Министерство образования Российской Федерации
Пензенский Государственный Университет
Медицинский Институт
Кафедра хирургии
Реферат
на тему:
«Экстремальные состояния организма»
Пенза
2008
План
1.Понятие об экстремальном состоянии организма
2.Условия, ограничивающие сферу обсуждения проблемы экстремального состояния организма в интересах клиники
Литература
1. Понятие об экстремальном состоянии организма
Обозначение экстремальных условий, экстремальной ситуации и соответственно экстремального состояния организма, переживающего такую ситуацию, употребляется часто или в излишне ограниченном или, напротив, в неоправданно широком смысле. К примеру, в публицистической, научно-популярной, а нередко и в немедицинской научной литературе под экстремальными условиями существования понимается жизнедеятельность в экологически неблагополучных регионах или в регионах, охваченных военным противоборством, продолжающимся в течение многих месяцев, а иногда и лет. Такой подход, видимо, может обсуждаться на популяционном уровне, поскольку длительная жизнедеятельность в подобных регионах всегда сопряжена с опасностью геноцида, с развитием таких, безусловно, экстремальных ситуаций, как эпидемии, голод, крупные природные или промышленные катастрофы, следствием которых является более или менее выраженная, но, безусловно, реальная угроза гибели популяции. И в этом смысле допустимо говорить об экстремальных условиях ее существования.
Если же рассматривать медицинские аспекты проблемы, то они при любой широте постановки задачи всегда касаются конкретного человеческого организма, его жизненного цикла, его судьбы. При этом, конечно же, имеется в виду неразрывная связь организма с условиями внешней среды и с судьбой социума, к которому он принадлежит. Но поскольку в центре обсуждения находится конкретный человеческий организм, то именно по отношению к нему и определяется понятие «экстремальная ситуация».
Как известно, «extremum» по древнегречески означает «крайний», отсюда и основная дефиниция понятия. Оно отражает возникновение в организме крайней, пограничной ситуации, готовой в любой момент приобрести черты необратимого перехода в принципиально иное качественное состояние или, иначе говоря, определить гибель организма как живой биологической системы. Естественно, что длительно «балансировать на краю» невозможно. И поэтому, когда представление о длительности экстремальной ситуации соизмеряется с жизненным циклом одного человека, то такая ситуация и связанное с нею экстремальное состояние организма могут продолжаться часами, реже – сутками, но никак не месяцами и годами. Хотя, еще раз заметим, что применительно к популяции как к объекту обсуждения, когда речь идет о радикальных качественных изменениях, на популяционном уровне сроки, исчисляемые месяцами и годами, нельзя признать некорректными.
С определенной мерой условности допустимо выделить три принципиально отличающихся режима активной жизнедеятельности организма. Указание на активность жизнедеятельности означает в данном случае, что из обсуждения заведомо исключаются те искусственные ситуации, когда жизнедеятельность организма исследуется применительно к основному обмену, то есть к состоянию относительного покоя, без практически значимых изменений внешних условий. Итак – три режима активной жизнедеятельности.
Один – относительно стабильный, обеспечивающий повседневную, как бы фоновую или «базисную» деятельность, отражающую состояние устойчивой адаптации и поддерживающую активность организма на протяжении длительного периода сосуществования с внешней средой без резких количественных отклонений, взаимодействующих факторов. Этот режим не связан с острыми функциональными перегрузками. Он не превышает своей индивидуально запрограммированной «степени внутренней свободы». Адаптация к условиям внешней среды осуществляется при данном режиме путем внешних поведенческих реакций.
Второй режим «включается» в ответ на сильные раздражители. Он достаточно хорошо изучен и описывается теоретическими положениями общей неспецифической реакции адаптации, или стресс-реакции. Достаточно подробно и глубоко изученные компоненты стресс-реакции также генетически детерминированы и ориентированы на индивидуальные функциональные возможности, в том числе и на интенсификацию энергетического обмена главным образом за счет усиления катаболизма. Для этой реакции существуют свои физиологические пределы и своя сфера патологии, обусловленная или нарушением реактивности организма, или несостоятельностью стресс-лимитирующих факторов.
Коль скоро возможности стресс-реакции имеют свои индивидуально определенные пределы, можно предположить, что существует и третий режим активной жизнедеятельности. Он отражает предельное напряжение и угрозу срыва функциональных механизмов стресс-реакции. Предотвратить этот срыв (а следовательно, и гибель организма) в такой ситуации, вероятно, можно лишь одним путем – мобилизацией глубинных внутренних резервов организма, которая неизбежно сказывается временной частичной дезинтеграцией, разбалансировкой базисной его жизнедеятельности, регулируемой генетически детерминированной хронобиологической программой. В борьбу за существование организма вступает последний оборонительный рубеж, так сказать, «стратегическая зона обороны». Обсуждение механизмов мобилизации и использования глубинных внутренних резервов еще предстоит в последующих разделах книги. Здесь же ограничимся замечанием, что именно они, эти механизмы, составляют морфофункциональную сущность экстремального состояния организма в том понимании, которое заложено в основу настоящего исследования.
Уместно заметить также, что, ориентируясь на лингвистические истоки понятия, об экстремальном состоянии организма можно говорить не только применительно к пределу функциональных возможностей, но и при любых менее существенных изменениях жизнедеятельности организма, не столь определяющих его существование в качестве живой системы, но обозначающих качественную смену функционального состояния. Так, к примеру, экстремальными, крайними можно считать пограничное состояние при переходе от сна к бодрствованию, от физического покоя к напряжению, от здоровья к болезни. Однако это выходит за рамки обсуждения проблемы в той клинико-физиологической мотивации, которой данное обсуждение было индуцировано.
Итак, под экстремальным состоянием организма предлагается понимать выполнение им функциональной «сверхзадачи», то есть задачи, неадекватной возможностям срочной адаптации. Жизнь организма в таком режиме характеризуется предельным напряжением функциональных механизмов срочной адаптации, угрожающим их срывам и необратимой декомпенсацией, а также вовлечением в адаптационно-компенсаторную реакцию тех базисных (главным образом метаболических) процессов, функциональная осцилляция которых регулируется индивидуальной хронобиологической программой и не может ситуационно изменяться без ущерба для стабильной жизнедеятельности.
2. Условия, ограничивающие сферу обсуждения проблемы экстремального состояния организма в интересах клиники
Можно выделить некоторые весьма существенные ограничения сферы исследования обсуждаемой проблемы.
Во-первых, имеется в виду внезапное развитие критической ситуации на фоне стабильного функционирования организма. Чтобы избежать дополнительных рассуждений и сложных определений, для характеристики этого фонового состояния не будем употреблять термин «здоровье», а обозначим его как устойчивая адаптация к условиям существования. Если не сделать такого ограничения, а ориентироваться лишь на клинические проявления, то в сферу обсуждения попадают состояния глубокой декомпенсации, обусловленные длительно развивающимися заболеваниями. В этом случае сходные проявления могут явиться следствием сильного истощения функциональных резервов в результате основного патологического процесса. Тогда рассматривать механизмы мобилизации внутренних резервов в условиях экстремальной ситуации вряд ли возможно. Эти резервы отсутствуют, а дезинтеграция базисной жизнедеятельности уже состоялась. Такая ситуация не соответствует клинико-физиологической модели, положенной в основу исследования.
Во-вторых, должны быть исключены из исследования те наблюдения, в которых при внезапном патологическом воздействии произошло тяжелое макроструктурное поражение хотя бы одного из жизненно важных органов, составляющее самостоятельную угрозу существованию организма. Изучение сложных, сопряженных функциональных преобразований на разных уровнях жизнеобеспечения организма, переживающего экстремальную ситуацию, имеет смысл лишь в том случае, когда анализируется общий ответ организма на изменение условий существования. Если же судьба его определяется тяжелым морфофункциональным поражением отдельных органов и систем, то дело приходится иметь с конкретным заболеванием или повреждением данного органа. Приобщение сюда проблемы экстремального состояния организма в обозначенной выше трактовке этого понятия, видимо, малоконструктивно и не содержит ни физиологического, ни общепатологического смысла.
И, наконец, третье ограничение. Даже если рассматриваются критические состояния, не связанные с изолированным поражением важного органа, а обусловленные острой функциональной перегрузкой всего организма, то при этой перегрузке, а точнее – силе воздействия вредоносного фактора должна сохраняться принципиальная возможность благоприятного исхода. Иначе исследование в значительной мере утрачивает смысл. Когда вследствие массированного патологического воздействия летальный исход неизбежен в остром периоде, в первые – вторые сутки, то здесь дело идет лишь о несостоятельности механизмов срочной компенсации. Включение в компенсаторный процесс базисного метаболизма и дезинтегрирующее последействие такого включения (что, собственно, и составляет главный предмет обсуждения) в таком случае еще не успевают в достаточной мере проявиться. Поэтому привлечение новых для клиники понятий и новых направлений исследования утрачивает, так сказав медицинскую, клиническую мотивацию. Патологический процесс может быть достаточно полно описан с использованием патогенетических характеристик основных синдромов, относящихся к критическим состояниям и составляющих предмет специального интереса реаниматологов. Другое дело, если пациент (самостоятельно или с помощью адекватного лечебного пособия) переносит острый период, то есть само экстремальное состояние. Тогда есть возможность зафиксировать это состояние как «момент истины», отражающий пределы физиологических возможностей конкретного организма, и подвергнуть его специальному изучению, имеющему цель установить закономерные последствия пребывания «на краю» жизни и механизмы развития таких последствий.
Поскольку с абсолютной достоверностью прогнозировать неизбежность летального исхода в остром периоде трудно, то, разумеется, лечебные мероприятия, особенно в крупных клинических стационарах, должны носить самый интенсивный характер. Зато когда после упорной дестабилизации основных функциональных систем, ответственных за сохранение жизни (а именно такая дестабилизация как раз и характеризует экстремальное состояние), наступает пусть даже неустойчивая, но отчетливо определяемая тенденция к их компенсации, можно считать, что программа самого экстремального состояния реализовалась. Далее наступает его последействие, или иначе – следовое воздействие. Тогда обретается право всесторонне исследовать данный феномен, сосредоточив главное внимание на взаимодействии нарождающихся механизмов устойчивой адаптации, с одной стороны, и дезинтеграции базисных метаболических процессов, образовавшейся в результате перенесенного организмом экстремального состояния, – с другой.
При таком подходе, видимо, следует пояснить отношение к оценке содержания и эффективности лечебных мероприятий. Дело в том, что вопросы реанимации и интенсивной терапии критических состояний достаточно подробно и полно освещены в специальной литературе. Дальнейший анализ методов лечебного воздействия, ориентированных на известные или вновь изученные отдельные патогенетические механизмы применительно к той или иной клинической модели, может привнести определенные дополнения и исправления в лечебную тактику, но вряд ли способен изменить методологию лечения. Главная же задача настоящего обсуждения состоит не в клиническом анализе эффективности различных методов лечебного пособия, а в установлении особенностей, а возможно, и некоторых общих закономерностей взаимодействия интегративных и дезинтегративных тенденций в сложной иерархии процессов жизнеобеспечения организма, преодолевающего экстремальное состояние. Содержание неотложного пособия в ходе такого обсуждения как бы отступает на второй план. Важным остается лишь одно: эффективным оказалось это пособие или нет. В первом случае наблюдение становится объектом целенаправленного анализа в интересах рассматриваемой проблемы, во втором – оно исключается из исследования.
Обозначенный подход является отражением принципиальной позиции. Думается, что клиническая медицина еще в определенной мере сохраняет в себе последствия того периода в отечественной биологии, когда неоправданно возвеличивались возможности антропогенного воздействия на природные факторы. Мировоззренческая сущность господствующей идеологии этого периода была четко сконцентрирована в известном лозунге: «Мы не можем ждать милостей от природы, взять их у нее – наша задача». Ошибочность этого лозунга проявилась достаточно убедительно. В решении общих проблем естествознания и взаимодействия с окружающей средой уже давно утвердился принцип, который И. Пригожий и И. Стениус удачно сформулировали как «диалог человека с природой». Между тем в клинической медицине, особенно при лечении критических состояний, приоритетным остается принцип, согласно которому каждому из установленных нарушений жизненных функций противопоставляется соответствующий набор корригирующих мероприятий. Причем решение о его соответствии единолично принимается врачом на основе существующих официальных рекомендаций и личного практического опыта.
Естественно, что в экстремальной, критической ситуации, особенно в условиях массового поступления пострадавших, такой подход, предполагающий определенный уровень стандартизации лечебных мероприятий, является единственно справедливым и утверждается всем опытом военно-полевой хирургии, реаниматологии и интенсивной терапии. Однако тот же опыт свидетельствует, что на определенном этапе императивная целенаправленная коррекция зафиксированных отклонений общепринятых показателей должна уступить место иному подходу. Его можно было бы определить как диалог врача с больным организмом, при котором учитывается неоднозначность, нелинейность (то есть многофакторность) ответа потрясенного повреждением организма на лечебное воздействие. С определенного момента главной целью является не нормализация показателей жизнедеятельности, а включение саморегуляции организма. Этот момент необходимо уловить и обеспечить условия для формирования и укрепления, начальных высокоуязвимых и неустойчивых механизмов саморегуляции. Для этой цели не подходит мониторинг, фиксирующий динамику отдельных показателей. Даже если набор этих показателей обширен и даже если на их основе вычисляется интегральное математическое значение. Оно не отражает важных индивидуальных особенностей. На этом этапе еще нет полной функциональной интеграции. Она еще не восстановилась. И судить о функциональном состоянии организма возможно лишь на основе динамики изменений некоего объемного представления о его состоянии, так сказать, его «клинического образа».
