Ишемия

Медицинская информация достоверна!

Игорь Лукьяненко

Врач-невролог, нейробиолог, аллерголог-иммунолог.

Подробнее об эксперте

Ишемия(И) обычно вызывается проблемами сосудистой системы, из-за чего происходит повреждение тканей, гипоксия и микрососудистая дисфункция. Это также подразумевает локальную гипоксию в областях тела, образующуюся в результате сужения сосудов (такого как вазоконстрикция – мышечное сокращение сосудистых стенок, тромбоз или закупорка сосудов частицами-эмболами). (И) вызывает не только дефицит кислорода (О₂), но и ограничивает доступность полезных веществ, нарушает адекватную утилизацию метаболитов.

Ишемические нарушения, такие как инфаркт миокарда, инсульт и заболевания периферических сосудов, являются наиболее распространенными причинами изнурительных заболеваний и смерти. Степень повреждения тканей напрямую зависит от степени снижения кровотока и продолжительности периода ишемии. Механизмы регуляции объема клеток также нарушаются из-за недостатка АТФ (источник энергии), что может индуцировать разрушение органелл и плазматических мембран. Реперфузия (Р) – восстановление кровотока, хотя и необходима для спасения тканей, испытывающих кислородное голодание, вызывает парадоксальные тканевые реакции, которые стимулируют выработку активных форм кислорода (кислородный парадокс), усиливающих тканевые повреждения.

Общие характеристики ишемии/реперфузии (И/Р )

Как степень снижения кровотока, так и продолжительность периода ишемии влияют на степень дисфункции клеток, повреждения и/или гибели. Этот факт подчеркивает важность быстрого восстановления кровотока как основы всех методов лечения для ограничения ишемического повреждения. Разные системы органов проявляют различную уязвимость к (И). Более того, в любом органе клетки могут переживать короткие периоды ишемии (И) (продолжительность зависит от органа), причем отдельные виды клеток способна выдерживать более длительные приступы ишемии (И), чем другие. Это называется обратимым повреждением. С увеличением продолжительности ишемии все большее число клеток погибает, поддерживая повреждения, которые являются необратимыми и характеризуются потерей структурной целостности в пораженных тканях.

Реканализация закупоренных сосудов, хотя и необходима для восстановления доставки кислорода и питательных веществ, необходимых для функционирования клеток и для выведения клеточных метаболитов из ишемизированной области, может спровоцировать активацию вредных процессов, которые повреждают ранее незатронутые клетки, а также усугубляют повреждение из-за ишемии как таковой. Однако ситуация дополнительно осложняется транзитом метаболитов/медиаторов в кровоснабжающие реперфузированные ткани, которые затем по кровотоку попадают в отдаленные органы, вызывая повреждение.

Тканевые реакции на ишемию/реперфузию (И/Р)

Каждая ткань и орган способны переносить кратковременные перебои в кровоснабжении без заметных функциональных нарушений или повреждения клеток. Однако, как только продолжительность ишемии превышает критический уровень, который зависит от типа клеток и органа, конечным результатом является повреждение, нарушение функции и/или гибель клеток. Таким образом, степень повреждения тканей, дисфункции и гибели клеток различается в зависимости от продолжительности ишемии. Важно восстановить кровоснабжение как можно скорее после начала ишемии, чтобы ограничить прогрессирование тяжести повреждения клеток.

Долгое время считалось, что реакции на ишемию были несущественными, если продолжительность ее была короткой, в то время как увеличение времени ишемии приводило к прогрессирующему увеличению степени повреждения клеток и снижению функции тканей. Однако в конце восьмедисятых прошлого столетия это мнение было изменено открытием, что предварительное воздействие на сердце прерывистыми короткими приступами ишемии (длительностью <5 мин) и реперфузии/ишемического прекондиционирования, ранее считавшимися безрезультатными, оказывают мощный инфарктосберегающий эффект в сердце.

Умеренные И/Р могут вызвать оглушение миокарда или гибернацию (замедленная жизнедеятельность)

Когда-то считалось, что стойкая сократительная дисфункция миокарда возникает только после необратимого повреждения клеток. Однако в сердце (и, возможно, в других тканях) механические нарушения могут сохраняться после восстановления коронарного кровотока до нормального или близкого к нормальному уровня при отсутствии необратимого повреждения, если фаза ишемии умеренная. Действительно, не похоже, что оглушение миокарда вызвано первичным дефицитом реперфузии, а скорее является результатом процессов, инициируемых восстановлением кровоснабжения. Одно из наиболее важных событий, по-видимому, связано с образованием активных форм кислорода (кислородный парадокс), а также с кальциевым парадоксом – временной перегрузкой кальцием.

