XVIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2026

Актуальность. На современном этапе развития медицины одной из фундаментальных проблем патофизиологии и клинической практики остается проблема нарушений тканевого гомеостаза. Ключевым звеном, обеспечивающим единство кровотока и тканевой среды, является микроциркуляторное русло. Именно на уровне артериол, капилляров и венул реализуется главная цель сердечно-сосудистой системы — транскапиллярный обмен веществ, газов и жидкости, без которых невозможно поддержание жизнедеятельности клетки [1].

В медицине существует понятие типовых патологических процессов – общих, повторяющихся реакций организма на различные болезни (воспаление, гипоксия и др). Нарушения микроциркуляции идеально вписываются в эту концепцию: они возникают при разнообразных повреждениях, развиваются по схожим схемам и играют ключевую роль в нарушении работы органов. Знание этих общих механизмов помогает врачам всех специальностей вовремя выявлять проблемы с микроциркуляцией и назначать соответствующее лечение, например, препараты, улучшающие кровоток, разжижающие кровь или укрепляющие сосуды.

Доказано, что эндотелий микрососудов — это эндокринный орган, регулирующий сосудистый тонус, адгезию лейкоцитов и процессы тромбообразования. Дисфункция эндотелия признана пусковым механизмом многих заболеваний, что еще раз подчеркивает актуальность детального изучения микроциркуляторных нарушений как типового процесса [5].

Цель данного исследования: комплексный анализ нарушений микроциркуляции как типового патологического процесса на основе изучения и обобщения данных современной научной литературы.

Цель исследования предполагает решение следующих задач:

1. Описать структуру и физиологию микроциркуляторного русла в норме.

2. Классифицировать и детально разобрать внутрисосудистые, сосудистые и внесосудистые типовые нарушения микроциркуляции.

3. Проанализировать роль микроциркуляторных расстройств в патогенезе воспаления, шока и диабетической ангиопатии.

Объект исследования – микроциркуляторное русло (МЦР) как целостная структурно-функциональная система организма.

Предмет исследования – патофизиологические закономерности развития нарушений микроциркуляции, рассматриваемые в контексте типового патологического процесса.

Методы исследования: библиографический анализ, сравнительно-аналитический метод, системный анализ, метод классификации и типологизации.

1. Общая характеристика микроциркуляторного русла в норме

Микроциркуляторное русло (МЦР) представляет собой сложно организованный функциональный комплекс, обеспечивающий трофику паренхиматозных клеток.

Структурно-функциональная организация микроциркуляторного русла

• Артериолы: Это мельчайшие артериальные сосуды диаметром 30-50 мкм. Их стенка содержит один-два слоя гладкомышечных клеток, благодаря чему они играют роль основных резистивных сосудов («кранов» сосудистой системы). Изменение просвета артериол регулирует объем притекающей к капиллярам крови и гидростатическое давление в них.

• Прекапиллярные сфинктеры: Это участки в месте отхождения капилляра от артериолы, содержащие скопление гладкомышечных клеток. Они работают независимо друг от друга, регулируя количество функционирующих капилляров в данный момент времени. При повышении метаболической активности ткани сфинктеры расслабляются, и кровоток включается в «дежурные» капилляры.

• Капилляры: Центральное звено МЦР. Это тончайшие трубки диаметром 3-10 мкм, стенка которых образована одним слоем эндотелиальных клеток, базальной мембраной и редкими клетками — перицитами. Общая площадь поверхности капилляров взрослого человека достигает 1000 м², что подчеркивает их обменную значимость. Различают три типа капилляров:

• • Соматические— с непрерывной стенкой (кожа, мышцы, мозг).

  • Висцеральные— с «окошками» в эндотелии (почки, кишечник, эндокринные железы).

  • Синусоидные— с крупными щелями (печень, селезенка, костный мозг).