При таком подходе важно не только изменение самих лечебных мероприятий или их дополнение. То есть это, конечно, важная, но самостоятельная задача, решаемая параллельно. Здесь же речь идет о совершенствовании методологии использования лечебных мероприятий. Этой задаче и служит выделение для специального изучения проблемы экстремального состояния организма.
Литература
1.«Неотложная медицинская помощь», под ред. Дж.Э. Тинтиналли, Р.Л. Кроума, Э. Руиза, Перевод с английского д-ра мед. наук В.И. Кандрора,д.м.н. М.В. Неверовой, д-ра мед. наук А.В. Сучкова,к.м.н. А.В. Низового, Ю.Л. Амченкова; под ред. д.м.н. В.Т. Ивашкина, д.м.н. П.Г. Брюсова; Москва «Медицина» 2001
2.Елисеев О.М. (составитель) Справочник по оказанию скорой и неотложной помощи, «Лейла», СПБ, 1996 год
www.yurii.ru
Министерство образования Российской Федерации
Пензенский Государственный Университет
Медицинский Институт
Кафедра Хирургии
Реферат
на тему:
"Экстремальные состояния организма"
Пенза 2008
1. Клинико-термодинамические параллели в теории экстремального состояния организма
2. Формирование нового общенаучного направления
Заключение
Литература
1. Клинико-термодинамические параллели в теории экстремального состояния организма
В хирургии повреждений общепатологическим и клиническим выражением экстремального состояния, как известно, является травматический шок. Именно в раннем постшоковом периоде продолжительностью до 3–4 суток наиболее полно проявляется цена срочной адаптации, тот общий функциональный ущерб, который понесен организмом в связи с реализацией срочной неспецифической адаптационной реакции, неадекватной силе повреждающего воздействия на организм. Наиболее полное представление об этом ущербе формируется на основании клинического образа пациента.
Как уже отмечалось во второй главе, клинический образ – особая форма врачебного мышления, обретаемая с опытом. В ней получают интегральное отображение глубинные индивидуальные патогенетические механизмы патологического процесса, внешние (клинические) проявления этих механизмов и одновременно формируются суждения о непосредственном и отдаленном прогнозах. Понятие о клиническом образе сближает медицину с искусством. Наряду с формальной логикой здесь приобретают важную роль способность врача к внутреннему перевоплощению, его интуиция, своеобразное творческое вдохновение, позволяющие осознать всю сложность развившейся патологической ситуации в ее индивидуальном выражении и как бы "высветить" те узловые моменты хитросплетения внутриорганизменных процессов пациента, воздействие на которые способно принести успех в лечении. Несмотря на нечеткость словесного выражения, это понятие вполне реально и приносит несомненную пользу. Подобно тому, как удачно воссозданный в представлении автора образ литературного героя начинает действовать самостоятельно и не допускает произвольного толкования поведенческих реакций в ходе развития сюжетной линии, также и адекватно воссозданный в сознании врача клинический образ пациента обретает объективные перспективы своего развития и, в частности, перехода в последующее функциональное состояние. Тогда врач, получая информацию о различных параметрах жизнедеятельности пациента в ходе функционального мониторинга, перестает чувствовать себя оператором, находящимся за "пультом" и стремящимся произвольно корректировать ситуацию с помощью множества "рычагов", каждый из которых управляет лишь отдельным звеном сложного механизма. Он приобретает способность вести своеобразный диалог с организмом больного, признавая за этим организмом право на самоорганизацию.
Вместе с тем это совершенно не означает, что использование биологически активных медиаторов в форме различных медикаментов нецелесообразно. Напротив, по мере познания ключевых точек сопряжения цитокиновой сети сложных многофакторных процессов целенаправленное применение искусственных медиаторов по строго определенным показаниям представляется значительно более перспективным, чем использование так называемых "модулирующих" биопрепаратов поливалентного действия. Однако и на этом пути имеется ряд скрытых опасностей.
Прежде всего, опыт научных изысканий показывает, что открытие новых медиаторов, составляющих цитокиновую сеть таких сложных индивидуально детерминированных процессов, как иммуногенез или, к примеру, апоптоз, создает лишь иллюзию завершенности познания этих процессов. Со временем такая иллюзия многократно преодолевается новыми открытиями. Всегда необходимо сознавать, что скрытые, еще не известные, агенты саморегуляции организма, подобно подводной части айсберга, составляют значительно большую часть, превышающую объем наших познаний. Кроме того, в обеспечении саморегуляции организма имеет значение не только наличие самих медиаторов, но и особенности их пространственно-временного взаимодействия. Последнее обстоятельство в большой мере определяет индивидуальность цитокиновой сети, индивидуальность базисного метаболизма. А набор медиаторов, требуемых для осуществления того или иного сложного процесса, более или менее постоянен.
Во-вторых, применяя искусственные медиаторы (ферменты, антиферменты или другие биорегуляторы) всегда необходимо иметь в виду возможность неожиданных результатов. Включение медиатора в сложную саморегулирующуюся динамическую систему базисного метаболизма без учета ее индивидуальности способно инициировать реализацию альтернативных вариантов бифуркаций функциональных алгоритмов на молекулярном уровне. При этом, согласно теории диссипативных систем, запускается непредсказуемое развитие процесса. Подобное развитие событий, допустим, в иммуногенезе связано с широким диапазоном качественных различий эффекта от иммунодепрессии или иммунотолерантности с одной стороны, до тяжелых аллергозов или аутоиммунных состояний – с другой.
Столь же непредсказуемым, видимо, может оказаться результат воздействия с помощью искусственных медиаторов на другой сложный процесс – апоптоз. Как известно, под апоптозом понимается генетически детерминированная программа молекулярных преобразований в клетке, развивающихся в ответ на воздействие повреждающих факторов и в конечном итоге приводящая к гибели клетки. Согласно сложившимся в настоящее время представлениям, алгоритмические звенья апоптоза связаны последовательно с увеличением внутриклеточного содержания кальция, активацией поли (АДФ-рибозил) полимеразы, нарушением синтеза макроэргических соединений и стимуляцией свободнорадикального окисления липидов на фоне угнетения естественных антиоксидантных факторов. Учитывая, что большинство из обозначенных элементарных процессов, составляющих программу апоптоза. в определенных пределах своей интенсивности являются вполне физиологичными и даже более того – необходимыми для обеспечения активной жизнедеятельности клетки, вполне допустимо предположить, что искусственная коррекция апоптоза способна привести к непредсказуемым эффектам. Если превышается индивидуально ограниченная терапевтическая широта того или иного медиатора, то диапазон возможных качественных различий итогового результата распространяется от прогрессирующего распространенного некробиоза тканей до онкогенного эффекта, связанного с неконтролируемым ростом и размножением низкодифференцированных клеток.
Наконец, необходимо учитывать и то общеизвестное обстоятельство, что продолжительная замена естественных медиаторов искусственными (опять-таки, в связи с саморегуляцией базисного метаболизма) способствует угнетению выработки естественных продуктов, что является мощным фактором дезинтеграции детерминированной цитокиновой сети.
Таким образом, ни в коей мере не отвергая перспективности корригирующих воздействий на молекулярном уровне, хотелось бы обратить внимание на необходимость разработки методологических принципов реализации данного пути с учетом особенностей индивидуального клинического образа пациента и возможностей трансформации этого образа путем саморегуляции. Это представляется особенно важным, если возникает экстремальное состояние организма, неизбежно способствующее неупорядоченности базисного метаболизма.
2. Формирование нового общенаучного направления
В последние десятилетия появилась реальная возможность перевода весьма неконкретных рассуждений о клиническом образе на значительно более определенный научный, и даже математический язык. Этому способствовало развитие теоретических положений термодинамики неравновесных процессов и сложных диссипативных систем, формирование нового общенаучного направления – синергетики, а также широкое распространение методов диагностического анализа, основанного на использовании микропроцессорной компьютерной техники.
Ранее были изложены утвердившиеся в ходе исследования (главным образом в результате анализа клинических наблюдений) представления о механизмах интеграции процессов жизнеобеспечения организма и о факторах, ограничивающих степень внутренней свободы этих механизмов. В организме, так же как в любой другой сложной динамической конструкции, существует определенная степень внутренней свободы (своеобразный "люфт") для каждого из внутренних функциональных процессов. В пределах этой внутренней свободы допустимы колебания функциональных параметров в зависимости от режима жизнедеятельности, которые не нарушают внутренней сопряженности работы, а, следовательно – устойчивости и целостности всей динамической конструкции. Взаимная сопряженность функциональных алгоритмов в свою очередь имеет специальные механизмы регуляции. Физиологические и патологические аспекты этих механизмов, как уже упоминалось, рассматривались выше. Теперь же следует охарактеризовать действие механизмов интеграции и изменения их состояния при возникновении в организме экстремальной ситуации вследствие выполнения функциональной сверхзадачи. Иными словами, цель данного раздела состоит в обозначении подходов, а точнее – путей использования теоретических положений термодинамики диссипативных систем для решения клинических задач, связанных с экстремальным состоянием. Обращение к клиническим аспектам проблемы заставляет вновь вернуться к избранной клинической модели. Функциональная перестройка, обусловленная тяжелой сочетанной травмой и идентифицируемая клинически как экстремальное состояние организма, с позиций рассмотренного в предыдущем разделе главы системного термодинамического подхода представляет собой глубокую разбалансировку, неупорядоченность, то есть диссипацию неравновесной системы. Если неизбежность летального исхода не реализуется в течение первых часов после травмы, то создается неповторимая возможность оперативно оценить на этапе начальной, неустойчивой адаптации ущерб, понесенный организмом в результате преодоления экстремального состояния, и на основе этой оценки попытаться разработать принципы прогнозирования дальнейшего развития событий. Но для конструктивных выводов по оценке понесенного ущерба необходимо иметь исходную рабочую концепцию о существе и функциональном смысле общесистемных изменений, наступающих в остром периоде экстремального состояния системы. Клинически – это период травматического шока.
Согласно изложенным ранее положениям, главная битва за жизнь при экстремальном состоянии системы перемещается на уровень глубинных базисных факторов системообразования. Можно полагать, что здесь ценою неизбежного не только функционального, но и ультраструктурного ущерба изыскиваются возможности частичного использования в интересах сиюминутной функциональной доминанты той связанной внутренней энергии, которая при любой другой ситуации никогда не используется для обеспечения адаптивных процессов.
На первый взгляд такое предположение представляется неправомерным, поскольку оно противоречит сложившимся в физиологии представлениям о биоэнергетике. Однако и в физиологи имеются убедительные свидетельства того, что адаптация нередко достигается ценой повреждения. Если же обратиться к эмпирическому обобщению, включающему процессы и явления за пределами медицинских проблем, то просматривается более общая закономерность: сохранение сложной системы в критической ситуации достигается ценой разрушения ее инфраструктурных элементов. В биологии рассматривается даже конструктивная роль подобных жертв. Они неразрывно связаны с эволюцией. Допустимость и целесообразность пожертвования малым ради сохранения (или совершенствования) большего определяются, видимо, тем, что более крупная система, возвратив свой функциональный потенциал, оказывается способной восстановить утраченные элементы инфраструктуры или заменить их новыми, более совершенными. Отсюда вполне очевидно, что разрушение инфраструктуры в критической ситуации имеет не только причину, но и цель. Жертва частичного разрушения инфраструктуры обретает оправдание, если она обеспечивает дополнительный приток энергии. О том, что такое возможно, свидетельствуют эмпирические обобщения в различных областях знаний.
Исследование форм существования материи указывает на высвобождение мощного потока энергии при массовом разрушении элементарных структур, стабильность которых зависит от силы сцепления ультраструктурных элементов. Для подтверждения распространенности этого явления совсем не обязательно обращаться к наиболее демонстративным процессам ядерного радиоактивного расщепления. Широко известны примеры промышленного применения связанной энергии кристаллов. Не менее интересны результаты исследований В.В. Болдырева, директора НИИ физики твердого тела Сибирского отделения Российской академии наук. Используя оригинальные методы размельчения твердых тел, автор наблюдал резкое усиление их активности без изменения химической структуры.
Таким образом, основываясь на эмпирическом обобщении, допускающем экстраполяцию универсальных закономерностей в несмежные области знаний, можно с определенной достоверностью предположить, что разрушение четырехмерной молекулярной структуры устойчивых алгоритмов, так же как и других устойчивых элементарных структур, способно освобождать некоторое количество связанной энергии, которое в суммарном выражении обретает значимость для дополнительного обеспечения сложных адаптивных процессов. Вопросы эквивалентов и механизмов транспозиции освобожденной энергии на другие уровни (этажи) жизнеобеспечения остаются пока недостаточно ясными. Понятно лишь, что обретение дополнительной энергии в данном случае связано с нарушением пространственной четырехмерной структуры функциональных алгоритмов базисного метаболизма и что это получает неизбежное выражение в дезинтеграции процессов, ответственных за создание целостности живой системы. Возможность именно такого развития событий подтверждается при изучении патогенеза острой дыхательной недостаточности, которая при тяжелой сочетанной травме становится ключевым моментом полиорганной недостаточности.
