Критичні стани при туберкульозі органів дихання у дорослих - Н.І. Фомічова 2010

Передумови розвитку критичних станів при туберкульозі органів дихання

До критичних станів слід відносити такі патологічні процеси, які підвищують ризик прогресування основного захворювання, можуть призвести до тяжких ускладнень, різкого порушення функцій життєво важливих органів і обмінних процесів, що викликає у лікаря турботу за збереження життя хворого та необхідність проведення інтенсивної терапії або реанімаційних заходів.

Туберкульоз органів Дихання є таким захворюванням, яке за механізмами розвитку патологічних процесів, що відбуваються в організмі хворої людини, часто супроводжується невідкладними станами.

Головною функцією легень є зовнішнє дихання, що забезпечує надходження в Кров кисню та виведення з неї вуглекислого газу. Тому основними факторами в патогенезі невідкладних станів у людей із захворюваннями легень, в тому числі і з туберкульозом, є киснева недостатність, яка може проявлятися гіпоксемією (зниженням напруження кисню у крові), а також гіпокапнією або гіперкапнією (зниженням або підвищенням напруження вуглекислого газу).

У хворих на туберкульоз органів дихання причиною гіпоксії є зменшення та обмеження дифузійної поверхні легень або звуження, обтурація дихальних шляхів.

Обмін кисню і вуглекислого газу між зовнішнім середовищем і кров'ю проходить в альвеолах, які окутані сіттю судин - кінцевих гілок легеневої Артерії, капілярів та післякапілярних вен. Крім того, існує ще одна капілярна система, функція якої - постачання крові саме тканинам легень. Походить вона із судин великого кола кровопостачання. В судинах цієї системи знаходиться 1-2% всієї крові легень. Капіляри стикаються в середньому з 70 м² поверхні легень, через яку відбувається газообмін.

Між повітрям альвеол і кров'ю капілярів створюється дуже тонка (0,4-1,5 мкм) альвеолярно-капілярна мембрана, через яку легко проходять кисень і вуглекислий газ. Гази проходять 2 шари клітин - епітелій альвеол, аольвеолоцити І-ІІ, ендотелій капілярів та інтерстиціальний простір між ними. Таким чином, на шляху кисню та вуглекислого газу знаходяться 5 клітинних і 2 основних мембрани, та 6 водних розчинів. Найбільш важкопрохідними ділянками для газів є мембрани клітин. Швидкість обміну кисню і вуглекислого газу через альвеолярно- капілярну мембрану в нормі настільки велика, що між кров'ю, яка протікає через легеневі капіляри і повітрям в альвеолах встановлюється майже повна газова рівновага. Термін контакту крові з повітрям складає 0,6-1,0 сек. Для повної дифузії кисню в кров досить 0,2-0, 25 сек, а вуглекислого газу - 0,1 сек, бо вуглекислота в ліпідах і воді розчиняється в 23 рази активніше, чим кисень.

Дифузія газів із альвеолярного повітря відбувається завдяки різниці між градієнтом парціального тиску, з одного боку, та розчинністю газів у ліпідах, які складають основу мембран, і у воді. Має значення і швидкість кровотоку. Тому, при дихальній гіпоксії і розвитку гіпоксемії, може спостерігатися нормо- чи гіпокапнія.

Для забезпечення киснем усіх процесів тканинного дихання в легенях людини, у власне дихальній зоні, є приблизно 300 млн альвеол, а кількість капілярів 8 млрд (всіх капілярів великого Кола кровообігу - 10 млрд) (E. R. Weibel, D.M. Gomez, 1962). Загальна площа альвеол коливається від 50 до 90 м².

