Синдром полиорганной недостаточности

Слизистая кишечника постоянно  обновляется, имеет высокую степень  метаболической активности и, таким  образом, является более уязвимой для  ишемии и атрофии. Если эпителиоциты лишены номинального притока питательных  веществ, то имеет место снижение активности репродукции и миграции клеток, а также синтеза ДНК  и барьерной функции кишечника.

Впервые Дж. Меакинс и  Дж. Маршалл в 1986 году выдвинули гипотезу развития ПОН в результате изменения  проницаемости слизистой кишечника, что приводило к транслокации бактерий  и токсинов в систему циркуляции. Также этими авторами были введены два очень образных и распространенных выражения: "Кишечник - двигатель ПОН (1986)"  и "Кишечник - недренированный абсцесс полиорганной недостаточности" (1993).

Высокое содержание бактерий в просвете кишечника, предрасположенность  слизистой к ишемии, гипоксии и  атрофии - все это служит основой  гипотезы о бактериальной транслокации при критических состояниях.

Было доказано, что гипоксическое  повреждение слизистой желудочно-кишечного  тракта приводит к перемещению эндотоксинов и бактерий в мезентериальные  лимфатические узлы, а затем в  кровеносные сосуды. Транслокация эндотоксина  может грубо повреждать физиологические  процессы, что проявляется развитием  септического состояния. В наиболее тяжелой форме это проявляется  в виде синдрома ПОН.

В дополнение к бактериям  и эндотоксинам, повреждение кишечника  может привести к активации нейтрофилов  и выбросу мощных медиаторов системного воспаления - цитокинов, эйкосаноидов и др. Это обстоятельство усугубляет расстройства органной перфузии и дисфункцию.

Начиная с 1950 года, с момента  создания Д. Бароном первой энтеральной  диеты ведутся исследования по возможностям раннего энтерального питания как  фактора, снижающего выраженность стрессовой реакции и защищающего слизистую  кишечника при критических состояниях. Разработка в 70-80 х годах новой  генерации энтеральных смесей, состоящих  из ди- и тримерных молекул липидов, углеводов и протеинов, дало толчок к проведению многоцентровых испытаний  по оценке эффективности питания  этими диетами. Первое рандомизированное  исследование, проведенное в 1980 г. У. Александером, выявило  снижение летальности у детей с ожоговой травмой. Позже статистически достоверно было доказано снижение частоты инфекционных осложнений, сроков ИВЛ, длительности пребывания в отделении реанимации и стационаре у пациентов с политравмой и у больных  после плановых хирургических вмешательств, что значительно снижало затраты на лечение. Раннее энтеральное питание онкологических пациентов позволило добиться более быстрого прироста уровней альбумина и ретинол-связывающего протеина, повышало активность фагоцитоза по сравнению с контрольной группой. Экспериментальные работы показали снижение бактериальной транслокации, уровней глюкагона, цитокинов, лактата, С- реактивного белка у животных, получавших энтеральные среды.

Изменения метаболизма  при синдроме системного воспалительного  ответа (SIRS) по Ackerman M. e. a. (1994)

Метаболизм  протеинов:

• Перераспределение протеинов на глюконео-генез,  синтез острофазовых  белков, цитокинов. Несмотря на повышенный синтез белка -  преоб падает распад белковых субстанций (катаболизм) - отрицательный азотистый баланс

Метаболизм  углеводов:

• Толерантность клеток периферических тканей к инсулину  и глюкозе
• Скорость продукции глюкозы гепатоцитами возрастает с  2,5 до 4,4-5,1мг/кг/мин
• Мобилизация аминокислот из миоцитов скелетной  мускулатуры  и висцеральных клеток  на глюконеогенез
• Сочетание толерантности периферических тканей   к  глюкозе и активного глюконеогенеза

Метаболизм  липидов:

• Активация липолиза
• Сниженная утилизация жирных кислот иь Триглицеридов тканями
• Снижение активности липопротеинлипазы

Эффекты  фактора некроза   опухоли на ткани и клетки ( по Vincent J.L, 1994)

Эндотелий:

• стимуляция синтеза IL-6, PAF (фактора активации  тромбоцитов )
• повышение прокоагулянтной активности
• подавление активности протеина С
• изменение электрического потенциала
• мембраны эндотелиоцита

Мышечная  ткань:

• снижение трансмембранного потенциала клетки
• активация процессов гликогенолиза
• активация гексозного транспорта
• усиленный выброс лактата и аминокислот из периферических тканей
• активный распад протеинов

Печень:

• усиление синтеза острофазовых протеинов
• снижение синтеза альбумина
• стимуляция липогенеза
• активация глюкагон - зависимого захвата аминокислот