Гибернация миокарда связана со снижением сократительной функции и энергетических потребностей, как адаптивный ответ, ограничивающий повреждение миокарда и смерть сердца, подверженного длительной умеренной или повторяющейся прерывистой ишемией (И). Это позволяет гибернирующему миокарду переносить ограниченную доставку О₂ и полезных веществ в периоды подострой ишемии, тем самым предотвращая необратимый ущерб кардиомиоцитам (вид клеток сердца).

Ткани и органы различаются по своей восприимчивости к И/Р

Принципиально важная концепция I/R заключается в том, что величина повреждения и прогрессирование до необратимого повреждения после реперфузии напрямую связаны с продолжительностью ишемии. Разные ткани и органы различаются по своей восприимчивости к И/Р, что частично обусловлено различиями в основных метаболических потребностях этих тканей.

Ткани мозга

Из органов тела мозг проявляет наибольшую чувствительность к ишемии. Хотя инсульты могут возникать вторично по отношению к кровоизлиянию в мозг (которое повышает интерстициальное давление и сдавливает сосуды), фокальная ишемия головного мозга (называемая ишемическим инсультом), возникающая на определенной сосудистой территории вторично по отношению к тромбоэмболической или атеротромботической вазоокклюзии, представляет собой наиболее распространенную клиническую картину. Хотя обнаруживаемое необратимое повреждение происходит в течение 20 мин после начала ишемии, временной интервал для начала лечения больше, поскольку клетки проявляют различную восприимчивость к данной степени ишемии. Таким образом, значительное восстановление функции наблюдается, если реваскуляризация (например, тромболитическая терапия) происходит в течение 90 мин – 4,5 ч после появления симптомов.

Уникальная чувствительность мозга к сокращению его кровоснабжения связана с тем фактом, что этот орган обладает самой высокой метаболической активностью на единицу веса среди всех органов. Более того, мозг нуждается в постоянной доставке глюкозы в качестве абсолютной потребности для удовлетворения своих метаболических потребностей. Кроме того, мозг имеет незначительные запасы углеводов по сравнению с другими органами, такими как мышцы или печень, и, следовательно, не может функционировать анаэробно. Другой особенностью, объясняющей уникальную восприимчивость мозга к ишемии, является значительно более низкий уровень защитных антиоксидантных ферментов [например, супероксиддисмутазы (SOD), каталазы, глутатионпероксидазы и гемоксигеназы-1], чем в сердце, печени, почках и легких. Клеточные мембраны головного мозга также содержат высокие уровни полиненасыщенных жирных кислот, что делает мозг более восприимчивым к окислительному повреждению.

Миокард

Как и мозг, миокард также чрезвычайно чувствителен к ишемии. Однако временной интервал до наступления необратимого повреждения несколько длиннее и оно начинает проявляться примерно через 20 мин ишемии. Как и в головном мозге или любом другом органе, чем раньше будут вновь открыты пораженные коронарные артерии, тем лучше для спасения жизнеспособных кардиомиоцитов. Желательно лечение в течение двух часов после начала ишемии. Однако вмешательство, начатое в течение 12 часов, может также иметь хороший прогноз благоприятного эффекта. Чувствительность сердца новорожденных к ишемии/реперфузии зависит от возраста младенца. Незрелый миокард очень восприимчив к ишемии, но в течение непродолжительного времени начинает наблюдаться повышенная переносимость.

Почки

После сердца и головного мозга почки являются следующим наиболее восприимчивым органом к сокращению их кровоснабжения, при этом необратимое повреждение не проявляется до тех пор, пока продолжительность ишемии не превысит 30 минут. Клетки коры почек наиболее чувствительны к ишемии, потому что уровень кислорода в почках самый высокий в этой области почки и постепенно снижается от внешнего мозгового вещества к глубине сосочков. После индукции ишемии клетки наружного мозга переходят к анаэробному метаболизму, что позволяет им лучше выживать в условиях гипоксии. Клетки во внутреннем мозговом веществе и сосочках обычно зависят от анаэробного гликолиза (окисление глюкозы) для выработки АТФ и, таким образом, гораздо менее чувствительны к ишемии.

