ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Многочисленные литературные данные и собственный фактический материал убеждают в том, что вопросы физиологии и патологии кровеносных капилляров в клинической и теоретической медицине требуют пристального внимания.

Наш многолетний опыт исследования этой сложной системы как в клинике, так и экспериментально дал основание выделить указанную систему как особую морфо-функциональную единицу, которую мы для краткости назвали «микрорайоном» (В. П. Казначеев, 1965; А. А. Дзизинский, 1967, 1970).

Возникновение замкнутой системы кровообращения в эволюции характеризовало важнейший этап, который определил перспективы усложнения, дифференцировки и специализации тканевых структур и клеточных элементов. Сам феномен замкнутого кровотока характеризовал лишь внешнее проявление более сложного эволюционного приобретения, которое, по нашему мнению, все еще не нашло должной оценки^jb эволюционно-сравнительной физиологии и биологии.

Таким образом, в иерархию структур организма необходимо, по нашему мнению, внести существенную коррекцию и рассматривать ее в следующем порядке: клетка — микрорайон — ткань — орган — система органов (гомеостаз) — организм. В перспективе, по-видимому, это новое предполагаемое звено будет исследовано и создан специальный раздел о его физиологии и патологии.

Выше мы указывали, что если структуры микрорайонов в различных тканях и органах различны, то общий план их функционирования остается сходным. Этот общий план и сходство не исключают многообразия как структурных, так и функциональных различий; последние детально описаны в предыдущих разделах книги. Уместно более подробно остановиться на принципах единства в функции микрорайонов. Мы умышленно вынесли обсуждение этого вопроса в заключительный раздел, так как он изучен крайне недостаточно. К сожалению, мы не располагаем достоверными фактами, чтобы представить законченный анализ в этом аспекте. В то же время важность этого вопроса и необходимость его разрешения дают основание наметить некоторые пути дальнейших исследований. По существу речь идет о новом фундаментальном разделе общей патологии. Общей потому, что все известные патогенетические процессы так или иначе неминуемо развертываются на территории «микрорайонов». Ферментативно-целлюлярные нарушения и компенсации, по нашему мнению, не протекают изолированно, а составляют лишь отдельные звенья более сложных изменений функции микрорайона. Клинические аспекты этого вопроса будут обсуждаться ниже.

Что же составляет наиболее характерную общность (свойство) выделенной нами новой ячейки «микрорайона»? Прежде всего это достаточно очерченная клеточная коалиция, которой, естественно, присущи все хорошо известные специфические особенности коалиционных систем (Мак Каллок, 1965). Анализ и описание таких коалиционных систем возможны в рамках системного подхода (Паск, 1966; Месарович, 1971; П. К. Анохин, 1971, и др.).

Системное описание биосистем требует применения принципа целенаправленности. «Под описанием, основанным на понятии целенаправленности, здесь подразумевается вся совокупность системных описаний, представленных с помощью понятий, которые выражают цели в поведении систем (такие, как адаптация, эволюция, управление, гомеостаз и т. п.)» (Месарович, 1971). Принцип целей (теленомия) в биосистемах хорошо изложен в работах П.

Итак, необходимо рассмотреть микрорайон в трех фундаментальных аспектах: закономерностях коалиций, системного анализа и принципа целенаправленности (теленомия). Начнем с последнего. Цели морфо-функциональной единицы «микрорайона» как биологической системы определяются ее генетическими программами, которые реализуются в постоянном поддержании трофического оптимума клеточной среды. Напомним в связи с этим наше определение функции проницаемости, в котором четко отражен целевой принцип: проницаемость капилляров — это активный процесс обеспечения оптимальной среды для нормальной жизнедеятельности паренхиматозных элементов, который протекает в функционально единой структуре активной соединительной ткани (кровь, кровеносные капилляры, перикапиллярные клеточные и неклеточные структуры, лимфатические капилляры, лимфа) и в основе которого лежат цепные ферментативные реакции.

