ФГБУ «НМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России

ФГБУ «НМИЦ им. В. А. Алмазова» Минздрава России Нарушения регионарного кровообращения 2017 / 2018 учебный год

Классификация типовых нарушений регионарного кровообращения 1. Артериальная гиперемия 2. Венозная гиперемия 3. Ишемия 4. Стаз -Тромбоз - Эмболия

Виды регуляции тонуса сосудов • Локальная: миогенная регуляция + местно образующиеся метаболиты Интима Медия • Нейрогенная • Гормональная Адвентиция

Механизмы вазоконстрикции 1. Нейрогенный: ↑ тонуса симпатической НС 2. Локальный: Растяжение сосуда Миогенная реакция РО 2 Эндотелин-1 Тромбоксан А 2, PGF 2α 3. Гормональный: - АДГ (V 1) - Адреналин (α 1) - Ангиотензин II

Механизмы вазодилатации 1. Нейрогенный: ↓ тонуса симпатической НС ↑ тонуса парасимпатической НС 2. Локальный: Брадикинин, каллидин Аденозин, Н+, К+ РCО 2 РО 2 PGE 2 PGI 2 Оксид азота (NO) 3. Гормональный: - Гистамин (Н 1) - Ацетилхолин (М) - Адреналин (β 2) (миокард, мышца)

Артериальная гиперемия – увеличение кровенаполнения органа и количества протекающей по сосудам органа крови вследствие расширения приводящих артерий и артериол • Физиологическая (рабочая, функциональная) • Реактивная Норма • Патологическая: - нейропаралитическая - нейротоническая - миопаралитическая - смешанная Артериальная гиперемия

Механизмы развития различных видов артериальной гиперемии Парасимпатические волокна (сосуды кожи лица, органов ротовой полости, малого таза) Симпатические волокна Артериола Нейропаралитическая (устранение адренергических влияний) Нейротоническая (холинергическая) Миопаралитическая (гуморальный механизм)

Причины нейропаралитической артериальной гиперемии ü В эксперименте – перерезка симпатических вазомоторных волокон ü В клинической практике – травма симпатического ствола ü Действие электрического тока ü Холодовой паралич сосудов кожи (<15°C) ü Влияние бактериальных токсинов на симпатические ядра (сыпной тиф, дифтерия) ü Фармакологическая блокада α 1 адренорецепторов Опыт К. Бернара Знаки молнии

Причины нейротонической артериальной гиперемии ü В эксперименте: стимуляция chorda tympani → гиперемия слюнных желез ü В клинической практике: неврит тройничного нерва, зубная боль ü Эритрофобия, эмоциональноопосредованная гиперемия кожи лица

Причины миопаралитической артериальной гиперемии • Метаболиты: лактат, аденозин, Н+, СО 2, К+ • Вазоактивные вещества: местнообразованные и циркулирующие — гистамин, простациклин, NO, ВИП, ХЦК • Эндогенные и экзогенные токсические вещества Гиперемия после УФО

Механизмы эндотелий-зависимой вазодилатации

ПАТОГЕНЕЗ АРТЕРИАЛЬНОЙ ГИПЕРЕМИИ ( — признаки ) Расширение приводящей артерии Ра Р капиллярное Р (Ра-Рv) Vлин Vоб фильтрации Расширение и количества функционирующих капилляров лимфообразования и лимфооттока РО 2 (а-v) активация метаболизма t ткани покраснение ткани тургора и объема ткани

Последствия артериальной гиперемии «-» Сдавление клеток, нервных окончаний, боль «-» Увеличение давления в мелких сосудах, разрыв, кровотечение «-» Перераспределение крови, «феномен обкрадывания» «+» Усиление нутритивного кровотока «+» Повышение местного иммунитета

ВЕНОЗНАЯ ГИПЕРЕМИЯ увеличение кровенаполнения органа или ткани вследствие нарушения оттока крови по венам, сопровождающееся уменьшением перфузии органа или ткани