Клинический опыт показывает, что различные формы недостаточности внешнего дыхания приобретают наиболее яркую клиническую манифестацию после относительной стабилизации гемодинамики, нарушенной острой реакцией на тяжелую травму. В то же время переключение функциональной доминанты на механизмы долговременной адаптации неизбежно отягощается генерализованными нарушениями, имеющими синдромное выражение и, в частности, синдромом системной несостоятельности биологических мембран. Неконтролируемая интенсификация перекисного окисления липидов, повреждение многомембранных систем организма биологически активными веществами наряду с нарушением микроциркуляции, болевым "тормозом" дыхания обусловливают высокую вероятность развития респираторного дистресс-синдрома взрослых (РДСВ).
Анализ состояния системы газообмена у 16 пострадавших после тяжелой сочетанной травмы с исходом посттравматической острой дыхательной недостаточности (ОДН) в 3–4 стадию РДСВ показал, что ухудшение параметров диффузии кислорода через альвеолярно-капиллярные мембраны (увеличение респираторного индекса – РИ), ухудшение микроциркуляции в легких (рост альвеолярного мертвого пространства – АМП), гиповентиляция (уменьшение минутной альвеолярной вентиляции – МАВ) влекут за собой скачкообразное уменьшение напряжения кислорода в артериальной крови (РаO2). При этом рефракторная гипоксемия развивается несколько отсрочено, обычно на третьи сутки посттравматического периода. Наличие определенного "скрытого" периода формирования многофакторных нарушений, вслед за которыми происходит одномоментное изменение функционального состояния всего организма с развитием наиболее тяжелой формы посттравматической ОДН – 3–4-й стадии РДСВ, делает оправданным применение универсального метода изучения всех скачкообразных переходов – теории катастроф.
Теория катастроф получила широкое распространение и активно обсуждается в научной литературе применительно к различным природным явлениям и процессам. В широком смысле катастрофами обозначаются скачкообразные изменения, возникающие в виде внезапного ответа системы на плавное изменение внешних условий. Таким образом, теория катастроф конкретизирует общее положение диалектики о переходе количественных изменений в качественные и предлагает методологию исследования универсальных механизмов этого перехода.
Одной из привлекательных сторон этой теории является возможность объяснения возникшей ситуации путем измерений выходных параметров при непрерывном изменении входных управляющих параметров с учетом адаптируемости, то есть меры жизнеспособности, выживаемости системы.
Рассматривая травму как внешнюю возмущающую силу, считали, что она приводит систему дыхания в неупорядоченное состояние, при котором процессы внутри нее приобретают диссипативный характер. В результате нарастают несогласованность, неупорядоченность системных процессов, резко возрастает энтропия. Другими словами, система внешнего дыхания под воздействием сильного повреждающего фактора – травмы – выходит из стационарного режима своей работы. Устанавливающийся в системе новый режим воспроизводит свойства "странного" аттрактора, когда режим осцилляции процессов, составляющих функцию, выходит из равновесия и строгой периодичности. Важнейшим свойством "странных" аттракторов является их высокая чувствительность к малому изменению входных управляющих параметров, нестабильность, слабая устойчивость.
Даже при малом изменении входных управляющих параметров (увеличении РИ, АМП, уменьшение МАВ) более вероятно попадание системы в область дезадаптации, чем в область адекватной ответной реакции на изменившиеся условия существования. Это проявляется в катастрофическом снижении Рао2 с развитием рефракторной гипоксемии. Данное положение носит название принципа "хрупкости хорошего", согласно которому все хорошее (например, стабильность, устойчивость) более хрупко, чем плохое (нестабильность, неустойчивость).
Другим, не менее важным свойством "странных" аттракторов является их способность "притягивать" соседние режимы движения, хаотизировать и дезаптировать их. Именно этим можно объяснить инициирующую роль нарушений внешнего дыхания при посттравматической ОДН по отношению к изменению параметров транспорта газов кровью, тканевого дыхания.
Вместе с тем системе газообмена в целом неотъемлемо присуща структурная связанность ее подсистем (внешнее дыхание, транспорт газов кровью, тканевое дыхание). В этом необходимое условие существования любой сложной системы. Структурная связанность системы, в частности, характеризуется наличием контуров обратной связи. Анализ материала показал, что контур обратной связи посттравматической ОДН с исходом в 3–4-ю стадию РДСВ носит "положительный" характер, то есть отклонение от состояния равновесия в подсистеме транспорта газов кровью, в тканевом дыхании вызывает усиление этой же тенденции (дезадаптации) и в аппарате внешнего дыхания. Так, по нашим данным, гемодинамическая компенсация посттравматических дыхательных расстройств была явно недостаточной: через 72 часа после травмы среди пациентов с 3–4-й стадией РДСВ признаки гипоциркуляции были отмечены у 12 из 16 (75.0%) против 56 из 185 пострадавших (30.1%) без рефракторной гипоксемии. В результате повышение общего периферического сопротивления, свойственное гипоциркуляции. еще больше расстраивало микроциркуляцию в легких.
Использование частных производных от входных параметров канонического уравнения позволило выявить своеобразие динамики РаО, при изменении РИ, АМП, МАВ и некоторые особенности поведения системы внешнего дыхания в области катастрофы – 3–4-й стадии РДСВ. В частности, было установлено следующее.
1) Приближение к точке катастрофы с развитием 3–4-й стадии РДСВ, крайне трудно купирующейся гипоксемией, можно ожидать при увеличении РИ до 0.40 и больше (у людей в возрасте до 60 лет), АМП – до 15% и более.
2) Рефрактерность гипоксемии по отношению к мероприятиям интенсивной терапии, направленной на улучшение диффузии кислорода и микроциркуляции в легких, объясняется особенностью зависимости Рао2 от РИ и АМП при развернутой клинической картине РДСВ. Последняя заключается в том, что даже существенному уменьшению РИ и АМП неизбежно сопутствует небольшой рост Рао. Так, уменьшению РИ и АМП на 10% от их фактического значения сопутствует увеличение Рао2 только на 2–4% при РДСВ 3–4-й стадии. В тоже время уменьшение РИ и АМП на те же 10% в начальных стадиях посттравматической ОДН сопровождается увеличением Рао2 на 14–15%.
3) Гиповентиляция непосредственно не связана со скачкообразным качественным изменением свойств системы внешнего дыхания. Постоянство линейной зависимости Рао2 от динамики МАВ обусловливает значимость вентиляционных нарушений в дальнейшем усугублении дыхательных расстройств на фоне уже произошедшей катастрофы – 3–4-й стадии РДСВ.
При всей важности решения самостоятельной задачи скорейшего устранения критического состояния путем интенсификации процессов срочной компенсации сводить цели оптимизированной интенсивной терапии дыхательной недостаточности после тяжелых травм только к профилактике жизнеугрожающих расстройств неправомерно.
Кибернетическим аналогом второго закона термодинамики, из которого следует, в частности, что термодинамическая оптимизация любой функции организма и любого процесса в нем зависит от соотношения энтропийных и неэнтропийных тенденций, является принцип необходимого многообразия У.Р. Эшби. Согласно этому принципу, для того чтобы система реализовала заданный тип поведения вне зависимости от внешних помех, необходимо подавить нежелательное многообразие в ее поведении, увеличив множество управлений. Таким образом, многообразие может быть разрушено только многообразием.
Исходя из этого, интенсивную терапию посттравматической ОДН следует рассматривать как средство улучшения управляемости системой газообмена. Для достижения этой цели необходимо, во-первых, устранить нарушения регуляторной функции центральной нервной системы (на данном этапе она является важным фактором саморегуляции), во-вторых придать контурам обратной связи между подотделами системы дыхания надлежащие знаки, для того чтобы не происходило усугубления неупорядоченности, дезадаптации по принципу положительной обратной связи. В реал В реализации этого положения особая роль принадлежит устранению потока ноцицептивной патологической импульсации посредством адекватного обезболивания, которое не вызывает излишнюю центральную депрессию, а наоборот предотвращает развитие дезадаптивного патогенного нейронального компонента боли – страдания.
С учетом направления потока энергообеспечения (легкие–кровь–ткани) правомерно считать, что системе дыхания присуще основное свойство любой иерархической системы: несмотря на расстройства в локальных пунктах (неизбежность нарушений наиболее уязвимого атмосферно-легочного газообмена при тяжелой травме), система в целом может функционировать нормально за счет ограничения неблагоприятных воздействий одной части системы на другую. Иначе говоря, углубление "потенциальной ямы" общеорганизменного функционального аттрактора ослабляет проявление неизбежных возмущений, возникающих в отдельных функциональных алгоритмах. Отсюда следует обязательность проведения лечебных мероприятий, направленных на улучшение транспорта газов кровью, тканевого дыхания для обеспечения структурной связанности сложной иерархической управляемой системы газообмена в экстремальных условиях острого энергетического кризиса, присущего травматической болезни.
Таким образом, привлечение теории диссипативных систем и синергетики к решению клинической проблемы экстремального состояния имеет не только общенаучный, но и прямой практический смысл. Оно объясняет участие в реализации экстремального состояния одного из главных системообразующих факторов живого организма – хронобиологической согласованности и сопряженности процессов базисного метаболизма. Понимание данного обстоятельства способствует формированию методологии диагностического и лечебного подходов, ориентированной не на разработку новых частных методов интенсивной терапии, решающих конкретные задачи (это направление совершенствования в лечении критических состояний сохраняется в полной мере, но не оно составляет предмет данного обсуждения), а на раннее включение саморегуляции организма как основополагающего условия устойчивой, долговременной адаптации.
Распознавание и устранение острой недостаточности внешнего дыхания в постшоковом периоде остается ключевой и нерешённой пока еще задачей в лечении последействий экстремального состояния организма. Сопряженность нарушений внешнего дыхания с расстройствами базисного метаболизма, а через них – с главными системообразующими факторами просматривается здесь особенно отчетливо. Внедрение новых управляемых программ и самых современных методов искусственной вентиляции легких не способно самостоятельно решить эту проблему. Решение должно быть связано с восстановлением механизмов сопряженной саморегуляции двух главных системообразующих факторов: согласованности базисного метаболизма с его единой индивидуально детерминированной хронобиологической программой, с одной стороны, и доминирующей роли кислорода в окислительно-восстановительном потенциале организма – с другой. При этом нарушения на любом из этапов кислородного обмена неизбежно приобретают общесистемную значимость и реализуются в функциональных расстройствах на всех уровнях жизнеобеспечения.
Гипоксия, неизбежно проявляющаяся при интенсивном продолжительном функциональном напряжении, обусловливает постепенное включение анаэробного гликолиза в качестве временного альтернативного источника энергообеспечения. До тех пор пока анаэробный гликолиз выполняет вспомогательную роль и способен легко уступить место окислительному фосфорилированию, если восстанавливается снабжение кислородом, он решает полезную задачу. Но как только энергообеспечение радикально перестраивается на анаэробный путь, это влечет за собой бесконтрольное возрастание свободно-радикального окисления липидов. и дальнейшее развитие событий приобретает фатальную динамику. Своеобразный переходный период, когда в организме сосуществуют и аэробный, и анаэробный пути энергопродукции и значимость обоих путей относительно уравнивается, иногда характеризуется как "промежуточный метаболизм". В отличие от используемого нами понятия "базисный метаболизм" в данном случае обозначение "промежуточный метаболизм" соотносится со значительно более ограниченной сферой представлений из области обмена веществ организма. Оно отражает неустойчивое равновесие аэробного и анаэробного путей энергетического обмена в критической ситуации перед полной необратимой и фатальной переориентацией на анаэробный путь. Такая ситуация в энергетическом метаболизме соответствует экстремальному (крайнему, пограничному) состоянию организма, клинически проявляющемуся в так называемой полиорганной недостаточности (ПОН). Вместе с тем полиорганная недостаточность (а точнее – полиорганная несостоятельность) рассматривается нами как клиническая манифестация неупорядоченности диссипативных процессов на уровне базисного метаболизма, являющаяся ближайшим последствием запредельного функционального напряжения. И хотя несостоятельность функциональной системы внешнего дыхания проявляется на данном этапе наиболее часто, в целом клиническая картина ПОН характеризуется выраженной пестротой, что обусловлено индивидуальными различиями, зависящими от изначальной, так сказать, фоновой функциональной ущербности организма, его locus minoris resistentio. Это и создает значительное разнообразие вариантов сочетания ранних постэкстремальных осложнений и последовательности их развития.
В более поздние сроки, к концу первой недели после тяжелой сочетанной травмы, преобладающими становятся универсальные последствия неупорядоченности базисного метаболизма, реализующиеся в рефракторной иммунодепрессии и приводящие к развитию тяжелых, в том числе и генерализованных, форм раневой инфекции. В развивающейся ситуации главная, определяющая роль принадлежит глубинным нарушениям жизнедеятельности организма. Эти нарушения полностью соответствуют тяжелому инфекционно-воспалительному процессу, хотя констатировать последний правомерно лишь при условии подключения другого необходимого фактора инфекции – микробиологического. Особая теоретическая и практическая важность данного этапа обусловили выделение его обсуждения в отдельную главу, где будут рассмотрены теоретические и практические аспекты системной воспалительной реакции организма на тяжелую сочетанную травму и посттравматического сепсиса.
