Журнал «Травма» Том 9, №2, 2008

Синдром жировой эмболии (СЖЭ) - тяжелое осложнение механической травмы, подчас приводящее к критическому состоянию больных. Единого подхода в объяснении возникновения СЖЭ на сегодня нет [6,10,17,18,22]. Существующие концепции отражают лишь частные стороны сложного механизма формирования СЖЭ, в то же время исследователи едины в том, что развитию СЖЭ способствуют как характер, локализация, тяжесть повреждений, так и ятрогенные факторы, вызванные отсутствием четкого представления о формировании травматической болезни и единого подхода к построению лечебно-профилактических программ [6,7,8,17,21].

По нашему мнению, решение проблемы предупреждения и лечения СЖЭ следует рассматривать не в плоскости поиска «надежных и единственных признаков» и эффективного препарата, а в более широком и глубоком подходе к изучению патогенеза травматической болезни, рассматривая ее с позиций современных представлений о синдроме системного воспалительного ответа - универсальной реакции организма на экстремальный фактор любого генеза [1,2,5]. Наиболее часто СЖЭ встречается при переломах диафиза бедренной кости, костей голени, таза и массивных повреждениях жировой клетчатки, реже - при интрамедуллярном остеосинтезе бедра, артро- и вертебропластике, серповидно-клеточной анемии, сахарном диабете, панкреатите и т.д. [7,10,21-23,25,26,32,40]. Таким образом, переломы длинных трубчатых костей нижних конечностей являются частой, но далеко не единственной причиной развития СЖЭ.

При всем разнообразии этиологических факторов травматического и нетравматического генеза, главным условием развития СЖЭ является образование жировых эмболов. Жировые эмболы могут быть представлены недифференцированными липидными массами, жировыми клетками или липидными комплексами больше 5-8 мкм, формирующимися в организме при любых критических состояниях, в том числе и при травмах [7,10,17,21,27].

По данным различных авторов, гистологически жировые капли выявляются у 90–100% больных с травмой опорно-двигательной системы. При благоприятном течении посттравматического периода у большинства пострадавших жировые капли самостоятельно утилизируются. Однако у 1-4% пострадавших, в силу определенных, до конца не выясненных причин, морфологический феномен жировой эмболии реализуется в тяжелый клинический синдром - СЖЭ, в основе которого лежит полиорганная недостаточность [6,7,10,17].

Вероятность развития СЖЭ при травме определяется тяжестью и характером травматических повреждений, адекватностью и сроками медицинской помощи в совокупности с индивидуальными особенностями реактивности организма пострадавшего [8,10,21,36,37].

Пусковым источником образования жировых эмболов служат капли жира костного мозга. Переломы длинных трубчатых костей нижних конечностей и таза сопровождаются интравазацией жира костного мозга и подкожно-жировой клетчатки в сосудистое русло. Этому способствует отсутствие в стенке интрамедуллярных венозных сосудов сократительного и клапанного аппарата, а также высокое давление в перифрактурной гематоме. Роль жировых капель, поступающих в кровоток с места повреждения, состоит в том, что, во-первых, они стимулируют выброс липазы, которая активирует мобилизацию жира из жировых депо, а, во-вторых, жировые капли вызывают развитие в легких локальной воспалительной реакции и создают предпосылки к развитию синдрома системного воспалительного ответа (ССВО) даже у больных с изолированной травмой [7].

Следующим источником образования жировых эмболов является избыточное поступление липидов из жировых депо в кровь. Травма вызывает ряд местных (в области повреждения) и общих изменений в организме пострадавшего. Ведущими патогенетическими факторами травматической болезни являются гиповолемия, афферентная импульсация из мест повреждений, психоэмоциональный стресс, эндотоксемия, нарушение функций жизненно важных органов [3,11,13,16,18].         

Первостепенное значение имеет гиповолемия в результате кровопотери из поврежденных тканей, депонирования крови и фазной экстраваскулярной транслокации жидкой части крови [3,11,16].

Не менее важным фактором в формировании травматической болезни является интенсивная афферентная импульсация из мест повреждения. Нестабильность костных отломков, усугубляющаяся при транспортировке, возбуждении больного или проведении лечебно-гигиенических мероприятий, служит одной из ведущих причин нарушения метаболизма. Боль является субъективным фактором, что создает определенные сложности в адекватности обезболивания. Длительное и интенсивное болевое раздражение является сильнейшим стимулятором гипоталамо-гипофизарно-адренергической системы и приводит к рефлекторной ишемии тканей [3,11,16].