Причины венозной гиперемии Основные – механические препятствия оттоку венозной крови ОБЩИЕ • Недостаточность кровообращения (сердечная недостаточность) МЕСТНЫЕ • Обтурация просвета вены (венулы) тромбом, эмболом; • Компрессия вены (венулы) опухолью, отечной тканью, рубцом, жгутом, тугой повязкой, маткой при беременности

ПАТОГЕНЕЗ ВЕНОЗНОЙ ГИПЕРЕМИИ Затруднение оттока Р капиллярное Расширение вен (варикозы) Рv ΔР (Ра-Рv) Расширение капилляров, увеличение проницаемости Vлин, Vоб Уменьшение реабсорбции Отек Агрегация эритроцитов Циркуляторная гипоксия Диапедез эритроцитов Энергодефицит, ацидоз Гиперпигментация Апоптоз, дистрофия

Последствия венозной гиперемии (1) • Гипоксия, дистрофические изменения тканей, фиброз, цирроз Мускатная печень

Последствия венозной гиперемии (2) • Повышение гидростатического давления в венулах → отек Венозная гиперемия Норма Ргидр Ронк 32 - 22 =10 Артериальный конец капилляра Ргидр Ронк 22 15 - 22 = -07 Венозный конец капилляра (!) Прекращение реабсорбции

Последствия венозной гиперемии (3) • Кровотечение (диапедез эритроцитов), пигментация • Болевой синдром Венула Капилляр Кровотечение per diapedesin при венозной гиперемии

Последствия венозной гиперемии (4) • Изменение структуры стенки вен Варикозная болезнь

Смешанная гиперемия: усиление притока + нарушение оттока • Воспаление • Вакатная гиперемия (лат. vacuus - пустой): медицинские банки, быстрая эвакуация асцитической жидкости, стремительные роды и др.

ИШЕМИЯ - уменьшение кровенаполнения органа или ткани вследствие снижения притока крови по артериям ВИДЫ ИШЕМИИ Обтурационная • Тромбоз • Атеросклероз • Эмболия Ангиоспастическая Компрессионная • Лигатура • Жгут • Турникет

Факторы, влияющие на выраженность ишемического повреждения 1. Скорость развития ишемии 2. Степень выраженности коллатералей 3. Функциональная нагрузка 4. Температура 5. Активность гликолиза Нарастание чувствительности к ишемии

ПАТОГЕНЕЗ ИШЕМИИ ( — признаки — последствия) просвета артерии Р капиллярное Фильтрации Резорбции лимфообразования Ра после сужения Р (Ра-Рv) Vоб Циркуляторная гипоксия Нарушение метаболизма объема органа диаметра и числа артериол и капилляров t° ткани Функции органа и ткани Накопление в ткани метаболитов, ионов, БАВ Боль Бледность ткани Структурные нарушения (дистрофия, атрофия) Ишемический некроз (инфаркт)

Патогенез необратимого ишемического повреждения миокарда Кардиомиоцит О 2 Активация гликолиза и гликогенолиза Наступление ишемии Распад АТФ и метаболические расстройства Н 2 РО 4 Лактат Н+ р. Н Расстройства ионного гомеостаза H O; Na+ K+; Mg 2+ Ca 2+ 2 Активация протеаз, фосфолипаз Разрыв Аутолиз сарколеммы Начало необратимого повреждения кардиомиоцитов

Патогенез ишемической гибели нейронов: феномен excitotoxicity ГАМК-эргическая терминаль Глутаматэргическая терминаль ГАМКB(-) рецептор Ca 2+ NMDAрецептор (-) Кальпаины ФЛС ФЛА 2 [Ca 2+] NO O 2 - Клеточная смерть ГАМКАрецептор i Тело нейрона (-) Протективные влияния

Анатомия артерий головного мозга и формирование лакунарного инфаркта Лакуна в базальных ганглиях • Кровоток • ГЭБ • Иммунитет • Трофика Лакуна в мосту Iadecola & Nedergaard Nature Neuroscience 2007; 10: 1369 -76