Реализация описанной цели не может быть постоянно идеальной. В физиологических, особенно в патологических условиях несомненно возникают ситуации, когда обеспечение указанных целей одновременно во всех микрорайонах тканей или органов становится невозможным. В таком случае одни микрорайоны могут оказываться в состоянии существенных ограничений (своего рода голодного пайка), для того чтобы остальные смогли выполнить полноценно наиболее жизненно важные функции в данный момент. Можно, например, полагать, что микрорайоны проводящей системы сердца будут максимально долго обеспечиваться для поддержания своих функций в ущерб другим микрорайонам миокарда (возможна даже гибель последних). По-видимому, здесь мы сталкиваемся с необходимостью осторожно отнестись к общепринятой концепции о строме и паренхиме как системе соединительной ткани и паренхиматозных клеток. Если развивать изложенную гипотезу, то можно предположить, что часть микрорайонов (следовательно, их клеточные паренхиматозные и соединительнотканные элементы) в определенный момент могут выполнять обслуживающую роль для обеспечения главных (опорных) функций соседних микрорайонов.

СХЕМА 11

(опорных) функций. Если это так, то современные представления о строме и паренхиме на клеточном уровне требуют критического и весьма осторожного отношения, как и трактовка патологических процессов (воспаление, дистрофия, склероз и др.). Изложенная гипотеза, по нашему мнению, находит подтверждение в классических работах И. И. Мечникова, А. А. Заварзина, Н. И. Вавилова. Изложенное можно представить в виде схемы 11, на которой заштрихованные прямоугольники обозначают микрорайоны, выполняющие в данный момент основную (опорную) функцию ткани или органа; светлые прямоугольники — микрорайоны, выполняющие в данный момент обслуживающую функцию для первых.

Каковы механизмы распределения различных функциональных состояний микрорайонов, остается неясным, так же как ритмы их взаимозаменяемости. Изучение этих вопросов составляет важную задачу будущих исследований. Возможно, изучение нарушений предполагаемых механизмов и ритмов взаимозамены позволяет найти новые важные подходы к пониманию ряда патологических процессов и новые пути их профилактики и терапии.

Коалиционные взаимоотношения клеток микрорайона также требуют дальнейших, исследований. В этом отношении интерес-

θ·

211

работы, посвященные различной функциональной активности печеночных клеток (Г. К. Хрущов, 1961), роли элементов глии в обеспечении функции нейронов (В. Я. Бродский, 1966). В качестве примера коалиционных взаимоотношений клеток в микрорайоне можно указать на описанный выше феномен своеобразного клеточного защитного торможения за счет функциональной активности тучных клеток на первых этапах экстремальных воздействий. Хорошей иллюстрацией является также поведение лимфоцитов в перикапиллярных пространствах в норме и при состоянии иммунологического конфликта замедленного типа (А.

Наконец, обратимся к системному анализу микрорайона. Функционирование микрорайона как биосистемы в ответ на физиологический стимул или повреждающий агент неминуемо сопровождается, во-первых, тратой энергии, во-вторых, потерей определенных структурных элементов (субклеточные, клеточпые). Поясним последнее утверждение: любая биологическая функция характеризуется приближением биосистемы к равновесному состоянию за счет потери части ее белковых структур (Э. Бауэр, 1935), т. е. происходит определенный «износ» биологических «конструкций». Если этот «износ» не будет восполнен, могут наступить необратимые изменения в клетках и микрорайоне в целом.

Процесс функционирования по своим механизмам и возможным ошибкам осуществляется более легко, чем процесс восстановления растраченных структур («износ»), как на внутриклеточном, так и на клеточном уровне (внутриклеточная, клеточная физиологическая и репаративная регенерация), так как последний требует постоянного наличия и мобилизации информационно-генетического аппарата (уменьшение энтропии системы) , функциональная же активность реализуется уже за счет готовых, наработанных структур (рост энтропии системы). Сказанное является хорошо известной истиной и не требует специальных комментариев (схема 12).

СХЕМА 12

Рассмотрим схему более подробно. Эффект функции микрорайона будет определяться последовательностью событий. Определим эти события:

а — точность, скорость восприятия сигнала («РаботаI» «Опасность!»); Ь — скорость; точность обработки воспринятой информации; с — оптимальность выбранного решения (план функционирования); d — реализация плана в определенной функции (качество функциональной реализации).