• Посткапиллярные венулы: Диаметром 10-30 мкм. Это ключевая зона для воспалительных реакций, так как именно здесь наиболее выражена проницаемость для белков и происходит адгезия лейкоцитов. Стенка венул тоньше, чем у артериол, и легко поддается действию вазоактивных веществ.

• Венулы: собирают кровь от посткапилляров.

• Артериоловенулярные анастомозы (АВА): Шунты, соединяющие артериолы напрямую с венулами, минуя капиллярную сеть. Их функция — сброс крови при необходимости (например, для терморегуляции) и регуляция регионарного давления.

2. Физиологические механизмы транскапиллярного обмена

Транскапиллярный обмен – это непрерывное двустороннее движение жидкости и различных веществ между кровью и окружающими тканями, происходящее сквозь тонкие стенки капилляров. Этот процесс реализуется тремя основными механизмами:

1. Диффузия: Пассивное перемещение газов (кислорода, углекислого газа) и низкомолекулярных соединений из области высокой концентрации в область низкой.

2. Микропиноцитоз: Активный транспорт крупных молекул, например белков, путем их захвата эндотелиальными клетками в виде пузырьков.

3. Фильтрация-реабсорбция: играет центральную роль в регуляции объема жидкости между сосудами и межклеточным пространством. Его описывает уравнение Старлинга, которое учитывает взаимодействие четырех сил: капиллярное гидростатическое давление (Pгк – выталкивает жидкость из капилляра в ткань. Оно выше в артериальной части капилляра и ниже в венозной), онкотическое давление плазмы (Pок – притягивает жидкость обратно в капилляр благодаря белкам плазмы (в основном альбумину). Это давление относительно стабильно), гидростатическое давление интерстициальной жидкости (Pги – давление, оказываемое тканями на капилляр, обычно низкое или отрицательное), онкотическое давление интерстициальной жидкости (Pои – притягивает жидкость в ткань за счет небольшого количества белков в межклеточном пространстве).

В норме, в артериальной части капилляра, силы, способствующие выходу жидкости в ткань (Pгк + Pои), преобладают над силами, возвращающими ее в кровь (Pок + Pги), что приводит к фильтрации. В венозной части, по мере снижения Pгк, онкотическое давление плазмы (Pок) становится доминирующим, и жидкость реабсорбируется обратно в кровоток. Избыток жидкости, не вернувшийся в сосуды, дренируется лимфатической системой.

3. Механизмы регуляции регионарного кровотока

Кровоток в микроциркуляторной системе постоянно подстраивается под изменяющиеся нужды тканей. Его регуляция происходит через три тесно взаимосвязанных механизма: нервный, гуморальный и местный (метаболический). При этом ключевую роль на уровне микроциркуляторного русла играет именно местная регуляция [4].

Нервная регуляция. Симпатические нервные волокна иннервируют артериолы и прекапиллярные сфинктеры, выделяя медиатор норадреналин, который вызывает сокращение гладких мышц и сужение сосудов.

Гуморальная регуляция. Осуществляется с помощью веществ, находящихся в крови или выделяющихся непосредственно в ткани, включая:

• Вазоконстрикторы: адреналин (через α-адренорецепторы), ангиотензин II, вазопрессин, тромбоксан А₂.

• Вазодилататоры: адреналин (через β-адренорецепторы), гистамин, брадикинин, простагландины Е, оксид азота (NO).

Местная (метаболическая) регуляция. Основной механизм для ауторегуляции кровотока — способности органов сохранять стабильный приток крови при изменениях давления перфузии. Главным стимулом выступает уровень метаболизма в ткани. При усилении активности клеток (например, мышечных сокращениях) в тканях образуется больше продуктов обмена:

• Повышается концентрация углекислого газа (СО₂), снижается pH (ацидоз).

• Накапливается аденозин (продукт распада АТФ), молочная кислота.

• Падает уровень кислорода (гипоксия).