Ишемический инсульт в бассейне средней мозговой артерии

Препарат головного мозга с массивным кровоизлиянием справа и прорывом в боковой желудочек На противоположной стороне – глиальный рубец вследствие ранее перенесенного инсульта

Последствия ишемии: инфаркт миокарда (белый с геморрагическим венчиком) При массивном инфаркте миокарда, ведущем к развитию сердечной недостаточности, погибает около 1 миллиарда кардиомиоцитов, т. е. в среднем 25% от их общего количества в сердце

Последствия ишемии: красный (геморрагический) инфаркт легкого Артерия А Артерия Б Вена Зона геморрагического инфаркта

Последствия ишемии: красный (геморрагический) инфаркт кишки при тромбозе брыжеечных артерий

СТАЗ - значительное замедление или прекращение тока крови в сосудах Виды стаза: 1. Ишемический 2. Венозный (застойный) 3. Капиллярный (истинный)

Капиллярный (истинный) стаз ü гемоконцентрационный ü агрегационный ü агглютинационный ü коагуляционный ü лейкостаз Сладж-феномен – агрегация и агглютинация форменных элементов крови, приводящая к разделению тока крови на агрегаты и плазму

Факторы, влияющие на реологические свойства крови ü Агрегационная способность эритроцитов ü Гематокрит ü Адгезия и агрегация лейкоцитов ü Агрегация тромбоцитов Активированный моноцит, выделяющий цитокины Повышение проницаемости

Соотношение притока и оттока крови при различных нарушениях регионарного кровообращения Норма Артериальная Венозная гиперемия Ишемия Стаз

Постишемическая реперфузия – восстановление кровотока к ишемизированой ткани (тромболизис, тромбэкомия, ангиопластика, стентирование и др. ) Положительный аспект – прекращение ишемического повреждения Отрицательный аспект – наступление реперфузионного повреждения

Важнейшие механизмы реперфузионого повреждения ü Реоксигенация ткани → образование повреждающих концентраций свободных радикалов ü Формирование градиента осмолярности между внутри- и внеклеточной средой → отек клетки ü Постишемическое невосcтановление кровотока (no-reflow) → продолжение ишемии

Образование пероксидных кластеров и фрагментация мембраны при перекисном окислении липидов О 2 - • Исходно Отсутствие окисленных фосфолипидов Гидропероксидная группа О 2 - • Активное перекисное окисление – образование каналов повышенной проницаемости Образование пероксидных кластеров – разрушение мембраны

Механизм внутриклеточного отека в раннем реперфузионном периоде Ишемия Повышенная осмолярность (накопление конечных продуктов обмена + отсутствие вымывания) P осм Внеклеточная среда Pосм H 2 O Реперфузия H 2 O Более быстрая нормализация осмолярности во внеклеточной среде Pосм=норма H 2 O Градиент осмолярности

Механизмы феномена no-reflow Диапедез эритроцитов и фибринообразование Отек окружающих тканей Локальный отек эндотелия Выбухание эндотелия Просвет капилляра Тромбоциты Нейтрофилы Сдавление «Монетные столбики»

Гиперконтрактура изолированного кардиомиоцита

Функциональное состояние микроциркуляторного русла в норме Гладкий миоцит ц. ГМФ Гуанилатциклаза Вазодилатация NO e. NOS Эндотелиоцит L-Арг L-Цит NO Агрегация тромбоцитов NO NO Адгезия ПМН Проницаемость микрососудов Эндотелиоцит L-Арг e. NOS L-Цит Гладкий NO миоцит Кардиомиоцит NO NO

Повреждение микроциркуляторного русла в условиях ишемии-реперфузии Гладкий миоцит NO Эндотелиоцит Оксидазы O 2 Вазодилатация O 2 Агрегация тромбоцитов и ПМН Роллинг ПМН NO Эндотелиоцит L-Арг Гладкий миоцит Некроз кардиомиоцитов Кровоток O 2 - L-Цит O 2 - Проницаемость микрососудов

