Артериальное давление определяет кровоток в тканях. При этом кровоток в органах не зависит от артериального давления. Кровоток в тканях определяется локальными метаболическими потребностями и может варьироваться в широких пределах, независимо от изменений артериального давления. Более того, изменения артериального давления в физиологических пределах не оказывают влияния на кровоток в тканях.
Причина этих очевидных несоответствий кроется в детерминантах органного кровотока. Ткани обладают способностью ауторегуляции доставки кислорода для обеспечения их метаболических потребностей. В случае роста метаболических потребностей, к примеру, как это бывает в кишечнике при переваривании пищи, или в головном мозге при интенсивных размышлениях, или в скелетных мышцах при физической нагрузке, локальное потребление кислорода растет для поддержания уровня АТФ. Такие и подобные им состояния ретроградно стимулируют локальный эндотелий соответствующих капилляров со снижением вазомоторного тонуса [1]. Такие индуцированные метаболизмом изменения в локальном вазомоторном тонусе дополняются локальными и глобальными изменениями симпатического тонуса, что опосредуется стимуляцией альфа-адренэргических рецепторов и высвобождением катехоламинов [2].
Центральным для контроля локального кровотока является наличие сосудистого тонуса [3]. Среднее артериальное давление (МАР) на всем протяжении от аорты до периферических артерий остается практически без изменений, так как большая часть артериального контура функционирует скорее как конденсатор (capacitor), хранящий кровь под давлением, чем как канал, в котором давление теряется для преодоления сопротивления потоку крови. Но при этом, по мере приближения потока крови по артериальному дереву к терминальным артериям и артериолам, относительная скорость потока растет, а диаметр сосудов сужается. Это ведет к быстрому снижению артериального давления в небольших артериолах за счет сопротивления. Тонус гладкой мускулатуры периферических артериальных сосудов противостоит возрастающим силам внутрисосудистого сопротивления. Согласно закону Лапласа, напряжение сосудистой стенки зависит от отношения внутрипросветного давления, умноженного на радиус кривизны, к толщине сосудистой стенки. Так как диаметр сосуда снижается при том же вазомоторном тонусе, его активное натяжение, способствующее констрикции относительно давления внутри сосуда, увеличивается. Как только вазомоторный тонус превысит локальное артериальное давление, сосуд коллапсирует, что ограничивает поток. Давление внутри сосуда, при котором сосуд коллапсирует, является критическим давлением закрытия (critical closing pressure [Pcc]). Рсс — эффективное обратное давление к артериальному потоку, независящее от давления в капиллярах и венах ниже по течению. Эти коллапсированные сосудистые сегменты называются «резисторами Старлинга» (Starling resistors) [4]. Как правило Рсс превышает среднее системное давление наполнения (Рис.1*) [5]. Разница между Рсс и средним давлением наполнения циркуляции называется «сосудистым водопадом» (vascular waterfall), так совсем неважно, как далеко падает вода, после того как она перельется через край. Давление тканевой перфузии (ТРР) — это МАР минус Рсс. Согласно этому, в мелких артериях имеется как артериальное сопротивление, что определяет соотношение артериального давления к потоку, так и Рсс, что определяет эффективное обратное давление по отношению к этому потоку.
Артериальная резистенция и коллабированный сегмент связаны между собой, но отражают различные сосудистые локусы. Артериальная резистенция контролируется локальным и глобальным симпатическим тонусом, в то время как на коллабирование сегментов в большей степени оказывают влияние метаболические потребности. Каждое сосудистое ложе имеет свою собственную специфическую артериальную резистентность и Рсс. Несмотря на то, что объединенный параметр глобальной артериальной резистентности и Рсс может быть определен для артериального контура путем наблюдения за соотношением сердечного выброса к артериальному давлению при быстром снижении кровотока, это соотношение может не отражать региональный кровоток. Значения регионального тканевого Рсс могут варьироваться для поддержания адекватной органной перфузии в зависимости от локальной метаболической активности. Но при генерализованной потере периферического вазомоторного тонуса, что часто наблюдается при сепсисе и при вазоплегии после кардиохирургических операций, общий Рсс снижается. Несмотря на то, что это выглядит хорошо для увеличения перфузии тканей, это также вызывает пропорциональное снижение МАР, так что любая возможность ауторегуляции кровотока в тканях в соответствии с их метаболическими потребностями сильно ограничивается.
Невозможно переоценить значение Рсс для понимания сердечно-сосудистого гомеостаза, распределения регионального кровотока, потока крови в микроциркуляции и эффектов гипотензии, сепсиса и терапии вазоактивными препаратами на тканевую перфузию.
Во-первых, так как сосудистое ложе в зависимости от расположения может нести различия в отношении резистентности и Рсс, при постепенном снижении МАР кровоток между органами распределяется неравномерно и зависит от локальной сосудистой резистентности и Рсс. Это объясняет, почему почки так уязвимы к ишемии, индуцированной гипотензией, в то время как кишечник и печень в меньшей степени [2].
Во-вторых, как инфузия экзогенного агониста альфа-рецепторов, так и патологическая вазоплегия, что наблюдается при сепсисе [6], ингибируют перераспределение локального кровотока, блокируя локальные симпатические петли обратной связи, что потенциально способствует развитию ишемии тканей независимо от артериального давления.