Эти вещества напрямую расслабляют гладкую мускулатуру артериол и прекапиллярных сфинктеров, вызывая их расширение. В результате кровоток усиливается, и избыток метаболитов удаляется — это пример отрицательной обратной связи. Такой процесс называют рабочей (функциональной) гиперемией, демонстрирующей высокоэффективную систему саморегуляции организма.

Эндотелиальные клетки функционируют как сенсоры, реагируя на скорость кровотока (силу сдвига) и химические сигналы. В ответ они выделяют сильнодействующие вазодилататоры (NO, простациклин) или вазоконстрикторы (эндотелин-1). При эндотелиальной дисфункции повреждённый эндотелий теряет способность производить NO, что приводит к хроническому сужению сосудов и служит первым этапом развития многих сосудистых заболеваний.

4. Типовые формы нарушений микроциркуляции

Внутрисосудистые нарушения (гемореологические расстройства)

Синдром сладжа (sludge-феномен). Центральным звеном внутрисосудистых расстройств является феномен сладжа — агрегация (склеивание) форменных элементов крови, в первую очередь эритроцитов. Термин происходит от англ. sludge — «тина, грязь», что точно отражает картину крови в виде взвеси комков и глыбок.

Этиология и патогенез.

1. Замедление кровотока. Наблюдается при венозной гиперемии, ишемии, местном спазме сосудов, сердечной недостаточности.

2. Изменение реологических свойств крови. Включает повышение вязкости плазмы (за счет увеличения концентрации крупномолекулярных белков — фибриногена, глобулинов при воспалении, парапротеинемии) и гемоконцентрацию (потеря жидкой части крови при ожогах, дегидратации).

3. Повреждение эндотелия. Травма сосудистой стенки или воздействие на нее медиаторов воспаления приводит к адсорбции на эндотелии белков и тромбоцитов, что создает условия для прилипания эритроцитов.

Сладж ведет к полной или частичной обтурации просвета сосуда, что приводит к стазу (остановке кровотока). Агрегаты эритроцитов подвергаются гемолизу с высвобождением тромбопластических факторов, что запускает процесс тромбообразования. Таким образом, сладж является важным звеном в патогенезе синдрома диссеминированного внутрисосудистого свертывания (ДВС-синдрома).

Феномен «no-reflow» (невосстановленного кровотока). Это особый вид внутрисосудистого нарушения, наблюдаемый после ишемии. После того как кровоток по магистральной артерии восстановлен (например, после тромболизиса при инфаркте), кровь не поступает в ткани на уровне микроциркуляции. Причинами являются набухание эндотелиальных клеток и перицитов (сдавливающих капилляры извне), обтурация просвета агрегатами клеток и нейтрофильными гранулоцитами, фиксировавшимися на эндотелии.

Сосудистые нарушения (изменения проницаемости и целостности стенки)

Эта категория патологий обусловлена первичной дисфункцией сосудистой стенки, в частности эндотелия, который в современной физиологии признан крупнейшим эндокринным органом. Клинически сосудистые нарушения манифестируют изменениями сосудистого тонуса и увеличением проницаемости сосудистой стенки

Нарушения сосудистого тонуса:

• Вазоконстрикция (спазм). Развивается под действием катехоламинов, тромбоксана А₂, эндотелина-1. Патологический спазм ведет к ишемии ткани. Классический пример — спазм артериол при травме или болевом синдроме.

• Вазодилатация (парез). Связана с накоплением в ткани метаболитов (аденозин, лактат, ацидоз), действием медиаторов воспаления (гистамин, брадикинин). Длительный парез ведет к венозному застою и гипоксии. Важно понятие извращения реактивности, когда сосуды парадоксально расширяются в ответ на вазоконстрикторный стимул или наоборот.