Найдено воздействие, уменьшающее размер инфаркта в 4 раза - прекондиционирование 1986 – описан феномен ишемического прекондиционирования миокарда С. Murry Контроль РИ R. Jennings Коронароокклюзия 40´ Размер инфаркта в контроле Ишемическое прекондиционирование 5´ 5´ РИ Коронароокклюзия 40´ Murry et al. , Circulation. 1986; 74(5): 1124 -36. Уменьшение размера инфаркта более чем в 4 раза

Механизм(ы) противоишемического действия прекондиционирования: в поисках неуловимого эффектора • Ранние гипотезы: прекондиционирование усиливает коллатеральный кровоток (1986 -1989) • Эффект прекондиционирования является рецепторзависимым (Liu et al. , 1991) • Концепция триггеров, медиаторов и конечного эффектора, запускающего «энергосберегающую программу» (1993 -2000) • Изучение сигнальных путей (1995 -) • Прекондиционирование ослабляет необратимое реперфузионное повреждение миокарда (2005 -)

Различные виды кондиционирования миокарда Прекондиционирование Длительная ишемия Реперфузия Посткондиционирование Длительная ишемия Реперфузия Дистантное кондиционирование Длительная ишемия Реперфузия

Динамика формирования некроза миокарда в зависимости от выбранной протективной стратегии Размер инфаркта без реперфузии с реперфузией посткондиционирование прекондиционирование Реперфузия Ишемия Пост. К Пре. К Время

Долговременная адаптация к ишемии: ангиогенез и артериогенез Ангиогенез Определение Артериогенез Новая капиллярная сеть Рост имеющихся артерио -артериальных анастомозов Образующиеся Капилляры сосуды Артериолы → артерии Стимул Гипоксия ↑ Напряжения сдвига Механизмы Активация HIF-1α → ↑ экспрессии ангиогенных факторов роста (FGF, VEGF) → отпочковывание новых капилляров от существующих Активация эндотелия → адгезия и миграция моноцитов → синтез факторов роста и цитокинов → пролиферация гладких миоцитов и эндотелия

Ангиогенез Артериогенез

Механизм транскапиллярного обмена Лимфатический сосуд 10% Фильтрация 100% Реабсорбция 90% Капилляр

Основные причины периферических нарушений лимфооттока (лимфостаза) Ø Врожденная аплазия лимфатических сосудов (первичный лимфостаз) Ø Обтурация лимфатических сосудов (паразиты, опухолевые клетки) Ø Сдавление лимфатических сосудов или узлов извне (опухоль, спайка, рубец) Ø Нарушение целостности лимфососудов при радикальных хирургических операциях

Слоновость – выраженный периферический лимфостаз Wuchereria bancrofti

Тромбоз процесс прижизненного образования на внутренней поверхности стенки сосуда конгломератов, состоящих из элементов крови и вызывающих частичную или полную закупорку сосуда

Система гемостаза Повреждение сосудистой стенки Коагуляционный (вторичный) гемостаз Активация коагуляционного каскада Прокоагулянты (белки свертывающей системы) Тромбоцитарнососудистый (первичный) Адгезия гемостаз Активация Агрегация тромбоцитов Белый тромб Антикоагулянты Фибринолиз (плазмин) Красный тромб

Адгезия тромбоцитов к белкам субэндотелия Сосудистая стенка Коллаген, ламинин, эластин Фактор Виллебранда, тромбоспондин Тромбоцит GP Ib рецепторы

Механизмы активации тромбоцитов Коллаген v. WF GPVI GPIb Тирозинкиназный каскад Фосфолипаза С-γ 2 Диацилглицерол Изменение формы, увеличение площади мембраны, дегрануляция Перестройка микротрубочек Протеинкиназа C Ca 2+ Фосфорилирование легких цепей миозина Инозитол-3 -Ф Система плотных трубочек Ca 2+

Типы гранул тромбоцитов и их содержимое • Альфа-гранулы (>280 различных белков): тромбоцитарные прокоагулянты (фибриноген, протромбин, фактор V, XIII), растворимые и мембранные молекулы клеточной адгезии (v. WF, витронектин, Рселектин), факторы роста (PDGF, EGF) • Плотные гранулы: АДФ, АТФ, серотонин, Са 2+ • Лизосомы: гидролитические ферменты

