Этапы становления взглядов на коллатеральное кровообращение

Stages of the formation of views on collateral circulation

Автор: Фесенко Анастасия Владимировна

ГБОУ ВПО РНИМУ им. Н.И. Пирогова, г. Москва, Россия

e-mail: fstasy1304@gmail.com  

Fesenko Anastasia Vladimirovna

RNRMU named after. N.I. Pirogov, Moscow, Russia

e-mail: fstasy1304@gmail.com

Аннотация: В этой статье обсуждается роль коллатерального кровообращения, история становления взглядов на этот процесс и ученые, сделавшие особый вклад в его изучение.

Abstract: This article discusses the role of collateral circulation, the history of the formation of views on this process and the scientists who made a special contribution to its study

Ключевые слова: коллатеральное кровообращение, анастамоз, артериальная сеть.

Keywords: collateral circulation, anastomosis, arterial network.

Тематическая рубрика: Медицина и психология.

Понятие о коллатеральном кровообращении.

Коллатеральное кровообращение (сollateral circulation) - это важное функциональное приспособление организма, связанное с большой пластичностью кровеносных сосудов, обеспечивающее бесперебойное кровоснабжение органов и тканей. Давно было замечено, что при выключении сосудистой магистрали кровь устремляется по окольным путям – коллатералям и питание отключенной части тела восстанавливается.

Основным источником развития коллатералей являются анастомозы сосудов. Степень развития анастомозов и возможности их преобразования в коллатерали определяют потенциальные возможности сосудистого русла конкретной области тела или органа. В тех случаях, когда предшествующих анастомозов для развития коллатерального кровообращения недостаточно, возможно новообразование сосудов. Так, коллатерали бывают двух типов:одни существуют в норме, имеют строение нормального сосуда, другие развиваются из анастомозов вследствие расстройства нормального кровообращения и приобретают иное строение. Под коллатеральным кровообращением понимают боковой, параллельный ток крови, который возникает в результате затруднения кровотока, что наблюдается при закупорке, повреждении, ранениях сосуда, а также перевязке сосудов во время операции. Впоследствии кровь устремляется по анастомозам в ближайшие боковые сосуды, которые и носят название коллатералей.

Необходимо четко определить разницу между анастомозами и коллатералями:

Анастомоз – соустье, соединение между собой двух разных сосудов или соединение двух сосудов третьим, это чисто анатомическое понятие.

Коллатераль – боковой, параллельный путь сосуда, по которому осуществляется окольный ток крови, это анатомо-физиологическое понятие.

Сосудистые коллатерали могут быть внеорганными и внутриорганными.

Внеорганными коллатералями являются крупные, анатомически определенные анастомозы между ветвями артерий, снабжающих ту или иную часть тела или орган, или между крупными венами. Различают межсистемные анастомозы, которые связывают разветвления одного сосуда и ветвями другого сосуда, и внутрисистемные анастомозы, образующиеся между ветвями одного сосуда. Внутриорганные коллатерали образуются между сосудами мышц, стенок полых органов, в паренхиматозных органах. Источниками развития коллатералей служат также сосуды подкожной клетчатки, околососудистое и околонервное русло.

Чтобы понять механизм коллатерального кровообращения нужно знать те анастомозы, которые соединяют между собой системы различных сосудов. Так, например, межсистемные анастомозы находятся между ветвями крупных артериальных магистралей, внутрисистемные – между ветвями одной крупной артериальной магистрали, ограничивающиеся пределами ее разветвления, артериовенозные анастомозы – между тончайшими внутриорганными артериями и венами. По ним кровь течет в обход микроциркуляторного русла при его переполнении и, таким образом, образует коллатеральный путь, непосредственно соединяющий артерии и вены, минуя капилляры. Кроме того, в коллатеральном кровообращении принимают участие многочисленные тонкие артерии и вены, сопровождающие магистральные сосуды в сосудисто-нервных пучках и составляющие так называемое околососудистое и околонервное артериальное и венозное русло.

