Введение гипертонического раствора

  Инфузионно-трансфузионная терапия (ИТТ) является важнейшей и неотъемлимой частью интенсивного лечения крайне тяжелых хирургических больных. Основной задачей ИТТ считают адекватное восполнение объема циркулирующей крови и, следовательно, поддержание эффективной функции кровообращения при условии удовлетворительной сократительной способности сердца. Однако нельзя забывать о том, что при проведении ИТТ, как правило, существует опасность развития или прогрессирования уже имеющегося интерстициального отека легких и связанных с ним нарушений легочного газообмена.
  Подобное заключение вытекает из анализа уравнения Старлинга. Почти сто лет тому назад Старлинг предложил схему для описания и объяснения перемещения воды через тканевые капилляры. Согласно этой схеме, в интракапиллярном пространстве вода подвергается действию двух разнонаправленных сил - гидростатического давления, выталкивающего жидкость за пределы сосуда, и онкотического (коллоидно-осмотического) давления (КОД), удерживающего ее. Таким образом, гидростатическое давление представляет собой давление фильтрации, которое при превышении давления, создаваемого белком (альбумином) плазмы, способствует выведению воды в интерстициальное пространство. Предложенная схема отличается простотой и максимально удовлетворяет исследователей. Позднее в нее был включен еще один компонент, характеризующий качество капиллярной мембраны - так называемый коэффициент отражения белка. Так была обозначена способность белка проникать через мембраны клеточных структур, в том числе и легких. При полной непроницаемости сосудистой стенки коэффициент отражения белка равен 1.0, при увеличении ее проницаемости снижается до 0.3 - 0.5. Таким образом, процесс проникновения жидкости из сосудистого русла в интерстициальное пространство определяют три важнейших компонента: транскапиллярное гидростатическое давление, КОД и коэффициент отражения белка [1].
  Главным патогенетическим фактором полиорганной недостаточности при травме и шоке является постоянное ухудшение микроциркуляции с последующей клеточной и органной дисфункцией [3, 4]. Следствием гиповолемии и низкого перфузионного давления, связанного с тяжелой кровопотерей и тканевой травмой, являются уменьшение нутритивного кровотока и развитие тканевой гипоксии. Просвет капилляров становится узким в результате слипания эндотелиальных клеток, адгезии активных полиморфноядерных лейкоцитов (ПМЯЛ) к сосудистому эндотелию служит вторичным механизмом, присодящим к окклюзии микрососудов [5]. Все это может полностью нарушить местный кровоток. Кроме того, высвобождени вазоактивных медиаторов [6] и токсичных кислородных радикалов [4] способствует дальнейшему перераспределению тканевой перфузии и задержке нутритивного кровотока [3, 4]. Значительное уменьшение спланхнического кровотока и последующее повреждение интестинальной слизистой [7, 8] приводят к транслокации бактерий и токсинов из просвета кишки в печень и системную циркуляцию [9]. Генерация кислородных радикалов тоже способствует транслокации бактерий и токсинов [7]. В свою очередь эндотоксемия усугубляет микроциркуляторную недостаточность [10]. Цитокинины, такие как интерлейкин-1 и интерлейкин-6, опухолевый некрозный фактор способствуют многим системным эффектам при эндотоксемии [11, 12]; они появляются в крови при травме и геморрагии [13]. Конечными результатами их действия являются критическое уменьшение нутритивного кровотока и локальная ишемия [14-16].
  Микроциркуляторная недостаточность служит преобладающим механизмом неадекватной экстракции кислорода тканями в гипердинамической фазе септического шока [17, 15, 18]; она развивается настолько рано, что ее можно расценивать как первоначальную.
  В настоящее время представления о патогенезе развития синдрома полиорганной недостаточности (СПОН) вследствие травмы и шока содержат следующие слагаемые:

  • Активация макрофагов и высвобождение различных медиаторов, особенно цитокинов (интерлейкины, интерферон, туморнекротизирующий фактор и др.)

  • Наличие нарушений микроциркуляции и повреждение эндотелия сосудов.

  • Проникающие через поврежденный кишечник бактерии или эндотоксины становятся триггерами начала или усугубления септической ситуации [19].