Наконец, в случае благоприятного непосредственного исхода наступает этап позднего последействия экстремального состояния, когда стойкие неустраненные нарушения базисного метаболизма могут сказаться на развитии или особо тяжелом, генерализованном течении тех или иных системных эндогенных заболеваний. Есть основания полагать, что и на данном этапе различие нозологических форм развивающихся заболеваний во многом зависит от изначальной функциональной ущербности конкретного организма, на которую как бы "наслаиваются" нарушения алгоритмов базисного метаболизма, обусловленные перенесенным экстремальным состоянием. Правда, как уже неоднократно отмечалось ранее, все. что касается отдаленного последействия перенесенного экстремального состояния, пока еще с трудом поддается верификации, поскольку основывается на отдельных наблюдениях, а не на достаточно репрезентативных обобщающих материалах.
Наиболее важное заключение, вытекающее из применения положений синергетики к решению клинической проблемы экстремального состояния, связано с перспективой математического описания клинического "образа" пациента в постшоковом периоде с помощью компьютерной техники. Это означает, что обретается возможность достоверного раннего прогнозирования возможной динамики травматической болезни и упреждающего ее лечение у конкретных пациентов.
Вернемся к изначальной, упрощенной, схеме аттрактора. Представив, что она отображает пространственную модель аттрактора эффективной или, иначе говоря, условно нормальной стресс-реакции организма на чрезвычайное воздействие, целенаправленно выберем несколько (не более 6–8) функциональных алгоритмов, которые оцениваются как наиболее репрезентативные для образного восприятия функционального состояния исследуемого организма, переживающего чрезвычайную ситуацию. Затем осуществим плоскостной поперечный срез аттрактора, своеобразную "интегральную томографию", позволяющую репродуцировать представление о пространственном образе аттрактора. Получается плоскостное изображение ("профиль"). Его допустимо соотнести с условно нормальной стрессорной реакцией. Если теперь осуществить аналогичный плоскостной срез пространственной схемы у другого пациента, у которого насупил срыв функциональной интеграции, обусловивший формирование "странного" аттрактора вследствие отклонения траекторий отдельных функциональных алгоритмов в точках бифуркаций, то полученный "профиль" может быть сопоставлен с первым. На основании установленных различий открывается возможность кластерного анализа уже не физиологических, а патологических профилей с выделением их типовых вариантов, которые при использовании специально разработанного математического аппарата могут быть достоверно соотнесены с особенностями клинического течения в целях определения прогноза. При этом создаются условия для упреждающего лечения тяжелых осложнений на основе коррекции функционального состояния пациента путем "диалога" с его организмом, за которым признается способность к саморегуляции. Разработке системы функционального мониторинга, основанного на изложенных принципах, посвящена следующая глава.
Заключение
Теория термодинамики диссипативных систем и фундаментальные принципы синергетики могут быть использованы в целях углубленного и более полного представления о сущности механизмов энергообеспечения при экстремальном состоянии организма. Для этого необходимо рассматривать организм как сложную открытую неравновесную систему, адаптация которой к изменениям условий существования достигается путем саморегуляции. Организующим фактором саморегуляции при внезапном и резком изменении условий существования становится функциональная доминанта. Она императивно способствует продвижению множества сопряженных внутренних процессов (изначально складывающихся на уровне межмолекулярного взаимодействия) с единой целью – устранить жизненную угрозу. Именно функциональная доминанта обеспечивает приоритетное избирательное энергообеспечение этих процессов. Таким образом, формируется функциональный аттрактор.
В случае крайнего, экстремального состояния переориентация энергетического потенциала осуществляется с неизбежным "обкрадыванием" ряда важных процессов жизнеобеспечения, имеющих отношение к системообразующим факторам, то есть к существованию организма в качестве сложной, глубокоинтегрированной, компактной биосистемы. Имеются в виду те глубинные процессы, которые, не будучи непосредственно причастными к реакциям срочной адаптации, совершенно необходимы для устойчивой стабилизации жизнедеятельности после устранения экстремальной ситуации. Следствием энергетического "обкрадывания" этих процессов становится их дезинтеграция с последующим нарушением детерминированных алгоритмов. В основе дезинтеграции лежит отклонение пространственных траекторий отдельных процессов в точках их бифуркации. Создаются условия для формирования "странного" аттрактора. Он отражает уже не эффективную стресс-реакцию, а патологическую ситуацию. Характер и перспективы развития этой ситуации неоднозначны и зависят от индивидуальных различий цитокиновой сети базисного метаболизма.
Изложенная интерпретация развития событий позволяет подойти к пониманию термодинамической основы экстремального состояния и его последействия. Но главное – она открывает принципиальную возможность создания системы функционального компьютерного мониторинга, учитывающей индивидуальные и типовые факторы, влияющие на динамический прогноз травматической болезни.
Литература
1. "Неотложная медицинскаицинская помощь", под ред. Дж.Э. Тинтиналли, Р. Кроума, Э. Руиза, Перевод с английского д-ра мед. наук В.И. Кандрора, М.В. Неверовой, А.В. Сучкова, А.В. Низового, Ю.Л. Амченкова; под ред. В.Т. Ивашкина, П.Г. Брюсова; Москва "Медицина" 2001
2. Елисеев О.М. Справочник по оказанию скорой и неотложной помощи, "Лейла", СПБ, 1996 год
3. Ерюхин И.А., Шляпников С.А. Экстремальное состояние организма. Элементы теории и практические проблемы на клинической модели тяжелой сочетанной травмы. – СПб.: Эскулап, 1997.
5rik.ru
Министерство образования Российской Федерации
Пензенский Государственный Университет
Медицинский Институт
Кафедра Хирургии
Реферат
на тему:
"Экстремальные состояния организма"
Пенза 2008
1. Клинико-термодинамические параллели в теории экстремального состояния организма
2. Формирование нового общенаучного направления
Заключение
Литература
1. Клинико-термодинамические параллели в теории экстремального состояния организма
В хирургии повреждений общепатологическим и клиническим выражением экстремального состояния, как известно, является травматический шок. Именно в раннем постшоковом периоде продолжительностью до 3–4 суток наиболее полно проявляется цена срочной адаптации, тот общий функциональный ущерб, который понесен организмом в связи с реализацией срочной неспецифической адаптационной реакции, неадекватной силе повреждающего воздействия на организм. Наиболее полное представление об этом ущербе формируется на основании клинического образа пациента.
Как уже отмечалось во второй главе, клинический образ – особая форма врачебного мышления, обретаемая с опытом. В ней получают интегральное отображение глубинные индивидуальные патогенетические механизмы патологического процесса, внешние (клинические) проявления этих механизмов и одновременно формируются суждения о непосредственном и отдаленном прогнозах. Понятие о клиническом образе сближает медицину с искусством. Наряду с формальной логикой здесь приобретают важную роль способность врача к внутреннему перевоплощению, его интуиция, своеобразное творческое вдохновение, позволяющие осознать всю сложность развившейся патологической ситуации в ее индивидуальном выражении и как бы "высветить" те узловые моменты хитросплетения внутриорганизменных процессов пациента, воздействие на которые способно принести успех в лечении. Несмотря на нечеткость словесного выражения, это понятие вполне реально и приносит несомненную пользу. Подобно тому, как удачно воссозданный в представлении автора образ литературного героя начинает действовать самостоятельно и не допускает произвольного толкования поведенческих реакций в ходе развития сюжетной линии, также и адекватно воссозданный в сознании врача клинический образ пациента обретает объективные перспективы своего развития и, в частности, перехода в последующее функциональное состояние. Тогда врач, получая информацию о различных параметрах жизнедеятельности пациента в ходе функционального мониторинга, перестает чувствовать себя оператором, находящимся за "пультом" и стремящимся произвольно корректировать ситуацию с помощью множества "рычагов", каждый из которых управляет лишь отдельным звеном сложного механизма. Он приобретает способность вести своеобразный диалог с организмом больного, признавая за этим организмом право на самоорганизацию.
Вместе с тем это совершенно не означает, что использование биологически активных медиаторов в форме различных медикаментов нецелесообразно. Напротив, по мере познания ключевых точек сопряжения цитокиновой сети сложных многофакторных процессов целенаправленное применение искусственных медиаторов по строго определенным показаниям представляется значительно более перспективным, чем использование так называемых "модулирующих" биопрепаратов поливалентного действия. Однако и на этом пути имеется ряд скрытых опасностей.
Прежде всего, опыт научных изысканий показывает, что открытие новых медиаторов, составляющих цитокиновую сеть таких сложных индивидуально детерминированных процессов, как иммуногенез или, к примеру, апоптоз, создает лишь иллюзию завершенности познания этих процессов. Со временем такая иллюзия многократно преодолевается новыми открытиями. Всегда необходимо сознавать, что скрытые, еще не известные, агенты саморегуляции организма, подобно подводной части айсберга, составляют значительно большую часть, превышающую объем наших познаний. Кроме того, в обеспечении саморегуляции организма имеет значение не только наличие самих медиаторов, но и особенности их пространственно-временного взаимодействия. Последнее обстоятельство в большой мере определяет индивидуальность цитокиновой сети, индивидуальность базисного метаболизма. А набор медиаторов, требуемых для осуществления того или иного сложного процесса, более или менее постоянен.
Во-вторых, применяя искусственные медиаторы (ферменты, антиферменты или другие биорегуляторы) всегда необходимо иметь в виду возможность неожиданных результатов. Включение медиатора в сложную саморегулирующуюся динамическую систему базисного метаболизма без учета ее индивидуальности способно инициировать реализацию альтернативных вариантов бифуркаций функциональных алгоритмов на молекулярном уровне. При этом, согласно теории диссипативных систем, запускается непредсказуемое развитие процесса. Подобное развитие событий, допустим, в иммуногенезе связано с широким диапазоном качественных различий эффекта от иммунодепрессии или иммунотолерантности с одной стороны, до тяжелых аллергозов или аутоиммунных состояний – с другой.
Столь же непредсказуемым, видимо, может оказаться результат воздействия с помощью искусственных медиаторов на другой сложный процесс – апоптоз. Как известно, под апоптозом понимается генетически детерминированная программа молекулярных преобразований в клетке, развивающихся в ответ на воздействие повреждающих факторов и в конечном итоге приводящая к гибели клетки. Согласно сложившимся в настоящее время представлениям, алгоритмические звенья апоптоза связаны последовательно с увеличением внутриклеточного содержания кальция, активацией поли (АДФ-рибозил) полимеразы, нарушением синтеза макроэргических соединений и стимуляцией свободнорадикального окисления липидов на фоне угнетения естественных антиоксидантных факторов. Учитывая, что большинство из обозначенных элементарных процессов, составляющих программу апоптоза. в определенных пределах своей интенсивности являются вполне физиологичными и даже более того – необходимыми для обеспечения активной жизнедеятельности клетки, вполне допустимо предположить, что искусственная коррекция апоптоза способна привести к непредсказуемым эффектам. Если превышается индивидуально ограниченная терапевтическая широта того или иного медиатора, то диапазон возможных качественных различий итогового результата распространяется от прогрессирующего распространенного некробиоза тканей до онкогенного эффекта, связанного с неконтролируемым ростом и размножением низкодифференцированных клеток.
Наконец, необходимо учитывать и то общеизвестное обстоятельство, что продолжительная замена естественных медиаторов искусственными (опять-таки, в связи с саморегуляцией базисного метаболизма) способствует угнетению выработки естественных продуктов, что является мощным фактором дезинтеграции детерминированной цитокиновой сети.
Таким образом, ни в коей мере не отвергая перспективности корригирующих воздействий на молекулярном уровне, хотелось бы обратить внимание на необходимость разработки методологических принципов реализации данного пути с учетом особенностей индивидуального клинического образа пациента и возможностей трансформации этого образа путем саморегуляции. Это представляется особенно важным, если возникает экстремальное состояние организма, неизбежно способствующее неупорядоченности базисного метаболизма.
2. Формирование нового общенаучного направления
В последние десятилетия появилась реальная возможность перевода весьма неконкретных рассуждений о клиническом образе на значительно более определенный научный, и даже математический язык. Этому способствовало развитие теоретических положений термодинамики неравновесных процессов и сложных диссипативных систем, формирование нового общенаучного направления – синергетики, а также широкое распространение методов диагностического анализа, основанного на использовании микропроцессорной компьютерной техники.
Ранее были изложены утвердившиеся в ходе исследования (главным образом в результате анализа клинических наблюдений) представления о механизмах интеграции процессов жизнеобеспечения организма и о факторах, ограничивающих степень внутренней свободы этих механизмов. В организме, так же как в любой другой сложной динамической конструкции, существует определенная степень внутренней свободы (своеобразный "люфт") для каждого из внутренних функциональных процессов. В пределах этой внутренней свободы допустимы колебания функциональных параметров в зависимости от режима жизнедеятельности, которые не нарушают внутренней сопряженности работы, а, следовательно – устойчивости и целостности всей динамической конструкции. Взаимная сопряженность функциональных алгоритмов в свою очередь имеет специальные механизмы регуляции. Физиологические и патологические аспекты этих механизмов, как уже упоминалось, рассматривались выше. Теперь же следует охарактеризовать действие механизмов интеграции и изменения их состояния при возникновении в организме экстремальной ситуации вследствие выполнения функциональной сверхзадачи. Иными словами, цель данного раздела состоит в обозначении подходов, а точнее – путей использования теоретических положений термодинамики диссипативных систем для решения клинических задач, связанных с экстремальным состоянием. Обращение к клиническим аспектам проблемы заставляет вновь вернуться к избранной клинической модели. Функциональная перестройка, обусловленная тяжелой сочетанной травмой и идентифицируемая клинически как экстремальное состояние организма, с позиций рассмотренного в предыдущем разделе главы системного термодинамического подхода представляет собой глубокую разбалансировку, неупорядоченность, то есть диссипацию неравновесной системы. Если неизбежность летального исхода не реализуется в течение первых часов после травмы, то создается неповторимая возможность оперативно оценить на этапе начальной, неустойчивой адаптации ущерб, понесенный организмом в результате преодоления экстремального состояния, и на основе этой оценки попытаться разработать принципы прогнозирования дальнейшего развития событий. Но для конструктивных выводов по оценке понесенного ущерба необходимо иметь исходную рабочую концепцию о существе и функциональном смысле общесистемных изменений, наступающих в остром периоде экстремального состояния системы. Клинически – это период травматического шока.