Агрегация тромбоцитов: формирование конгломерата, состоящего из тромбоцитов Индукторы агрегации тромбоцитов Ø АДФ Ø Катехоламины Ø Коллаген Ø Тромбин Ø Тромбоксан А 2 Ø Серотонин Ø Фактор активации тромбоцитов

Агрегация тромбоцитов: роль гликопротеиновых IIb/IIIa рецепторов и фибриногеновых мостиков Фибриноген v. W f f v. W GP Ib рецептор GP IIb/IIIa рецептор Поврежденная сосудистая стенка

Коагуляционный гемостаз и фибринолиз Контактная поверхность XII Протеин С, протеин S, тромбомодулин Антитромбин III + гепарин XI VIII IX Vа Ха Протромбин Фибриноген Тканевой фактор VII Фосфолипиды Са 2+ ПРОТРОМБИНАЗА Тромбин Фибрин-мономер Растворимый фибрин XIII Плазмин Нерастворимый фибрин

Триада Вирхова 1. Замедление тока крови 2. Изменение физикохимических свойств крови 3. Повреждение сосудистой стенки Рудольф Вирхов

Замедление кровотока способствует тромбообразованию за счет: • • Увеличения времени контакта тромбоцитов с поврежденной сосудистой стенкой Гипоксии стенки сосуда Повышения вязкости крови в сосуде Уменьшения напряжения сдвига

Генетические детерминанты тромбофилии 1. Фактор V Лейден → резистентность V фактора к активному протеину С 2. Мутация протромбина G 20210 A → гиперпротромбинемия 3. Дефицит антитромбина III 4. Дефицит протеина С и протеина S 5. Полиморфизм гена MTHFR (метилентетрагидрофолатредуктазы) → гипергомоцистеинемия 6. Мутация гена ингибитора активатора плазминогена (PAI 1)

Эндотелиальные факторы, влияющие на адгезию и агрегацию тромбоцитов Фактор Виллебранда (v. WF) Тромбоксан А 2 (Tx. A 2) Простациклин (PGI 2) Простагландин Е 2 (PGE 2) Оксид азота (NO) Фактор активации тромбоцитов (PAF) Моноокись углерода (СО) АДФ Экто-АДФаза

Исходы тромбоза (судьба тромба) + септическое расплавление

Эмболия – закупорка просвета сосуда частицами, занесенными током крови и несвойственными для нормального состава крови

Классификация эмболии Эндогенная: Экзогенная: § Тромбоэмболия (>90%) § Воздушная § Жировая § Паразитарная § Газовая § Микробная § Тканевая: § Инородными телами - Опухолевая - Атероэмболия - Амниотическими водами

Виды эмболии в зависимости от локализации: 1. Эмболия легочной артерии 2. Эмболия сосудов большого круга 3. Эмболия воротной вены

Патогенез массивной тромбоэмболии легочной артерии Тромбоэмболия легочной артерии Окклюзия артерии Вазоконстрикция Перегрузка правого желудочка Снижение сердечного выброса Кардиогенный шок Нарушения перфузии Дыхательная недостаточность Выброс тромбоцитами и эндотелиоцитами тромбоксана А 2, эндотелина, серотонина, лейкотриенов Бронхоспазм Нарушения вентиляции

Особые формы эмболии • Ретроградная (против тока крови под действием силы тяжести, практически всегда в венах) • Парадоксальная (из вен большого круга в аорту минуя малый круг): - Открытое овальное окно - Дефект межпредсердной перегородки - Дефект межжелудочковой перегородки - Легочные артерио-венозные мальформации

Парадоксальная эмболия: дефект межпредсердной перегородки Аорта Легочная артерия Правое предсердие Левый желудочек

Жировая эмболия

Опухолевая эмболия (лимфатический сосуд)

Холестериновые эмболы в артериях сетчатки

Ангиограмма: эмболия среднемозговой артерии