Изменения параметров внешней, внутренней среды (стресс) в зависимости от выраженности, продолжительности, повторяемости активируют адаптационно-компенсаторные процессы, обусловливая:
· приспособление, совершенствование особи;
· болезни адаптации;
· повреждение организма. Проявляется неотложным состоянием со своими исходами либо течением постагрессивного периода, которое приведет организм к выздоровлению, хронизации процесса или гибели.
Используя альтернативный подход доказательной медицины в противовес эмпирической, современная практика интенсивной терапии и неотложной медицины базируется на биологических закономерностях поведения функциональных систем (ФС) гомеостаза [1, 12, 16, 17] в ответ на повреждение. Клиническая визуализация поведения ФС гомеостаза в ответ на повреждение происходит в рамках единого биологического закона: выздоровление ← нозологическая форма заболевания (НФЗ) ↔ системный воспалительный ответ (СВО) ↔ сепсис (С) ↔ тяжелый сепсис (ТС) ↔ начинающийся септический шок (НСШ) ↔ рефрактерный септический шок (РСШ) ↔ полиорганная недостаточность (ПОН) → смерть (рис.1, см. бумажную версию журнала). Будучи внутренним содержанием динамичной биотрансформации одного клинического состояния в другое, их патофизиологической основой, ФС гомеостаза в постагрессивном периоде (ПАП) формируют воспаление, проявляющееся той или иной нозологической формой заболевания. Часто повреждению подвергаются пациенты с исходными врожденными пороками развития (ВПР) или болезнями адаптации. Прогрессирующая отрицательная биотрансформация в ПАП, начиная с СВО, проявляясь синдромом системного воспалительного ответа (ССВО), обусловливает полиорганную дисфункцию (ПОД). Клинический синдром полиорганной дисфункции (СПОД) сопровождает, нарастая, все последующие состояния и трансформируется в синдром полиорганной недостаточности (СПОН) (рис.1). На схеме показана неразрывность множества клинических биотрансформаций, возникающих после повреждения, что охватывает поле деятельности реаниматолога, врачей критической медицины и интенсивной терапии. Причем в терминальном состоянии, возникающем при внезапном разобщении внешней и внутренней среды (удушение, утопление, остановка кровообращения, отравление цианидами и т. д.), воспаление как будущая универсальная морфофункциональная основа ПАП не развивается.
Отсутствует сформированная структурно-функциональная воспалительная основа и в критическом состоянии, возникшем при экстренном смещении гомеокинетических констант, представляющих динамичную функциональную структуру внутренней среды, за пределы, совместимые с продолжительной жизнью организма (массивные кровотечения, гипотензии, гипоксемии и т.д.).
Необходимость подразделения изменений в организме после повреждения на неотложные и развивающиеся во времени, т.е. постагрессивный период, основана на различных организационных и лечебно-мониторных подходах.
Саногенная организация воспаления
При экстренном выходе любой составляющей компоненты (химической, физической или биологической) внешней или внутренней среды за пределы, совместимые с жизнью клеток, но с сохранением жизни целостного организма и его возможности развить адаптационно-компенсаторные процессы, в зоне необратимо поврежденных клеток функционирует универсальное, генетически детерминированное, эволюционно закрепленное видовое биологическое явление — воспаление, морфофункциональная основа постагрессивного периода [5, 11, 27, 34].
По аналогии с терминологией, использующейся для описания общего адаптационного синдрома (ОАС), исследованию которого посвятил жизнь Г. Селье, локальные проявления воспаления называют местным адаптационным синдромом (МАС). Его структурно-функциональная основа — функциональные системы воспаления как результат интеграции всех функциональных систем гомеостаза на основании биологических закономерностей, присущих работе ФС организма [1, 11, 12-17] в постстрессовом → постагрессивном периодах. То есть местный и общий адаптационный синдромы (МАС ↔ ОАС) представляют собой клинические проявления единого, системно организованного динамичного процесса формирования и функционирования ФС гомеостаза ↔ ФС воспаления.
В 1932 г. один из основоположников учения о гомеостазе (гомеокинезе) W.B. Cannon писал: «Материальная композиция организма, характеризующаяся величайшим непостоянством и неустойчивостью, каким-то образом научилась методам поддержания постоянства и сохранения устойчивости в присутствии условий, от которых вполне резонно ожидать глубоких отклонений» [20].
Этой структурно-функциональной композицией в ПАП и являются ФС гомеостаза ↔ ФС воспаления, которые осуществляют приспособление к изменениям внешней среды (порой очень агрессивной → повреждающей), обеспечивая динамичное постоянство внутренней среды (гомеокинез), его соответствие метаболическим потребностям организма в постагрессивном периоде. ФС воспаления своими результатами действия (разведение, нейтрализация, уничтожение, отграничение, репарация) формируют de novo особую среду, где протекают местные очистительно-репаративные, клеточно-ферментативные процессы [5, 11, 27]. Многочисленные медиаторы воспаления играют в основном информационно-регуляторную роль в афферентном и эфферентном направлениях, работая в эндокринном, паракринном, апокринном, аутокринном, юкстакринном режимах [30, 31].
То, что со времен Гиппократа, А. Цельса, К. Галена выделялось как основные симптомы воспаления — краснота (rubor), опухоль (tumor), жар (calor), боль (dolor) и нарушение функции (functio laesa), представляет собой клиническое проявление неспецифической компоненты единого местного адаптационного синдрома (ФС воспаления). Это конечный результат действия функциональных систем гомеостаза, что клинически проявляется неспецифическим единым общим адаптационным синдромом (ФС гомеостаза) в ответ на массу биологически активных (агрессивных) веществ (БАВ), в которую неизбежно превращаются соматические клетки после их внезапной гибели (цитолиза) [5, 14, 27, 31, 36]. Это сопровождается увеличением концентрации цитокинов, свободных радикалов, нитрооксида (NO), медиаторов, реактантов острой фазы.