Еще одним немаловажным фактором формирования травматической болезни является психоэмоциональный стресс. Внезапность получения травмы, страх и тревога еще больше усиливают нейровегетативную реакцию [3,11,13].

Совокупность этих факторов приводит к дезинтеграции деятельности ЦНС, активации гипоталамо-гипофизарно-адренергической системы, централизации кровообращения, перфузионному дефициту, прогрессированию тканевой гипоксии [3,5,11,12,16].

Компенсация нарушений гемодинамики, дыхания и других функций организма повышает энергозатраты. Происходит мобилизация энергии для поддержания иммунных, воспалительных и регенеративных реакций в организме посредством стимуляции процессов гликогенеза и, что более важно, глюконеогенеза [3,12,13].

При этом, с одной стороны, резко возрастает энергетическая потребность организма, а с другой – затрудняется доставка кислорода тканям. В связи с высоким расходом энергии запасы ее основного источника - гликогена - быстро истощаются. Утилизация глюкозы в условиях снижения продукции и активности инсулина нарушается, в результате чего усиливается мобилизация жира из жировых депо. Липолиз является наиболее энерговыгодным защитно-приспособительным механизмом организма и мог бы удовлетворить возрастающие энергопотребности. Несмотря на это, прогрессируют нарушения белкового обмена. Это объясняется тем, что в условиях стресса высокий уровень глюкокортикоидов повышает способность углеродных радикалов аминокислот вступать в цикл трикарбоновых кислот несмотря на высокое содержание в крови жирных кислот [12].

При активации мышечного протеолиза и, в меньшей степени, липолиза в крови происходит накопление триглицеридов и свободных жирных кислот. При этом выраженная и пролонгированная гипоальбуминемия приводит к нарушению связывания и транспорта различных биологически активных веществ, среди которых наибольшее значение у больных с травмой опорно-двигательной системы имеют липиды, в избытке поступающие в кровь [1,2,33]. Накоплению жирных кислот способствует и тот факт, что адренстимулированный липолиз освобождает большое количество свободных жирных кислот (СЖК) с длинной углеродной цепью, которые не могут быть связаны альбумином [19].

На фоне прогрессирующей гипопротеинемии в печени и кишечнике увеличивается синтез липопротеидов, преимущественно очень низкой плотности, содержащих наибольшее количество липидов и наименьшее количество белка, стабилизирующего липидную мицеллу, и представляющих наибольшую опасность в формировании жировых эмболов [17].

Еще одним источником образования жировых капель служат липиды циркулирующей крови. Циркулирующий в норме эмульгированный жир стабилизирован с помощью фосфатидов и альбуминов крови. В условиях стресса под воздействием различных веществ, например, тромбопластина, С-реактивного белка, происходит изменение электрического заряда липидов (нейтральные жиры, хиломикроны), их агрегация и образование жировых эмболов. Изменение рН крови и нарушение белкового обмена приводят к отщеплению от липопротеидов их липидной части и образованию жировых эмболов [7,17,21].

Все перечисленные механизмы принимают участие в образовании жировых эмболов, однако соотношение этих механизмов у каждого больного различно и зависит как от характера повреждения, так и от состояния компенсаторно-приспособительных реакций пострадавшего. С током крови жировые эмболы попадают в легкие. Следует отметить, что от количества микроэмболов, их размеров и скорости поступления в легочную артерию зависит выраженность гемодинамической реакции в легких.