Согласно изложенным ранее положениям, главная битва за жизнь при экстремальном состоянии системы перемещается на уровень глубинных базисных факторов системообразования. Можно полагать, что здесь ценою неизбежного не только функционального, но и ультраструктурного ущерба изыскиваются возможности частичного использования в интересах сиюминутной функциональной доминанты той связанной внутренней энергии, которая при любой другой ситуации никогда не используется для обеспечения адаптивных процессов.
На первый взгляд такое предположение представляется неправомерным, поскольку оно противоречит сложившимся в физиологии представлениям о биоэнергетике. Однако и в физиологи имеются убедительные свидетельства того, что адаптация нередко достигается ценой повреждения. Если же обратиться к эмпирическому обобщению, включающему процессы и явления за пределами медицинских проблем, то просматривается более общая закономерность: сохранение сложной системы в критической ситуации достигается ценой разрушения ее инфраструктурных элементов. В биологии рассматривается даже конструктивная роль подобных жертв. Они неразрывно связаны с эволюцией. Допустимость и целесообразность пожертвования малым ради сохранения (или совершенствования) большего определяются, видимо, тем, что более крупная система, возвратив свой функциональный потенциал, оказывается способной восстановить утраченные элементы инфраструктуры или заменить их новыми, более совершенными. Отсюда вполне очевидно, что разрушение инфраструктуры в критической ситуации имеет не только причину, но и цель. Жертва частичного разрушения инфраструктуры обретает оправдание, если она обеспечивает дополнительный приток энергии. О том, что такое возможно, свидетельствуют эмпирические обобщения в различных областях знаний.
Исследование форм существования материи указывает на высвобождение мощного потока энергии при массовом разрушении элементарных структур, стабильность которых зависит от силы сцепления ультраструктурных элементов. Для подтверждения распространенности этого явления совсем не обязательно обращаться к наиболее демонстративным процессам ядерного радиоактивного расщепления. Широко известны примеры промышленного применения связанной энергии кристаллов. Не менее интересны результаты исследований В.В. Болдырева, директора НИИ физики твердого тела Сибирского отделения Российской академии наук. Используя оригинальные методы размельчения твердых тел, автор наблюдал резкое усиление их активности без изменения химической структуры.
Таким образом, основываясь на эмпирическом обобщении, допускающем экстраполяцию универсальных закономерностей в несмежные области знаний, можно с определенной достоверностью предположить, что разрушение четырехмерной молекулярной структуры устойчивых алгоритмов, так же как и других устойчивых элементарных структур, способно освобождать некоторое количество связанной энергии, которое в суммарном выражении обретает значимость для дополнительного обеспечения сложных адаптивных процессов. Вопросы эквивалентов и механизмов транспозиции освобожденной энергии на другие уровни (этажи) жизнеобеспечения остаются пока недостаточно ясными. Понятно лишь, что обретение дополнительной энергии в данном случае связано с нарушением пространственной четырехмерной структуры функциональных алгоритмов базисного метаболизма и что это получает неизбежное выражение в дезинтеграции процессов, ответственных за создание целостности живой системы. Возможность именно такого развития событий подтверждается при изучении патогенеза острой дыхательной недостаточности, которая при тяжелой сочетанной травме становится ключевым моментом полиорганной недостаточности.
Клинический опыт показывает, что различные формы недостаточности внешнего дыхания приобретают наиболее яркую клиническую манифестацию после относительной стабилизации гемодинамики, нарушенной острой реакцией на тяжелую травму. В то же время переключение функциональной доминанты на механизмы долговременной адаптации неизбежно отягощается генерализованными нарушениями, имеющими синдромное выражение и, в частности, синдромом системной несостоятельности биологических мембран. Неконтролируемая интенсификация перекисного окисления липидов, повреждение многомембранных систем организма биологически активными веществами наряду с нарушением микроциркуляции, болевым "тормозом" дыхания обусловливают высокую вероятность развития респираторного дистресс-синдрома взрослых (РДСВ).
Анализ состояния системы газообмена у 16 пострадавших после тяжелой сочетанной травмы с исходом посттравматической острой дыхательной недостаточности (ОДН) в 3–4 стадию РДСВ показал, что ухудшение параметров диффузии кислорода через альвеолярно-капиллярные мембраны (увеличение респираторного индекса – РИ), ухудшение микроциркуляции в легких (рост альвеолярного мертвого пространства – АМП), гиповентиляция (уменьшение минутной альвеолярной вентиляции – МАВ) влекут за собой скачкообразное уменьшение напряжения кислорода в артериальной крови (РаO2 ). При этом рефракторная гипоксемия развивается несколько отсрочено, обычно на третьи сутки посттравматического периода. Наличие определенного "скрытого" периода формирования многофакторных нарушений, вслед за которыми происходит одномоментное изменение функционального состояния всего организма с развитием наиболее тяжелой формы посттравматической ОДН – 3–4-й стадии РДСВ, делает оправданным применение универсального метода изучения всех скачкообразных переходов – теории катастроф.
Теория катастроф получила широкое распространение и активно обсуждается в научной литературе применительно к различным природным явлениям и процессам. В широком смысле катастрофами обозначаются скачкообразные изменения, возникающие в виде внезапного ответа системы на плавное изменение внешних условий. Таким образом, теория катастроф конкретизирует общее положение диалектики о переходе количественных изменений в качественные и предлагает методологию исследования универсальных механизмов этого перехода.
Одной из привлекательных сторон этой теории является возможность объяснения возникшей ситуации путем измерений выходных параметров при непрерывном изменении входных управляющих параметров с учетом адаптируемости, то есть меры жизнеспособности, выживаемости системы.
Рассматривая травму как внешнюю возмущающую силу, считали, что она приводит систему дыхания в неупорядоченное состояние, при котором процессы внутри нее приобретают диссипативный характер. В результате нарастают несогласованность, неупорядоченность системных процессов, резко возрастает энтропия. Другими словами, система внешнего дыхания под воздействием сильного повреждающего фактора – травмы – выходит из стационарного режима своей работы. Устанавливающийся в системе новый режим воспроизводит свойства "странного" аттрактора, когда режим осцилляции процессов, составляющих функцию, выходит из равновесия и строгой периодичности. Важнейшим свойством "странных" аттракторов является их высокая чувствительность к малому изменению входных управляющих параметров, нестабильность, слабая устойчивость.
Даже при малом изменении входных управляющих параметров (увеличении РИ, АМП, уменьшение МАВ) более вероятно попадание системы в область дезадаптации, чем в область адекватной ответной реакции на изменившиеся условия существования. Это проявляется в катастрофическом снижении Рао2 с развитием рефракторной гипоксемии. Данное положение носит название принципа "хрупкости хорошего", согласно которому все хорошее (например, стабильность, устойчивость) более хрупко, чем плохое (нестабильность, неустойчивость).
Другим, не менее важным свойством "странных" аттракторов является их способность "притягивать" соседние режимы движения, хаотизировать и дезаптировать их. Именно этим можно объяснить инициирующую роль нарушений внешнего дыхания при посттравматической ОДН по отношению к изменению параметров транспорта газов кровью, тканевого дыхания.
Вместе с тем системе газообмена в целом неотъемлемо присуща структурная связанность ее подсистем (внешнее дыхание, транспорт газов кровью, тканевое дыхание). В этом необходимое условие существования любой сложной системы. Структурная связанность системы, в частности, характеризуется наличием контуров обратной связи. Анализ материала показал, что контур обратной связи посттравматической ОДН с исходом в 3–4-ю стадию РДСВ носит "положительный" характер, то есть отклонение от состояния равновесия в подсистеме транспорта газов кровью, в тканевом дыхании вызывает усиление этой же тенденции (дезадаптации) и в аппарате внешнего дыхания. Так, по нашим данным, гемодинамическая компенсация посттравматических дыхательных расстройств была явно недостаточной: через 72 часа после травмы среди пациентов с 3–4-й стадией РДСВ признаки гипоциркуляции были отмечены у 12 из 16 (75.0%) против 56 из 185 пострадавших (30.1%) без рефракторной гипоксемии. В результате повышение общего периферического сопротивления, свойственное гипоциркуляции. еще больше расстраивало микроциркуляцию в легких.
Использование частных производных от входных параметров канонического уравнения позволило выявить своеобразие динамики РаО, при изменении РИ, АМП, МАВ и некоторые особенности поведения системы внешнего дыхания в области катастрофы – 3–4-й стадии РДСВ. В частности, было установлено следующее.
1) Приближение к точке катастрофы с развитием 3–4-й стадии РДСВ, крайне трудно купирующейся гипоксемией, можно ожидать при увеличении РИ до 0.40 и больше (у людей в возрасте до 60 лет), АМП – до 15% и более.
2) Рефрактерность гипоксемии по отношению к мероприятиям интенсивной терапии, направленной на улучшение диффузии кислорода и микроциркуляции в легких, объясняется особенностью зависимости Рао2 от РИ и АМП при развернутой клинической картине РДСВ. Последняя заключается в том, что даже существенному уменьшению РИ и АМП неизбежно сопутствует небольшой рост Рао. Так, уменьшению РИ и АМП на 10% от их фактического значения сопутствует увеличение Рао2 только на 2–4% при РДСВ 3–4-й стадии. В тоже время уменьшение РИ и АМП на те же 10% в начальных стадиях посттравматической ОДН сопровождается увеличением Рао2 на 14–15%.
3) Гиповентиляция непосредственно не связана со скачкообразным качественным изменением свойств системы внешнего дыхания. Постоянство линейной зависимости Рао2 от динамики МАВ обусловливает значимость вентиляционных нарушений в дальнейшем усугублении дыхательных расстройств на фоне уже произошедшей катастрофы – 3–4-й стадии РДСВ.
При всей важности решения самостоятельной задачи скорейшего устранения критического состояния путем интенсификации процессов срочной компенсации сводить цели оптимизированной интенсивной терапии дыхательной недостаточности после тяжелых травм только к профилактике жизнеугрожающих расстройств неправомерно.
Кибернетическим аналогом второго закона термодинамики, из которого следует, в частности, что термодинамическая оптимизация любой функции организма и любого процесса в нем зависит от соотношения энтропийных и неэнтропийных тенденций, является принцип необходимого многообразия У.Р. Эшби. Согласно этому принципу, для того чтобы система реализовала заданный тип поведения вне зависимости от внешних помех, необходимо подавить нежелательное многообразие в ее поведении, увеличив множество управлений. Таким образом, многообразие может быть разрушено только многообразием.
Исходя из этого, интенсивную терапию посттравматической ОДН следует рассматривать как средство улучшения управляемости системой газообмена. Для достижения этой цели необходимо, во-первых, устранить нарушения регуляторной функции центральной нервной системы (на данном этапе она является важным фактором саморегуляции), во-вторых придать контурам обратной связи между подотделами системы дыхания надлежащие знаки, для того чтобы не происходило усугубления неупорядоченности, дезадаптации по принципу положительной обратной связи. В реализации этого положения особая роль принадлежит устранению потока ноцицептивной патологической импульсации посредством адекватного обезболивания, которое не вызывает излишнюю центральную депрессию, а наоборот предотвращает развитие дезадаптивного патогенного нейронального компонента боли – страдания.
С учетом направления потока энергообеспечения (легкие–кровь–ткани) правомерно считать, что системе дыхания присуще основное свойство любой иерархической системы: несмотря на расстройства в локальных пунктах (неизбежность нарушений наиболее уязвимого атмосферно-легочного газообмена при тяжелой травме), система в целом может функционировать нормально за счет ограничения неблагоприятных воздействий одной части системы на другую. Иначе говоря, углубление "потенциальной ямы" общеорганизменного функционального аттрактора ослабляет проявление неизбежных возмущений, возникающих в отдельных функциональных алгоритмах. Отсюда следует обязательность проведения лечебных мероприятий, направленных на улучшение транспорта газов кровью, тканевого дыхания для обеспечения структурной связанности сложной иерархической управляемой системы газообмена в экстремальных условиях острого энергетического кризиса, присущего травматической болезни.
Таким образом, привлечение теории диссипативных систем и синергетики к решению клинической проблемы экстремального состояния имеет не только общенаучный, но и прямой практический смысл. Оно объясняет участие в реализации экстремального состояния одного из главных системообразующих факторов живого организма – хронобиологической согласованности и сопряженности процессов базисного метаболизма. Понимание данного обстоятельства способствует формированию методологии диагностического и лечебного подходов, ориентированной не на разработку новых частных методов интенсивной терапии, решающих конкретные задачи (это направление совершенствования в лечении критических состояний сохраняется в полной мере, но не оно составляет предмет данного обсуждения), а на раннее включение саморегуляции организма как основополагающего условия устойчивой, долговременной адаптации.