История изучения и становления взглядов на коллатеральное кровообращение.

Начало широким исследованиям коллатерального кровообращения было положено в XIX веке Н.И. Пироговым, Э. Купером, Р. Леришем, С. Нотнагелем, Л. Портой. В ХХ веке они развивались В.А. Оппелем, В.Н. Тонковым, В.Н. Шевкуненко и их научными школами. В.Н. Тонковым создано учение о пластичности кровеносных сосудов, т.е. способности кровеносного русла изменять свою морфологическую организацию при изменении условий гемодинамики.

Н.И. Пирогов первым в мире встал на эволюционный путь исследований в вопросе о перевязке сосудов и развитии коллатерального кровообращения – в частности. Он защитил диссертацию в 1832 году, где указал, что при постепенном передавливании брюшной части аорты развивается окольное кровообращение. Основное значение в функционировании имеют коллатерали боковые или обходные пути кровотока, ветви кровеносных сосудов, расположенные рядом с участком сосуда, на который наложена лигатура. Таким образом, им была открыта одна из важных компенсаторных функций организма – коллатеральное кровообращение.

Н.И. Пирогов описал клиническую картину последствий, возникающих после перевязки брюшной части аорты и, прежде всего, её влияние на организм в целом. После этой операции коллатеральное кровообращение развивается в брюшной полости и нижних конечностях. Одновременно, в грудной полости наблюдаются огромные приливы крови к легким и сердцу, вызывающие тяжелые нарушения дыхания и сердечной деятельности, сопровождающиеся смертью. Вопрос о том, в какой мере и за счет каких коллатералей развивается окольное кровообращение после перевязки брюшной части аорты, впервые получил надлежащее освещение в трудах Николая Ивановича, частично представленных в диссертации и "Анналах дерптской клиники".

В восстановлении кровообращения после лигатуры брюшной части аорты могут иметь место анастомозы:

1) между конечными ветвями внутренней грудной артерии и нижней надчревной;

2) между поясничными артериями и другими ветвями брюшной части аорты или ветвями подвздошных артерий;
3) между верхней и нижней брыжеечными артериями.

Свои наблюдения по перевязке крупных артерий Н.И. Пирогов переносит в клинику. В "Анналах хирургического отделения дерптской клиники" (за 1837 и 1839 гг.), а затем в "Началах общей военно-полевой хирургии" (60-е годы) он изложил богатейший материал, собранный им на протяжении многих лет интенсивного труда. Анатомо-физиологическая основа его трудов по коллатеральному кровообращению получила развитие в последующие годы.

Итак, вклад Николая Ивановича Пирогова:
Н.И.Пирогов впервые показал, что источником коллатералей являются анастомозы. Особую роль при перевязке брюшной аорты он отводил анастомозам между поясничными артериями и анастомозам между брыжеечными артериями.

Н.И.Пирогов доказал, что постепенное стенозирование брюшной аорты легче переносится животными, одновременное – приводит к смерти. Первым из ученых обратил внимание на тот факт, что потенциальные возможности сосудистой системы у животных гораздо выше, чем у человека.

Пирогов точно определил архитектонику и глубину проникновения в стенку аорты нервных структур и собственных сосудов.
Полагал, что адвентициальная оболочка участвует в процессе регенерации поврежденной стенки артерии. По этому поводу Николай
Иванович указывал: «…я думаю, что в процессе сращения артериальных ран еще недостаточно оценили роль, которую тут играет
adventitia. Эта оболочка для жизни артерий то же, что надкостная плева для костей»

Диссертация Н.И. Пирогова послужила толчком для дальнейшей разработки проблемы коллатерального кровообращения. Продолжателями идей Пирогова явились С.П. Коломнин, В.А. Оппель, В.Н. Шевкуненко, П.Ф. Лесгафт, P. Porta, B. Traube и др.

