Глава 2 МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРАНСКАПИЛЛЯРНОГО ОБМЕНА В КЛИНИКЕ
Необходимо четко разграничивать два понятия — проницаемость (транскапиллярный обмен) и резистентность (ломкость, хрупкость) капилляров.
Резистентность является свойством капилляров противостоять механическим воздействиям, сохраняя свою целостность.
Клинические и экспериментальные исследования дают немало примеров несоответствия между уровнем проницаемости п состоянием резистентности капилляров (Copley, 1964). В работах В. И. Ойвин и соавт. (1967) этот вопрос специально изучался и было найдено, что развитие воспалительного отека кожи при травме, термическом ожоге или ультрафиолетовом облучении не сопровождается понижением резистентности сосудов кожи и возникновением петехиальных кровотечений. Иногда несоответствие между проницаемостью и резистентностью капилляров бывает настолько выражено, что говорят даже об их антагонизме (Copley, 1964). Имеется существенное различие и в механизмах нарушения проницаемости и резистентности. Уровень проницаемости капилляров определяется микроциркуляцией и состоянием самих капиллярных структур (в том числе их участием в активном транспорте). Резистентность связана с изменениями периваскулярной соединительной ткани и, в частности, с состоянием базальной мембраны капилляров, и соответствует у здорового человека резистентности мелких вен (Merlen, Coget, 1967).В клинике определение резистентности капилляров кожи проводится двумя методами: воздействием положительного или отрицательного давления на сосуды. Первое достигается сжатием конечности, второе — при помощи стеклянной или пластмассовой присоски, соединенной с манометром и с прибором, создающим отрицательное давление.
Второй метод является более достоверным и в настоящее время широко применяется в клинике. В нашей стране для этого используется прибор А. И. Нестерова.
Для оценки транскапиллярного обмена (проницаемости капилляров) можно использовать данные о морфологическом состоянии капилляров, кровотока в них и скорость перехода или количество какого-либо вещества, перешедшего из крови в ткани или обратно.
Структуру капилляров и кровотока в них изучают у человека с помощью биомикроскопии, гистологии и гистохимии, а в последние годы и с помощью электронной микроскопии. В настоящее время, кроме обычной микроскопии, используются микрокинография, микротелевидение, стереомикроскопия (Zwei- fach, 1961; Dejmal, 1969). Объектами исследования у человека обычно служат капилляры ногтевого валика и конъюнктивы.
Все биомикроскопические методы дают возможность определить густоту капиллярных петель, форму и строение, просвет капилляра, скорость кровотока и косвенно, непрямым методом, капиллярное давление. По картине фона пытаются судить о состоянии проницаемости капилляров. Это удается лишь в случаях ее резкого повышения. Как образец такого рода исследований можно привести классификацию капилляроскопическон картины ногтевого ложа, данную Dejmal (1969) (табл. 1).
ТАБЛИЦА 1
Классификация капилляроскопической картины
Данные, полученные с помощью биомикроскопии, конечно, помогают оценить состояние микроциркуляторного ложа, но не позволяют судить о транскапиллярном обмене.
Биоиикроскопия может дополнять другие методы, используемые для оценки транскапиллярного обмена (проницаемость капилляров), однако заменить их не может.
В последние годы получает все большее распространение биопсия различных тканей с последующим гистологическим, гистохимическим и электронномикроскопическим исследованием капилляров. Эти методы тоже не имеют самостоятельного значения для заключения о состоянии транскапиллярного обмена. Их роль повышается при выяснении механизмов нарушений проницаемости капилляров, установленных другими методами.
Для определения состояния транскапиллярного обмена (проницаемость капилляров) наиболее совершенными следует признать методы, основанные на количественном изучении перехода через капилляры макромолекул (белков) при естественном состоянии капилляров, т. е. без какого-либо дополнительного вмешательства (В.
П. Казначеев, 1960; И. А. Ойвин, 1966; А. А. Дзизинский, Т. К. Кочергина, 1969).Все существующие методы проницаемости капилляров в клинике можно разделить на три группы:
1. Методы, основанные на определении перехода из крови в ткани естественных или введенных извне компонентов крови.
2. Методы, в основу которых положено определение состава тканевой жидкости (экссудат или транссудат).
3. Определение скорости удаления из тканей ряда введенных веществ.
Кратко охарактеризуем каждую из этих групп.
В качестве метки при определении скорости «очищения» крови обычно используют краски, флуоресцирующие вещества и радиоактивные изотопы. Наиболее употребительные краски (синий Эванса, трипановый синий, понтаминовый небесно-голубой, конго красный и др.) и флуоресцирующие вещества (флуоресцеин, акрихин, сульфацил-натрий) при введении в кровь образуют комплексы с белками плазмы, и по скорости их удаления из крови судят о состоянии общей сосудистой проницаемости (И. А. Ойвин, 1966). При использовании изотопов белки метят в условиях in vitro, используя чаще всего альбу- мин-І131 и фибриноген-І131. С физиологической точки зрения указанные методы определения проницаемости капилляров не являются адекватными. Главный их недостаток заключается в том, что вводятся вещества, чужеродные для организма, нс являющиеся участниками сложных метаболических превращений в органах и тканях, и организм «освобождается» от них. Это происходит как путем усиления фагоцитирующей деятельности ретикуло-эндотелиальной системы, так и выделения их через почки и другие органы. Более целесообразно использовать гомологичные меченые белки. Однако и в этом случае нет полной уверенности в том, что меченный in vitro белок остается неизменным и включается в метаболизм, как и нативные белки плазмы. В специальных проверочных опытах показано, что скорость удаления гомологичного фибриногена-І131 из крови кролика зависит от содержания атомов I131 в расчете на молекулу фибриногена (McFarlane, 1963).