ФС воспаления представлены функциональными, интегрально субиерархированными метасистемами, осуществляющими in situ:
· разведение (гиперемия посредством вазодилатации, сменяющей краткосрочную (5-7 мин) вазоконстрикцию; увеличение сосудистой проницаемости; преобладание фильтрации над реабсорбцией; отек в зоне повреждения клеток и накопления БАВ и др.);
· нейтрализацию (разведение БАВ → уменьшение их концентрации; опсонизация; реактанты острой фазы: комплемент, С-реактивный белок, прокальцитонин; начальные концентрации кислородных, азотных, супер-оксидных радикалов и др.);
· уничтожение (полиморфнонуклеарный и моноцитарно-макрофагальный фагоцитоз; цитолизис посредством формирования фагоцитами высоких концентраций реактивных кислородных и азотных радикалов (НО2•, Н2О2, ОН•, О2•, ONOO-, TNF, интерлейкины, NO и др.);
· отграничение (сдавление капиллярного русла расширяющимся интерстицием; каскадная активация коагуляционного, кининового потенциала, угнетение фибринолиза; изменение Z-потенциала форменных элементов крови и эндотелиоцитов, адгезия, шунтирование кровотока, накопление фибронектина, миграция фибробластов и др.);
· репарацию (доминирование моноцитарно-макрофагальной, фибробластной и миофибробластной популяции клеток в зоне повреждения; активация синтеза коллагена и других структур соединительной ткани; ангиогенез; процессы пролиферации и тканевого морфогенеза, запускаемые многими цитокинами уже при повреждении и возникновении БАВ).
На субъективном уровне вышеперечисленные функциональные системы МАС формируют (обусловливают) боль.
Все эти неспецифические системно-организованные процессы взаимодействуют и взаимообусловливают друг друга посредством активации up- и down-регуляторных механизмов на клеточно-метаболически-генетическом (цитомембранно-органеллярном) уровне одномоментно [18, 27, 33].
Любое повреждение мгновенно активирует работу ФС воспаления посредством каскадного вовлечения внутриклеточной активации генного экспрессинга цитокинов и медиатор-продуцирующих ферментативных систем в иммунных клетках [27, 30]. Внутриклеточная активация генного экспрессинга функциональных белков выявлена во всех клеточных популяциях, задействованных в ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза (МАС ↔ ОАС) [9, 11, 18, 33, 36]. Исследования показали, что некоторое усиление оксидантного стресса посредством О2-радикалов, NFкB, активации митохондрий, изменения редокс-потенциала, а также усиление энергообеспечения этих процессов при повреждении происходит обязательно [25, 27, 49, 50].
Выраженность МАС, формирующего ОАС, относительно пропорциональна силе, продолжительности и повторяемости повреждений [45] и находится в зависимости от наследственно детерминированной (генотипической) и приобретенной (фенотипической) резистентности к стрессу [9, 18].
В 1998 г. D.M. Steinhorn и F.B.Cerra в своем обзоре по полиорганной дисфункции, развивающейся после повреждения, поставили ключевой вопрос «как?», на который им так и не удалось ответить с анатомо-физиологических позиций. «Независимо от индивидуально-личностных пристрастий относительно «наиболее важных систем органов» нет сферы понимания более жизненно важной для практикующего интенсивиста, чем глубокое, но практически работающее знание, как системы организма взаимодействуют друг с другом и как они, соподчиняясь, служат в целом на протяжении жизнеугрожающей болезни» [45]. На этот вопрос мы получаем ответ, постигая динамику биологических закономерностей работы ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза (в клиническом варианте — динамику МАС ↔ ОАС) (рис. 2, см. бумажную версию журнала).
При местном проявлении клинических признаков воспаления четко выражены результаты действия (РД): разведение, нейтрализация, уничтожение (очищение), отграничение, регенерация (репарация), боль, меняющая поведение особи. Следовательно, по биологическому закону системогенеза [15] возникли функциональные системы, достигающие этих приспособительных РД для самих себя и организма в целом [1, 2, 12, 16].
На основе принципа последовательного динамичного взаимосодействия часть функций жизнеобеспечения в условиях комфортной внешней среды в раннем ПАП ограничивается в качестве и количестве вплоть до частичного, временного их выключения на системном уровне [13, 14]. Так, например, ограничивается поведенческая активность особи. ФС концентрации энергетически-пластических веществ ограничивает функции подсистемы непосредственной связи с внешней средой. Клинически это выражается в потере аппетита, отказе от еды, дисбактериозе, дисэнтероферментопатии, парезе кишечника вплоть до динамической кишечной непроходимости. ФС выделения ограничивает потери воды (олигурия). Сохраняя воду, она облегчает работу ФС МЦК и ФС осмолярности. ФС иммунитет уменьшает количество некоторых эффекторных клеток: наблюдается лимфопения, эозинопения и т.д. При моноагрессии это клинически проявляется «синдромом 3—5 суток» [35].
Характерно преобладание процессов избирательного становления ФС воспаления в различные фазы ПАП. При моноагрессии в раннюю фазу (первые минуты, часы, до 3-5 суток) — катаболическую преобладают ФС разведения, нейтрализации, уничтожения, в переходную и анаболическую фазы (5-е сутки и до 14-21-х суток) — ФС отграничения, пролиферации-репарации. Однако последние ФС начинают формироваться в момент повреждения и с прогрессивно снижающейся активностью функционируют до выздоровления. Они составляют сущность экстренного и долгосрочного адаптационно-компенсаторного системогенеза [4, 12, 15] при повреждении организма, совместимом с жизнью. При динамичной полиагрессии (повторные операции, инвазивные процедуры, психологический и температурный дискомфорт и т.д.) биология саногенного формирования ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза нарушается, что проявляется неблагоприятным течением заболевания и даже гибелью организма. ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза — функциональная основа интегративной деятельности организма в ПАП, обеспечивающая выздоровление. Клиническим проявлением этого закономерного биологического процесса будет гармоничное взаимодействие МАС ↔ ОАС, визуализирующее саногенное течение любой нозологической формы воспалительно-гнойного заболевания.