В стані спокою в легенях здорової людини знаходиться приблизно 400 - 600 мл крові (або 10-12% від загального ОЦК). Капіляри малого кола кровообігу мають площу в поперечнику майже на 80% більшу, ніж у великому колі кровообігу. В процесі звичайної гемоциркуляції частина легеневих капілярів не заповнюється кров'ю, тому резервна ємність судин малого кола кровообігу може вмістити в 2-3 рази більше крові. Подальше збільшення ОЦК у легенях призводить до підвищення тиску в легеневій артерії. У стані спокою протягом 1 хв в легеневих капілярах насичується киснем і звільняється від вуглекислого газу близько 5 л крові (А. Г. Гінецинський, 1956). Однією з особливостей мікроциркуляторного русла легенів є наявність артеріовенозних шунтів, через що частина венозної крові надходить до вен, обминувши капіляри. В кров малого кола також надходить невелика кількість крові великого кола кровообігу, яка відтікає від тканин легень.

Для підтримки оптимального газового складу в артеріальній крові і тканинах, за умов патології, включаються термінові та довготривалі дихальні, гемодинамічні і тканинні адаптаційні механізми - змінюються частота і глибина дихання, ЧАСТОТА СЕРЦЕВИХ СКОРОЧЕНЬ, збільшується кількість еритроцитів та рівень гемоглобіну, зростає спорідненість останнього до кисню, змінюється крива ДИСОЦІАЦІЇ оксигемоглобіну.

Якщо за допомогою даних механізмів газовий склад артеріальної крові не утримується на оптимальному рівні, то виникають гіпоксемія, гіпер- або гіпокапнія (можливо й нормокапнія) як прояви дихальної недостатності.

Етапами зовнішнього дихання є вентиляція, дифузія газів і перфузія легень. При хворобах дихальної системи може порушуватися один із цих етапів або всі три, але часто один із них домінує.

Зовнішнє дихання залежить від: прохідності дихальних шляхів, еластичного і нееластичного опору тканин і легень, екскурсії діафрагми і рухомості грудної клітки. Зрушення зовнішнього дихання, зумовлені обмеженням рухомості грудної клітки, виникають при плевритах, плевральних зрощеннях, пневмосклерозі тощо. Механізм дихання залежить від еластичності легень та грудної клітки. При їх порушенні знижується життєва і загальна ємність легень, об'єм дихання, збільшується хвилинний об'єм дихання. Все це негативно впливає на газообмін. На даний час виділяють близько 23 генерацій бронхів. Довжина та діаметр кожного наступного бронха зменшується. Починаючи з 4-ої генерації бронхів, через значне збільшення їх кількості, поперечний перетин зростає в значній мірі. Якщо просвіт дихальних шляхів від ніздрів до 4-ої генерації складає близько 2-2,5 см², то на рівні 23-ої генерації сумарний просвіт бронхіол складає 11400 см2. Прийнято поділяти бронхіальне дерево на 3 зони: провідну (1-16 генерації бронхів), перехідну (17-19 генерації) та дихальну (19-23 генерації).

Прохідність бронхів залежить від їх діаметра і довжини, деформацій, нерівностей. Рух повітря по бронхах в нормі має ламінарний характер. Але в місцях розгалуження бронхів і в нормі можуть утворитися завихрення і розвивається турбулентність. При спокійному диханні об'ємна швидкість потоку повітря дорівнює 0,3—0,5 л/с. В повітряносних шляхах легень відбувається «кондиціонірування» повітря: зігрівання, зволожування та очищення. При деформаціях, нерівностях поверхні бронхів з'являється турбулентність, яка більше виражена, чим за нормальних умов функціонування легень, що погіршує прохідність бронхів. Остання погіршується при спазмах і гіпотонії бронхів, зменшеній еластичності легеневої Тканини, при стенозах, запальному потовщенні слизової оболонки бронхів, накопиченні в них харкотиння, наявності пухлини, при дискінезії трахеобронхіальних стовбурів. Особливо утруднена прохідність бронхів при атрофії еластичних волокон респіраторних відділів, а також мембранозної частини трахеї і бронхів. При наявності перешкод для проходження повітря в поодиноких невеликих бронхах зовнішнє дихання не порушується. При утрудненні прохідності в гортані, трахеї і великих бронхах виникає інспіраторна ядуха, при ураженні бронхів середнього і малого калібру - експіраторна.

