Министерство образования Российской Федерации
Пензенский Государственный Университет
Медицинский Институт
Кафедра Хирургии
Реферат
на тему:
Клинико-физиологическая концепция экстремального состояния организма
Пенза
2008
План
1. Реактивность и энергоемкость организма
2. Положения для изучения экстремального состояния
Заключение
Литература
1. Реактивность и энергоемкость организма
Клиническая мотивация выделения и анализа экстремального состояния организма определяется, прежде всего, накоплением опыта диагностики и лечения различных критических состояний. Последние возникают в организме вследствие внезапного воздействия мощных патогенных факторов, приводящих к столь выраженной функциональной перегрузке механизмов, реализующих адаптационно-компенсаторную реакцию, что именно она (сама функциональная перегрузка) ставит под сомнение возможность сохранения жизни.
В клинической практике любого опытного врача встречаются наблюдения, когда исход критического состояния зависит не столько от тяжести повреждения, сколько от особенностей ответа организма на это повреждение, от тяжести общей неспецифической реакции на него. Нередко функциональные последствия трудно сопоставимых по характеру, но тяжелых воздействий (например, острой гипоксии, психо-эмоционального потрясения, тяжелой механической травмы) оказываются сходными. И если потрясение повергает организм на грань катастрофы, то есть достигает экстремальной силы, то в случае благоприятного непосредственного исхода последействие перенесенного критического состояния любой природы в течение всего восстановительного периода выражается сходными клиническими проявлениями.
Практический опыт свидетельствует, что адаптационно-компенсаторная реакция на экстремальное воздействие и проявление несостоятельности этой реакции имеют свои типовые варианты. У одних индивидуумов она протекает бурно, носит ярко выраженный гиперкинетический характер. При этом даже в случае вынужденной задержки начала адекватного лечения показатели центральной гемодинамики могут сохраняться на уровне, заметно превышающем критические значения. И вместе с тем такая, казалось бы, эффективная начальная реакция не исключает быстрого перехода в агонию, иногда уже после начала интенсивной терапии. И самые серьезные реанимационные усилия оказываются безрезультатными, а летальный исход — фатальным.
Другие пациенты после экстремального воздействия впадают в длительную декомпенсацию, подтверждаемую рефракторным снижением основных показателей жизнедеятельности до близких к критическим значениям. И такое состояние, не оставляя надежды на успех лечения и побуждая ограничиваться лишь поддерживающей симптоматической терапией, может продолжаться несколько суток, а иногда и значительно дольше. Интересно, что подобная реакция часто наблюдается у пациентов пожилого и старческого возраста. Как правило, она, в конце концов, завершается неблагоприятным исходом, но некоторые пациенты с таким типом клинического течения выходят из критического состояния вопреки пессимистическим прогнозам.
Сопоставление подобных наблюдений настойчиво склоняет к предположению, что в первом случае приходится иметь дело с высокой реактивностью организма, с выраженной энергоемкостью, но нерациональностью, внутренней неорганизованностью компенсаторных процессов, что приводит к быстрому их срыву. Во втором случае, напротив, явная неэффективность, низкий энергетический потенциал компенсаторных процессов сочетаются со стабильностью внутренних интегративных связей организма, позволяющей в течение более или менее продолжительного времени поддерживать жизнедеятельность в условиях гипобиоза. И это последнее дает определенный шанс выхода их экстремальной ситуации. Однако это только предположение, основанное на впечатлениях, а не на научных фактах. Дело в том, что речь идет хотя и не о столь уж редких, но разрозненных несистематизированных наблюдениях, при которых всегда остается сомнение в правомерности сопоставлений в связи с различием характера патологического процесса или с наличием каких-либо индивидуальных факторов, влияющих на его развитие. Но и пренебречь предположениями, родившимися на основе индивидуального опыта, вряд ли правомерно, поскольку они относятся к решению актуальных практических вопросов.