Глубокое изучение коллатерального кровообращения связано с именем крупного советского анатома Владимира Николаевича. Начало своих известных исследований по коллатеральному кровообращению сам Владимир Николаевич описывает так: «Зимой 1894 г. в препаровочной кафедры нормальной анатомии Военно-медицинской академии проводились обычные занятия по сосудистой и нервной системам со студентами 2 курса.

Артерии в то время было принято инъецировать горячей восковой массой. Когда прозектор Батуев начал препарировать одну из конечностей, то оказалось, что в бедренную артерию масса не проникла. В дальнейшем выяснилось, что наружная подвздошная артерия (и бедренная) не приняла массу потому, что была перевязана, по-видимому, за несколько лет до смерти человека. Сосуды другой конечности были совершенно нормальны. Профессор Таренецкий поручил обследовать эту редкую находку работавшему на кафедре студенту старшего курса Тонкову, который сделал доклад в Хирургическом обществе о развившихся анастомозах и затем
опубликовал его».

Это исследование интересно как отправной пункт, с которого начались, ставшие ныне широко известными, работы В.Н. Тонкова и его школы по коллатеральному кровообращению, представляющие целое новое учение о сосуде с точки зрения его динамики. Заурядный человек, описав развившиеся окольные пути, ограничился бы этим, но Тонков посмотрел на этот случай из области патологии как на эксперимент, поставленный самой природой, и понял, что без опытов на животных невозможно вскрыть закономерности развития окольных путей, приводящие к восстановлению кровотока в анемизированной области. Под его руководством были изучены коллатерали, развивающиеся в конечностях, стенках туловища, внутренних органах, в области головы и шеи, была показана изумительная способность артерий к глубоким структурным и функциональным изменениям, наступающим после нарушения кровотока в бассейнах всех крупных магистралей организма животного.

Детальное изучение коллатералей, развивающихся у животных, в норме и при выключении того или иного артериального ствола, школа Тонкова изучала самым тщательным образом. При операциях на парных сосудах контролем служили артерии противоположной стороны, на непарной области или органе в качестве контроля использовался здоровый объект. Через определенное время животное убивали, производили тонкую инъекцию сосудов контрастной массой, применяли рентгенографию и
детальную препаровку. Было установлено, что превращение ничтожной артерии в мощный ствол значительного диаметра с толстой стенкой совершается при явлениях размножения клеток и роста тканей, входящих в состав стенки сосуда.

Внимание учеников Тонкова привлекло изучение явления извилистости сосудов, что в норме встречалось довольно редко, а при
развитии коллатералей происходило всегда, особенно через длительные сроки после операции. В норме артерии идут к органам кратчайшим, часто прямым путем, они не извиваются, (за некоторыми исключениями).

Это общий закон. Извилистость представляет собой постоянное явление для анастомозов артерий, развивающихся в мышцах, коже, вдоль нервов, в стенке крупных сосудов (из vasa vasorum). Удлинение артерий и образование изгибов отражается отрицательно на питании соответствующего органа. Развитие извилистости коллатералей можно представить следующим образом: при выключении магистрали воздействие кровотока (изменение давления и скорости) на коллатерали данной области резко изменяется, их стенка перестраивается коренным образом. Причем вначале перестройки выражены явления деструкции, прочность стенки и ее сопротивляемость кровотоку ослабевает, и артерии раздаются в ширину, удлиняются и становятся извилистыми. В конечном счете, образование извилистостей приводит к тому, что количество крови, приносимое коллатералями в область, где магистраль выключена, постепенно нарастает и через определенный промежуток времени достигает нормы. Таким образом, коллатераль, как сформировавшийся сосуд, характеризуется равномерным расширением просвета на протяжении всего анастомоза, крупно волнистой извилистостью и преобразованием сосудистой стенки. Иначе говоря, извилистость коллатералей явление весьма неблагоприятное и
происходит оно в результате расслабления стенки сосуда и растяжения ее в поперечном и продольном направлении.