Прохідність бронхів і Механіка дихання забезпечують вентиляцію легень, яка характеризується сталістю температури повітря і парціального тиску газів. В нормі парціальний тиск кисню в альвеолах досягає 100-110 мм рт. ст. (13,3-14,7 кПа), а вуглекислого газу 40 мм рт. ст. (5,3 кПа). Порушення вентиляції легень супроводжується ядухою, яка не забезпечує ефективного газообміну. В погано вентильованих частках легень знижується парціальний тиск кисню і погіршується видалення вуглекислого газу. Все це негативно впливає як на газовий склад крові, так і на метаболізм.

По мірі надходження повітря в дрібні Бронхи через збільшення їх загального діаметра різко зменшується швидкість повітряного потоку, що сприяє змішуванню вдихуваного повітря з альвеолярним, його зігріванню і постійності газового складу альвеол. При зменшенні кількості функціонуючих бронхіол цей процес різко порушується. В альвеоли надходить недостатньо зігріте повітря, яке не встигає змішуватися з альвеолярним, що призводить до гіпоксемії і переохолодження альвеол.

Розлад дихання наростає при зменшенні дихальної поверхні легень і особливо при порушенні її дифузійних властивостей. В стані спокою для задоволення потреб організму людини в кисні досить 1/12 поверхні респіраторних відділів легень (Б. Павлов, 1966). Виключення 2/3 легеневої поверхні людина переносить задовільно при умові уповільненого зменшення респіраторного об’єму легень. Це свідчить про їх великі компенсаторні можливості. Легені здорової людини за добу вентилюють 7000-10000 л повітря. Кисень вентильованого повітря раніше, ніж проникнути в капіляри, попередньо має розчинитися в ліпідах, пройти аерогематичний бар’єр. Тому дифузія кисню і вуглекислого газу залежить не тільки від величини дихальної поверхні, але і від товщини клітинних і базальної мембрани, градієнта тиску газів в альвеолах і крові, коефіцієнта дифузії, стану мембрани.

Недостатність дихання обумовлює порушення обмінних процесів в клітинах і розвиток дистрофічних змін в органах. Внаслідок порушення вентиляції легень може порушитися регуляція дихання, що ще більше посилює дихальну недостатність. Під впливом гіпоксичної гіпоксії наступає спазм артеріол легеневої артерії і виникає Гіпертензія в малому колі кровообігу. Причинами гіпертензії в легеневій артерії являється також атрезія судинного русла в малому колі, підвищення в'язкості крові, хвилинного об'єму серцевого викиду і синдром внутрішньосудинного згортання крові тощо. Таким чином, порушення вентиляції легень при туберкульозі є пусковим механізмом для розвитку таких загрозливих станів як підвищений тиск в легеневій артерії і набряк легенів.

Встановлено (U. Euler, G. Liljestrand, 1948), що тиск в легеневій артерії підвищується як при зменшенні кількості кисню в альвеолярному повітрі, так і при зниженні насичення крові киснем (М. М. Миррахимов, 1977; I. Widimsky, 1978). Згідно даним літератури, якщо гідростатичний тиск в легеневих капілярах вище 30 мм рт. ст. (в нормі 6-9 мм рт. ст.) або 3,2-3,7 кПа, то з'являються умови для транссудації рідини із капілярів в інтерстиціальний простір і формування набряку легень. Ризик розвитку останнього збільшується, якщо легенева гіпертензія поєднується зі зменшенням кількості білка в крові, збільшенням проникливості альвеолярно-капілярних мембран, зниженням адсорбційної здібності лімфатичних судин та порушенням сурфактантної системи легень.