Кишечник

Хотя критические периоды ишемии, которые мозг, сердце и почки могут выдержать до того, как произойдет необратимое повреждение клеток, четко разграничены, временное окно для спасения клеток путем успешной реваскуляризации гораздо сложнее оценить при ишемии кишечника. Во многом это связано с трудностью определения начала ишемии, поскольку клинические симптомы ишемии кишечника (ИК) часто незаметны на ранних стадиях. Гистологические признаки повреждения слизистой оболочки появляются через 30 мин после начала ишемии, при этом более заметное разрушение ворсинок становится очевидным через 60 мин. После реваскуляризации отслоившиеся ворсинки быстро замещаются миграцией клеток (реституцией) даже после 90 мин ишемии.

У людей выживаемость после острой брыжеечной ишемии (БИ) составляет примерно 50%, если ее распознать и проводить агрессивное лечение в течение 24 ч после появления симптомов. Однако по мере увеличения этого временного интервала происходит прогрессирующее снижение выживаемости. Окклюзия верхней брыжеечной артерии (SMA) вызывает градиент ишемии по всей длине кишечника. Тяжесть ишемии наиболее выражена в дистальных отделах тонкой кишки и проксимальном отделе толстой кишки, где снижение кровотока ограничивается слизистым и подслизистым слоями и щадит мышечный/серозный слои кишечника.

Мышцы и кожный покров

Кожа и скелетные мышцы переносят ишемию гораздо дольше, чем другие органы. Действительно, устойчивость этих органов к ишемии давно оценена, поскольку острые повреждения артерий конечностей часто требуют экстренного наложения жгутов, иногда на несколько часов, с небольшим повреждением пораженных тканей, особенно если компрессия ослабляется на короткий период времени после первых 1,5-2 ч, а затем накладывается повторно. Действительно, артроскопические процедуры и другие хирургические вмешательства при травмах конечностей выигрывают от этой устойчивости к ишемии, поскольку наложение жгута позволяет проводить операцию в бескровном поле. Важно отметить, что скелетные мышцы содержат клетки-сателлиты, которые могут регенерировать мышечную ткань даже после обширного повреждения, в то время как сердце, мозг и почки не могут.

Факторы риска для И/Р

• Тромбоэмболические или атеротромботические вазоокклюзионные заболевания являются причиной большинства эпизодов ишемии.
• Пожилой возраст, пол и наследственные факторы являются факторами риска таких событий, но мало что можно сделать для предотвращения их последствий как таковых.
• Определенные факторы риска, зависящие от пола, включая раннее наступление менопаузы и осложнения беременности, такие как преэклампсия или гестационный диабет, связаны с увеличением частоты сердечных заболеваний.
• Другие важные сопутствующие заболевания, включая употребление табачных изделий и некоторых рекреационных наркотиков (например, кокаина), случайное запойное употребление алкоголя, хроническое чрезмерное потребление алкоголя (> 3-4 порций в день), гиперлипидемию, дефицит фолиевой кислоты и гипергомоцистеинемию, гипертонию, малоподвижный образ жизни, нарушения сна, такие как обструктивное апноэ во сне, ожирение, метаболический синдром и сахарный диабет.
• В настоящее время признано, что многие сопутствующие заболевания встречаются чаще, оказывают более глубокие последствия и / или более тесно связаны с частотой сердечно-сосудистых заболеваний и инфаркта миокарда у женщин, включая волчанку, ревматоидный артрит, сахарный диабет, депрессию и острый стресс.

Наличие сопутствующих факторов риска, включая метаболический синдром, ожирение, диабет, пожилой возраст, курение и дислипидемии, не только увеличивает вероятность сердечно-сосудистых заболеваний, но и ухудшает исход для тех людей, которые действительно перенесли сердечный приступ или инсульт. Интересно, что, хотя стратегии ишемического и фармакологического кондиционирования эффективны у молодых, здоровых субъектов, наличие вышеупомянутых сопутствующих факторов снижает их кардиопротекторный эффект.

Потребление кофеина также снижает эффективность прекондиционирования, как и прием алкогольных напитков, эффект, который исчезает по мере метаболизма поглощенного этанола и его выведения из крови.