Количественный анализ действия ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза в ПАП при саногенном течении заболевания и количественное переосмысление с позиций теории функциональных систем фактов, накопленных эмпирическим этапом развития интенсивной терапии и критической медицины, позволят:
· создать математическую модель саногенного течения воспаления;
· определить клинико-лабораторные стандарты, к которым нужно стремиться интенсивисту при лечении пациентов с саногенным течением воспаления в различных его фазах;
· конкретизировать количественными параметрами клинический «синдром 3-5 суток» как наиболее «узкое» место в саногенной динамике ПАП;
· разработать объективные агрессометрические шкалы;
· выявить на их основе факторы риска неблагоприятной динамики ПАП;
· определить объективные критерии неблагоприятной трансформации саногенной динамики ПАП;
· используя методики современной доказательной медицины, оценить состоятельность применяющихся лечебно-мониторных технологий, удерживать динамику ПАП в саногенных пределах при любых нозологиях, определить их конкретную стоимость, рентабельность и объективно принять решение о целесообразности их применения.
При нарушении целостности барьерных тканей или резкой недостаточности потокозависимого транспортного уровня субстратно-акцепторного обеспечения процессов энергобаланс ↔ функция (травма, ожоги, хирургическая операция, инфекция, ишемия-реперфузия и т.д. → воспаление) в зоне повреждения повышается:
· содержание ионов К, субстанции Р, лизосомальных протеаз, продуктов деградации клеточных мембран и других биологически агрессивных веществ;
· содержание медиаторов воспаления: фактора некроза опухоли, гистамина, серотонина, простагландинов, лейкотриенов, кининов, брадикинина, интерлейкинов и др.;
· накопление реактантов острой фазы;
· перекисное окисление липидов, продукция свободных радикалов, нитрооксидов и др.
Они представляют угрозу расширения повреждения за счет аутоагрессии и опосредуют боль, изменяя реактивность рецепторов, участвуя в афферентной и эфферентной передаче болевой информации [22, 30, 31, 33].
Естественный процесс воспаления без боли невозможен. Боль же часто имеет место задолго до повреждения → воспаления или возникает вообще без него, поскольку является «сторожевым псом здоровья». Боль появляется всегда, когда выраженность стресс-опосредованных процессов на любом уровне системно организованного гомеостаза угрожает повреждением элементов системы [2, 7, 12]. С позиции теории ФС боль — интегративная функция целостного организма, которая мобилизует различные ФС на защиту от повреждения и включает сознание, память, эмоции, волю, желания, мотивации, поведенческие реакции, опосредованные определенными нейро-эндокринно-паракринно-аутокринными регуляторными и эффекторными механизмами конкретных ФС гомеостаза [2, 12].
Исходя из формулировок П.К. Анохина [2], Л.В. Калюжного [7], сегодня можно утверждать, что боль — это «отрицательная биологическая потребность организма, формирующая эмоционально-мотивационную компоненту поведенческого регулирования при угрозе или повреждении эффекторов, обеспечивающих функциональную целостность барьерных тканей, или нарушении транспортного уровня субстрат-акцепторного обеспечения процессов энергобаланс—функция».
Будучи обязательной компонентой воспаления, боль в процессе агрессивного (инвазивного в том числе) диагностического, хирургического вмешательства и в ПАП требует специального анестетического и анальгетического воздействия. Однако не следует идентифицировать всю современную анестезиологическую защиту только с обезболиванием. Так называемое «параанестезиологическое» пособие включает:
· искусственную вентиляцию легких (вмешательство в ФС газообмена);
· инфузию объемов кристаллоидов с различными скоростями (вмешательство в ФС осмолярности, ФС массы циркулирующей крови и ФС выделения);
· трансфузии цельной крови и ее препаратов (вмешательство в ФС массы циркулирующей крови и ФС форменных элементов крови);
· обеспечение комфортной для пациента температуры во время операции и транспортировки, работу с искусственной гипотермией и холодовой кардиоплегией при использовании аппаратов искусственного кровообращения (АИК) и др. (вмешательство в работу ФС терморегуляции);
· применение АИК, кардиостимуляторов, дефибрилляторов и др. (вмешательство в работу всех ФС гемодинамики: ФС кровяного давления, ФС массы циркулирующей крови, ФС форменных элементов крови, ФС осмолярности и ФС вязкости);
· использование α-, β-агонистов, дофамина, диуретиков (ФС кровяного давления, ФС выделения);
· инфузию глюкозы, калия (ФС концентрации глюкозы, ФС энергетически-пластических веществ);
· введение бикарбоната натрия (ФС концентрации водородных ионов);
· миорелаксацию, снотворные, седативные препараты (выключение функции → энергообеспечения → уменьшение напряжения эффекторов всех функциональных систем) и др., что имеет гомеокинетическое влияние и в процессе хирургической агрессии предопределяет исход заболевания посредством вмешательства в динамику формирования ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза (т.е. МАС ↔ ОАС).
Многие исследователи и клиницисты обратили внимание на то, что посредством воспаления происходит не только ликвидация последствий любого повреждения, инфекционного в том числе, но и выздоровление. Посредством того же явления организм умирает в постагрессивном периоде. При этом в процессе ликвидации исходной зоны клеточного повреждения возникают новые очаги (зоны) дисфункции ® повреждения, но уже удаленные от первичной зоны. Базовую, глубинную роль играют процессы аутоповреждения, возникающие при преобладании адаптационных процессов над компенсаторными в процессе формирования ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза. Это обусловливает в динамике их разобщение на всех уровнях системной организации человека (рис.3, см. бумажную версию журнала), патофизиологическая основа которого — отрицательная биотрансформация в ПАП (рис.1), что клинически проявляется деструктивным течением основного заболевания.