Распознавание и устранение острой недостаточности внешнего дыхания в постшоковом периоде остается ключевой и нерешённой пока еще задачей в лечении последействий экстремального состояния организма. Сопряженность нарушений внешнего дыхания с расстройствами базисного метаболизма, а через них – с главными системообразующими факторами просматривается здесь особенно отчетливо. Внедрение новых управляемых программ и самых современных методов искусственной вентиляции легких не способно самостоятельно решить эту проблему. Решение должно быть связано с восстановлением механизмов сопряженной саморегуляции двух главных системообразующих факторов: согласованности базисного метаболизма с его единой индивидуально детерминированной хронобиологической программой, с одной стороны, и доминирующей роли кислорода в окислительно-восстановительном потенциале организма – с другой. При этом нарушения на любом из этапов кислородного обмена неизбежно приобретают общесистемную значимость и реализуются в функциональных расстройствах на всех уровнях жизнеобеспечения.
Гипоксия, неизбежно проявляющаяся при интенсивном продолжительном функциональном напряжении, обусловливает постепенное включение анаэробного гликолиза в качестве временного альтернативного источника энергообеспечения. До тех пор пока анаэробный гликолиз выполняет вспомогательную роль и способен легко уступить место окислительному фосфорилированию, если восстанавливается снабжение кислородом, он решает полезную задачу. Но как только энергообеспечение радикально перестраивается на анаэробный путь, это влечет за собой бесконтрольное возрастание свободно-радикального окисления липидов. и дальнейшее развитие событий приобретает фатальную динамику. Своеобразный переходный период, когда в организме сосуществуют и аэробный, и анаэробный пути энергопродукции и значимость обоих путей относительно уравнивается, иногда характеризуется как "промежуточный метаболизм". В отличие от используемого нами понятия "базисный метаболизм" в данном случае обозначение "промежуточный метаболизм" соотносится со значительно более ограниченной сферой представлений из области обмена веществ организма. Оно отражает неустойчивое равновесие аэробного и анаэробного путей энергетического обмена в критической ситуации перед полной необратимой и фатальной переориентацией на анаэробный путь. Такая ситуация в энергетическом метаболизме соответствует экстремальному (крайнему, пограничному) состоянию организма, клинически проявляющемуся в так называемой полиорганной недостаточности (ПОН). Вместе с тем полиорганная недостаточность (а точнее – полиорганная несостоятельность) рассматривается нами как клиническая манифестация неупорядоченности диссипативных процессов на уровне базисного метаболизма, являющаяся ближайшим последствием запредельного функционального напряжения. И хотя несостоятельность функциональной системы внешнего дыхания проявляется на данном этапе наиболее часто, в целом клиническая картина ПОН характеризуется выраженной пестротой, что обусловлено индивидуальными различиями, зависящими от изначальной, так сказать, фоновой функциональной ущербности организма, его locusminorisresistentio. Это и создает значительное разнообразие вариантов сочетания ранних постэкстремальных осложнений и последовательности их развития.
В более поздние сроки, к концу первой недели после тяжелой сочетанной травмы, преобладающими становятся универсальные последствия неупорядоченности базисного метаболизма, реализующиеся в рефракторной иммунодепрессии и приводящие к развитию тяжелых, в том числе и генерализованных, форм раневой инфекции. В развивающейся ситуации главная, определяющая роль принадлежит глубинным нарушениям жизнедеятельности организма. Эти нарушения полностью соответствуют тяжелому инфекционно-воспалительному процессу, хотя констатировать последний правомерно лишь при условии подключения другого необходимого фактора инфекции – микробиологического. Особая теоретическая и практическая важность данного этапа обусловили выделение его обсуждения в отдельную главу, где будут рассмотрены теоретические и практические аспекты системной воспалительной реакции организма на тяжелую сочетанную травму и посттравматического сепсиса.
Наконец, в случае благоприятного непосредственного исхода наступает этап позднего последействия экстремального состояния, когда стойкие неустраненные нарушения базисного метаболизма могут сказаться на развитии или особо тяжелом, генерализованном течении тех или иных системных эндогенных заболеваний. Есть основания полагать, что и на данном этапе различие нозологических форм развивающихся заболеваний во многом зависит от изначальной функциональной ущербности конкретного организма, на которую как бы "наслаиваются" нарушения алгоритмов базисного метаболизма, обусловленные перенесенным экстремальным состоянием. Правда, как уже неоднократно отмечалось ранее, все. что касается отдаленного последействия перенесенного экстремального состояния, пока еще с трудом поддается верификации, поскольку основывается на отдельных наблюдениях, а не на достаточно репрезентативных обобщающих материалах.
Наиболее важное заключение, вытекающее из применения положений синергетики к решению клинической проблемы экстремального состояния, связано с перспективой математического описания клинического "образа" пациента в постшоковом периоде с помощью компьютерной техники. Это означает, что обретается возможность достоверного раннего прогнозирования возможной динамики травматической болезни и упреждающего ее лечение у конкретных пациентов.
Вернемся к изначальной, упрощенной, схеме аттрактора. Представив, что она отображает пространственную модель аттрактора эффективной или, иначе говоря, условно нормальной стресс-реакции организма на чрезвычайное воздействие, целенаправленно выберем несколько (не более 6–8) функциональных алгоритмов, которые оцениваются как наиболее репрезентативные для образного восприятия функционального состояния исследуемого организма, переживающего чрезвычайную ситуацию. Затем осуществим плоскостной поперечный срез аттрактора, своеобразную "интегральную томографию", позволяющую репродуцировать представление о пространственном образе аттрактора. Получается плоскостное изображение ("профиль"). Его допустимо соотнести с условно нормальной стрессорной реакцией. Если теперь осуществить аналогичный плоскостной срез пространственной схемы у другого пациента, у которого насупил срыв функциональной интеграции, обусловивший формирование "странного" аттрактора вследствие отклонения траекторий отдельных функциональных алгоритмов в точках бифуркаций, то полученный "профиль" может быть сопоставлен с первым. На основании установленных различий открывается возможность кластерного анализа уже не физиологических, а патологических профилей с выделением их типовых вариантов, которые при использовании специально разработанного математического аппарата могут быть достоверно соотнесены с особенностями клинического течения в целях определения прогноза. При этом создаются условия для упреждающего лечения тяжелых осложнений на основе коррекции функционального состояния пациента путем "диалога" с его организмом, за которым признается способность к саморегуляции. Разработке системы функционального мониторинга, основанного на изложенных принципах, посвящена следующая глава.
Заключение
Теория термодинамики диссипативных систем и фундаментальные принципы синергетики могут быть использованы в целях углубленного и более полного представления о сущности механизмов энергообеспечения при экстремальном состоянии организма. Для этого необходимо рассматривать организм как сложную открытую неравновесную систему, адаптация которой к изменениям условий существования достигается путем саморегуляции. Организующим фактором саморегуляции при внезапном и резком изменении условий существования становится функциональная доминанта. Она императивно способствует продвижению множества сопряженных внутренних процессов (изначально складывающихся на уровне межмолекулярного взаимодействия) с единой целью – устранить жизненную угрозу. Именно функциональная доминанта обеспечивает приоритетное избирательное энергообеспечение этих процессов. Таким образом, формируется функциональный аттрактор.
В случае крайнего, экстремального состояния переориентация энергетического потенциала осуществляется с неизбежным "обкрадыванием" ряда важных процессов жизнеобеспечения, имеющих отношение к системообразующим факторам, то есть к существованию организма в качестве сложной, глубокоинтегрированной, компактной биосистемы. Имеются в виду те глубинные процессы, которые, не будучи непосредственно причастными к реакциям срочной адаптации, совершенно необходимы для устойчивой стабилизации жизнедеятельности после устранения экстремальной ситуации. Следствием энергетического "обкрадывания" этих процессов становится их дезинтеграция с последующим нарушением детерминированных алгоритмов. В основе дезинтеграции лежит отклонение пространственных траекторий отдельных процессов в точках их бифуркации. Создаются условия для формирования "странного" аттрактора. Он отражает уже не эффективную стресс-реакцию, а патологическую ситуацию. Характер и перспективы развития этой ситуации неоднозначны и зависят от индивидуальных различий цитокиновой сети базисного метаболизма.
Изложенная интерпретация развития событий позволяет подойти к пониманию термодинамической основы экстремального состояния и его последействия. Но главное – она открывает принципиальную возможность создания системы функционального компьютерного мониторинга, учитывающей индивидуальные и типовые факторы, влияющие на динамический прогноз травматической болезни.
Литература
1. "Неотложная медицинская помощь", под ред. Дж.Э. Тинтиналли, Р. Кроума, Э. Руиза, Перевод с английского д-ра мед. наук В.И. Кандрора,М.В. Неверовой, А.В. Сучкова,А.В. Низового, Ю.Л. Амченкова; под ред. В.Т. Ивашкина, П.Г. Брюсова; Москва "Медицина" 2001
2. Елисеев О.М. Справочник по оказанию скорой и неотложной помощи, "Лейла", СПБ, 1996 год
3. Ерюхин И.А., Шляпников С.А. Экстремальное состояние организма. Элементы теории и практические проблемы на клинической модели тяжелой сочетанной травмы. – СПб.: Эскулап, 1997.