Клинический опыт показывает, что все эти вопросы нельзя решать, исходя только из ближайшей задачи — преодоления критической ситуации. Здесь арсенал лечебных мероприятий, даже с учетом перспективного их развития, довольно ограничен. Для проблемы экстремального состояния главным обстоятельством, характеризующим необходимость специального ее выделения, является другое. Важно, чтобы непосредственный эффект усилий по выведению организма из экстремального состояния не оказался видимостью, заблуждением, за которым кроется тяжкое последействие перенесенного потрясения, проявляющееся в угрозе развития жизненно-опасных осложнений и способное сказаться на протяжении всего последующего жизненного цикла. Вот почему вполне естественно и закономерно обращение к фундаментальным физиологическим представлениям о реакции организма на чрезвычайное по силе воздействие.
2. Положения для изучения экстремального состояния
Важно и то, что эти представления сложились на основе данных, полученных в стандартных условиях эксперимента. Краткий, но целенаправленный экскурс в физиологию позволяет выделить ряд положений, способных составить основу исходной теоретической концепции для изучения клинических аспектов проблемы экстремального состояния.
1. Существуют различные режимы взаимодействия организма с внешней средой. Каждый из них соответствует определенной интенсивности воздействия факторов внешней среды, каждый на какой-то период определяет функциональное состояние организма, каждому присущи свои формы и свои механизмы адаптации. Реакция на чрезвычайные по силе раздражители и вообще на любое чрезвычайное функциональное напряжение не может быть описана только в пределах универсальных механизмов общего адаптационного синдрома. Сама по себе чрезвычайная функциональная нагрузка имеет свою количественную инфраградацию. В ней определенной степени компенсаторного напряжения функциональных систем соответствует и определенный уровень (этаж) механизмов жизнеобеспечения, который получает наиболее яркую внешнюю клиническую манифестацию и от которого в наибольшей степени зависит исход. Экстремальное состояние организма характеризует крайнюю, то есть предельную с учетом всей иерархии уровней (этажей) жизнеобеспечения, степень функциональной нагрузки. Она и отражает индивидуально допустимый предел, а в случае перехода за этот предел сопряжена с неминуемой гибелью организма.
2. Понятие об уровне (этаже) жизнеобеспечения в известной мере условно, поскольку вегетативные процессы, осуществляемые на любом уровне (на органно-системном, клеточном или молекулярном), в той или иной степени получают отражение в функциях и в поведении всего организма как единого объекта природы. Вместе с тем, если обсуждение захватывает не только физиологическую сферу, но и сферу патологии, нетрудно заметить, что главная битва за жизнь может развертываться на разных уровнях. Допустим, когда имеется экзогенное или эндогенное поражение какого-либо органа или анатомо-функциональной системы, то лечебные мероприятия носят соответствующий специализированный характер и определяются патогенетическими механизмами, действующими на органно-системном уровне. Когда же угрожающим жизни фактором становится общее функциональное напряжение организма (а именно такая ситуация положена нами в основу обсуждаемой клинической модели экстремального состояния), то здесь последовательное истощение функциональных резервов выводит битву за жизнь на уровень глубинных молекулярных процессов, функциональная осцилляция и взаимная сопряженность которых определяются генетически закодированной индивидуальной программой. Признание такого индивидуального базисного метаболизма логически вытекает из объективно установленного различия естественных биоритмов. Оно, как известно, определяет индивидуальные отличия в периодичности воспроизводства гуморальных биорегуляторов, обеспечивающих жизнедеятельность организма в режиме основного обмена, то есть без учета энергозатрат на реакции, вызванные внешними раздражителями. Эти биорегуляторы во всем их разнообразии являются медиаторами (в широком смысле этого понятия), которые, по широкоизвестному образному сравнению, составляют оркестр, исполняющий симфонию жизни индивидуума. Когда речь идет об экстремальном состоянии, то его исход, видимо, в значительной степени определяется именно на этом уровне. Признание данного факта обеспечивает понимание природы функциональной дезинтеграции организма, лежащей в основе последействия экстремального состояния и, следовательно, определяющей его окончательный исход.