  Быстрое вливание кристаллоидов в сочетании с искусственными коллоидами является оптимальной схемой первичной инфузии при тяжелом кровотечении, сопровождающемся геморрагическим шоком для компенсации резко сниженной преднагрузки [20]. Однако, в тяжелых случаях применение большого объема инфузионной терапии не может восстановить трофический потенциал кровотока и клеточный гомеостаз, особенно в паренхиматозных органах, т. е. не позволяет предотвратить трансформации шока в СПОН [21]. Назначение большого количества жидкости внутривенно в течение короткого промежутка времени несет в себе риск развития тканевого отека, особенно в слизистой кишечника и легких, нарушения микроциркуляции в которых при шоке наиболее выражены [22].
  Использование гипертонических растворов натрия хлорида для лечения тяжелых стадий шока было впервые предложено в 1944 г [23]. Было показано, реакция организма на инфузию гипертонических растворов находятся в прямой зависимости от артериального давления (АД): при нормальных показателях внутриартериальная инфузия 5%, 10%, 20% растворов приводят к незначительному и кратковременному подъему АД; при гипотензии, особенно в условиях тяжелого шока, происходит резкий , в большинстве случаев стойкий подъем АД на 30 - 60 мм Hg (в некоторых случаях эффект менее длительный - в пределах 3 - 10 мин). Автор констатировал иногда снижение АД при внутривенных инфузиях 10%, 20% растворов натрия хлорида.
  В 1980 г. Velasco et al. [24] опубликовал экспериментальные данные об оживлении собак, подвергавшихся тяжелому геморрагическому шоку. При компенсации кровопотери изотоническими растворами летальность среди животных составила 100%. В случае применения 7.5% раствора натрия хлорида в объеме, равном 10% кровопотери, быстро возрастало системное давление, восстанавливался сердечный выброс, а выживаемость животных составила 100%. В это же время были опубликованы материалы исследований 12 больных с гиповолемическим шоком, которым на фоне общепринятого лечения внутривенно вводили от 100 до 400 мл 7.5% раствора натрия хлорида порциями по 50 мл. У больных реакцией на введение были повышение АД, восстановление выделения мочи и сознания, следовательно, обратимости шока [25].
  Эти работы послужили толчком к дальнейшим исследованиям, к возникновению понятия «малообъемного оживления» (small-volume resuscitation) как одного из методов экстренной терапии различных стадий шока, терминальных состояний. Различные группы исследователей показали, что даже при 50 % кровопотере такие небольшие объемы 7.5 % раствора натрия хлорида, как 4 мл/кг достаточны для значительного подъема системного АД и восстановления сердечного выброса [26-28, 29-31, 33-35].
  Во время «малообъемного оживления» гипертонический раствор натрия хлорида вводится капельно в периферическую вену. Такой метод приводит к быстрому и продолжительному увеличению концентрации натрия в плазме и тем самым является инициатором резкого трансмембранного градиента. Наиболее важным механизмом действия гипертонического раствора является быстрая мобилизация эндогенной жидкости с увеличением внутрисосудистого объема [36, 31, 33, 37]. Дополнительно разными авторами в качестве механизмов действия гипертонического раствора называются: стимуляция ЦНС, различные нейрорефлекторные механизмы, повышение симпатической активности, высвобождение гормонов, улучшение текучести крови, восстановление самостоятельной активности артериол [38, 39], оптимизация работы сердца за счет увеличения преднагрузки и уменьшения постнагрузки [40, 41]. Эффект перемещения жидкости наиболее ярко выражен в тех капиллярных зонах, где имеется отечный эндотелий. Чем больше отек эндотелия, тем сильнее проявляется эффект снижения гидравлического сопротивления и улучшения тканевой перфузии после применения гипертонического раствора натрия хлорида [37]. Mazzoni et al. [42] исследовали изменение объема слоя эндотелиальных клеток при воздействии гипертонического раствора и сделали вывод, что повышение осмолярности плазмы до 460 мосм/л, которое достигается в конце болюсной инфузии 7.5% раствора натрия хлорида [37], приводит к сокращению объема эндотелиального слоя на 20%.
  С помощью метода ядерно-магнитного резонанса с применением изотопа Р31 удалось показать, что ранний клеточный ответ на повышение внеклеточной осмолярности с 320 до 480 мосм/л при добавлении гипертонического раствора натрия хлорида заключался в сокращении глиомы С6 клеток на 33 % от их исходного объема [43]. Это происходит одновременно с повышением внутриклеточного рН и концентрации АТФ, обусловленных сокращением клеточного объема. Если допустить, что рН является критическим фактором чувствительности, то клетки регулируют рН ценой своего объема. Исходя из этого, при интенсивной терапии шока можно ограничивать капиллярную дисфункцию, восстанавливая нормальный объем эндотелиальных клеток путем инфузии гипертонических солевых растворов [44].
  При изучении механизма действия гипертонического раствора натрия хлорида в эксперименте на кроликах при геморрагическом шоке (объем кровопотери 62% ОЦК) показано, что инфузия 7.5% раствора натрия хлорида в объеме 25% потерянной крови сопровождается углублением системного ацидоза, уменьшением уровня лактата в крови [136], одновременным резким снижением уровня калия до патологических величин. Предполагаемый механизм этих эффектов - замена ионов калия на внутриклеточные Н-ионы. Иными словами, терапия геморрагического, травматического шока гипертоническими растворами натрия хлорида приводит к немедленному снижению внутриклеточного ацидоза, а снижение уровня калия может рассматриваться как положительный терапевтический эффект: ни в одном случае не наблюдалось нарушений ритма сердца, а снижение уровня лактата можно рассматривать как результат улучшения перфузии тканей [2].
  Последние данные, полученные в эксперименте на животных, наводят на мысль о том, что быстрый гипертонический ответ на введение гипертонического раствора в виде увеличения сердечного выброса и восстановления периферического кровотока может быть в какой-то мере обусловлен высвобождением эйкосаноидов [45] и увеличением соотношения 6-кето ПГ F12 / тромбоксан В2 [46]. Это может также объяснить и характерную острую гипотензивную реакцию, наблюдаемую вслед за быстрой инфузией гипертонического солевого раствора у собак, которая обусловлена не сердечной депрессией, а скорее всего снижением общего периферического сопротивления [47].