Тогда последовательность событий от момента появления сигнала до реализации функции представит следующую цепь:

В Настоящее время указанные обозпачепия отражают лишь введение последовательности новых понятий; измерение каждого из них представляет большие трудности. По-видимому, доступно измерение общего времени от «а» до «d» и характеристика события «d» (функции), и то по отдельным параметрам. Методом микроскопии, гистохимии и электронной микроскопии можно определить относительную величину «износа», т. е. траты структурных элементов.

Нам представляется необходимым ввести последовательность событий и процессов восстановления. Если описанная выше последовательность характеризуется входом и выходом на уровне процессов передачи информации действия, то восстановительные процессы требуют наличия так называемой структурной информации (X. Равен, 1964), т. е. участия генетического аппарата.

Определим события процессов восстановления:

X — наличие количества и качества генетической информации (генетическая полноценность клеточных элементов микрорайона) ; у — наличие системы извлечения необходимых элементов генетической информации в данный момент (система геноиндукторов и генодепрессоров); г — реализация извлеченной генетической информации в процессах синтеза (внутриклеточная, клеточная регенерация или репарация); а — интеграция вновь синтезированных структур (внутриклеточных, клеточных, межклеточных) в систему управления микрорайона.

Первые три определения, по-видимому, не требуют специальных разъяснений. Относительно последнего укажем, что любая новая конструкция в микрорайоне должна быть подчинена общей системе регуляции. В противном случае синтетические процессы окажутся бесполезными, а новые структуры представят собой по существу инородное тело. Таковыми, например, являются неопластические клетки или избыточный синтез рубцовой ткани. Последовательность событий процессов восстановления будет следующей:

Попытаемся объединить события реализации функций и процессы восстановления на схеме 13.

Функция сопровождается тратой энергии и определенным «износом», тратой структурных элементов. Сигнал на извлечение необходимой генетической информации в системе «у» может поступить по двум путям: во-первых, это сигнал от функции «с» (принятие оптимального решения, т. е. «плана» будущей функ-

СХЕМА 13

ции). В таком случае реализуется положение П. К. Анохина об опережающем отражении, т. е. начало данной специфической функции одновременно является сигналом для стимула определенных синтетических процессов. Во-вторых, сигналом к началу синтетических процессов могут быть продукты самих структурных элементов, появляющихся во время функции: различного рода биологически активные фракции, выполняющие роль обратной положительной связи. Измерение всех перечисленных событий восстановления в настоящее время методически в клинических условиях по существу недоступно. Что касается факторов, стимулирующих процессы восстановления, то некоторые иа них, по-видимому, хорошо известны и применяются в клинической практике. Наибольший интерес среди них представляют вещества, стимулирующие рост и развитие новых кровеносных капилляров (процесс капилляризации), о чем более подробно¹ будет сказано ниже. Все теоретические представления нам представлялось возможным изложить в качестве рабочей гипотезы как основу для возможных дальнейших исследований и поисков новых методических подходов. Приведенная схема может быть также полезна клиницистам для более ясного понимания патогенеза нарушений функции проницаемости кровеносных капилляров, а также для выбора оптимальных терапевтических и профилактических мероприятий в клинической практике при наличии у больных синдрома капилляротрофической недостаточности.

Для того чтобы начать обсуждение этого вопроса, обратимся вновь к некоторым клиническим фактам. Выделение синдрома капилляротрофической недостаточности должно, по нашему мнению, внести определенную стройность и осмысленность в клинические исследования по патологии капиллярной проницаемости. До сих пор встречается немало работ, в которых лишь констатируются те или иные изменения в состоянии капилляров, кровотока в них или проницаемости. Патофизиологическая сущность этих нарушений, их связь с патогенезом и клиникой основного заболевания почти не освещаются. Одной из объективных предпосылок такого положения можно считать тот факт, что до сих пор отсутствовали общепатологические обобщения по этой проблеме.

Нам представляется, что теоретической базой для таких обобщений по клинической патологии транскапиллярного обмена должно стать учение о трофической функции капилляро-соединительнотканных структур, а практическим выражением его — выделение в клинике синдрома капилляротрофической недостаточности. При этом возникает целый ряд вопросов и задач, требующих решения в ближайшее время.