Повреждение эндотелия (под действием токсинов, гипоксии, иммунных комплексов) запускает процесс адгезии (прилипания) лейкоцитов. На поверхности эндотелиоцитов экспрессируются молекулы адгезии (селектины, интегрины). Лейкоциты прикрепляются к стенке, затем мигрируют через нее в ткань (эмиграция). Этот процесс, являясь защитным при воспалении, может стать патологическим: фиксированные лейкоциты (нейтрофилы) выделяют лизосомальные ферменты и свободные радикалы, повреждая сам эндотелий и усугубляя расстройства микроциркуляции.

Внесосудистые нарушения (периваскулярные изменения)

Сдавливание микрососудов извне — частая причина нарушения кровотока.

• Увеличение интерстициального давления: наблюдается при нарастании отека (воспалительного, застойного, токсического), росте опухоли, скоплении крови (гематома). При этом в первую очередь сдавливаются тонкостенные венулы и лимфатические капилляры, что затрудняет отток крови и лимфы, еще больше усиливая отек.

• Снижение интерстициального давления: встречается реже (например, при высыхании раны или дегидратации тканей).

Вокруг сосудов часто формируются отечные «муфты» — скопление жидкости, пропитывающей соединительную ткань. Это увеличивает расстояние диффузии кислорода от капилляра до клетки.

5. Клинико-патофизиологические аспекты микроциркуляторных нарушений

Анализ микроциркуляторных расстройств при конкретных патологических процессах позволяет проследить переход от теоретических механизмов к пониманию клинических симптомов и синдромов.

Микроциркуляция при воспалении и отеке

Изменения в микрососудах составляют морфологическую основу сосудистой реакции воспаления и определяют его классические клинические признаки: покраснение (rubor), жар (calor), припухлость (tumor), боль (dolor) и нарушение функции (functio laesa).

Стадии микроциркуляторных нарушений при воспалении:

1. Кратковременный спазм артериол (ишемическая стадия).

2. Артериолярная гиперемия (стадия активной гиперемии).

Основные механизмы:

• Нейропаралитический — угнетение вазоконстрикторных влияний.

• Метаболический — накопление в ткани кислых продуктов (ацидоз), аденозина, повышение концентрации К⁺.

• Выделение из тучных клеток гистамина и брадикинина, обладающих мощным вазодилатирующим эффектом.

3. Венозная гиперемия.

• Повышение проницаемости и сгущение крови: Жидкая часть крови уходит в ткань (экссудация), кровь сгущается, ее вязкость растет.

• Краевое стояние лейкоцитов: Лейкоциты прилипают к стенке посткапиллярных венул, сужая просвет и создавая препятствие току крови.

• Отек стенки венул и периваскулярный отек: Сдавление венул извне отечной жидкостью.

• Микротромбозы: Активация свертывающей системы и агрегация тромбоцитов.

В результате кровоток замедляется вплоть до стаза, давление в венозном отделе растет, что усиливает фильтрацию жидкости в ткань.

Повышение проницаемости сосудистой стенки под действием гистамина, брадикинина и лейкотриенов приводит к выходу богатой белком жидкости — экссудата. Накопление экссудата в межклеточном пространстве формирует воспалительный отек. Белки экссудата повышают онкотическое давление ткани, что притягивает воду из сосудов (механизм положительной обратной связи).

6. Нарушения микроциркуляции при шоковых состояниях

Шок — это типовой патологический процесс, характеризующийся тяжелой генерализованной недостаточностью кровообращения, ведущей к критической гипоперфузии тканей и полиорганной недостаточности.

Стадии микроциркуляторных нарушений при шоке:

• Стадия компенсации (ранняя, вазоконстрикторная).

• Максимальный спазм — в сосудах кожи, почек, органов брюшной полости (периферическое сосудистое сопротивление резко возрастает).

• Минимальный спазм (кровоток сохранен) — в сосудах мозга и сердца.

Данный феномен носит название «централизация кровообращения». Его биологический смысл — сохранить кровоток в жизненно важных органах ценой ишемии периферии. Жидкость из ткани начинает поступать в сосудистое русло (аутогемодилюция).