  Тем не менее при изучении влияния гипертонического раствора хлорида натрия на изолированное сердце было выявлена депрессия сердечной деятельности, которая была расценена как прямое отрицательное инотропное действие гипертонического раствора на миокард [49-51]. Схожий отрицательный инотропный эффект высокой концентрации натрия на изолированную сердечную ткань был доказан и другими авторами [52, 53]. Депрессивное влияние гипертонического хлорида натрия на миокард может быть частично обусловлено потерей воды из миофибрилл вследствие повышенной концентрации натрия как вне, так и внутри клетки [54]. Возникают изменения градиента концентрации натрия через мембрану клетки, которые вызывают снижение контрактильности миокарда. Повышенное соотношение внутри / внеклеточной активности натрия может также приводить к падению внутриклеточной активности кальция через натрий-кальциевый обмен и оказывать отрицательный инотропный эффект [55].
  Сердечно - сосудистые изменения, наблюдавшиеся после внутривенной инфузии 7.5 % раствора хлорида натрия при тяжелом геморрагическом шоке [56] оказались идентичными таковым после его введения в желудочки головного мозга [57]. Повышение концентрации натрия свыше 15 - 20 ммоль/л в ликворе, т. е. уровня, подобного тому, который достигается при стандартной внутривенной инфузии гипертонического хлорида натрия, обеспечивает лучшую толерантность к кровотечению, улучшая деятельность сердечно-сосудистой системы [58]. На активацию симпатической нервной системы в ответ на инфузию гипертонического раствора указывает быстрое повышение уровня катехоламинов в плазме [59]. Катехоламинам и принадлежит существенная роль в положительном инотропном влиянии инфузии гипертонического раствора, изученном Liang and Hood [60] in vivo. По их мнению быстрая мобилизация жидкости наряду с активацией центральных церебральных механизмов являются ведущими физиологическими проявлениями, которые обеспечивают выгодную реакцию гемодинамики при интенсивной терапии шока с использованием гипертонических растворов хлорида натрия. Снижение содержания в плазме миокардиодепрессивного фактора за счет гемодилюции предложено считать [61] в качестве еще одного компонента, оказывающего выгодное влияние на сердечную деятельность при инфузии гипертонического раствора.
  При экспериментальном изучении геморрагического шока в сочетании с внутричерепной гипертензией было обнаружено, что применение 7.2 % раствора натрия хлорида сопровождалось снижением внутричерепного давления и увеличением церебрального кровотока [63, 64]. В настоящее время можно рассматривать гипертонический раствор хлорида натрия как раствор выбора для неотложной помощи при тяжелой черепно-мозговой травме [65]. В клиническом исследовании, которое проводилось во многих центрах, было доказано, что применение 7.5 % натрия хлорида улучшало исход у больных с тяжелой черепно-мозговой травмой, имевших оценку по шкале Глазго менее 8 баллов [66].
  Небольшая продолжительность циркуляторного эффекта, получаемого резким повышением осмолярности плазмы, обусловлена быстрым уравновешиванием гипертонического раствора между внеклеточным и внутриклеточным секторами. Для того, чтобы сохранить достигнутое увеличение внутрисосудистого объема, гипертонический раствор натрия хлорида необходимо применять совместно с коллоидами, обладающими высокой способностью связывать воду (4.2 - 24% декстран 60/70 или 6 - 20% гидроксиэтилкрахмал 200000 и 450000 соответственно). Таким образом достигается одновременный эффект увеличения осмолярности плазмы и мобилизации внутриклеточной воды, а также увеличения онкотического давления плазмы и сохранения внутрисосудистого объема. Исследования на животных подтвердили, что в группе, где применялся только гипертонический раствор натрия хлорида, выживаемость была ниже, чем в группе, где к 7.2% хлориду натрия были добавлены коллоиды, позволявшие длительное время поддерживать гемодинамику [62]. Более того, коллоидам принадлежит свойство быстрого улучшения микроциркуляции. В экспериментах с применением радиоактивных микросфер при длительной гипотензии, вызванной травмой и кровотечением у собак с 50% кровопотерей было показано, что эффективный кровоток в почках и желудочно - кишечном тракте улучшался мгновенно и был более выраженным, когда в дополнение к 7.2% раствору хлорида натрия применялся 10% декстран 60 [34]. В исследованиях, проведенных на овцах, подвергавшихся геморрагическому шоку, установлено, что после инфузии 4 мл/кг 7.5% раствора натрия хлорида (2400 мосм/л) или 7.5% раствора натрия хлорида в декстране 60 объем плазмы увеличивается на 8 мл/кг и 12 мл/кг соответственно [67]. Это подтверждает необходимость введения коллоидных молекул, связывающих воду, чтобы удержать быстро достигнутое увеличение внутрисосудистого объема, и требует инфузий сильнодействующих коллоидов с высокой водосвязывающей способностью (известно, что 1 г декстрана 60 связывает 20 - 25 мл воды, т. е. потребность в нем составляет 4.8 - 6 мл/кг при дозе 7.2 - 7.5% натрия хлорида 4 мл/кг, используемой при «малообъемном оживлении», в связи с чем ряд авторов предложили увеличить его концентрацию до 10% [38, 68-70] ).; более высокая концентрация не является оптимальной, т. к. он приобретает повышенную вязкость, которая может служить помехой для практического применения. Nolte et al. [71] докладывали о взаимодействии лейкоцитов и эндотелия при инфузии гипертонически-гиперонкотических растворов при ишемической / реперфузионной травме. Они продемонстрировали, что после 4-часовой ишемии и последующей реперфузии складки кожи на спине у хомяков количество лейкоцитов, прилипающих к эндотелию посткапиллярных венул в последующие 24 часа было существенно ниже после проведенной инфузии 7.2% хлорида натрия / 10% декстрана 60. Более того, этот раствор эффективно снижал макромолекулярное пропитывание интерстиция и набухание эндотелия капилляров при измерении диаметра сосудов. Применение же одного гипертонического раствора натрия хлорида без онкотического компонента было менее эффективным в плане защиты от постишемического взаимодействия лейкоцитов и эндотелия и последствий этого взаимодействия. Наряду с этим доказана безопасность для больных назначения смеси гипертонического раствора хлорида натрия и коллоидов, т. к. ни в одном из клинических случаев не отмечалось неблагоприятных побочных эффектов, присущих коллоидам, не наблюдалось ни одной анафилактоидной реакции [62].
  Таким образом, можно выделить следующие эффекты гипертонически-гиперонкотических растворов при интенсивной терапии шока [72]:

Перераспределение жидкости

  • увеличение внутрисосудистого объема

  • гемодилюция

  • снижение вязкости крови

  • увеличение венозного возврата

  • увеличение преднагрузки - увеличение сердечного выброса

Вазодилятация

  • снижение постнагрузки

  • улучшение периферической микроциркуляции

  • уменьшение работы сердца

  • уменьшение отечности сосудистого эндотелия

Уменьшение отека тканей

Непосредственное воздействие на клеточную мембрану

  • за счет повышения активности симпатической нервной системы

  • изменение клеточной функции

  Таким образом, представленный метод «малообъемного оживления» пострадавших с тяжелой травмой, массивной кровопотерей, в тяжелейших стадиях шока, в терминальных состояниях патогенетически обоснован, обеспечивает мобилизацию, перераспределение, транспорт интерстициальной жидкости в сосудистое русло с быстрым подъемом артериального давления, улучшением кардиоваскулярных функций, в том числе сердечного выброса, потребления О2, с положительными нейрогенными эффектами. Он улучшает метаболические процессы, активно стимулирует гормональные реакции (выработка вазопрессинов, катехоламинов и пр.), способствует предотвращению необоснованной смертности в ранние периоды экстремальных ситуаций и профилактике поздних осложнений.
  Механизм увеличения объема циркулирующей жидкости в сосудистом русле за счет перераспределения ее из внесосудистого сектора при введении малых объемов гипертонически-гиперонкотических растворов по сути дела тот же самый, что и естественная защитно - приспособительная реакция организма при тяжелой травме, массивной кровопотере - аутогемодилюция [2].
  Гипертонически-гиперонкотические растворы к настоящему времени зарегистрированы в Южной Америке (6% декстран 60/70 в 7,5% растворе NaCl) и в Австрии (10% гидроксиэтилкрахмал 200/0,5 в 7,2% NaCl) [21].

24