Ведущая роль на метаболическом уровне принадлежит оксирадикальным группам, избыточно формирующимся при митохондриальном электронном истечении, гиперактивированном эйкосаноидном метаболизме, трансформации ксантиндегидрогеназы в ксантиноксидазу, распространенных фагоцитарных взрывах, генерализованной активации и продукции NO, пероксинитратов при конденсации супероксидного аниона с окисью азота и др. [30, 50]. Оксирадикальное повреждение всех классов макромолекул [24, 26, 30, 50], гиперметаболизм → аутоканнибализм и инициация новых очагов, но уже аутоповреждения → воспаления, удаленных от места первичного повреждения, — бесспорный факт [31, 36, 52]. В последние годы активизировались исследования названных процессов на генетическом уровне [18, 25, 33, 49]. На органеллярно-клеточном уровне это проявляется функционально-структурными повреждениями эндотелия [5, 27, 35], микроциркуляторного русла в целом [30], реологических и морфофункциональных свойств крови [24, 26, 30], ПОД→ПОН [40, 43, 45, 51].
Большое значение в ПАП в плане возникновения отдаленных очагов воспаления имеют реакции централизации кровообращения в ответ на дополнительные стрессорные и повреждающие влияния (операция, транслокация инфекции во внутреннюю среду, болезненные перевязки, внутримышечные и подкожные инъекции, инвазивный мониторинг, холодные, гипертонические внутривенные инфузии, отрицательная психосенсорная нагрузка и т.д.), провоцирующие ишемически-реперфузионные, осмотические повреждения тканей, в первую очередь барьерных [27, 30].
Важной компонентой генерализации воспаления является его дисрегуляция, т.е. МАС ≠ ОАС. «Нормальные и благотворные аутокринные и паракринные сигнальные механизмы воспаления становятся ужасно аутотоксичными, когда они распространяются эндокринно. Дисрегуляция, диссеминация воспаления есть болезнь. СПОД — его результат» [30].
Исходя из биологических законов работы ФС гомеостаза [1, 12, 17, 18], в ПАП в том числе, активизируется деятельность всех элементов функциональных систем, вовлеченных в системогенез ФС воспаления. Однако наиболее активно адаптационные процессы протекают в эффекторных элементах, зачастую самоповреждая их [9, 14, 21, 36], т.е. адаптируют элементы функциональных систем, достигая конечного полезного результата [4, 16, 47]. Эти структурно-энергетические затраты компенсирует результат действия системы, реконструируя, совершенствуя, гипертрофируя элементы. Компенсирует система [1, 4, 16, 17]. При экстренном (терминальное, критическое состояние) или долгосрочном (трансформация НФЗ→ССВО→С...……СПОН) несоответствии адаптационных процессов компенсаторным, при их разобщении [21, 22, 42, 46]саногенное, эволюционно закрепленное явление — воспаление трансформируется в свою противоположность, обусловливая гибель индивидуума и санируя популяцию на любом из этапов ПАП (см. рис. 1).
Клинически это проявляется:
· различными тяжелыми НФ воспалительно-гнойных заболеваний;
· осложнением их ССВО, транслокацией инфекции во внутреннюю среду → С, ТС, СШ, СПОН, сопровождаясь на всех этапах нарастающей полиорганной дисфункцией;
· различной степенью выраженности разобщения внешней и внутренней среды из-за функционально-структурных аутоповреждений барьерных тканей-органов (острое легочное повреждение → острый респираторный дистресс-синдром; парез кишечника → динамическая непроходимость, язвенно-некротические изменения, желудочно-кишечные кровотечения; олиго/анурия → острая почечная недостаточность (ОПН); расширяющийся кожно-ректальный температурный градиент, геморрагическая сыпь и т.д.);
· повреждением транспортной связи внешней и внутренней среды, что манифестирует различной выраженности нарушениями (недостаточностью) кровообращения и описывается соответствующим «гемодинамическим диагнозом», а также различными дисгидриями;
· грубыми реологическими изменениями (нарушениями) вплоть до ДВС-синдрома и кровотечений.
Лабораторно это манифестирует:
· бактериемией (виремией, фунгемией и др.);
· нарушением соответствия внутренней среды интенсивности метаболических процессов (метаболический ацидоз, алкалоз, сужение артерио-венозной разницы по О2 за счет увеличения содержания его в венозной крови, гипоксемия; гипер/гипоаутоканнибализм с отрицательным азотным балансом, дисэлектролитные нарушения, гипопротеинемия и др.).
Клинико-лабораторные данные свидетельствуют о циркуляторном перераспределении энергетических субстратов и О2 в пользу «приоритарных» тканей и персистирующем разобщении процессов освобождения энергии → процессов ее кумуляции в виде АТФ→использования ее структурами (т.е. наличие функций).
Отрицательная динамика нарушений энергобаланса → функций проявляется:
· угнетением «неприоритарных» синтезов (эозинопения, репарация слизистой кишечника, замедление заживления ран и др.) [21-23];
· разобщением гликолиза и аэробного окисления (лактат-ацидоз, рН<7,35, артериализация венозной крови на фоне нарастающих органных дисфункций и снижения синтеза преальбумина, альбумина, лимфоцитов, тромбоцитов, лейкоцитов, гемоглобина, эритроцитов (вплоть до анемии), факторов свертываемости, угнетения заживления ран и т.д.) [22, 46, 48];
· разобщением окисления и фосфорилирования: гипертермии на фоне прогрессирующих дисфункций «неприоритарных» органов вплоть до нарушения «приоритарных» функций, в том числе мозга (шкала Глазго), что является обязательной дискретной компонентой динамики НФ→ССВО→С, а на этапе ТС…......СПОН → смерть [21, 22, 46] — постоянной и нарастающей составной патогенеза этих состояний.
Обусловливая несостоятельность системогенеза ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза, данные процессы являются внутренним содержанием этой несостоятельности. Таким образом, воспаление представляет собой биологический, видовой, эволюционно закрепленный, генетически детерминированный, системно организованный, защитно-приспособительный процесс гомеостатического характера, формирующийся в ответ на экстренное и необратимое повреждение части клеток организма, совместимое с продолжением жизни, который обеспечивает санацию зоны повреждения и направлен на восстановление целостности организма. При не сформировавшихся ФС воспаления индивидуум погибает, санируя вид.