Мозг:

• гиперпродукция простогландинов -> лихорадка
• снижение активности глюкозозависимых нейронов
• Гипоталамуса -> анорексия
• усиление выброса АКТГ

Соединит. Ткань:

• стимуляция синтеза IL-6
• синтез простогландинов и коллагеназ
• резорбция костной ткани и выброс кальция
• выброс фактора роста фибробластов

Метаболические  реакции на системное  повреждение. Синдром гиперметаболизма

Расстройства обмена протеинов  характеризуются перераспределением белков в организме. Ускоренный распад протеинов является донатором предшественников для активного печеночного глюконеогенеза и синтеза острофазовых белков. Однако имеющий место синтез белка не позволяет компенсировать возросший  катаболизм мышечных и висцеральных протеинов, что приводит к отрицательному азотистому балансу. Притом в течение  ближайших суток потери азота  достигают 20 г в сутки и проявляется  прогрессирующей потерей массы  тела. Банальное введение белковых препаратов не позволяет корригировать  имеющиеся сдвиги из-за критических  нарушений в нормальных физиологических цепочках обмена белков.

Липиды являются наиболее расходуемым при критических  состояниях источником энергии. Жировая  ткань распадается на жирные кислоты, попадающие в системный кровоток, а затем и в печень. Неадекватная перфузия ткани тормозит липолиз. Выброс цитокинов способствует снижению утилизации жирных кислот и триглицеридов за счет подавления активности липопротеинлипазы.

Развитие синдрома системного воспалительного ответа характеризуется  рядом ответных реакций - гормональной, гемодинамической и метаболической.

Впервые клинические проявления метаболического ответа на стресс-фактор (сепсис) были описаны в 1942 году и  состояли из двух фаз: EBB приходится на первые 12-24 часа и характеризуется  снижением кислородного транспорта, гипотермией и вазоконстрикцией. Фаза FLOW (со 2-х суток до 14-21 дня) характеризуется  активацией симпатоадреналовой  системы, гипердина-мией, высоким потреблением кислорода, мышечным протеолизом.

Эволюция данных взглядов позволила сформировать представление  о  комплексных изменениях в  метабо-лизме липидов, протеинов, углеводов, возникающих при синдроме системного воспалительного ответа (ССВО – SIRS) (табл. 1.2). Наиболее часто возникающим расстройством является спонтанная гипергликемия. При этом выработка глюкозы в печени увеличивается в ответ на выброс адреналина, норадреналина, глюкагона и кортизола. На фоне гипергликемии, тем не менее, наблюдается глюконеогенез, рефрактерный к введению экзогенной глюкозы. Аминокислоты мобилизуются из скелетной мускулатуры и транспортируются в печень для синтеза глюкозы и медиаторов системного повреждения.

Важнейшую роль в развитии системных расстройств метаболизма  играют медиаторные системы и, в  первую очередь, цитокины. Наиболее выражены метаболические эффекты у интерлейкина-6 и фактора некроза опухоли, получившего  ранее название "кахектина", то есть вызывающего истощение (кахексию) у больных. (таб.1.3). Воздействие TNF на органы и ткани во многом подобно  изложенным в таблице 2 особенностям обмена веществ при системном  воспалительном ответе.

Основной чертой всей совокупности изложенных изменений обмена веществ  является сочетание гиперпотребности организма в различных субстратах для адаптации к повышенным затратам энергии с толерантностью тканей к этим же субстратам.

Большинство авторов объединяют изложенные характеристики в единый синдром гиперметаболизма (гиперкатаболизма, "аутоканнибализма"). Именно синдрому гиперметаболизма отводится ведущая  роль в патогенезе полиорганной недостаточности. Современная трехфазная модель патогенеза ПОН рассматривает синдром гиперметаболизма, с одной стороны, как основной компонент формирования полиорганной дисфункции, с другой - именно течение  синдрома гиперметаболизма, его коррекция  или прогрессирование определяет исход  при ПОН.

Синдром гиперметаболизма представляет собой суммарный метаболический ответ организма на генерализованную воспалительную реакцию. Гиперметаболическая  полиорганная недостаточность может  возникнуть под воздействием любого этиологического фактора - острой кровопотери, сепсиса, политравмы, ишемии, тяжелого воспалительного процесса (острый панкреатит).

Все перечисленные пусковые элементы приводят к развитию абсолютного  или относительного перфузионного  дефицита, что наиболее часто сопровождается клиникой расстройств микроциркуляции, гипотонией, олигурией.