Школе Тонкова удалось установить связь между нервной системой и развитием коллатерального кровообращения. И.Д. Лев перерезал собакам задние корешки и травмировал спинальные ганглии в пределах сегментов от IV поясничного до II крестцового. Через различные сроки после операции изучалась артериальная система задних конечностей. При этом исследовалась не только мускулатура в целом, но и каждая мышца в отдельности. В толще мышц было обнаружено развитие исключительно мощных анастомозов. Одновременно с операцией на сосудах производилась на одной стороне деафферентация – всегда в области
одних и тех же сегментов. Было показано, что в половине случаев получается резкая реакция артериальной системы: в
деафферентированной конечности развитие окольных путей происходит интенсивнее, чем в конечности с неповрежденной иннервацией: коллатерали в мышцах, коже и отчасти в крупных нервах более многочисленны, отличаются особенно крупным калибром и более выраженной извилистостью.

Данный факт объясняется следующим: в результате травмы спинального ганглия возникают дегенеративные процессы в нерве,
которые приводят к образованию гистаминоподобных веществ на периферии, что способствует увеличению калибра сосудов и
возникновению трофических изменений в их стенке (потеря эластичности), кроме того, перерезка задних корешков, уменьшая тонус
симпатической сосудосуживающей иннервации, облегчает условия использования коллатерального резерва тканей.

Таким образом, жизнь и деятельность В.Н. Тонкова и его школы стала достоянием истории науки, а его труды, прошедшие самую строгую проверку временем, продолжаются в созданной им школе стараниями уже многих поколений учеников и их последователей.

Значительный вклад в изучение коллатерального кровообращения внесли и другие профессора. Так, в 1935 году Борис Алексеевич Долго-Сабуров защитил диссертацию «Коллатеральное кровообращение и потенциальные свойства артерий». Им была изучена пластичность венозной системы в разных областях тела, и источники окольных путей кровотока, сроки формирования, динамика развития и изучены опасные для жизнедеятельности организма места окклюзных поражений в венозной системе. Профессором Дыскиным была изучена судьба развившихся коллатералей после восстановления кровотока по магистральным артериальным стволам, протезирование, шунтирование, эндартериэктомия, изучены сроки и динамика преобразования коллатералей в анастомозы.

Заключение.

Изучение коллатерального кровообращения, его механизма, роли при различных патологиях является очень актуальной и важной отраслью анатомии. Работа над ним ведется с 19 века и по сей день. Каждый год выходит огромное количество статей, где публикуется роль коллатерального кровообращения при травмах, ранениях, операциях и поражениях разных органов и систем. В настоящее время изучение не ограничивается только анатомическими и физиологическими аспектами, исследуют также молекулярные и генетические механизмы данного явления.

«Для этой гигантской работы, вероятно, нужна новая жизнь, или, лучше сказать, вдохновенные ученики» - так писал доктор медицинских наук Вольфганг Шапер в своей статье «Development of the collateral circulation: History of an idea». Он занимался изучением коллатерального кровообращения с 1960-х годов, начав с анатомии, остановившись на выделении определенных
генов. Он всю жизнь посвятил изучению этой темы, написал множество статей, но даже после этого не смог сказать, что тема изучена до конца. Мы можем сделать вывод, что человечеству нужно приложить еще много усилий и потратить много времени для разгадки всех тонкостей коллатерального кровообращения.

Список литературы:

1. Development of the collateral circulation: History of an idea. Wolfgang Schaper, MD PhD DSci

Клиническая ангиология. Практическое руководство.

Лекция военно-медицинской академии им. Кирова «Коллатеральное кровообращение - прошлое, настоящее и перспективы развития»

Николаев А.В. Топографическая анатомия и оперативная хирургия: учебник / А.В. Николаев, О.Л. Осипова, С.В. Шматов, А.А. Сотников «Анатомические основы коллатерального кровообращения человека».

Штейнле А.В. Compartment syndrom и коллатеральное кровообращение при сочетанных огнестрельных костно-артериальных
повреждениях конечностей в эксперименте.