Крім того, при гіпоксії змінюються окислювальні та відновлювальні процеси в організмі хворого, знижується аеробний і збільшується анаеробний ГЛІКОЛІЗ, внаслідок чого збільшується кількість недоокислених продуктів обміну речовин (кислоти - молочна, кетоглютарова, піровиноградна), які негативно впливають на Організм хворого. При порушенні видалення вуглекислого газу із крові виникає газовий ацидоз, який призводить до набряку мозку і раптової смерті.

Гіпертензія в малому колі кровообігу являється основною причиною кровохаркання та легеневої кровотечі при хронічному туберкульозі органів дихання. Дистрофічні процеси, а також деструкції можуть ускладнюватися спонтанним пневмотораксом. При наявності запальних процесів в легенях до кисневої недостатності приєднується ендогенна інтоксикація, яка виникає внаслідок дії токсинів мікроорганізмів і надлишкової кількості проміжних і кінцевих продуктів обміну речовин, що утворилися в ураженій легеневій тканині.

При гіпоксії, інтоксикації, порушенні кровообігу в малому колі в поєднанні з тромбофлебітом вен нижніх кінцівок може виникнути тромбоз і емболія легеневої артерії, інфаркт легені.

Крім респіраторних функцій легень можуть страждати й нереспіраторні, зокрема: захисна, фільтраційна, метаболічна, екскреторна, всмоктувальна, терморегуляційна, участь у підтриманні водного балансу, резервуарна. Непошкоджена слизова оболонка трахеї і бронхів надійно захищає організм від інфекції завдяки наявності мукоціліарного апарату. В респіраторних відділах легень функцію захисту від інфекції виконують сурфактант та альвеолярні макрофаги. До бар'єрної Функції легень відносять також протибактеріальні та противірусні властивості слизу, обумовлені наявністю лізоциму, лактоферину, інтерферону та імуноглобулінів. Важлива роль у бар'єрній функції легень належить альвеолярним макрофагам і лімфоїдним елементам, які знаходяться не тільки в лімфатичних вузлах Середостіння, але і в бронхах.

Прорив бар'єрного захисту легень внаслідок пошкоджуючої дії ендо- і екзогенних факторів сприяє розвитку патологічного процесу, який, в кінці кінців, призводить до розладу дихання, розвитку гіпервентиляції, гіпоксії, гіпер- або гіпокапнії. Такі хворі часто потребують інтенсивної терапії, надання невідкладної допомоги, а іноді й проведення реанімаційних заходів.

Антигени туберкульозних мікобактерій володіють токсичними і алергічними властивостями, які визначають природу їх біологічного впливу на організм. В організмі хворого виникають складні ліпополісахаридні комплекси, які поєднуються з поліпептидами та нуклеїновими кислотами і викликають інтоксикацію при туберкульозі.

Під впливом надмірного хронічного подразнення, викликаного антигенними комплексами типу ендотоксину, трофічні, іннерваційні імпульси спотворюються і приймають патологічний характер. Тканинний обмін при цьому порушується і виникають дистрофічні процеси. Важливу роль в генезі дистрофії відіграють порушення ферментативних процесів в тканинах, білкового обміну, зміни фізико-хімічних властивостей білкових і ліпідних колоїдів в клітинах, тканинах та біологічних рідинах.

Дистрофічний процес порушує як структуру клітин і тканин, так і направленість фізіологічних процесів, які відбуваються в них. При туберкульозі відбуваються значні дифузні патологічні зміни у всій системі вісцеральної іннервації внутрішніх органів, які беруть участь в обміні речовин органів травлення, дихальної, серцево-судинної, залозистої, видільної систем, що призводить до глибоких порушень регуляції фізіологічних процесів трофічного порядку.