Острая форма СЖЭ развивается при быстром массивном поступлении жировых капель («эмболический ливень») в легкие. Блокада легочной микроциркуляции жировыми эмболами, сгустками тромбоцитов и фибрина вызывает легочную гипертензию, увеличение легочного венозного сопротивления и перегрузку правого желудочка. Изменения центральной гемодинамики включают остро развивающуюся брадикардию, резкое повышение ЦВД и сопротивления в малом круге кровообращения, стремительное падение минутного объема сердца и артериального давления, нередко приводящее к остановке сердца [7,21,30,31,42]. Расстройства гемодинамики могут объясняться развитием пульмокоронарного рефлекса, укладывающегося в картину рефлекса Парина-Швигка, в основе которого лежит падение системного АД в ответ на раздражение вагусной рефлексогенной зоны сосудистого русла легких. В то же время повышение ЦВД приводит к снижению скорости лимфооттока и прогрессированию отека легких. Тяжелая механическая травма опорно-двигательной системы запускает все пути образования жировых капель, которые в большом количестве поступают в сосудистое русло и легкие. В то же время, выраженная кровопотеря и нестабильность витальных функций требуют проведения интенсивной терапии (введение адреномиметиков, инфузионная терапия, ИВЛ, гемотрансфузии), усугубляющей легочные нарушения. Совокупность этих факторов приводит к развитию острой правожелудочковой недостаточности, коллапсу, угнетению работы сердца и, нередко, к смерти в течение суток.

Незначительное по количеству и скорости поступление жировых капель в кровь, которое имеет место при любой скелетной травме, приводит к активации фагоцитоза, агрегации макрофагов и гранулоцитов, развитию локальной воспалительной реакции в легких и изменениям гемодинамики, в первую очередь в малом круге кровообращения, с тахикардией, умеренным ростом АД и ЦВД. При адекватной и своевременной медицинской помощи у большинства больных жировые эмболы в легких лизируются на фоне отсутствия или незначительной клинической симптоматики, проявляющейся субклинической формой СЖЭ [2,7,21].

Подострая форма СЖЭ развивается при более выраженной механической обтурации капилляров легких жировыми эмболами. Это приводит к повышению давления в легочной артерии, нарушению перфузионно-вентиляционного соотношения, сбросу неоксигенированной крови вследствие внутрилегочного шунтирования, нарастанию гипоксемии, гипоксии [6,7,21].

Под влиянием легочной липазы происходит гидролиз жировых эмболов, освобождение большого количества свободных жирных кислот, а гипоальбуминемия и метаболический ацидоз в условиях стресса способствуют значительному уменьшению их связывания альбумином и усилению их ассоциации с клеточной мембраной. Повреждение эндотелия легочных микрососудов и пропотевание жидкости, электролитов и белка в интерстиций приводит к гипергидратации интерстиция, снижению эластичности легочной паренхимы и синтеза сурфактанта, отеку и коллабированию альвеол, шунтированию крови, артериальной гипоксемии и формированию острого респираторного дистресс-синдрома [6,7,19,21,25,35,36].

Легкие, выполняющие роль эндогенного фильтра, участвуют как в инактивации, так и в синтезе множества биологически активных веществ. Нарушение метаболической функции легких приводит к накоплению продуктов протеолиза, метаболитов (гистамин, кинины, простагландины, оксид азота), повышению провоспалительных цитокинов (интерлейкин-1, интерлейкин-6, фактор некроза опухоли), которые повышают выработку белков «острой фазы» (фибриноген, С - реактивный белок), стимулируют Т - и В-клеточный иммунитет, гиперпродукцию простагландинов и играют большую роль в развитии генерализованного воспалительного каскада, и проявляющегося подострой формой СЖЭ [1,2,6,7,21,41].

Повреждение клеток под влиянием механического, токсического и гипоксического воздействия имеет универсальный характер и включает в себя, прежде всего, механизмы гипоксического и свободно-радикального некробиоза [4].

Гипоксическое повреждение клеток сопровождается утратой трансмембранных градиентов и увеличением внутриклеточных концентраций натрия и кальция. Длительное повышение цитоплазматической концентрации активного кальция – это центральное звено клеточной гибели, запускающее несколько патогенетических механизмов некробиоза и апоптоза [4,19].

Избыток внутриклеточного кальция активирует мембранные фосфолипазы А, приводя к освобождению из фосфолипидов поврежденных мембран арахидоновой кислоты, которая каскадно окисляется по двум альтернативным путям. Циклооксигеназный путь ведет к образованию простагландинов и тромбоксанов, а липооксигеназный – к синтезу эйкозаполиеновых кислот и лейкотриенов [4].

Захват кальция митохондриями приводит к их неспособности окислять жирные кислоты, формированию эндогенных мыл, омылению и «растворению» мембран и необратимой гибели внутриклеточных структур под воздействием гидролаз, активных радикалов и других метаболитов [4].