www.yurii.ru
Министерство образования Российской Федерации Пензенский Государственный Университет Медицинский Институт Кафедра Хирургии Реферат на тему: "Экстремальные состояния организма" Пенза 2008 1. Клинико-термодинамические параллели в теории экстремального состояния организма 2. Формирование нового общенаучного направления Заключение Литература 1. Клинико-термодинамические параллели в теории экстремального состояния организма В хирургии повреждений общепатологическим и клиническим выражением экстремального состояния, как известно, является травматический шок. Именно в раннем постшоковом периоде продолжительностью до 3–4 суток наиболее полно проявляется цена срочной адаптации, тот общий функциональный ущерб, который понесен организмом в связи с реализацией срочной неспецифической адаптационной реакции, неадекватной силе повреждающего воздействия на организм. Наиболее полное представление об этом ущербе формируется на основании клинического образа пациента. Как уже отмечалось во второй главе, клинический образ – особая форма врачебного мышления, обретаемая с опытом. В ней получают интегральное отображение глубинные индивидуальные патогенетические механизмы патологического процесса, внешние (клинические) проявления этих механизмов и одновременно формируются суждения о непосредственном и отдаленном прогнозах. Понятие о клиническом образе сближает медицину с искусством. Наряду с формальной логикой здесь приобретают важную роль способность врача к внутреннему перевоплощению, его интуиция, своеобразное творческое вдохновение, позволяющие осознать всю сложность развившейся патологической ситуации в ее индивидуальном выражении и как бы "высветить" те узловые моменты хитросплетения внутриорганизменных процессов пациента, воздействие на которые способно принести успех в лечении. Несмотря на нечеткость словесного выражения, это понятие вполне реально и приносит несомненную пользу. Подобно тому, как удачно воссозданный в представлении автора образ литературного героя начинает действовать самостоятельно и не допускает произвольного толкования поведенческих реакций в ходе развития сюжетной линии, также и адекватно воссозданный в сознании врача клинический образ пациента обретает объективные перспективы своего развития и, в частности, перехода в последующее функциональное состояние. Тогда врач, получая информацию о различных параметрах жизнедеятельности пациента в ходе функционального мониторинга, перестает чувствовать себя оператором, находящимся за "пультом" и стремящимся произвольно корректировать ситуацию с помощью множества "рычагов", каждый из которых управляет лишь отдельным звеном сложного механизма. Он приобретает способность вести своеобразный диалог с организмом больного, признавая за этим организмом право на самоорганизацию. Вместе с тем это совершенно не означает, что использование биологически активных медиаторов в форме различных медикаментов нецелесообразно. Напротив, по мере познания ключевых точек сопряжения цитокиновой сети сложных многофакторных процессов целенаправленное применение искусственных медиаторов по строго определенным показаниям представляется значительно более перспективным, чем использование так называемых "модулирующих" биопрепаратов поливалентного действия. Однако и на этом пути имеется ряд скрытых опасностей. Прежде всего, опыт научных изысканий показывает, что открытие новых медиаторов, составляющих цитокиновую сеть таких сложных индивидуально детерминированных процессов, как иммуногенез или, к примеру, апоптоз, создает лишь иллюзию завершенности познания этих процессов. Со временем такая иллюзия многократно преодолевается новыми открытиями. Всегда необходимо сознавать, что скрытые, еще не известные, агенты саморегуляции организма, подобно подводной части айсберга, составляют значительно большую часть, превышающую объем наших познаний. Кроме того, в обеспечении саморегуляции организма имеет значение не только наличие самих медиаторов, но и особенности их пространственно-временного взаимодействия. Последнее обстоятельство в большой мере определяет индивидуальность цитокиновой сети, индивидуальность базисного метаболизма. А набор медиаторов, требуемых для осуществления того или иного сложного процесса, более или менее постоянен. Во-вторых, применяя искусственные медиаторы (ферменты, антиферменты или другие биорегуляторы) всегда необходимо иметь в виду возможность неожиданных результатов. Включение медиатора в сложную саморегулирующуюся динамическую систему базисного метаболизма без учета ее индивидуальности способно инициировать реализацию альтернативных вариантов бифуркаций функциональных алгоритмов на молекулярном уровне. При этом, согласно теории диссипативных систем, запускается непредсказуемое развитие процесса. Подобное развитие событий, допустим, в иммуногенезе связано с широким диапазоном качественных различий эффекта от иммунодепрессии или иммунотолерантности с одной стороны, до тяжелых аллергозов или аутоиммунных состояний – с другой. Столь же непредсказуемым, видимо, может оказаться результат воздействия с помощью искусственных медиаторов на другой сложный процесс – апоптоз. Как известно, под апоптозом понимается генетически детерминированная программа молекулярных преобразований в клетке, развивающихся в ответ на воздействие повреждающих факторов и в конечном итоге приводящая к гибели клетки. Согласно сложившимся в настоящее время представлениям, алгоритмические звенья апоптоза связаны последовательно с увеличением внутриклеточного содержания кальция, активацией поли (АДФ-рибозил) полимеразы, нарушением синтеза макроэргических соединений и стимуляцией свободнорадикального окисления липидов на фоне угнетения естественных антиоксидантных факторов. Учитывая, что большинство из обозначенных элементарных процессов, составляющих программу апоптоза. в определенных пределах своей интенсивности являются вполне физиологичными и даже более того – необходимыми для обеспечения активной жизнедеятельности клетки, вполне допустимо предположить, что искусственная коррекция апоптоза способна привести к непредсказуемым эффектам. Если превышается индивидуально ограниченная терапевтическая широта того или иного медиатора, то диапазон возможных качественных различий итогового результата распространяется от прогрессирующего распространенного некробиоза тканей до онкогенного эффекта, связанного с неконтролируемым ростом и размножением низкодифференцированных клеток. Наконец, необходимо учитывать и то общеизвестное обстоятельство, что продолжительная замена естественных медиаторов искусственными (опять-таки, в связи с саморегуляцией базисного метаболизма) способствует угнетению выработки естественных продуктов, что является мощным фактором дезинтеграции детерминированной цитокиновой сети. Таким образом, ни в коей мере не отвергая перспективности корригирующих воздействий на молекулярном уровне, хотелось бы обратить внимание на необходимость разработки методологических принципов реализации данного пути с учетом особенностей индивидуального клинического образа пациента и возможностей трансформации этого образа путем саморегуляции. Это представляется особенно важным, если возникает экстремальное состояние организма, неизбежно способствующее неупорядоченности базисного метаболизма. 2. Формирование нового общенаучного направления В последние десятилетия появилась реальная возможность перевода весьма неконкретных рассуждений о клиническом образе на значительно более определенный научный, и даже математический язык. Этому способствовало развитие теоретических положений термодинамики неравновесных процессов и сложных диссипативных систем, формирование нового общенаучного направления – синергетики, а также широкое распространение методов диагностического анализа, основанного на использовании микропроцессорной компьютерной техники. Ранее были изложены утвердившиеся в ходе исследования (главным образом в результате анализа клинических наблюдений) представления о механизмах интеграции процессов жизнеобеспечения организма и о факторах, ограничивающих степень внутренней свободы этих механизмов. В организме, так же как в любой другой сложной динамической конструкции, существует определенная степень внутренней свободы (своеобразный "люфт") для каждого из внутренних функциональных процессов. В пределах этой внутренней свободы допустимы колебания функциональных параметров в зависимости от режима жизнедеятельности, которые не нарушают внутренней сопряженности работы, а, следовательно – устойчивости и целостности всей динамической конструкции. Взаимная сопряженность функциональных алгоритмов в свою очередь имеет специальные механизмы регуляции. Физиологические и патологические аспекты этих механизмов, как уже упоминалось, рассматривались выше. Теперь же следует охарактеризовать действие механизмов интеграции и изменения их состояния при возникновении в организме экстремальной ситуации вследствие выполнения функциональной сверхзадачи. Иными словами, цель данного раздела состоит в обозначении подходов, а точнее – путей использования теоретических положений термодинамики диссипативных систем для решения клинических задач, связанных с экстремальным состоянием. Обращение к клиническим аспектам проблемы заставляет вновь вернуться к избранной клинической модели. Функциональная перестройка, обусловленная тяжелой сочетанной травмой и идентифицируемая клинически как экстремальное состояние организма, с позиций рассмотренного в предыдущем разделе главы системного термодинамического подхода представляет собой глубокую разбалансировку, неупорядоченность, то есть диссипацию неравновесной системы. Если неизбежность летального исхода не реализуется в течение первых часов после травмы, то создается неповторимая возможность оперативно оценить на этапе начальной, неустойчивой адаптации ущерб, понесенный организмом в результате преодоления экстремального состояния, и на основе этой оценки попытаться разработать принципы прогнозирования дальнейшего развития событий. Но для конструктивных выводов по оценке понесенного ущерба необходимо иметь исходную рабочую концепцию о существе и функциональном смысле общесистемных изменений, наступающих в остром периоде экстремального состояния системы. Клинически – это период травматического шока. Согласно изложенным ранее положениям, главная битва за жизнь при экстремальном состоянии системы перемещается на уровень глубинных базисных факторов системообразования. Можно полагать, что здесь ценою неизбежного не только функционального, но и ультраструктурного ущерба изыскиваются возможности частичного использования в интересах сиюминутной функциональной доминанты той связанной внутренней энергии, которая при любой другой ситуации никогда не используется для обеспечения адаптивных процессов. На первый взгляд такое предположение представляется неправомерным, поскольку оно противоречит сложившимся в физиологии представлениям о биоэнергетике. Однако и в физиологи имеются убедительные свидетельства того, что адаптация нередко достигается ценой повреждения. Если же обратиться к эмпирическому обобщению, включающему процессы и явления за пределами медицинских проблем, то просматривается более общая закономерность: сохранение сложной системы в критической ситуации достигается ценой разрушения ее инфраструктурных элементов. В биологии рассматривается даже конструктивная роль подобных жертв. Они неразрывно связаны с эволюцией. Допустимость и целесообразность пожертвования малым ради сохранения (или совершенствования) большего определяются, видимо, тем, что более крупная система, возвратив свой функциональный потенциал, оказывается способной восстановить утраченные элементы инфраструктуры или заменить их новыми, более совершенными. Отсюда вполне очевидно, что разрушение инфраструктуры в критической ситуации имеет не только причину, но и цель. Жертва частичного разрушения инфраструктуры обретает оправдание, если она обеспечивает дополнительный приток энергии. О том, что такое возможно, свидетельствуют эмпирические обобщения в различных областях знаний. Исследование форм существования материи указывает на высвобождение мощного потока энергии при массовом разрушении элементарных структур, стабильность которых зависит от силы сцепления ультраструктурных элементов. Для подтверждения распространенности этого явления совсем не обязательно обращаться к наиболее демонстративным процессам ядерного радиоактивного расщепления. Широко известны примеры промышленного применения связанной энергии кристаллов. Не менее интересны результаты исследований В.В. Болдырева, директора НИИ физики твердого тела Сибирского отделения Российской академии наук. Используя оригинальные методы размельчения твердых тел, автор наблюдал резкое усиление их активности без изменения химической структуры. Таким образом, основываясь на эмпирическом обобщении, допускающем экстраполяцию универсальных закономерностей в несмежные области знаний, можно с определенной достоверностью предположить, что разрушение четырехмерной молекулярной структуры устойчивых алгоритмов, так же как и других устойчивых элементарных структур, способно освобождать некоторое количество связанной энергии, которое в суммарном выражении обретает значимость для дополнительного обеспечения сложных адаптивных процессов. Вопросы эквивалентов и механизмов транспозиции освобожденной энергии на другие уровни (этажи) жизнеобеспечения остаются пока недостаточно ясными. Понятно лишь, что обретение дополнительной энергии в данном случае связано с нарушением пространственной четырехмерной структуры функциональных алгоритмов базисного метаболизма и что это получает неизбежное выражение в дезинтеграции процессов, ответственных за создание целостности живой системы. Возможность именно такого развития событий подтверждается при изучении патогенеза острой дыхательной недостаточности, которая при тяжелой сочетанной травме становится ключевым моментом полиорганной недостаточности. Клинический опыт показывает, что различные формы недостаточности внешнего дыхания приобретают наиболее яркую клиническую манифестацию после относительной стабилизации гемодинамики, нарушенной острой реакцией на тяжелую травму. В то же время переключение функциональной доминанты на механизмы долговременной адаптации неизбежно отягощается генерализованными нарушениями, имеющими синдромное выражение и, в частности, синдромом системной несостоятельности биологических мембран. Неконтролируемая интенсификация перекисного окисления липидов, повреждение многомембранных систем организма биологически активными веществами наряду с нарушением микроциркуляции, болевым "тормозом" дыхания обусловливают высокую вероятность развития респираторного дистресс-синдрома взрослых (РДСВ). Анализ состояния системы газообмена у 16 пострадавших после тяжелой сочетанной травмы с исходом посттравматической острой дыхательной недостаточности (ОДН) в 3–4 стадию РДСВ показал, что ухудшение параметров диффузии кислорода через альвеолярно-капиллярные мембраны (увеличение респираторного индекса – РИ), ухудшение микроциркуляции в легких (рост альвеолярного мертвого пространства – АМП), гиповентиляция (уменьшение минутной альвеолярной вентиляции – МАВ) влекут за собой скачкообразное уменьшение напряжения кислорода в артериальной крови (РаO2). При этом рефракторная гипоксемия развивается несколько отсрочено, обычно на третьи сутки посттравматического периода. Наличие определенного "скрытого" периода формирования многофакторных нарушений, вслед за которыми происходит одномоментное изменение функционального состояния всего организма с развитием наиболее тяжелой формы посттравматической ОДН – 3–4-й стадии РДСВ, делает оправданным применение универсального метода изучения всех скачкообразных переходов – теории катастроф. Теория катастроф получила широкое распространение и активно обсуждается в научной литературе применительно к различным природным явлениям и процессам. В широком смысле катастрофами обозначаются скачкообразные изменения, возникающие в виде внезапного ответа системы на плавное изменение внешних условий. Таким образом, теория катастроф конкретизирует общее положение диалектики о переходе количественных изменений в качественные и предлагает методологию исследования универсальных механизмов этого перехода. Одной из привлекательных сторон этой теории является возможность объяснения возникшей ситуации путем измерений выходных параметров при непрерывном изменении входных управляющих параметров с учетом адаптируемости, то есть меры жизнеспособности, выживаемости системы.