При использовании меченых белков необходимо соблюдать ряд условий, из которых главными являются следующие: для мечения брать неденатурированный белок, метить ограниченным количеством изотопа и, наконец, предотвращать возможность разрушения белка в результате самооблучения (Freeman, 1964). Соблюсти эти условия не всегда удается, вследствие чего метод меченых белков также не является физиологически адекватным. Необходимо также учитывать, что ряд органов, например печень, обладают высокой проницаемостью для белков. Изменение условий лимфообразования в печени будет значительно изменять скорость удаления меченых белков из крови и, таким образом, давать ложное представление об общей сосудистой проницаемости. Кроме того, белки, меченные I131, будут в большей концентрации накапливаться в щитовидной железе.Определение перехода через капиллярную систему составных частей плазмы крови (жидкость и белки) является более физиологичным принципом. Известно несколько методов, ионованных на этом принципе. Одним из них является широко распространенный метод Лендиса (Landis, 1932). Сущность метода заключается в том, что по разности концентрации белка и гематокрита крови, взятой из вены руки с застоем (манжетка на 30 мин, давление 40 мм рт. ст.) и свободной руки, определяют количество белка и жидкости, вышедших из крови в тканевую жидкость. Имея ряд преимуществ перед другими указанными выше пробами, этот метод не дает возможности определить проницаемость капилляров в естественном, не измененном дополнительными вмешательствами состоянии. Существенным недостатком метода является также то, что проницаемость капилляров изменяется одновременно и на контрольной («незастойной») руке в силу нервнорефлекторных связей (В. П. Казначеев, 1960). Один из главных недостатков метода Лендиса состоит в том, что он базируется на принципиальном представлении о непроницаемости капиллярной стенки для белков крови.
В настоящее время доказано, что белки крови постоянно мигрируют как в направлении кровь — ткань, так и наоборот (ткань — кровь), и этот процесс имеет большое биологическое и физиологическое значение.
Г.
П. Артынов и Е. Д. Семиглазова (1949) предложили определять проницаемость капилляров без какого-либо дополнительного вмешательства, путем сравнения артериальной и венозной крови. Сущность их метода состоит в том, что у исследуемого берут кровь из вены и артерии одной руки, а затем путем сравнения показателей гематокрита и содержания белка вычисляют по формуле Лендиса проницаемость капилляров. В принципе этот метод можно признать наиболее физиологичным. Однако в клинических условиях взятие крови из артерии значительно затрудняет его применение. Мы (В. П. Казначеев, 1953) разработали капилляро-венозный метод определения проницаемости кровеносных капилляров. Вместо артериальной берут капиллярную кровь, которую получают после глубокого прокола прогретого пальца. Сравнительные исследования пока- зали, что кровь, взятая таким способом, по составу белка и показателям гематокрита не отличается от артериальной.Широкое применение этого метода в различных клиниках позволило получить целый ряд новых данных о физиологии и патологии проницаемости кровеносных капилляров (Н. А. Стад- чѳнко-Шер, 1959; Т. П. Борисова, 1962; И. И. Ворушко, 1963; М. Д. Тверской, 1964; Г. М. Покалев, 1965; А. М. Крейдич, 1966, и др.). Наш опыт изучения проницаемости капилляров по указанному методу (обследовано свыше 5000 человек) подтверждает его простоту и надежность.
Однако клиницисту важно не только знать исходное состояние функции проницаемости, но и выявить индивидуальные, адаптивные возможности, а также ранние, скрытые нарушения ее. Последнее имеет большое значение как в ранней диагностике, так и в лечении и прогнозе ряда воспалительных и дистрофических процессов. Кроме того, до настоящего времени клиника не располагает простым и доступным методом для выявления пониженной проницаемости, хотя последняя нередко встречается и является ведущим патогенетическим звеном в развитии ряда патологических процессов.
Учитывая сказанное, мы (В. П. Казначеев, 1960; А. А. Дзи- зннский, Т. К. Кочергина, 1969) разработали тест, позволяющий выявить адаптивные возможности проницаемости, а также пониженную проницаемость.
