Гипоксическая вазоконстрикция

Мы убедились в том, что в нормальных условиях сосуди­стое сопротивление и распределение легочного кровотока за­висят главным образом от пассивных факторов. Однако при снижении Ро2 в альвеолярном воздухе наблюдается очень интересная активная реакция—сокращение гладких мышц стенок артериол в гипоксической зоне. Точный механизм этой реакции неизвестен, но показано, что она происходит в изо­лированных легких, следовательно, не зависит от централь­ной нервной системы. Поскольку даже отдельные иссеченные сегменты легочной артерии могут сокращаться при недостатке кислорода в окружающей их среде, можно предположить, что гипоксия оказывает местное действие на сами артерии. Была высказана гипотеза, согласно которой в ответ на недостаток кислорода клетки околососудистых тканей выделяют некие сосудосуживающие вещества, однако многочисленные попыт­ки обнаружить такие вещества оказались безуспешными. Ин­тересно, что гипоксическая вазоконстрикция зависит преиму­щественно от Ро₂ в альвеолярном воздухе, а не в крови легоч­ных артерий: при перфузии легких кровью с высоким Ро₂ и понижении Рог в альвеолярном воздухе реакция сохра­няется.

Возможно, гипоксия сосудистой стенки возникает в ре­зультате диффузии кислорода из нее в альвеолы, которые, как уже говорилось, очень тесно соприкасаются с мелкими легочными артериями, т. е. диффузионное расстояние при этом крайне мало (см. рис. 4.3). Зависимость стимул—реак­ция для гипоксической вазоконстрикции нелинейна. При изме­нениях Ро₂ в области выше 100 мм рт. ст. сосудистое сопро­тивление меняется мало. Если же Рог в альвеолах падает ниже примерно 70 мм рт. ст., сужение сосудов бывает очень заметным, а при очень низких Ро₂ местный кровоток может почти прекращаться.

Благодаря гипоксической вазоконстрикции уменьшает кровоснабжение плохо вентилируемых участков легких, появляющихся, например, в результате бронхиальной обструкции. Такое уменьшение улучшает общий газообмен. На большой высоте может наступать генерализовапное сужение легочных сосудов, приводящее к значительному повышению давления в легочной артерии и усилению работы правого сердца. Од­нако наиболее важна гипокснческая вазоконстрикция, вероят­но, при рождении. Во время внутриутробного периода сопро­тивление легочных сосудов очень велико и через легкие про­текает лишь около 15 % сердечного выброса (см. рис. 9.5). Частично это обусловлено именно гипоксической вазокон-стрнкцией. Когда после первого вдоха в альвеолы поступает кислород, сопротивление легочных сосудов вследствие рас­слабления гладких мышц резко падает и легочный кровоток мгновенно возрастает.

Обнаружены и другие активные реакции легочных сосу­дов. Так, они суживаются при низком рН крови—особенно в условиях альвеолярной гипоксии. Существуют также дан­ные о слабом влиянии на эти сосуды вегетативной нервной си­стемы: возбуждение симпатических нервоз приводит к повы­шению тонуса стенок легочных артерий н вазоконстрикции.

Водный обмен в легких

Альвеолярный воздух отделен от крови легочных капил­ляров слоем ткани толщиной лишь около 0,5 мкм (рис. 1.1). В связи с этим чрезвычайно важно предохранить альвеолы от переполнения жидкостью. Согласно принятым представле­ниям, обмен жидкостей через капитярпую стенку описы­вается законом Старлинга. Сила. под действием которой жидкость стремится выйти из капилляра, равна разности гидростатических давлений в нем и интерстициальной жидкости (Р_с—P_i). Сила же, под действием которой жидкость стремится войти в капилляр, соответствует разности коллоид­но-осмотических ¹⁾ давлений белков в плазме крови и интер­стициальной жидкости (л_с—л_i). Последняя сила зависит также от коэффициента отражения (сигма), показывающего, на­сколько эффективно стенка капилляров препятствует прохож­дению белков. Следовательно, результирующий поток жид­кости составит:

К[(Рс-Р) - a (Л_c-Л_i)],

где К—константа, называемая коэффициентом фильтрации.

К сожалению, на практике использование этого уравнения ограниченно, так как нам неизвестны многие входящие в него величины. Онкотическое давление в капиллярах составляет около 28 мм рт. ст. Гидростатическое давление в них, по-ви­димому, примерно соответствует средней величине между давлениями в легочных артериях и венах, однако у оснований легких оно значительно выше, чем у верхушек. Онкотическое давление интерстициальной жидкости неизвестно. В лимфе, оттекающей от легких, оно составляет около 20 мм рт. ст., однако в тканях, окружающих капилляры, может быть и меньше. Интерстициальное гидростатическое давление также неизвестно, хотя некоторые физиологи полагают, что оно су­щественно ниже атмосферного. Возможно, результирующее давление в уравнении Старлинга направлено наружу, что приводит к медленному оттоку лимфы (у человека в нормаль­ных условиях его расход, по-видимому, составляет 20 мл/ч).

Какова же судьба вышедшей из капилляров жидкости? Из рис. 4.11 видно, что, поступив в интерстиций альвеолярной стенки, она оттекает по нему к периваскулярным и перибронхиальным пространствам. Здесь проходят многочисленные лимфатические сосуды, по которым жидкость направляется к лимфатическим узлам ворот легких. Кроме того, благодаря низкому давлению в периваскулярных пространствах возни­кает как бы естественная дренажная система для ее оттока (см. для сравнения рис. 4.2). На ранних стадиях отека лег­ких²) переполняются именно перибронхиальные и периваскулярные пространства (так называемый интерстициальный отек).

¹⁾ В отечественной литературе чаще употребляется термин “онкотическое давление”, который мы и будем использовать в дальнейшем, — Прим. перев.

²⁾ Более подробно отек легких разбирается в книге J. В. West, Pulmo­nary Pathophysiology — The Essentials, ed. 2, Baltimore. Williams and Wilkins. 1982.

' Околососудистое пространство

Рис. 4.11. Два возможных пути потери жидкости из легочных капилля­ров Прежде всего она поступает в интерстицпальное пространство (1), затем — в периваскулярное и перибронхиальное пространства. Если же этого пути оттока недостаточно, жидкость может проходить в альвеолы через их стенки (2)

На более поздних стадиях отека легких жидкость выходит через альвеолярный эпителий в альвеолы (рис. 4.11), после­довательно заполняя их. Вентиляция в таких альвеолах пре­кращается, и проходящая через них кровь не оксигенируется. Причины проникновения жидкости в альвеолярные простран­ства неясны. Возможно, это происходит, когда ее поступление в интерстиций превышает максимально возможную скорость оттока из него и давление здесь резко повышается. В норме лимфоотток от легких составляет всего несколько миллили­тров в час, однако при длительном повышении давления в легочных капиллярах он значительно увеличивается. Альвео­лярный отек значительно опаснее, чем интерстициальный, по­скольку при этом страдает газообмен в легких.