Формирующиеся ФС воспаления в ПАП подвержены всем биологическим закономерностям работы функциональных систем, системогенезу, в том числе модулируемому наследственными, возрастными и преморбидными особенностями стресс-ответа организма [1, 9, 12, 16]. При не сформировавшихся ФС воспаления и нарушении закономерностей работы ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза в ПАП выздоровление невозможно. Гибель организма в результате инициального повреждения, совместимого с продолжением жизни на начальных этапах приспособления, неизбежна. Последовательная трансформация адаптационно-компенсаторных процессов в дезадаптацию→дисфункцию, сопровождающаяся структурными аутоповреждениями элементов ФС гомеостаза [21, 23, 42], дисрегуляцией (дисбаланс про- и противовоспалительных медиаторов, структурно-функциональные и конформационные изменения клеточных и органеллярных рецепторов) [22, 30, 42], разобщением среды и элементов на всех уровнях системной субиерархии организма [21, 23, 46], является патофизиологической, патобиохимической сущностью этой динамики.
Детальный, временно-количественный анализ закономерностей формирования ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза в динамике ПАП, создающих среду для соответствующего полноценного протекания метаболизма → энергобаланса → функции элементов функциональных систем, даст возможность:
· переосмыслить опыт лечения пациентов с благоприятной и неблагоприятной динамикой воспалительных заболеваний, накопленный эмпирической практикой и анатомо-физиологическим этапом развития реаниматологии, критической медицины, интенсивной терапии;
· систематизировать и осознать его в рамках адаптационно-компенсаторных процессов, закономерно активирующихся в ПАП, с целью своевременного и адекватного применения конкретных профилактических, корригирующих, протезирующих методик оптимизации работы ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза, которые и обеспечат саногенное течение ПАП;
· понять трансформацию НФЗ→ССВО и т.д. как биологическую неизбежность, закономерно возникающую при несоответствии адаптационных процессов компенсаторным и обусловливающую нарушение системогенеза ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза в ПАП при значительных исходных или повторяющихся повреждениях (в том числе аутоповреждениях, сопровождающих эту трансформацию);
· выявить «узкие» места формирования и функционирования ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза в ПАП у детей, особенно из групп риска (недоношенные, дети с врожденными аномалиями метаболизма и ВПР, с низкой массой тела для данного гестационного или постнатального возраста и т.д.);
· определить набор контрольных показателей (напряжение эффекторов, физиологические и терапевтические «цены», комбинации с классическими функциональными, метаболическими, клиническими показателями и др.) для функционального мониторинга динамики ПАП;
· предложить пофазовый, необходимый и достаточный, количественно контролируемый во времени перечень лечебных мероприятий (алгоритмов), приобретающих значение функциональных и фармакологических проб, позволяющих избежать трансформации нозологической формы воспалительно-гнойного заболевания в ССВО→ С→ТС и в конечном счете гибели организма. А если все-таки это произошло, то объективно оценить, почему;
· сформулировать системные, контролируемые методические алгоритмы по профилактике и переориентации неблагоприятной динамики ФС воспаления ↔ ФС гомеостаза для каждого из этапов ПАП.
Динамичная неразрывность структурно-метаболически-энергетических процессов является внутренним содержанием абсолютно всех функций в организме. Практическим следствием знания того, как они изменяются в ПАП, является:
· понимание того, почему именно длительные, упорные, потерявшие саморегуляцию, циркадный ритм тахикардия, тахипноэ, гипер(гипо)термия, гипер(гипо)лейкоцитоз — ключевые, кардинальные, безоговорочные критерии потери воспалением саногенных рамок и почему возможность самостоятельного возвращения в эти рамки организмом утрачена;
· расширение информативной значимости классических клинических, лабораторных, инструментальных количественных показателей в зависимости от того, функцию какого этапа динамичного потока материи ↔ энергии ↔ информации в системно организованном гомеостазе они визуализируют (рис. 3);
· осознанное использование на практике объективных параметров, предложенных физиологами и клиницистами для количественного анализа деятельности функциональных систем [1, 3, 8, 10, 12, 16]:
гомеокинетические константы — показатели, несущие информацию о системообразующем факторе;
напряжение эффектора — отношение фактического показателя функции (т.е. энергорасхода) к должным, возрастным его величинам (т.е. в условиях основного обмена), выраженное в процентах;
физиологические «цены» (ФЦ) — отношение показателя гомеостатической константы к показателю(-ям) напряжения эффектора [3, 8, 10];
интегральные показатели эффективности — выражают отношение интегральных энергозатрат совокупности взаимодействующих эффекторов к величине достигнутого «ценой» этих энергозатрат полезного приспособительного результата системы, т.е. гомеостатической константы [8, 16];
показатели уравновешенности — отношение показателей эффекторов между собой в рамках одной или сопряженных функциональных систем [1, 8, 12].
По аналогии с физиологическими «ценами» в клиническую практику в конце 80-х годов был введен новый класс объективных параметров [3, 10] — терапевтические «цены» (ТЦ) — отношение объема лечебных воздействий (доз фармакологических препаратов; объемов коллоидных, кристаллоидных растворов; объемно-скоростных характеристик инфузии; режимов искусственной вентиляции и оксигенации; скорости утилизации субстратов) к:
— стабилизации показателей соответствующих гомео-кинетических констант;
— оптимизации показателей напряжения эффекторов;
— снижению физиологических «цен» за достижение оптимального уровня гомеокинетических констант.
Если дополнительно будут оценены:
· показатели функции связи внешней и внутренней среды (оксигенация, вентиляция, температурный градиент (ΔТ), пассаж по кишечнику, мочеотток, гидробаланс (Δ Н2О), Δ МТ, рНинтест и др.),
· параметры соответствия перфузии (т.е. обновления внутренней среды) метаболическим потребностям тканей (КОС, утилизация парентерально введенной глюкозы, артериализация венозной крови, К-, Na-балансы, лактат, лактат/пируватное отношение, адекватность синтезов и др.),
· данные по энергобалансу — функциям, то объективное слежение за динамикой ФС гомеокинеза ↔ ФС воспаления в ПАП и результативностью лечения будет объективным и управляемым.