Так, клиника испытывает необходимость доступных, физиологически адекватных методов исследования, позволяющих оценивать у человека как суммарно транскапиллярный обмен, так и раздельно состояние капилляро-соединительнотканных структур, микроциркуляции в них, процессов фильтрации, диффузии и активного транспорта.

Выше мы приводили некоторые диагностические критерии синдрома, которые можно использовать для валовой оценки транскапиллярного обмена (см. табл. 5). Однако этим, видимо, нельзя ограничиться. Особенно же ощущается необходимость разработки простых, но объективных методов оценки структуры капилляров (прижизненная биопсия) и кровотока в них, а также отдельных механизмов, обеспечивающих транскапиллярный обмен (диффузия, фильтрация, активный транспорт).

Наши знания о транскапиллярном обмене всегда будут неполными при отсутствии информации о состоянии лимфодренажной функции органов и тканей. К сожалению, в клинике таких методов пока нет.

Одной из актуальных и перспективных задач в этом плане является также создание доступных методов, позволяющих оценивать состояние микроциркуляции и транскапиллярного обмена у человека в отдельных органах и регионах — сердце, легкиХ( мозге, конечностях и т. д.

Необходим дальнейший анализ имеющихся и накопление новых фактов для решения вопроса о наличии или отсутствии син-т дрома капилляротрофической недостаточности, а также его зна-;

чении в патогенезе и клинике тех заболеваний, при которых установлено или предполагается поражение микрососудов. Как пример можно привести наши исследования по ишемической болезни сердца. Установив факт изменения структуры и функции капилляров при атеросклерозе, группа наших сотрудников (А. Д. Куимов, М. М. Егунова, В. М. Стригин, 3. А. Архангельская и др.) в последние годы провела исследования, которые позволили оценить значение патологии микроциркуляции и транскапиллярного обмена в развитии ишемической болезни сердца у человека (В. П. Казначеев, А. А. Дзизинский, 1971; А. А. Дзизинский, Μ. М. Егунова, 1971).

В настоящее время такое исследование проводится у больных ревматизмом (Р. С. Субботина), хроническими пневмониями (Н. Д. Полякова-Селиванова), вибрационной болезнью (Я. В. Поляков, Т. И. Бекенева), пневмокониозами и другой профпатологией (Л. Я. Зиссер, Т. М. Сухаревская).

Собственные и литературные данные, часть которых изложена в этой книге, позволяют предполагать, что капилляротрофическая недостаточность может служить универсальным неспецифическим патогенетическим звеном в развитии хронических воспалительно-склеротических и дистрофически-склеротических процессов в любых органах и системах (органосклерозы). Особую ценность будут представлять в таких случаях исследования транскапиллярного обмена в отдельных органах и тканях.

В связи с этим возникает один практически важный вопрос. До сих пор клиницисты имеют возможность определять состояние микрососудов, кровотока в них и функцию проницаемости в основном на периферии — в верхних или нижних конечностях и бульбарной конъюнктиве. Отражают ли полученные данные патологию микроциркуляции и транскапиллярного обмена во внутренних органах при их поражении, например в сердечной мышце при ишемической болезни сердца? При многих патологических процессах, например ревматизме, затяжном септическом эндокардите, бруцеллезе, туберкулезе, атеросклерозе, диабете, гипертонии и др., поражения капилляров носят системный характер. Имеются также данные о том, что расстройства микроциркуляции, наблюдаемые в каком-либо одном органе, отражают изменение кровотока в капиллярах всего организма (Rnisely, 1945; Heimbecker, Bigelow, 1950). Наши данные о кислородном балансе мышечной ткани верхних конечностей у больных ишемической болезнью сердца в принципе совпадают с данными Messer и соавторов (1962), Haddy и соавторов (1969), полученными при исследовании сердечной мышцы (венозная ги- пероксия и снижение утилизации кислорода) у людей с той же патологией.

Таким образом, можно полагать, что исследование транскапиллярного обмена периферических тканей при ряде заболеваний в определенной мере отражает его состояние в наиболее пораженном органе. Ценность и необходимость таких исследований, по-видимому, очевидна. Однако это нисколько не снимает вопрос о разработке методов оценки транскапиллярного обмена в отдельных регионах. Современные успехи клинической анестезиологии и кардиохирургии позволяют надеяться на решение этой проблемы в ближайшее время.