Снижение синтеза фосфолипидов и активация перекисного окисления липидов в легких приводит к повреждению липидов сурфактанта, нарушению его поверхностно–активных свойств [13].

Расстройства газообмена определяют основные клинические симптомы СЖЭ: тахипное, диспное, кашель, боли за грудиной, цианоз, жесткое дыхание, влажные хрипы [6,7,8,14,15,21,27,29].

Важным звеном в патогенезе СЖЭ является нарушение коагуляции, вызванное поступлением в кровоток тканевого тромбопластина, основным источником которого у больных со скелетной травмой является внутрисосудистая миграция костного мозга. Тканевый тромбопластин вызывает активацию факторов свертывания, развивается коагулопатия потребления, формируются тромбиновые сгустки, вследствие чего микроэмболия прогрессирует.

Расстройства коагуляции и эмболия капилляров кожи лежат в основе возникновения единственного патогномоничного симптома СЖЭ – петехий. Характерна локализация петехиальных высыпаний – переднебоковые поверхности грудной клетки, внутренняя поверхность плеча, иногда склеры, верхнее небо, живот и бедра [6,7,10,21]. Распространенность петехиальных высыпаний и их прогрессирование в течение нескольких суток, по нашему мнению, является показателем тяжести СЖЭ.

Петехиальные высыпания обнаруживаются и при эмболии головного мозга. Наибольшее количество петехий локализуется в сером веществе, коре мозга, где наиболее развита сосудистая сеть. Но, не смотря на то, что в белом веществе обнаруживаются лишь единичные эмболы, повреждения здесь более значительны из-за слабо развитых коллатералей. Развивающиеся отек, периваскулярные инфаркты, очаги некроза и дегенерации миелина обусловливают неврологический дефицит. Гипоксия непосредственно повреждает гематоэнцефалический барьер, который становится проницаемым для метаболитов и способствует накоплению в мозговой ткани недоокисленных продуктов обмена [34,38,39]. В ответ на это развивается воспалительная реакция, выработка специфических мозговых антител и иммунная аутоагрессия. Клинически это выражается развитием токсико-метаболической и аутоиммунной энцефалопатии, проявляющейся нарушениями сознания от оглушения до комы, иногда с преходящей очаговой неврологической симптоматикой, менингиальными симптомами [6,7,8,15,20,24,28,29].

Гипертермия до 40˚С обусловлена раздражением терморегулирующих структур головного мозга жирными кислотами и медиаторами воспаления. Воздействуя на нейроны преоптической области гипоталамуса, они стимулируют теплопродукцию. Труднокупируемая гипертермия увеличивает интенсивность метаболических процессов, истощая энергетические резервы пострадавших (до 10% на каждый градус выше 37°С) [6,10,21,39].

Нарушения сердечной деятельности обусловлены ишемией сердца и выражаются стойкой немотивированной тахикардией, тахиаритмией, признаками ишемии миокарда и перегрузки правого желудочка на ЭКГ. В формировании ишемии миокарда участвуют множественные повреждающие механизмы, как непосредственное повреждение миокарда жировыми эмболами, так и гипоксия. Тахикардия является ранним и характерным для большинства больных симптомом [6,7,8,21].

Изложенное выше позволяет сделать вывод, что в основе формирования СЖЭ лежит универсальный патофизиологический процесс – гиперметаболический синдром. Преобладание травм нижних конечностей и таза в структуре повреждений создает предпосылки для его реализации именно в форме синдрома жировой эмболии. Ключевыми звеньями формирования полиорганной недостаточности являются повышение энергетических потребностей, гиперметаболизм, нарушение эмульсионной стабильности плазмы, жировая гиперглобулемия и токсическое действие свободных жирных кислот, дисфункция эндотелия, цитокинемия, ССВО. При этом единственной причины развития СЖЭ нет. Их множество, но все они, через универсальную системную реакцию на травму, ведут к общим патологическим звеньям формирования СЖЭ у самых разнообразных больных. Такой подход не отрицает существующие теории возникновения СЖЭ и позволяет диалектически объединить их в единую концепцию, в основе которой лежит системный воспалительный ответ на любую агрессию, в том числе и механическую травму.