В-третьих, кровоток в микроциркуляции, как прямой показатель кровотока в тканях, может варьироваться независимо от глобальных изменений в сердечном выбросе и в артериальном давлении, так как его изменения пропорциональны локальным метаболическим потребностям [7]. Такая диссоциация между показателями изменений регионального и глобального кровотока во время интенсивной терапии сепсиса и септического шока может отражать нарушения метаболического баланса, что отражается в отсутствии локального контроля за локальным Рсс. Увеличение МАР путем введения норэпинефрина с 65 ммHg до 85 ммHg может как улучшить микроциркуляторную перфузию, так и резко ее ухудшить в зависимости от состояния микроциркуляции [8].
При проведении адекватной интенсивной инфузионной терапии доказательствами наличия тканевой гипоперфузии служат удлинение времени ре-заполнения капилляров, олигурия и внутрибрюшная гипертензия, а преодолеть тканевую гипоперфузию возможно путем тщательного подбора дозы норэпинефрина для увеличения МАР. Положительные или отрицательные эффекты от вазопрессоров на тканевую перфузию зависят от их воздействия на МАР и Рсс. Мониторинг ТРР может предложить хорошее решение этой задачи в виде оптимизации артериального давления у пациентов с циркуляторным шоком [9]. В ретроспективном исследовании было показано, что низкое ТРР несло ассоциации с высокой летальностью, длительной госпитализацией и с более высокими уровнями сывороточного лактата по сравнению с пациентами с более высоким ТРР при аналогичных значениях МАР [10].
Безусловно, глобальный кровоток и МАР являются важными параметрами для мониторинга и использования в качестве начальных целей интенсивной терапии. С другой стороны, поддержание артериального давления, превышающего пределы ауторегуляции, не гарантирует восстановление адекватной органной перфузии в условиях вазоплегии и чрезмерной инфузии вазопрессоров. Следовательно, оценка функционального состояния органов-мишеней на основании данных о перфузии является основополагающим аспектом при оценке эффективности циркуляции и при определении конечных точек интенсивной терапии.
References
- Stamler JS, Jia L, Eu JP, et al. Blood flow regulation by S-nitrosohemoglobin in the physiological oxygen gradient. Science. 1997;276:2034–7.
- Edouard AR, Degremont AC, Duranteau J, Pussard E, Berdeaux A, Samii K. Heterogenous regional vascular responses to simulated transient hypovolemia in man. Intensive Care Med. 1994;20:414–20.
- Permutt S, Riley RL. Hemodynamics of collapsible vessels with tone: the vascular waterfall. J Appl Physiol. 1963;18:924–32.
- Patterson SW, Starling EH. On the mechanical factors which determine the output of the ventricles. J Physiol (Lond). 1914;48:357–79.
- Maas JJ, de Wilde RB, Aarts LP, Pinsky MR, Jansen JR. Determination of vascular waterfall phenomenon by bedside measurements of mean systemic filling pressure and critical closing pressure in the intensive care unit. Anesth Analg. 2012;114:803–10.
- Pinsky MR, Matuschak GM. Cardiovascular determinants of the hemodynamic response to acute endotoxemia in the dog. J Crit Care. 1986;1:18–31.
- De Backer D, Creteur J, Preiser JC, Dubois MJ, Vincent JL. Microvascular blood flow is altered in patients with sepsis. Am J Respir Crit Care Med. 2002;166:98–104.
- Dubin A, Pozo MO, Casabella CA, et al. Increasing arterial blood pressure with norepinephrine does not improve microcirculatory blood flow: a prospective study. Crit Care. 2009;13:R92.
- Andrei S, Bar S, Nguyen M, Bouhemad B, Guinot PG. Effect of norepinephrine on the vascular waterfall and tissue perfusion in vasoplegic hypotensive patients: a prospective, observational, applied physiology study in cardiac surgery. Intensive Care Med Exp. 2023;11:52.
- Chandrasekhar A, Padrós-Valls R, Pallarès-López R, et al. Tissue perfusion pressure enables continuous hemodynamic evaluation and risk prediction in the intensive care unit. Nat Med. 2023;29:1998–2006.
Рис.1. Связь между изменениями сердечного выброса (СО) при выполнении маневров задержки дыхания в конце вдоха и давлением в правом предсердии (Пра), определяющим кривую венозного возврата, и средним артериальным давлением (Па), определяющим соотношение артериального давления и расхода у пациента, находящегося на искусственной вентиляции легких под наркозом. Артериальное критическое давление закрытия (Pcc) — это экстраполяция кривой желудочкового выброса с нулевым расходом, точно так же, как среднее давление наполнения кровеносной системы (Pmsf) — это экстраполяция кривой венозного возврата с нулевым расходом. Разница давлений между Pcc и Pmsf — это сосудистый водопад. Разница давлений между артериальным давлением и Pcc — это перфузионное давление в тканях. В этом примере у пациента, перенесшего кардиохирургическую операцию, среднее артериальное давление составляет 75 мм рт.ст., а Чсс составляет 35 мм рт.ст., перфузионное давление в тканях составляет (75 мм рт.ст.-35 мм рт.ст.), или 40 мм рт.ст.
Источник: https://ccforum.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13054-024-04912-4