При оценке синдрома капилляротрофической недостаточности в клинической патологии возникает ряд трудностей. Бесспорно, что при ряде заболеваний синдром имеет патогенетическое значение. Но во всех ли случаях изменение кровотока капилляров, их проницаемости надо рассматривать как патологические? Видимо, нет. Учитывая высокую функциональную лабильность капилляров, их участие во всех защитно-приспособительных реакциях организма, по-видимому, в ряде случаев изменение функции проницаемости надо рассматривать как одно из проявлений этих защитно-приспособительных процессов организма. Например, как оценивать изменение проницаемости капилляров, которое было нами установлено, в острый период инфаркта миокарда? У больных с хронической коронарной недостаточностью при нормальных исходных показателях заметно снижены адаптивные возможности функции проницаемости. При инфаркте миокарда отмечается умеренное повышение исходной проницаемости при заметном снижении ее адаптивной возможности (по данным функциональных проб). Ыам кажется, что при такой стрессовой ситуации, как инфаркт миокарда, требующей значительного повышения энергетических трат, адекватное повышение проницаемости, обеспечивающее проникновение из крови в ткани необходимых энергетических, пластических и регулирующих веществ, можно трактовать как положительное, защитноприспособительное. Эти вопросы представляют для клиницистов несомненный интерес и требуют специального изучения. Успешная коррекция нарушений транскапиллярного обмена и повышение эффективности лечения многих заболеваний будут достигнуты при знании механизмов этих нарушений.

Необходимы детальные исследования механизмов сложной системы регуляции микроциркуляции и транскапиллярного обмена в норме и патологии у человека. При этом должны изучаться не только отдельные факторы (гормоны, кинины, гистамины и др.), но и все основные звенья регуляции — нервные, эндокринные и гуморальные — в их взаимодействии. По-видимому, для каждого заболевания или группы однородных заболеваний будут установлены характерные типы нарушений, своего рода биохимические констелляции. Предстоит еще выяснить взаимоотношения в расстройствах регуляции и морфологических изменениях капилляро-соединительнотканных структур: когда и как начинаются изменения в системе регуляции, последующие этапы этих изменений, влияние их на морфоструктурные изменения, а также обратное воздействие органических изменений капилляро-соедипительнотканных структур на систему их ре* гуляции.

Выявлению роли функциональных (нейро-эндокринно-гумо- ральных) и органических (морфологических) изменений в нарушении транскапиллярного обмена могут помочь в известной мере разработанные нами функциональные пробы. В связи со сложностью и многокомпонентностью системы регуляции возникает потребность в новых подходах к ее изучению, в частности кибернетического, с привлечением аппарата математического и других видов моделирования.

Неотъемлемым элементом дальнейших клинико-экспериментальных исследований по патологий микрососудов должны стать поиски методов и средств терапии нарушений транскапиллярного обмена. Принципиальные подходы к коррекции нарушений транскапиллярного обмена могут быть сосредоточены на воздействии как на систему регуляции, так и непосредственно на капилляро-соединительнотканные структуры. Поиски будут вестись, по-видимому, как в плане создания отдельных ингибиторов или активаторов медиаторов проницаемости, так и особенно их комплексов, способных адекватно изменить возникшую биохимическую констелляцию. Изменений транскапиллярного обмена можно добиться и при воздействии на кровоток в микрососудах. В этом случае можно использовать средства, влияющие на реологические свойства крови, агрегацию форменных элементов и коагулирующие потенции крови.

Весьма перспективны исследования, направленные на изыскание методов и средств воздействия непосредственно на капил- яйро-соединительнотканные структуры. Речь идет не только о нормализации нарушенных структур капиллярной стенки, но и, что особенно важно, о возможности управления процессами физиологической и репаративной регенерации кровеносными капиллярами (уровень капилляризации органов и тканей). Последний аспект, т. е. создание новых методов и видов препаратов (капиллярогены), может стать поворотным пунктом в терапии многих хронических заболеваний.