Метод количественного анализа деятельности и состояний функциональных систем гомеостаза в ПАП, основанный на оценке соотношений полезного приспособительного результата и энергетически-структурно-функциональных средств, расходуемых на его достижение, а также соотношений функции эффекторов в их взаимодействии при достижении этого результата, оказался универсальным, применимым к функциональным системам разного уровня и назначения [8].
Субиерархированная структура (материя), будучи энергетизированной и информационно обеспеченной прямыми и обратными связями, движется (функционирует) с конкретными временными функционально-метаболическими скоростями, связываясь со средой обитания (см. рис. 3). При этом система высшего порядка, включающая рассматриваемую систему, является для нее средой. Системы низшего, субиерархированного, уровня являются элементами рассматриваемой системы.
Свойство системности — фундаментальное свойство материи, имеющее бесконечное число проявлений. Принцип системности состоит в том, что каждая система, включающая принадлежащие ей элементы, сама входит в качестве элемента в систему более высокого порядка, служащую для нее средой [4]. Таким образом, создается иерархия систем по принципу включения, позволяющая выделить любой из уровней этой иерархии для рассмотрения в качестве системы. Средой конкретной системы выступает только тот уровень объективной реальности, который функционально связан с этой системой. Элементы связываются в систему структурно, т. е. система имеет устойчивую внутреннюю организацию, а внутренние связи — структуру.
Внутренняя форма среды становится внешней формой системы. При этом форма существования системы проявляется ее содержанием. Абстрактная материя, формируясь, становится конкретной материей, единством содержания и формы. Внутренняя и внешняя формы неразрывны, функционально едины. Внутренняя форма, представленная содержанием системы, выражает устойчивые внутренние связи ее элементов, ее структуру, организацию элементов.
Внешняя форма определяется устойчивыми связями системы с внешней средой, через которые проявляются ее свойства и качества, т.е. связи системы, структурированной, сформированной как целостность, со средой. В этом смысле внешняя форма представлена функцией системы. Элементы системы организуются в пространстве и времени так, что ее структурно-морфологические процессы, происходящие в пределах целостной системы, имеют возможность обеспечить для биосистемы выполнение главной функции — сохранение и развитие во взаимодействии со средой. Обеспечение возможности получения этого результата при взаимодействии биосистемы и среды проявляется как системообразующий фактор (П. К. Анохин) [1, 2, 12, 15].
Эта же закономерность является основой адаптационно-компенсаторных процессов биосистемы при ее приспособлении к постоянно изменяющейся среде [4, 7, 9]. В таких случаях выдвигается необходимость сохранения биосистемой ее функций при изменении структурных связей среды, затрудняющем оптимальное функционирование системы. В организме внешняя среда отделена от внутренней:
· высокоспециализированным, постоянно функционирующим эпителиальным покровом;
· динамично, постоянно функционирующими тканями-органами «плаща» (кожа, легкие, мочеполовой, желудочно-кишечный тракты со всеми их железами, печенью, поджелудочной железой и др.);
· специализированными, постоянно функционирующими гистио-гематическим (ретикуло-эндотелиальным) и лимфатическим барьерами.
Все материально-информационные компоненты внешней среды динамично трансформируются во все структуры и функции организма посредством субстратно-акцепторного обеспечения. Процессами аэробного, анаэробного гликолиза и окислительного фосфорилирования из энергетических субстратов освобождается кумулированная в них энергия солнца, которая посредством гидролиза АТФ тут же, будучи фрагментом единого потока, используется, нигде не депонируясь, и мгновенно проявляется всеми функциями на всех уровнях системно организованного организма. Динамика процессов непрерывной трансформации материи в энергию (функции) постоянно информационно активна:
· субстрат-метаболитное управление осуществляется всеми процессами нуклеинового, белкового, жирового, углеводного метаболизма и энергобаланса;
· функциональные проявления опосредуются через баро-, хемо-, осмо-, термо-, механорецепторы;
· нейроэндокринная — паракринная — апокринная — юкстакринная — аутокринная медиаторная регуляция составляет основу прямой и обратной связи (афферентной и эфферентной, адаптационной-компенсаторной, про- и противовоспалительной, ката- и анаболической) в функциональных системах всех уровней субиерархированного организма;
· на клеточно-органеллярном уровне все вышеперечисленное сопряжено с мембрано-ассоциированными рецепторами первой и второй передаточных систем.
В практическом плане это означает, что интенсивист «не лечит» перитонит, остеомиелит, пневмонию, и т. д. (любую нозологическую форму заболевания) и «не корригирует» гемодинамику, дыхательную недостаточность, водно-электролитные нарушения, «не проводит» дезинтоксикацию, инфузионную терапию или искусственную вентиляцию легких. Он вмешивается постоянно совершенствующимися лечебно-мониторными технологиями и диагностическими методиками в процесс жизнеобеспечения (неразрывную динамику материи ↔ энергии ↔ информации) с учетом:
- нозологической формы (специфическая компонента воспаления);
- особенностей врожденной аномалии метаболизма или порока развития;
- имеющейся у пациента болезни адаптации;
- этапа постагрессивного периода.
Практическое знание этих процессов — настоятельное требование сегодняшней неотложной медицины и интенсивной терапии в плане снижения летальности, уменьшения сроков пребывания в стационаре, стоимости лечения, инвалидизации, улучшения качества жизни больных. Располагая постоянно пополняющимися, объективными и (или) субъективными (количественными и качественными) параметрами слежения за процессами связи внешней и внутренней среды на «входе» и «выходе» (клинические, инструментальные, лабораторные показатели функции ЖКТ, легких, мочевыделения, кожи, их перфузионного обеспечения, балансовые показатели); связи внутренней среды с метаболизмом (т. е. параметров соответствия внутренней среды интенсивности метаболических процессов), энергетизации функций, адаптации и компенсации; трансформации саногенного течения воспаления в патогенные пределы; адекватности лечебного вмешательства в динамику постагрессивного периода, врач сможет осознанно:
· диагностировать и прогнозировать динамику ПАП;
· использовать адекватные классические и разрабатывать новые лечебно-мониторные технологии для участия в управлении ПАП, динамично контролировать их соответствие, предупреждать неблагоприятное течение ПАП;
· изучать течение воспаления у детей разного возраста в условиях лечебного воздействия.