Під впливом токсикоінфекційних чинників при туберкульозі наступає активація функції гіпофізу, і він функціонує з великим напруженням, що призводить до підвищення інтенсивності обмінних процесів і діяльності вісцеральних органів, що на початку розвитку туберкульозу розцінюється як захисна реакція. При хронічному перебігу процесу під впливом тривалого подразнення нервово-ендокринної функції, яка супроводжується надмірним витрачанням гормонів як в тканині центральної нервової системи, так і в інкреторних органах, виявляються симптоми атрофічних і дегенеративних процесів. Завдяки надмірному напруженню подібні дистрофічні процеси відбуваються в надниркових залозах, як в корі, так і в мозковій їх частці. При недостатності функції надниркових залоз порушується процес фосфорилювання вуглеводів і жирних кислот. Порушення білкового метаболізму призводить до накопичення в крові продуктів азотного обміну. Порушення електролітного обміну призводить до підвищеного рівня калію в крові. Підвищена концентрація калію в крові, яка виникає внаслідок недостатності надниркових залоз, і порушення нормального співвідношення електролітів в плазмі крові призводять до розладу судинного тонусу і нормального ритму серцевої діяльності. При цьому наступає порушення тканинно-водного обміну. Внаслідок підвищеної проникності судинного ендотелію значна кількість плазми крові переходить в тканини, що порушує нормальне гемодинамічне співвідношення.

Не дивлячись на часте дихання і гіпервентиляцію, потреба в кисні падає. Тканини втрачають здатність засвоювати кисень крові.

Під впливом туберкульозної інтоксикації наступає послаблення окислювальних процесів в печінці, і виникає жирова інфільтрація цього органу. Оскільки «жирна» Печінка мало стійка до дії токсинів, то в ній посилюється дегенерація тканин паренхіми, розвиваються циротичні процеси.

При туберкульозі в паренхіматозних органах в умовах кисневої недостатності збільшується утворення недоокислених продуктів розпаду білків і вуглеводів, що супроводжується розвитком метаболічного ацидозу. Накопичення в тканинах таких продуктів окислення є первинною причиною, яка викликає посилення дихання у хворого на туберкульоз. При цьому, для повного звільнення тканин від надлишку продуктів розпаду органічних сполук, потреба організму в кисні значно збільшується. Внаслідок недореалізації цієї потреби наступає накопичення недоокислених продуктів обміну речовин в організмі людини.

На початкових фазах свого розвитку туберкульозне запалення нічим не відрізняється від запалення іншої етіології. Воно складається із взаємопов'язаних і взаємообумовлених трьох стадій: альтерації, ексудації з еміграцією клітин і проліферації.

Альтерація - це пошкодження тканин від ледве помітних структурних і метаболічних порушень до виражених дистрофічних і навіть некробіологічних змін під впливом запального агента, в даному випадку МБТ, що позначається, головним чином, на клітинних мембранах, зокрема лізосомальних, що приводить до вторинної альтерації. При вторинній альтерації гинуть лише деякі клітини, а інші не тільки виживають, а й починають виробляти БІОЛОГІЧНО АКТИВНІ РЕЧОВИНИ, долучаючи, тим самим, до запалення нові клітини як у вогнищі запалення, так і поза ним.

Друга стадія запалення характеризується порушенням місцевого крово- і лімфообігу, насамперед мікроциркуляції. Відразу після дії подразника виникає і швидко минає спазм артеріол, слідом розвивається артеріальна гіперемія, як наслідок утворення у вогнищі запалення значної кількості вазоактивних речовин - медіаторів запалення. Артеріальна гіперемія замінюється венозною, яка характеризується змінами: крові (крайове стояння лейкоцитів, Набухання еритроцитів, згущення крові, утворення мікротромбів, зменшення вмісту гепарину); судинної стінки (набухання ендотелію, втрата венулами еластичності); оточуючих тканин (набряклі тканини, які стискують вени й Лімфатичні судини, що сприяє розвитку венозної гіперемії). В другу стадію запалення під час порушення мікроциркуляції відбувається ексудація (вихід рідкої частини крові, електролітів, білків) та еміграція нейтрофілів, моноцитів і лімфоцитів. Одночасно виникають явища проліферації - найхарактернішого для туберкульозу продуктивного запалення зі збільшенням клітинних елементів, їх переміщенням у зону запалення та утворенням гранульом.