3. Признание ключевого значения для исхода экстремального состояния того глубинного уровня (иерархического этажа) жизнеобеспечения организма, где проявляются индивидуальные особенности базисного метаболизма, обосновывает приоритетность изучения природы индивидуальных различий на этом уровне в решении проблемы. В последнее время представления о физиологическом и (что особенно важно в ракурсе рассматриваемой проблемы) о клиническом полиморфизме связываются с фундаментальными понятиями классической генетики и, в частности, с генетической гетерогенностью. При этом отмечается, что проявление полиморфизма свойственно не только наследственной, но и вообще всей патологии человека. Особенно явственно генетическая гетерогенность (а под ней понимается реализация генотипа в фенотип) сказывается в полиморфизме так называемых мультифакторных эндогенных заболеваниях (МФЗ), к которым относятся такие, как ишемическая болезнь сердца, атеросклероз, сахарный диабет, онкологические и многие другие заболевания. Условно выделяются две группы конкретных причин клинического полиморфизма, каждая из которых теоретически может иметь преобладающее значение: причины, связанные с генетической гетерогенностью (полилокусностью и полиаллелизмом): причины, обусловленные модифицирующими влияниями генетических и средовых факторов на главный ген.
Однако в реальных наблюдениях обе указанные причины нелегко подразделить, и потому в общем смысле важно учитывать сам факт генотипической и фенотипической индивидуальности организма.
Начиная с 60—70 годов нашего столетия, с позиций генетики изучаются явления биохимической индивидуальности, биохимического полиморфизма. Вначале исследования сосредоточивались главным образом на изучении ферментов, но затем, с подключением анализа полиморфизма нуклеотидных последовательностей в геноме с помощью двухмерного электрофореза сформировалась методическая основа для широкого исследования взаимоотношений ген—фенотип на молекулярном уровне для изучения различных белков организма вне зависимости от их функций. С помощью иммуноферментных методов оказалось возможным выявление при массовом обследовании индивидуальных отклонений пула аминокислот, отражающих нарушения базисного метаболизма и способных реализоваться в развитие мультифакторных заболеваний. Такого рода генетические нарушения могут длительное время не проявляться клинически, но при встрече с неблагоприятным внешним воздействием они обусловливают развитие тяжелого патологического процесса. Это послужило основанием для разработки методов скрининга населения с целью выявления людей, имеющих генетически запрограммированные нарушения метаболизма. Особенную опасность приобретают индивидуальные нарушения метаболизма на уровне молекул при развитии стресс-синдрома. При этом выработка АКТГ представляет собой финальный результат сложной цепи гормональных реакций. Нарушения и отклонения в отдельных звеньях этой цепи неизбежно сказываются на конечном результате. Таким образом, создается феноменальная ситуация, когда индивидуально детерминированные глубинные процессы лежат в основе формирования универсального неспецифического общего адаптационного синдрома. Если принять положение о вовлечении базисного метаболизма в патологическую программу экстремального состояния, то есть все основания полагать, что индивидуальные особенности биологического полиморфизма способны проявиться в клиническом последействии этого состояния.
4. Физиологические и соответственно патогенетические механизмы генетического влияния на базисный метаболизм могут быть разными и проявляются на разных уровнях (этажах) жизнеобеспечения организма. Так, например, при различных формах геморрагического диатеза роль главных патогенетических механизмов может принадлежать нарушениям структуры или снижению количества отдельных факторов свертываемости крови, изменениям молекулярной структуры субэндотелиального коллагена сосудистой стенки или же нарушениям биохимической структуры тромбоцитарных мембран, изменяющим чувствительность их рецепторов к факторам свертываемости.
Особое значение в сфере обсуждаемой проблемы имеют индивидуальные особенности базисного метаболизма, реализующиеся в тех функциях, от которых в первую очередь зависит сохранение жизни организма при экстремальном его состоянии. Здесь, на органно-системном уровне, на фоне гено- и фенотипической индивидуальности базисного метаболизма проявляются уже типы функционирования. которые условно систематизируются в зависимости от конституциональных признаков или подвижности и устойчивости нейровисцеральных реакций.
Показательным примером вертикального иерархического взаимодействия уровней (этажей) жизнеобеспечения является связь физиологических типов функционирования сердечнососудистой системы с особенностями базисного метаболизма, проявляющимися в различии алгоритмов нейрогуморальной регуляции.