Дальнейшее изучение нарушений транскапиллярного обмена, по нашему мнению, перспективно в решении проблем как частной, так и общей клинической патологии. О некоторых общих теоретических вопросах патологии «микрорайона», а также клинических направлениях было сказано выше. Здесь укажем на некоторые конкретные проблемы общей клинической патологии, в решении которых изучение капилляро-соединительнотканных структур может иметь важное значение.

Прежде всего, по нашему мнению, функции проницаемости кровеносных капилляров принадлежит важная роль в процессах адаптации. Известно, что приспособление организма человека и животных к различным экстремальным условиям определяется как адекватной функцией систем регуляции (нейро* гормональных), так и адекватной их реализацией на тканевом уровне. Функциональная активность органов и тканей может быть реализована лишь при условии адекватного обеспечения их энергетическим и пластическим материалом, т. е. соответствующей трофической функцией капилляро-соединительнотканных структур.

Не меньшее значение имеет и адекватное изменение защитнобарьерной функции их. На основании приведенных выше фактов можно полагать, что патология процессов адаптации при ряде состояний может быть обусловлена именно нарушениями указанных функций «микрорайона». Отсюда вытекает необходимость исследований роли функции проницаемости капилляров в физиологии и патологии адаптации у человека. Особую ценность представляют исследования указанных процессов непосредственно в тех органах и системах (регионы), которые в конкретных условиях адаптации испытывают наибольшие нагрузки. Учитывая имеющиеся данные, можно предполагать, что при кратковременных экстремальных условиях больше всего будет страдать энергетическое обеспечение органов и тканей с развитием в них гипоксии и некротических изменений. При длительных же экстремальных состояниях на первый план будут выступать нарушения в пластическом обеспечении с развитием дистрофии, атрофии и склеротических процессов. Перспективность указанных исследований в первую очередь обусловлена возможностью новых подходов в разработке эффективных методов терапии и профилактики указанных процессов путем воздействия на трофическую и защитно-барьерную функции «микрорайона».

Нарушения адаптивных возможностей «микрорайона», по-видимому, обусловлены как влияниями различного рода факторов внешней среды, так и генетическими особенностям и данного индивидуума. Это предположение созвучно с идеями А. А. Богомольца о роли соединительной ткани в конституционных вариантах организма, а также с представлениями Emmrich о конституционально обусловленных склеропатиях. Сказанное относится также к генетике позднего развития, т. е. процессам старения и патологии старости.

Патология капилляро-соединительнотканных структур может иметь также существенное значение в нарушении иммуноструктурного гомеостаза. Во-первых, требуют выяснения механизмы нарушений контроля за процессами физиологической и репаративной регенерации, при которых, как известно, возможно появление мутантных клеток. Ведущее значение в механизмах контроля принадлежит тимико-лимфоидной системе (Вернет, 1971). В этом плане известный факт циркуляции лимфоцитов через капилляро-соединительнотканные структуры в направлении кровь — ткань и ткань — кровь заслуживает внимания. По нашим данным, например, при ревматизме у детей и токсикозе беременности выявляются значительные изменения артерио-венозной разницы форменных элементов крови, особенно лимфоцитов. Во-вторых, представляет интерес селективное распределение иммуноглобулинов и лимфоцитов в различных «микрорайонах» как в физиологическом состоянии, так и особенно при иммунопатологии. Механизмы избирательного распределения иммуноглобулинов и лимфоцитов остаются неясными. Не исключено, что именно в кровеносных капиллярах на их эндотелиальной выстилке существуют определенные «рецепторы», определяющие привлечение гуморальных и клеточных антител к соответствующим тканевым антигенам. Раскрытие предполагаемых механизмов может выявить новые принципиальные стороны в физиологии и патологии иммуноструктурного гомеостаза.

По нашему мнению, дальнейшее изучение патологии «микрорайонов» может явиться основанием для выделения особой группы заболеваний, в патогенезе которых ведущее значение принадлежит первичным нарушениям капилляро-соединительнотканных структур.

Авторы надеются, что их попытка представить некоторые современные проблемы клинической патологии транскапиллярного обмена явится предпосылкой дальнейшего развития важного направления в клинической медицине, в которое крупный вклад сделан отечественными учеными.