У детей и подростков транслокация бактерий из ЖКТ, трахео-бронхиально-легочного региона, мочеполовой зоны, кожи может осложнить критическое состояние любого заболевания и способствовать трансформации НФЗ→ССВО→С и т.д. [6, 34, 37, 38]. Инфицирование микроорганизмами, покрытыми полисахаридной оболочкой, такими как менингококки, пневмококки и H. influenzaе, часто осложняется фульминантной неблагоприятной динамикой ПАП вплоть до СШ. Эти микроорганизмы имеют особую тропность к организму детей до 2 лет, которые не продуцируют Т-клеточнозависимые антитела, необходимые для уничтожения бактерий с полисахаридным покрытием [19]. Многочисленные этиологические факторы могут способствовать началу ССВО —гиперметаболизма — СПОД-ответа, и только один из них — инфекция. Независимо от этиологического события нозокомиальная инфекция присутствует в течение всего цикла болезни. Источником большинства нозокомиальных инфекций оказывается собственная флора пациента, особенно обитающая на коже и в ЖКТ [6, 19, 34, 38]. Множество инфекционных агентов может вызывать или потенцировать МАС.
При трансформации НФЗ → ССВО оказалось, что имеются незначительные, статистически неразличимые особенности в функциональном и метаболическом ответе организма пациента на различные типы инфекций, будь то бактерии, вирусы, простейшие или грибки [28, 51]. В течение гиперметаболической фазы флора толстого кишечника начинает подниматься вверх, достигая тонкого кишечника и глотки и колонизируя нижние дыхательные пути. Некоторые микроорганизмы (Pseudomonas, Enterobacter, Candida и Staphylocoсcus epidermidis) часто оказываются в культуре желудочного аспирата [39, 41]. Грамотрицательная пневмония чаще возникает во время гиперметаболической фазы как пограничное состояние сепсиса [38, 39]. Эти данные по нозокомиальной пневмонии коррелируют с колонизацией респираторного тракта и с новой методикой профилактики стрессовых язв путем использования антацидов или Н2-антагонистов [29]. Данные, однако, не подтверждают связь между желудочным рН и нозокомиальной пневмонией. Отсутствует корреляция между бактериальной пневмонией и культурой из желудочного аспирата [41, 44]. Нозокомиальные инфекции — общее явление у пациентов со СПОД. Частота грамотрицательной инфекции не отличалась у выживших и умерших, а в группе умерших чаще встречались грамположительная и грибковая инфекции [41]. Патогены, потенциальные инициаторы трансформации НФ→ ССВО→ С→ СШ у детей, варьируют в зависимости от возраста [6, 19]. Восполнение плазменных антител путем введения экзогенных иммуноглобулинов и использование моно- и поликлональных антицитокинов не продемонстрировали изменений в общем исходе заболевания [44]. При гиперметаболизме и СПОД обсуждается такое противоречивое явление, как эпизод нозокомиальной инфекции. Это симптом сепсиса, СПОД или их причина? [19, 38]. Сложилось устойчивое клиническое впечатление, что инфекция при сепсисе может достаточно эффективно контролироваться с помощью антимикробных (антиинфекционных) препаратов [6, 19, 37], но метаболически-функциональный процесс ПОД будет продолжаться [19, 28, 38]. Клинические исследования кишечной, оральной деконтаминации и противогрибковой профилактики значительно уменьшили число случаев пневмонии и сепсиса, обусловленных кишечными бактериями. Однако это не ассоциируется с уменьшением СПОД и снижением смертности [32, 39, 44]. Необходимы дальнейшие исследования.
Невозможно переоценить значимость антиинфекционной защиты пациента в ПАП. Антибактериальные, противовирусные, фунгицидные препараты — это целая эпоха в медицине ХХ столетия. Без их адекватного по своевременности, дозе, сочетанию, продолжительности и контролю эффективности применения немыслимо современное корректное лечение пациентов с С↔ТС↔СШ и др. Однако их использование не может отменить эволюционно закрепленное реагирование системно организованного гомеостаза в ПАП, неизменно формирующего ФС воспаления. Последние, сформировавшись, обеспечат выздоровление. В противном случае гибель неизбежна. В рамках этой биологической закономерности и развиваются медицинские технологии, способствующие саногенному течению воспаления, предупреждая, корригируя его неблагоприятную динамику.
Таким образом, накопленные общемировой медицинской наукой и практикой данные выводят сепсис за рамки классической инфекционной патологии.
Современный этап развития фундаментальной и прикладной медицины, требующий функционального системного мышления, знаменует собой новую эру в профилактике и динамичном лечении целостного организма на основе практического знания неспецифических биологических законов постагрессивного реагирования [10, 30, 31, 50, 52] с контролем и коррекцией его специфической компоненты в рамках рационального, своевременного функционально-энергетически-структурного сбережения (оптимизации).
Литература
1. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. — М.: Медицина, 1975.
2. Анохин П.К. Системные механизмы высшей нервной деятельности. Избранные труды. — М.: Наука, 1979.
3. Васильцева А.П., Слинько С.К., Волков В.И., Анисимова Е.В. // Анестезиологическое обеспечение и интенсивная терапия критических состояний. — Гродно, 2000. — С. 12—14.
4. Воложин А.Н., Субботин Ю.К. Адаптация и компенсация — универсальный биологический механизм приспособления.— М.: Медицина, 1987.
5. Воспаление. Руководство для врачей / Под ред. В.В. Серова, В.С. Паукова. — М.: Медицина, 1995.
6. Исаков Ю.Ф., Белобородова Н.В. Сепсис у детей. — М.: Издатель Мокеев, 2001.
7. Калюжный Л.В. Физиологические механизмы регуляции болевой чувствительности.— М.: Медицина, 1984.