Рассматривая травму как внешнюю возмущающую силу, считали, что она приводит систему дыхания в неупорядоченное состояние, при котором процессы внутри нее приобретают диссипативный характер. В результате нарастают несогласованность, неупорядоченность системных процессов, резко возрастает энтропия. Другими словами, система внешнего дыхания под воздействием сильного повреждающего фактора – травмы – выходит из стационарного режима своей работы. Устанавливающийся в системе новый режим воспроизводит свойства "странного" аттрактора, когда режим осцилляции процессов, составляющих функцию, выходит из равновесия и строгой периодичности. Важнейшим свойством "странных" аттракторов является их высокая чувствительность к малому изменению входных управляющих параметров, нестабильность, слабая устойчивость. Даже при малом изменении входных управляющих параметров (увеличении РИ, АМП, уменьшение МАВ) более вероятно попадание системы в область дезадаптации, чем в область адекватной ответной реакции на изменившиеся условия существования. Это проявляется в катастрофическом снижении Рао2 с развитием рефракторной гипоксемии. Данное положение носит название принципа "хрупкости хорошего", согласно которому все хорошее (например, стабильность, устойчивость) более хрупко, чем плохое (нестабильность, неустойчивость). Другим, не менее важным свойством "странных" аттракторов является их способность "притягивать" соседние режимы движения, хаотизировать и дезаптировать их. Именно этим можно объяснить инициирующую роль нарушений внешнего дыхания при посттравматической ОДН по отношению к изменению параметров транспорта газов кровью, тканевого дыхания. Вместе с тем системе газообмена в целом неотъемлемо присуща структурная связанность ее подсистем (внешнее дыхание, транспорт газов кровью, тканевое дыхание). В этом необходимое условие существования любой сложной системы. Структурная связанность системы, в частности, характеризуется наличием контуров обратной связи. Анализ материала показал, что контур обратной связи посттравматической ОДН с исходом в 3–4-ю стадию РДСВ носит "положительный" характер, то есть отклонение от состояния равновесия в подсистеме транспорта газов кровью, в тканевом дыхании вызывает усиление этой же тенденции (дезадаптации) и в аппарате внешнего дыхания. Так, по нашим данным, гемодинамическая компенсация посттравматических дыхательных расстройств была явно недостаточной: через 72 часа после травмы среди пациентов с 3–4-й стадией РДСВ признаки гипоциркуляции были отмечены у 12 из 16 (75.0%) против 56 из 185 пострадавших (30.1%) без рефракторной гипоксемии. В результате повышение общего периферического сопротивления, свойственное гипоциркуляции. еще больше расстраивало микроциркуляцию в легких. Использование частных производных от входных параметров канонического уравнения позволило выявить своеобразие динамики РаО, при изменении РИ, АМП, МАВ и некоторые особенности поведения системы внешнего дыхания в области катастрофы – 3–4-й стадии РДСВ. В частности, было установлено следующее. 1) Приближение к точке катастрофы с развитием 3–4-й стадии РДСВ, крайне трудно купирующейся гипоксемией, можно ожидать при увеличении РИ до 0.40 и больше (у людей в возрасте до 60 лет), АМП – до 15% и более. 2) Рефрактерность гипоксемии по отношению к мероприятиям интенсивной терапии, направленной на улучшение диффузии кислорода и микроциркуляции в легких, объясняется особенностью зависимости Рао2 от РИ и АМП при развернутой клинической картине РДСВ. Последняя заключается в том, что даже существенному уменьшению РИ и АМП неизбежно сопутствует небольшой рост Рао. Так, уменьшению РИ и АМП на 10% от их фактического значения сопутствует увеличение Рао2 только на 2–4% при РДСВ 3–4-й стадии. В тоже время уменьшение РИ и АМП на те же 10% в начальных стадиях посттравматической ОДН сопровождается увеличением Рао2 на 14–15%. 3) Гиповентиляция непосредственно не связана со скачкообразным качественным изменением свойств системы внешнего дыхания. Постоянство линейной зависимости Рао2 от динамики МАВ обусловливает значимость вентиляционных нарушений в дальнейшем усугублении дыхательных расстройств на фоне уже произошедшей катастрофы – 3–4-й стадии РДСВ. При всей важности решения самостоятельной задачи скорейшего устранения критического состояния путем интенсификации процессов срочной компенсации сводить цели оптимизированной интенсивной терапии дыхательной недостаточности после тяжелых травм только к профилактике жизнеугрожающих расстройств неправомерно. Кибернетическим аналогом второго закона термодинамики, из которого следует, в частности, что термодинамическая оптимизация любой функции организма и любого процесса в нем зависит от соотношения энтропийных и неэнтропийных тенденций, является принцип необходимого многообразия У.Р. Эшби. Согласно этому принципу, для того чтобы система реализовала заданный тип поведения вне зависимости от внешних помех, необходимо подавить нежелательное многообразие в ее поведении, увеличив множество управлений. Таким образом, многообразие может быть разрушено только многообразием. Исходя из этого, интенсивную терапию посттравматической ОДН следует рассматривать как средство улучшения управляемости системой газообмена. Для достижения этой цели необходимо, во-первых, устранить нарушения регуляторной функции центральной нервной системы (на данном этапе она является важным фактором саморегуляции), во-вторых придать контурам обратной связи между подотделами системы дыхания надлежащие знаки, для того чтобы не происходило усугубления неупорядоченности, дезадаптации по принципу положительной обратной связи. В реализации этого положения особая роль принадлежит устранению потока ноцицептивной патологической импульсации посредством адекватного обезболивания, которое не вызывает излишнюю центральную депрессию, а наоборот предотвращает развитие дезадаптивного патогенного нейронального компонента боли – страдания. С учетом направления потока энергообеспечения (легкие–кровь–ткани) правомерно считать, что системе дыхания присуще основное свойство любой иерархической системы: несмотря на расстройства в локальных пунктах (неизбежность нарушений наиболее уязвимого атмосферно-легочного газообмена при тяжелой травме), система в целом может функционировать нормально за счет ограничения неблагоприятных воздействий одной части системы на другую. Иначе говоря, углубление "потенциальной ямы" общеорганизменного функционального аттрактора ослабляет проявление неизбежных возмущений, возникающих в отдельных функциональных алгоритмах. Отсюда следует обязательность проведения лечебных мероприятий, направленных на улучшение транспорта газов кровью, тканевого дыхания для обеспечения структурной связанности сложной иерархической управляемой системы газообмена в экстремальных условиях острого энергетического кризиса, присущего травматической болезни. Таким образом, привлечение теории диссипативных систем и синергетики к решению клинической проблемы экстремального состояния имеет не только общенаучный, но и прямой практический смысл. Оно объясняет участие в реализации экстремального состояния одного из главных системообразующих факторов живого организма – хронобиологической согласованности и сопряженности процессов базисного метаболизма. Понимание данного обстоятельства способствует формированию методологии диагностического и лечебного подходов, ориентированной не на разработку новых частных методов интенсивной терапии, решающих конкретные задачи (это направление совершенствования в лечении критических состояний сохраняется в полной мере, но не оно составляет предмет данного обсуждения), а на раннее включение саморегуляции организма как основополагающего условия устойчивой, долговременной адаптации. Распознавание и устранение острой недостаточности внешнего дыхания в постшоковом периоде остается ключевой и нерешённой пока еще задачей в лечении последействий экстремального состояния организма. Сопряженность нарушений внешнего дыхания с расстройствами базисного метаболизма, а через них – с главными системообразующими факторами просматривается здесь особенно отчетливо. Внедрение новых управляемых программ и самых современных методов искусственной вентиляции легких не способно самостоятельно решить эту проблему. Решение должно быть связано с восстановлением механизмов сопряженной саморегуляции двух главных системообразующих факторов: согласованности базисного метаболизма с его единой индивидуально детерминированной хронобиологической программой, с одной стороны, и доминирующей роли кислорода в окислительно-восстановительном потенциале организма – с другой. При этом нарушения на любом из этапов кислородного обмена неизбежно приобретают общесистемную значимость и реализуются в функциональных расстройствах на всех уровнях жизнеобеспечения. Гипоксия, неизбежно проявляющаяся при интенсивном продолжительном функциональном напряжении, обусловливает постепенное включение анаэробного гликолиза в качестве временного альтернативного источника энергообеспечения. До тех пор пока анаэробный гликолиз выполняет вспомогательную роль и способен легко уступить место окислительному фосфорилированию, если восстанавливается снабжение кислородом, он решает полезную задачу. Но как только энергообеспечение радикально перестраивается на анаэробный путь, это влечет за собой бесконтрольное возрастание свободно-радикального окисления липидов. и дальнейшее развитие событий приобретает фатальную динамику. Своеобразный переходный период, когда в организме сосуществуют и аэробный, и анаэробный пути энергопродукции и значимость обоих путей относительно уравнивается, иногда характеризуется как "промежуточный метаболизм". В отличие от используемого нами понятия "базисный метаболизм" в данном случае обозначение "промежуточный метаболизм" соотносится со значительно более ограниченной сферой представлений из области обмена веществ организма. Оно отражает неустойчивое равновесие аэробного и анаэробного путей энергетического обмена в критической ситуации перед полной необратимой и фатальной переориентацией на анаэробный путь. Такая ситуация в энергетическом метаболизме соответствует экстремальному (крайнему, пограничному) состоянию организма, клинически проявляющемуся в так называемой полиорганной недостаточности (ПОН). Вместе с тем полиорганная недостаточность (а точнее – полиорганная несостоятельность) рассматривается нами как клиническая манифестация неупорядоченности диссипативных процессов на уровне базисного метаболизма, являющаяся ближайшим последствием запредельного функционального напряжения. И хотя несостоятельность функциональной системы внешнего дыхания проявляется на данном этапе наиболее часто, в целом клиническая картина ПОН характеризуется выраженной пестротой, что обусловлено индивидуальными различиями, зависящими от изначальной, так сказать, фоновой функциональной ущербности организма, его locus minoris resistentio. Это и создает значительное разнообразие вариантов сочетания ранних постэкстремальных осложнений и последовательности их развития. В более поздние сроки, к концу первой недели после тяжелой сочетанной травмы, преобладающими становятся универсальные последствия неупорядоченности базисного метаболизма, реализующиеся в рефракторной иммунодепрессии и приводящие к развитию тяжелых, в том числе и генерализованных, форм раневой инфекции. В развивающейся ситуации главная, определяющая роль принадлежит глубинным нарушениям жизнедеятельности организма. Эти нарушения полностью соответствуют тяжелому инфекционно-воспалительному процессу, хотя констатировать последний правомерно лишь при условии подключения другого необходимого фактора инфекции – микробиологического. Особая теоретическая и практическая важность данного этапа обусловили выделение его обсуждения в отдельную главу, где будут рассмотрены теоретические и практические аспекты системной воспалительной реакции организма на тяжелую сочетанную травму и посттравматического сепсиса. Наконец, в случае благоприятного непосредственного исхода наступает этап позднего последействия экстремального состояния, когда стойкие неустраненные нарушения базисного метаболизма могут сказаться на развитии или особо тяжелом, генерализованном течении тех или иных системных эндогенных заболеваний. Есть основания полагать, что и на данном этапе различие нозологических форм развивающихся заболеваний во многом зависит от изначальной функциональной ущербности конкретного организма, на которую как бы "наслаиваются" нарушения алгоритмов базисного метаболизма, обусловленные перенесенным экстремальным состоянием. Правда, как уже неоднократно отмечалось ранее, все. что касается отдаленного последействия перенесенного экстремального состояния, пока еще с трудом поддается верификации, поскольку основывается на отдельных наблюдениях, а не на достаточно репрезентативных обобщающих материалах. Наиболее важное заключение, вытекающее из применения положений синергетики к решению клинической проблемы экстремального состояния, связано с перспективой математического описания клинического "образа" пациента в постшоковом периоде с помощью компьютерной техники. Это означает, что обретается возможность достоверного раннего прогнозирования возможной динамики травматической болезни и упреждающего ее лечение у конкретных пациентов. Вернемся к изначальной, упрощенной, схеме аттрактора. Представив, что она отображает пространственную модель аттрактора эффективной или, иначе говоря, условно нормальной стресс-реакции организма на чрезвычайное воздействие, целенаправленно выберем несколько (не более 6–8) функциональных алгоритмов, которые оцениваются как наиболее репрезентативные для образного восприятия функционального состояния исследуемого организма, переживающего чрезвычайную ситуацию. Затем осуществим плоскостной поперечный срез аттрактора, своеобразную "интегральную томографию", позволяющую репродуцировать представление о пространственном образе аттрактора. Получается плоскостное изображение ("профиль"). Его допустимо соотнести с условно нормальной стрессорной реакцией. Если теперь осуществить аналогичный плоскостной срез пространственной схемы у другого пациента, у которого насупил срыв функциональной интеграции, обусловивший формирование "странного" аттрактора вследствие отклонения траекторий отдельных функциональных алгоритмов в точках бифуркаций, то полученный "профиль" может быть сопоставлен с первым. На основании установленных различий открывается возможность кластерного анализа уже не физиологических, а патологических профилей с выделением их типовых вариантов, которые при использовании специально разработанного математического аппарата могут быть достоверно соотнесены с особенностями клинического течения в целях определения прогноза. При этом создаются условия для упреждающего лечения тяжелых осложнений на основе коррекции функционального состояния пациента путем "диалога" с его организмом, за которым признается способность к саморегуляции. Разработке системы функционального мониторинга, основанного на изложенных принципах, посвящена следующая глава. Заключение Теория термодинамики диссипативных систем и фундаментальные принципы синергетики могут быть использованы в целях углубленного и более полного представления о сущности механизмов энергообеспечения при экстремальном состоянии организма. Для этого необходимо рассматривать организм как сложную открытую неравновесную систему, адаптация которой к изменениям условий существования достигается путем саморегуляции. Организующим фактором саморегуляции при внезапном и резком изменении условий существования становится функциональная доминанта. Она императивно способствует продвижению множества сопряженных внутренних процессов (изначально складывающихся на уровне межмолекулярного взаимодействия) с единой целью – устранить жизненную угрозу. Именно функциональная доминанта обеспечивает приоритетное избирательное энергообеспечение этих процессов. Таким образом, формируется функциональный аттрактор. В случае крайнего, экстремального состояния переориентация энергетического потенциала осуществляется с неизбежным "обкрадыванием" ряда важных процессов жизнеобеспечения, имеющих отношение к системообразующим факторам, то есть к существованию организма в качестве сложной, глубокоинтегрированной, компактной биосистемы. Имеются в виду те глубинные процессы, которые, не будучи непосредственно причастными к реакциям срочной адаптации, совершенно необходимы для устойчивой стабилизации жизнедеятельности после устранения экстремальной ситуации. Следствием энергетического "обкрадывания" этих процессов становится их дезинтеграция с последующим нарушением детерминированных алгоритмов. В основе дезинтеграции лежит отклонение пространственных траекторий отдельных процессов в точках их бифуркации. Создаются условия для формирования "странного" аттрактора. Он отражает уже не эффективную стресс-реакцию, а патологическую ситуацию. Характер и перспективы развития этой ситуации неоднозначны и зависят от индивидуальных различий цитокиновой сети базисного метаболизма. Изложенная интерпретация развития событий позволяет подойти к пониманию термодинамической основы экстремального состояния и его последействия. Но главное – она открывает принципиальную возможность создания системы функционального компьютерного мониторинга, учитывающей индивидуальные и типовые факторы, влияющие на динамический прогноз травматической болезни. Литература 1. "Неотложная медицинская помощь", под ред. Дж.Э. Тинтиналли, Р. Кроума, Э. Руиза, Перевод с английского д-ра мед. наук В.И. Кандрора, М.В. Неверовой, А.В. Сучкова, А.В. Низового, Ю.Л. Амченкова; под ред. В.Т. Ивашкина, П.Г. Брюсова; Москва "Медицина" 2001 2. Елисеев О.М. Справочник по оказанию скорой и неотложной помощи, "Лейла", СПБ, 1996 год 3. Ерюхин И.А., Шляпников С.А. Экстремальное состояние организма. Элементы теории и практические проблемы на клинической модели тяжелой сочетанной травмы. – СПб.: Эскулап, 1997.
bukvasha.ru
