полиорганной недостаточности составляет тканевая гипоперфузия микроциркуляторно-го звена органов на почве альтерации эндотелия и тромбоза вследствие гемореологических нарушений.
Можно с определенностью утверждать, что ответная реакция организма на суперагрессию различного происхождения (этиологию) выработана в процессе длительной эволюции живой системы с целью поддержания функционального статуса, в целом — сохранения вида. Она, эта система, не могла быть поливалентной. Она фор-
мировалась на основе универсального единого и, по возможности, простого механизма. Полем противостояния агрессии и защиты стала самая жизнеобеспечивающая и всепроникающая система — кровоснабжение. Нарушения этой жизнеобеспечивающей системы вследствие агрессивного воздействия, проявляющиеся кровотечением (при травме) или генерализованным внедрением в кровоток эндотоксина (при сепсисе), ставят организм на грань гибели, избежать которую возможно только выработкой механизма восстановления «status quo» поломанной структуры и ее функции. Такие механизмы сформировались и закрепились в генетическом коде живой системы. Один из них — активация коагуляционного каскада, второй — активация клеток иммунной системы в ответ на генерализованное воспаление. Таков изначальный «замысел» эволюционной отработки защиты от агрессии, ее биологическая целесообразность, рассчитанная на позитивный результат. Однако в случаях суперагрессии (а она — причина экстремального состояния) обозначенные механизмы защиты не в состоянии адекватно противодействовать функциональной дезинтеграции организма, что манифестируется углублением процесса, именуемого шоком, и исходным функциональным критерием — полиорганной недостаточностью.
Выводы. 1. Шок является универсальным монопатогенетическим процессом при различных по этиологии экстремальных клинических состояниях, сформировавшимся в процессе эволюции живой системы в качестве защитного ответа организма на внешнюю (травма, ожог) или внутреннюю (эндоэкзотоксины) агрессию.
2. Морфологическим локусом клинической манифестации шока является микроциркулятор-ное русло органов и тканей с характерными признаками тканевой гипоциркуляции на основе ишемического тромбоза и развития ПОН.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Вернадский В.И. Научная мысль как планетарное явление.— М.: Наука, 1991.—271 с.
2. Гринёв М.В., Будько О.А., Гринев К.М. Некротизирующий фасциит: патофизиологические и клинические аспекты проблемы // Хирургия.—2006.—№ 5.—С. 31-37.
3. Ерюхин И.А., Шляпников С.А. Экстремальное состояние орга-низма.—СПб.: Эскулап, 1997.—287 с.
4. Кулибаба Д.М. Токсико-септический шок при перитоните: Автореф. дис. ... д-ра мед. наук.—СПб., 1998.—46 с.
5. Колесников В.В. Тромбопластиновая коагулопатия у больных с политравмой // Хирургия.—2002.—№ 9.—С. 41-44.
6. Колесов А.П., Балябин А.А., Столбовой А.В., Кочеровец В.Н. Некротический фасциит // Хирургия.—1985.—№ 4.—С. 105110.
7. Насонкин О.С., Пашковский Э.В. Электрофизиология шока.— Л.: Медицина, 1984.—147 с.
8. Селезнев С.А., Назаренко Г.И., Зайцев В.С. Клинические аспекты микрогемоциркуляции.—Л.: Медицина, 1985.— 206 с.
9. Селье Г. Очерки об адаптационном синдроме: Пер. с англ.— М.: Медгиз, 1960.—254 с.
10. Сметнев А.С. Кардиогенный шок.—М.: Медицина, 1971.— 231 с.
11. Толстой А.Д. Шок при панкреатите.—СПб.: ООО «Битотех», 2004.—64 с.
12. Adinoelfi M., Voros D., Monstonkas N. et al. Severe systemic sepsis resulting from neglected peritoneal infections // South. Med.—1983.—Vol. 76.—P. 746.
13. Bisno A.L., Stevens D.L., Antkowiak I.J. Streptococcal infections of skin and soft tissues // N. Engl. J. Med.—1996.—Vol. 334.— P. 240-245.
14. Bone R.C., Balk R.A., Cerra F.B. Definitions for sepsis and organ failure and guidelines for the use of innovative therapies in sepsis: ACCP/SCCM consensus conference committee // Chest— 1992.—Vol. 101.—P. 1644-1655.
15. Grinev M.V., Kulibaba D.M., Medvedev V.I. et al. The role of cytokines in the pathogenesis of peritonitis complicated by septic shock // 2nd Europ. Congress of Trauma and Emergency Surgery (1997, Athens, Greece) // Europ. J. Emerg., Intens. Care.—1997.—Vol. 20.—P. 161-165.
16. Faist E. Патофизиология синдрома СВР, сепсиса и полиорганной недостаточности // Infection in Surgery — a Problem for Modern Medicine. 3-D All-Military Conference with Interna-
tional Participation (Moscow 2002. 30th october—1st november) Изд. ГВКГ им. Н.Н.Бурденко.
17. Fink S. Necrotizing fasciitis: pathophysiology and treatment // Dermat. Nursing.—2002.—Vol. 14, № 5.—P. 324-327.
18. Fray D. Microcirculatory theory of SIRS and MODS multiple organ failure.—New York: Springer, 2000.—P. 249-270.
19. Hardaway R. Disseminated intravascular coagulation with special reference to shock and its treatment // Milit. Med.— 1965.— Vol. 130, № 5.—P. 451-460.
20. Schlimerich I. Interleukins in acute pancreatitis // Sosud. J. Gastroent.—1996.—Vol. 126.—P. 1525-1530.
21. Speers I., Shurr D. Necrotizing fasciitis // JP0.—2001.—Vol. 13, № 3.—P. 83.
Поступила в редакцию 31.01.2007 г.
M.V.Grinev
shock as a universal pathogenetical process at critical states of organism
Based on his clinical experience and analysis of literature the author considers shock as a monopathogenetical process which is universal in different critical states. The basis of its development is impaired microcirculation caused by disseminated intravascular coagulation of blood and development of polyorganic insufficiency.