Принцип теста заключается в том, что капилляро-венозным методом по Казначееву производится определение проницаемости кровеносных капилляров до и после дозированной гидростатической нагрузки (подробно будет сказано ниже).Изучение состава тканевой жидкости из пузыря, получаемого наложением кантаридинового пластыря или введением гистамина в кожу, применяется как метод определения проницаемости капилляров и в настоящее время (М. А. Карачунский, 1970; Schwartzkopff, Bartelheimer, 1959). При различных патологических состояниях состав экссудата (количество фильтрата, белка, липопротеинов, липидов и др.) может отличаться, однако остается неизвестным состояние исходной проницаемости капилляров. Этот метод, как и метод Лендиса, позволяет оценить больше «реактивность» капилляров на различные раздражители (воспаление, гистамин, застой), чем исходную проницаемость их. Однако для комплексной характеристики состояния капилляров, особенно их реактивности, этот принцип может быть использован.
В последние годы получили широкое распространение методы определения проницаемости капилляров, основанные на изучении скорости удаления введенных в ткани веществ, особенно радиоактивных изотопов (Kety, 1949). Этот принцип применяется в клинике в виде пробы Мак-Клюра — Олдрича или введения флуоресцирующих веществ (В. С. Богданова-Ибрагимова, 1952). Указанные пробы простые, но не точные. Время исчезновения волдыря и флуоресцеина зависит не столько от проницаемости капилляров, сколько от гидрофильное™ и связывающих свойств основного вещества соединительной ткани.
Более достоверные результаты получаются при использовании радиоактивных веществ — Nal131, NaHP3204, Na24Cl. Обычно указанные вещества вводят в кожу или толщу мышц и при помощи сцинтилляционного счетчика определяют время полувыведения их. При наличии необходимого оборудования метод достаточно прост и позволяет вести непрерывную регистрацию скорости удаления радиоактивных веществ (Б. Д. Забудский, 1954), что имеет особое значение при оценке различных терапевтических влияний на эти процессы. Метод позволяет в основном определить состояние местной микроциркуляции и в меньшей мере другие составные элементы проницаемости (состояние капиллярного барьера, активная роль эндотелия и т. д.) (К. М. Простяков, А. П. Кондратьева, 1966, и др.). Необходимо помнить, что остается всегда неизвестным один из важных параметров капилляро-тканевой проницаемости — уровень и интенсивность лимфообразования и лимфотока.
В связи с простотой и достаточной точностью метод определения скорости удаления радиоактивных веществ нашел широкое применение в клинике и, действительно, в пределах возможностей является вполне адекватным. Однако, несмотря на широкое использование его, трактовка полученных результатов весьма противоречива. Большинство исследователей ускорение резорбции радиоактивных веществ из тканевых депо расценивают как признак повышенной проницаемости (Б. Д. Забуд- скип, 1954; К. М. Простяков, А. П. Кондратьева, 1966). Оценка замедленной резорбции радиоактивных веществ неоднозначна. По мнению одних авторов, это свидетельствует о скрытых или явных нарушениях кровообращения (Б. Д. Забудский, 1954). В то же время другие полагают, что замедление резорбции является следствием повышенной проницаемости капилляров в направлении кровь — ткань (Я. А. Сигидин, 1960). По их мнению, вышедший белок задерживается между эндотелием и базальной мембраной, а также в перикапиллярных пространствах и препятствует быстрому рассасыванию изотопов. Такая трактовка замедленной резорбции кажется нам мало убедительной. Необходимо помнить, что переход жидкости и белков из крови в ткани и обратно происходит постоянно и одновременно. В каждый данный момент, определяя проницаемость, мы улавливаем лишь вектор потока веществ. Следовательно, если произошло «засорение» капиллярной стенки, то будут нарушаться двусторонние процессы обмена.
Таким образом, замедление резорбции веществ из тканевых депо всегда будет указывать на снижение микроциркуляции и проницаемости капилляров.
Приведенные материалы свидетельствуют о том, что из многочисленных методов определения проницаемости капилляров в клинике лишь немногие отвечают определенным требованиям и в первую очередь физиологической адекватности их. Несовершенство многих методов обусловлено объективно существующими причинами, заключающимися в том, что переход кристаллоидов и макромолекул через стенки капилляров обусловлен несколькими факторами. Наиболее важными из них следует считать физико-химическую и биохимическую природу вещества, изменение гемодинамических условий (количество функционирующих капилляров, их дилятация, скорость кровотока), изменение лимфодренажной функции, уровень процессов обмена веществ паренхиматозных элементов и изменение в связи с этим интенсивности усвоения веществ клетками, соответствующие изменения активности клеточных элементов соединительной ткани, степень проницаемости капиллярных стенок, зависящую от коллоидного состояния основного вещества и активности эндотелия.
Определение указанных параметров весьма затруднено, а порою и невозможно не только в клинике, но и в эксперименте. Для клиники необходимы такие методы, которые бы характеризовали функцию транскапиллярного обмена в целом — обеспеченность тканей пластическими п энергетическими субстратами. К таким методам из перечисленных выше можно отнести в первую очередь те, которые отражают переход естественных компонентов крови (плазма, макромолекулы, газы) из крови в ткани и обратно. К ним мы можем причислить капилляро-ве- позный метод, а также определение кислородного баланса тканей.
До сих пор клиника, к сожалению, не располагает доступными и объективными методами для оценки функции лимфатических капилляров. Предпринимаются лишь попытки к созданию таких методов (Д. А. Жданов, 1952; Русньяк и др., 1957).