Согласно исследованиям Г.М. Яковлева и соавт. у здоровых в условиях основного обмена отмечаются отличительные признаки нейрогуморальной регуляции энергетического метаболизма, характерные для гипер- и гипокинетического типов кровообращения. Этому соответствуют различия в регуляции минутного объема кровообращения, капиллярно-тканевой диффузии кислорода и трансмембранного ионного обмена в почках.
При гиперкинетическом типе характерной особенностью регуляции энергетического метаболизма, по данным авторов, является преобладание симпатоинсулярной системы, а также участие системы норадреналин—простагландин Е2 n в трансмембранном ионном обмене. В регуляции минутного объема кровообращения определяющее значение имеют глюкагон-глюкокортикоидное влияние на функцию миокарда и сосудорасширяющее влияние простагландина J2 . При гипокинетическом типе кровообращения приоритетное значение в регуляции метаболизма принадлежит соматостатину и кальцитонину. В трансмембранном ионном обмене ведущая роль отводится динамическому функционированию систем, стимулирующих и ингибирующих синтез и гормональные эффекты альдостерона. В регуляции минутного объема кровообращения приоритет принадлежит симпаторенин-ангиотензиновой системе и тромбоксану В. Метаболические различия в регуляции энергопоставляющих реакций отражаются на капиллярно-тканевом обмене кислорода. При этом в случае гипокинетического типа кровообращения обеспечивается при равноценных энергозатратах более эффективная экстракция кислорода из крови и, следовательно, более высокий КПД работы системы. Стабильность типовой специфики регуляции сохраняется в условиях изменившейся деятельности человека. Она определяет и характер нарушений, обусловленных функциональной перегрузкой.
5. Смена режимов адаптации и иерархических уровней жизнедеятельности, обеспечивающих адаптацию при изменении условий внешней среды, происходит не плавно и последовательно, а достаточно резко, поскольку каждому из режимов и уровней (этажей) соответствует свой период устойчивого равновесия, который можно рассматривать как определенное функциональное состояние организма. В период устойчивого равновесия постоянно накапливаются количественные изменения отдельных параметров жизнедеятельности. И пока эти изменения не превышают степень внутренней свободы действующих адаптационных организмов, общая характеристика функционального состояния сохраняется. А затем происходит резкая смена режима и механизмов адаптации, и соответственно изменяется функциональное состояние. При этом для биосистем обеспечивается диалектическое единство устойчивых динамических характеристик онтогенеза как сложного целостного биологического процесса и дискретности, частных его проявлений, которая определяется относительно резким переходом организма от одного функционального состояния к другому. Важность восприятия такого диалектического принципа состоит в том, что он определяет значимость выделения и разносторонней характеристики типовых форм функционального состояния для прогнозирования особенностей последующих этапов развития целостного организма.
6. Теория общего адаптационного синдрома открывает возможность воспроизведения общей схемы развития экстремального состояния. На фоне относительно стабильной жизнедеятельности, которую можно охарактеризовать как устойчивую адаптацию к среде обитания, возникает чрезвычайная ситуация, ставящая организм перед необходимостью максимального функционального напряжения. Сразу же включается нейрогенная (через симпатическую нервную систему) и гуморальная адренокортикотропная стимуляция срочных адаптационно-компенсаторных механизмов на уровне функциональных систем организма, непосредственно ответственных за сохранение жизни в чрезвычайных условиях. Характерно, что при этом и нейрогенный, и гуморальный регуляторные пути предусматривают использование одних и тех же медиаторов. Различие состоит лишь в том, что в нейрогенной регуляции используется принцип строгой централизации управления через специфическую систему связи для доведения императивных импульсов к эффекторным структурам, а гуморальная регуляция осуществляется иначе. Она достигается массовым выбросом во внутреннюю среду организма (преимущественно в кровяное русло) молекулярных носителей регуляторной информации, которые улавливаются только восприимчивыми к ним эффекторными структурами. В конечном итоге вся эта регуляторная информация поступает в локальные висцеральные компьютерные центры, функцию которых выполняют интрамуральные структуры метасимпатической нервной системы. Физиологический смысл сочетания мощной симпатической нейрогенной импульсации с гуморальными регуляторными механизмами и вовлечения в систему регуляции метасимпатического звена, видимо, состоит в том, что при этом решается тройная задача. Во-первых, обеспечивается экстренное вовлечение мощных компенсаторных механизмов на органно-системном уровне. Во-вторых, одновременно включаются клеточные факторы общего адаптационного синдрома. Они обеспечивают энергетическую подпитку органно-системных компенсаторных комплексов за счет мобилизации резервов путем интенсификации катаболизма и подавления анаболических процессов в тканях. Они же обеспечивают мобилизацию биомембран с целью более свободного выхода цитокинов и других активных продуктов во внутреннюю среду организма. В-третьих, автономная метасимпатическая регуляция защищает глубинные ультраструктуры, осуществляющие стабильную хронологическую программу базисного метаболизма, с тем, чтобы обеспечить их полноценное вовлечение в процесс устойчивой долговременной адаптации сразу же после прекращения действия стрессорных факторов.