Внаслідок клітинних трансформацій на обмеженій площі, яка не перевищує 1 мм², утворюється фокус переважно продуктивного запалення, який одержав назву туберкульозна гранульома.

З часом в центрі горбика може наступити загибель клітин, що його утворили, внаслідок чого гранульома перетворюється у вогнище сирнистого некрозу. Завдяки розвитку сирнистого некрозу виникають деструктивні зміни, а також деформуючі і норицеві процеси (порожнини).

Туберкульоз представляє собою інфекційне захворювання, при якому в патологічний процес залучені, в тій або іншій мірі, усі системи організму. Протягом захворювання змінюється реактивність організму, виникають як специфічні так і параспецифічні зміни в різних органах і тканинах, розвиваються дистрофічні зміни в нервовій та ендокринній системах.

Таким чином, увесь різноманітний перебіг туберкульозу представляє собою складний, але єдиний процес постійної взаємодії туберкульозної мікобактерії з організмом хворого, в якому беруть участь всі системи.

Для Лікування хворих на туберкульоз призначають протитуберкульозні препарати протягом тривалого часу, які можуть визвати напругу ферментних систем, порушення обмінних процесів, функціонального стану деяких органів і обумовити, таким чином, розвиток тих чи інших побічних реакцій. В проблемі побічної дії лікарських засобів на організм хворого особливу актуальність має в останні роки медикаментозна алергія.

При надходженні лікарських речовин у кров утворюються білкові комплекси (штучні антигени), які викликають аутоімунізацію організму хворого і утворення антитіл. Алергічні зміни в легенях проявляються васкулітами, підвищеною судинною проникливістю, лімфоїдно-гістіоцитарною інфільтрацією периваскулярної тканини.

Алергічні прояви побічної дії протитуберкульозних препаратів можуть перебігати в рідких випадках по негайному типу з розвитком картини анафілактичного шоку, який може призвести до смерті хворого, тому потребує невідкладної допомоги.

Не меншу загрозу являють і токсичні реакції протитуберкульозних препаратів, які обумовлені цитотоксичним ефектом, а також післяопераційні ускладнення з приводу туберкульозу легень. Серед останніх особливу загрозу несуть геморагії різного генезу, тромбози і тромбоемболії в системі легеневої артерії, дихальна недостатність внаслідок синдрому «шокової легені».

Не останню роль у розвитку тромбозів і емболій легеневої артерії відіграють порушення гемодинаміки в малому колі кровообігу.

В малому колі кровообігу змінюються біохімічні властивості крові, які разом з уповільненим її плином сприяють виникненню тромбоемболій в судинному руслі легенів.

Причини, які викликають критичні стани при туберкульозі різноманітні: гостра кровотеча, отруєння протитуберкульозними препаратами, Тромбоемболія легеневої артерії, порушення функції дихання, газообміну при пневмотораксі, водно-електролітні розлади, алергічний або бактеріальний шок та інші.

Не дивлячись на різноманітність причин, які викликають критичні стани у хворих на туберкульоз органів дихання, основним патофізіологічним механізмом їх розвитку є прогресуюча Гіпоксія, частіше всього змішаного характеру.

Спочатку розвитку патологічного процесу різко активуються компенсаторні реакції, направлені на оксигенацію мозку, серця та підтримку кровообігу. Це відбувається, в першу чергу, завдяки активації симпато-адреналової, гіпофізарно-надниркової та ренін-ангіотензинової системи, стимуляції вегетативної нервової системи і ретикулярної формації стовбура мозку. Компенсаторно-пристосувальні реакції в подальшому набувають характеру патологічних, тому що внаслідок централізації кровообігу наростає гіпоксія життєвоважливих органів і систем, порушуються процеси мікроциркуляції, превалює анаеробний гліколіз, прогресує гіпоксія, і, при відсутності своєчасного лікування, як правило, наступає смерть хворого.