8. Меделяновский А.Н. // Функциональные системы организма / Под ред. К.В. Судакова. — М.: Медицина,1987. — С.77 — 89.
9. Меерсон Ф.З. Адаптация, стресс и профилактика. — М.: Наука, 1981.
10. Мишарев О.С., Васильцева А.П., Аринчин В.Н. и др. // Регуляторно-приспособительные механизмы в норме и патологии. — Л., 1986. — С. 112—115.
11. Мусил Я. Основы биохимии патологических процессов / Пер. с чеш. — М.: Медицина, 1985.
12. Нормальная физиология. Курс физиологии функциональных систем / Под ред. К.В. Судакова.— М.,1999.
13. Павлов И.П. Полное собрание сочинений / 2-е изд. — М.; Л.: АН СССР, 1951. — Т.1.
14. Пауков В.С., Фролов В.А. Элементы теории патологии сердца. — М.: Медицина, 1982.
15. Судаков K.В. // Функциональные системы организма. — М.: Медицина, 1987. — С. 353—401.
16. Функциональные системы организма: Руководство / Под ред. К.В. Судакова. — М.: Медицина, 1987.
17. Bartalanffу L. // Soc. Sci. Inform. Sci. — 1967. — V.6, N 6. — P.126—136.
18. Buchman N.G. // Multiple Organ Failure Pathophysiology, Prevention, and Therapy.— New York: Springer-Verlag, 2000. — P.651—655.
19. Butt W. Pediatric Intensive Care / 1 ed. — BMJ Books, 1998.
20. Cannon W.B. The wisdom of the body. — New York, 1932.
21. Cerra F.B., Siegel J.H., Colman B. et al. // Ann. Surg. — 1980. —V. 192. — P. 570.
22. Cerra F.B. // Surgery. — 1987. — V. 101(1). — P. 1.
23. Cerra F.B. New horizon III: cell injury and organ failure. — Fullerton, Calif, 1988. Society of Critical Care Medicine.
24. Chang S., Feddersen C.O., Henson P.M. et al. // J. Clin. Invest. — 1987. — V. 79. — P.1498.
25. Christman J.W., Lancaster L.H., Blackwell T.S. // Intensive Care Med. — 1998. — V. 24. — P. 1131—1138.
26. Cook J.A., Halushka P.V. New horizons: multiple organ failure. — Fullerton, Calif, 1989. Society of Critical Care Medicine.
27. De-Bel E.E., Goris R.J. // Multiple Organ Failure Pathophysiology, Prevention, and Therapy. — New York: Springer-Verlag, 2000. — P. 71—81.
28. Deutschman C.S., Konstantinides F.N., Tsai M. et al. // Arch. Surg. —1987. — V. 122. — P.21.
29. Driks M., Craven D.E., Bartolome R. et al. // New Engl. J. Med. — 1987. — N 317. — P.1376.
30. Fry D.E. // Multiple Organ Failure Pathophysiology, Prevention, and Therapy. —New York: Springer-Verlag, 2000. — P. 92—100.
31. Fry D.E. // Ibid. — P.23—29.
32. Guiot H.F., Van der Meer J.M., Van Furth R. // Infect. Dis. — 1981. — V. 143. — P.644.
33. Gullo A., Berlot G., Galimberti G. // Multiple Organ Failure Pathophysiology, Prevention, and Therapy. — New York: Springer-Verlag, 2000. — P. 641—650.
34.Livingston D.H., Mosenthal A.C., Deitch E.A. // New Horizons. — 1995. — V. 3. — P.257.
35. Majetschak M., Waydhas C. // Multiple Organ Failure Pathophysiology, Prevention, and Therapy. — New York: Springer-Verlag, 2000. — P. 101—107.
36.MayersI., Johnson D. // Can. J. Anaesth. — 1998. — V.45. — P.871—879.
37. Naqvi J.H., Chundu K.R., Friedman A.D. // Pediatr. Infect. Dis. — 1986. — V.5. — P.512—515.
38. Proulx F., Fayon M., FarrellC.A. et al. // Chest. — 1996.— V. 109. — P.1033.
39. Ramsey G., Lendingham I.// New horizons: multiple organ failure syndrome. — Fullerton, Calif, 1989. Society of Critical Care Medicine.
40. Rivera A.Jr., Bell E.F., Bier D.M. // Pediatr. Res. — 1993. — V. 33. — P.106.
41. Ryan P., Dawson J., Teres D. et al. // Crit. Care Med. — 1990. — V. 18(4). — P.S253.
42. Siegel J.H., Cerra F.B., Border J.R. et al. // Surgery. — 1979. — V. 806. — P.409.
43. Smith S.D., Tagge E.P., Hannakan C. et al. // J. Pediatr. Surg. — 1991. — V. 26. — P.494—497.
44. Sprung C.L., Bernard G.R., Dellinger R.P. // Intensive Care Med.— 2001. — V. 27. — P.128—134.
45. Steinhorn D.M., Cerra F.B. // Pediatric Critical Care / 2 ed. — Mosby-Year Book, 1998. — P.955—965.
46. Steinhorn D.M., Green T.P. // Crit. Care Med. — 1991. — V. 19. — P.1503.
47. Steinhorn D.M., Konstantinides F. // Crit. Care Med. — 1994. — V. 22. — P.A211.
48. Steinhorn D.M. // Pediatr. Res. — 1993. — V. 33. — P.41A.
49. Sundaresan M., Yu Z.X., Ferrans V.J. et al. // Science.— 1995. — V.270. — P.296—299.
50. Vespasiano M., Zimmerman J.J. // Pediatric Critical Care / 2 ed. — Mosby-Year Book, 1998.
51. West M.A., Keller G., Hyland B. et al. // Surgery. — 1985. — V.98. — P.388.
52. Zimmerman J.J. // Pediatric Critical Care / 2 ed. — Mosby-Year Book, 1998.
Медицинские новости. — 2004. — №10. — С. 10-20.
Внимание! Статья адресована врачам-специалистам. Перепечатка данной статьи или её фрагментов в Интернете без гиперссылки на первоисточник рассматривается как нарушение авторских прав.