• Стадия декомпенсации (торпидная, вазодилататорная).

Длительная ишемия тканей ведет к накоплению огромного количества недоокисленных продуктов (лактат, ацидоз). Ацидоз вызывает паралич прекапиллярных сфинктеров — они перестают реагировать на нервные стимулы и расширяются. Однако посткапиллярные венулы, более устойчивые к ацидозу, остаются суженными дольше.

Возникает патологическая ситуация: кровь притекает в капилляры по расширенным артериолам, но не может уйти через суженные венулы. Гидростатическое давление в капиллярах резко растет, жидкая часть крови устремляется в ткань (секвестрация крови). ОЦК катастрофически падает. Происходит срыв централизации [2].

• Стадия ДВС-синдрома и необратимости.

При снижении скорости циркуляции крови, повреждении внутренней выстилки сосудов и увеличении вязкости крови активируется процесс распространенного внутрисосудистого свертывания. В мельчайших сосудах возникают сгустки, которые полностью прекращают кровоток (феномен «сладжа» и тромбоза). В критически важных органах, таких как почки, печень и легкие, происходит отмирание тканей, что приводит к полиорганной недостаточности. Этот этап характеризуется необратимостью, поскольку даже нормализация артериального давления не способна восстановить кровообращение из-за физического блокирования микроциркуляторного русла.

7. Микроциркуляторные расстройства при сахарном диабете

Сахарный диабет (СД), особенно 2-го типа, является классическим примером заболевания, где нарушения обмена веществ приводят к генерализованному поражению микрососудов – диабетической микроангиопатии. Это состояние наиболее тяжело сказывается на сетчатке, почках и нервах, вызывая ретинопатию, нефропатию и нейропатию. Микроангиопатия является основной причиной инвалидности и смертности при СД [6].

Этиологические факторы и пусковые механизмы

Основная причина развития мелких сосудистых осложнений при диабете – это постоянное повышение уровня сахара в крови (хроническая гипергликемия). Многочисленные научные исследования, включая знаменитое исследование DCCT (Diabetes Control and Complications Trial), убедительно доказали прямую связь: чем выше концентрация глюкозы в крови и чем дольше диабет остается плохо контролируемым, тем быстрее и сильнее проявляются повреждения сосудов.

Высокий уровень глюкозы наносит вред стенкам кровеносных сосудов через несколько взаимоусиливающих биохимических процессов:

• Неферментативное гликозилирование белков.

Когда глюкозы в крови слишком много, она вступает в химическую реакцию со свободными аминогруппами белков, как в плазме крови, так и в самих стенках сосудов.

В результате сначала образуются временные, а затем и постоянные соединения, известные как конечные продукты гликозилирования (AGE). Накопление AGE в стенках сосудов приводит к негативным последствиям:

• Изменение структуры базальной мембраны: AGE связываются с белками базальной мембраны капилляров (например, коллагеном IV типа и ламинином). Это делает мембрану более плотной, менее эластичной и нарушает ее нормальную фильтрационную функцию. Базальная мембрана становится многослойной и более проницаемой.

• Снижение выработки оксида азота (NO): AGE связывают и нейтрализуют NO, который является ключевым веществом, отвечающим за расширение сосудов.

• Запуск воспалительных реакций: AGE взаимодействуют со специальными рецепторами (RAGE) на клетках внутренней выстилки сосудов (эндотелиоцитах) и иммунных клетках (макрофагах). Это стимулирует выработку веществ, вызывающих воспаление (провоспалительных цитокинов) и факторов роста, что усугубляет повреждение сосудов.

• Активация протеинкиназы С (PKC).

Повышенное содержание глюкозы внутри клеток стимулирует выработку диацилглицерола (ДАГ). ДАГ, в свою очередь, активирует определенные формы протеинкиназы С (особенно β- и δ-изоформы) в клетках сосудистой стенки. Активация PKC приводит к следующим последствиям: сужение сосудов (вазоконстрикция), повышение проницаемости сосудистой стенки, усиление размножения эндотелиальных и гладкомышечных клеток, что ведет к утолщению стенки и сужению просвета сосуда.