Но может случиться и так, что воздействие стрессорных факторов затягивается или же их сила такова, что детерминированные механизмы общего адаптационного синдрома сразу оказываются несостоятельными. Тогда чрезвычайная (или иначе — особая, необычная) ситуация становится экстремальной, то есть крайней, способной заставить организм перейти рубеж жизни.
Дальнейшее изложение событий, связанных с экстремальным состоянием, носит гипотетический характер, поскольку не содержит прямого, методически корректного научного обоснования. Однако предлагаемые положения имеют косвенное подтверждение научными данными, и потому включение их в исходную концепцию исследования представляется правомерным.
Возможно, с возникновением экстремальной ситуации наступает момент, когда проявляется относительность, условность распространенных в медицине и в биофизике представлений о подразделении внутренней энергии живого организма (Е) на свободную (G) и связанную (Wсвяз ). то есть Е = G + Wсвяз . Предельный, критический, характер ситуации вовлекает в битву за жизнь тыловую зону, те самые базисные процессы жизнеобеспечения, которые, оставаясь стабильными и не затронутыми адаптационной перестройкой в физиологических пределах, обеспечивают пластичность адаптационных процессов за счет своей внутренней интеграции. Вовлечение этих базисных процессов может осуществляться только путем подавления, остановки некоторых из них, а не изменением их интенсивности, так как последняя контролируется единой хронобиологической программой. К примеру, изменение транспортной функции капиллярного ложа осуществляется не путем изменения режима кровотока в каждом из капилляров, а выключением определенной их части из системы гемоциркуляции. Видимо, частичная остановка процессов базисного метаболизма имеет целью освобождение соответствующего количества той связанной внутренней энергии, которая считается неподдающейся мобилизации и использованию в решении ситуационных функциональных задач.
Частичная остановка процессов базисного метаболизма влечет за собой нарушение глубинных функциональных инфраструктур, поскольку речь идет о том уровне жизнеобеспечения, где взаимосвязь элементов триады функция—алгоритм—структура проявляется особенно отчетливо. Нарушение функции через некоторое время неизбежно влечет за собой разрушение алгоритма как динамического комплекса межмолекулярных связей. Этот разрушительный процесс на глубинном уровне базисного метаболизма и составляет основу глубокой функциональной дезинтеграции. Последняя приобретает различные формы клинической манифестации в зависимости от исходных индивидуальных особенностей метаболизма и стадии (фазы) патологического процесса.
Как можно заметить, ключевым моментом представленной гипотетической схемы экстремального состояния является нарушение базисного метаболизма. Под базисным метаболизмом в физиологическом смысле понимаются метаболические процессы энергообеспечения периодической, сопряженной, подчиненной единой генетически детерминированной хронобиологической программе осцилляции синтеза основных групп биорегуляторов, а также базисной функциональной активности так называемых пейсмекерных органов (сердечных сокращений, мигрирующего миоэлектрического комплекса тонкой кишки и других). Именно на уровне базисного метаболизма прежде всего реализуется гено- и фенотипическая гетерогенность.
7. Выбор органов, на которые возлагается основная функциональная нагрузка при возникновении
8-09-2015, 22:14