Через 24-72 часа после периода  относительной гемодинамической стабильности пациенты, у которых имеет место  нарушение органных функций, вступают в фазу стабильного гиперметаболизма, что характеризуется вовлечением  в патологический процесс респираторной  системы с формированием острого  легочного повреждения, либо респираторного дистресс-синдрома (РДСВ).

Имеющиеся данные о проявлениях  гиперметаболизма включают большое  количество клинико-лабораторных показателей. Это - лихорадка, лейкоцитоз, тахикардия и тахипноэ. Также характерны: появление диффузных легочных инфильтратов на рентгенограммах, снижение легочного комплайнса, прогрессирующая артериальная гипоксемия, увеличение минутного объема вентиляции. Гиперметаболизм сопровождается увеличением сердечного выброса и соответственно сердечного индекса более 4,5 л/мин/м2 снижением общего сосудистого сопротивления меньше 600 дин/см-5, гипергликемией, гиперлактатемией, увеличением потребления кислорода выше 180 мл/мин/м2 и экскреции с мочой азота более 15 г сутки. Отмечается увеличение уровней креатинина и билирубина сыворотки крови, развивается преренальная азотемия. При лечении пациентов с гиперкатаболизмом имеет место прогрессивно возрастающая потребность в волемической и инотропной поддержке для обеспечения адекватной тканевой перфузии. Повреждение функции нервной системы проявляется в виде энцефалопатии, периферической моторной и сенсорной нейропатии. Возникновение стрессовых язв, осложненных кровотечением, диарреи или пареза кишечника характерно для вовлечения в патологический процесс желудочно-кишечного тракта. Достаточно часто гиперметаболизм манифестируется коагулопатией, тромбоцитопенией, ДВС-синдромом.

Показатели летальности  при синдроме гиперметаболизма колеблются от 25 до 40%. Гиперметаболизм может  поддерживаться длительное время либо за счет недостаточной санации первоначального  очага инфекта, либо из-за появления  нового.

Глобальной физиологической  характеристикой гиперметаболизма является увеличение скорости обмена веществ в два и более раз  по сравнению с основным обменом, что сопровождается значительным увеличением  потребления кислорода, отрицательным  азотистым балансом, гиперпродукцией  С02, что может потребовать увеличения минутной вентиляции до 15-20 л/мин.

Тканевая дизоксия служит базой для формирования аномального  механизма экстракции кислорода  периферическими тканями. Происходит это за счет недостаточной десатурации  поступающего в капиллярон гемоглобина. Системный выброс цитокинов, катехоламинов, ангиотензина II, простогландинов способствует формированию тканевого шунта со снижением перфузии.

Следствием прогрессирующего течения гиперметаболизма является не только специфичная органная дисфункция. но и белково-энергетическая недостаточность  с последующим истощением (кахексией), что логически замыкает порочный круг синдрома ПОН.

Однако гиперметаболизм  и простое голодание - процессы, приводящие к нутритивной недостаточности - имеют принципиально различные  функционально-биохимические характеристики

Простое голодание представляет собой клиническую ситуацию, при  которой организм получает неадекватное имеющейся потребности количество нутриентов, в первую очередь, протеинов  и калорий. Метаболический ответ  на простое голодание является специфической  адаптационной реакцией, цель которой - снизить потерю массы тела, что  характеризуется снижением энергопотребности  покоя, утилизацией альтернативных источников энергии, снижением распада  протеинов. Основными источниками  нутриентов во время голодания являются гликоген, жирные кислоты, кетоновые  тела, глицерол. Белковый обмен характеризуется  снижением синтеза и распада  протеинов, что замедляет процессы глюконеогенеза. Респираторный коэффициент  при простом голодании колеблется в пределах 0,6-0,7, что от ражает использование  организмом липидов как основных источников энергии.

Гиперметаболизм представляет собой генерализованную реакцию, при  которой происходит мобилизация  энергии и субстратов для поддержания  воспаления, иммунных реакции и регенерации  ткани. Увеличение потребления кислорода  и выработки углекислоты является следствием возрастающей почти в  два раза энергопотребности покоя. В отличие от простого голодания  респираторный коэффициент составляет 0,80-0,85, что характерно для окисления  различных энергетических субстратов. В то время как имеет место  суммарное увеличение количества потребляемых нутриентов, включая глюкозу, отмечается абсолютное снижение калорий. получаемых при окислении глюкозы, и увеличение количества калорий, выделяющихся при  окислении аминокислот. Снижение потребления  пирувата вызывает стехеометрическое  увеличение выброса аланина и  лактата, совместно с окислением углеводных фрагментов жирных и аминокислот  в цикле Кребса. Данные характеристики отражают активизацию процессов  анаэробного гликолиза как альтернативного  способа получения организмом энергии.