Функциональные расстройства и клинические синдромы

• Диабетическая ретинопатия: Является ведущей причиной слепоты среди лиц трудоспособного возраста в развитых странах. На начальной (непролиферативной) стадии наблюдаются микроаневризмы, точечные кровоизлияния, отек сетчатки. Вследствие окклюзии капилляров возникают зоны ишемии сетчатки. На поздней (пролиферативной) стадии развивается неоваскуляризация — рост хрупких новообразованных сосудов, прорастающих в стекловидное тело. Разрыв этих сосудов приводит к массивным кровоизлияниям, а формирующаяся соединительная ткань — к тракционной отслойке сетчатки.

• Диабетическая нефропатия: Поражение микрососудов почечных клубочков (гломерулосклероз). Ключевым моментом является утолщение базальной мембраны капилляров клубочка и накопление мезангиального матрикса. Это приводит к потере селективности фильтрационного барьера: в мочу начинают попадать белки (микроальбуминурия → протеинурия). Постепенно развивается гломерулосклероз (узелковый склероз Киммельстила-Уилсона), клубочки замещаются рубцовой тканью, что ведет к хронической почечной недостаточности.

• Диабетическая нейропатия: Нарушение функции периферических нервов обусловлено как повреждением микрососудов, питающих нерв (vasa nervorum), так и прямым токсическим действием гипергликемии через полиоловый путь. Ишемия нерва ведет к демиелинизации и гибели аксонов. Клинически это проявляется потерей чувствительности (риск безболезненных травм и язв стопы), болями, парестезиями, а также вегетативной дисфункцией (ортостатическая гипотензия, гастропарез).

Заключение

Нарушения микроциркуляции представляют собой комплексное и многоступенчатое патологическое явление, развивающееся по предсказуемому сценарию. Оно затрагивает одновременно кровь (изменяя ее вязкость и склонность к слипанию), стенки мелких сосудов (влияя на их тонус и проницаемость) и окружающие ткани. Изучение этих процессов крайне важно для практики. Понимание того, что в таких состояниях, как шок, воспаление или диабет, именно нарушение микроциркуляции и вызванное им кислородное голодание тканей являются центральными звеньями патогенеза, позволяет разрабатывать действенные методы лечения. Эти методы направлены на коррекцию патологических изменений, например, с помощью лекарств, улучшающих текучесть крови, предотвращающих тромбообразование или укрепляющих сосуды. Таким образом, представление о нарушениях микроциркуляции как об универсальном патологическом процессе остается основополагающим для современной науки о болезнях и клинической медицины.

Список литературы

1. Литвицкий, П. Ф. Патофизиология : учебник : в 2 т. / П. Ф. Литвицкий. – 5-е изд., перераб. и доп. – Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2021. – Т. 1. – 624 с.

2. Зайко, Н. Н. Патологическая физиология / Под ред. Н. Н. Зайко, Ю. В. Быця. – Москва : МЕДпресс-информ, 2017. – 640 с.

3. Шмидт, Р. Физиология человека : в 3 т. / Р. Шмидт, Г. Тевс ; пер. с англ. – 3-е изд. – Москва : Мир, 2015. – Т. 2. – 314 с.

4. Войнов, В. А. Патофизиология. В 2 т. Том 1 : учебник / В. А. Войнов. – Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2020. – 768 с.

5. Маянский, Д. Н. Лекции по патологической физиологии / Д. Н. Маянский. – Москва : Медицинская книга, 2016. – 240 с.

6. Дедов, И. И. Эндокринология : национальное руководство / под ред. И. И. Дедова, Г. А. Мельниченко. – 2-е изд. – Москва : ГЭОТАР-Медиа, 2021. – 1112 с.

Код для цитирования: Скопировать