Экстремальное состояние организма элементы теории и практические проблемы на клинической модели тяжелой сочетанной травмы “эскулап • С. Петербург • 1997 бк 52. 5 Е 69

Скачать 4.25 Mb. Название Экстремальное состояние организма элементы теории и практические проблемы на клинической модели тяжелой сочетанной травмы “эскулап • С. Петербург • 1997 бк 52. 5 Е 69 страница 9/15 Дата конвертации 09.04.2013 Размер 4.25 Mb. Тип Документы

Содержание Рис. 3.5. – Иерархия системообразующих факторов и механизмов внутренней саморегуляции организма. S3 — центральная нейрогенная регуляция. 3.3. Клинико-термодинамические параллели в теории экстремального состояния организма РДСВ, крайне трудно купирующейся гипоксемией, можно ожидать при увеличении РИ

3.2. Организм человека как сложная диссипативная система Приобщение проблемы экстремального состояния к теории диссипативных систем и синергетики требует изменения категории основополагающих понятий. Это прежде всего относится к объекту ис­следования — организму человека, который в данном случае не мо­жет рассматриваться отвлеченно, как самостоятельный природный объект, вступающий во взаимодействие с внешней средой через свою. так сказать, “внешнюю орбиту”, представленную органами чувств. Он должен рассматриваться как обобщенная категория, еди­ная для всех уровней организации в пределах биосферы, но имеющая свои дефиниции, составляющие конкретную характеристику обоб­щенного понятия. Такая категория в теории термодинамики нерав­новесных процессов обозначается понятием “система”. В наиболее общем смысле под системой принято понимать един­ство структурно-функциональных элементов (или принципов. взглядов, воззрений), которое в результате объединения обретает новые свойства, не присущие его составляющим и не отражающие их сумму. Иными словами, система — это качественно обособлен­ная категория, образующаяся в результате интеграции функцио­нально сопряженных составляющих. В данном случае имеется вви­ду не система взглядов или научных положений. Рассматривается структурно-функциональная система. Любая живая система от бес­численных в своем разнообразии живых организмов до популяций. биоценозов. социумов и, наконец, самой биосферы в целом пред­ставляет собой единство структурно-функциональных элементов или подсистем [26. 30, 33]. В зависимости от сложности и функци­онального предназначения в интегральном процессе эволюции био­сферы в целом каждый из видов живых систем имеет свою динамич­ную инфраструктуру, представляет собой единство структурно-функциональных элементов или подсистем. Синтезируя представ­ленные выше положения физиологической концепции адаптации и теории термодинамики диссипативных процессов, а затем — ориен­тируя их на клиническое предназначение, возможно сформировать общее представление о системе, соответствующей клинико-физиологическому пониманию высшей формы компактной организации живой природы — организму человека. Прежде всего, как и любой объект живой природы, организм че­ловека представляет собой открытую систему. Это означает не про­сто тесную связь его жизнедеятельности с внешней средой, а полную невозможность существования вне этой среды. Она является источ­ником энергетических и пластических ресурсов организма, она же предоставляет объекты для целенаправленного расходования создаю­щегося энергетического потенциала. В этом в конечном итоге и со­стоит жизнь как форма существования организма. Организм являет собой, далее, яркий пример неравновесной сис­темы. Абсолютное большинство внутренних его процессов носит не­обратимый характер. Неравновесность, необратимость внутренних процессов основывается на двух термодинамических феноменах. О первом из них много уже говорилось. Его содержание, природа, роль и значение в термодинамике неравновесных процессов хорошо изу­чены. Это энтропия, определяющая непроизводительное рассеива­ние энергии, обеспечивающей реализацию каждой функции, начи­ная с элементарных процессов и, следовательно, делающая эти про­цессы необратимыми. Второй феномен проявляется только при сопоставлении положе­ний термодинамики с физиологическим восприятием, но. думается. что и его следует ввести в теорию термодинамики живых существ. О нем очень много сказано и написано применительно к различным уровням жизнеобеспечения организма, но пока он не рассматрива­ется в едином сочленении с энтропией в качестве фактора неравно­весности внутренних процессов. Этот фактор можно было бы обо­значить, на наш взгляд, как “термодинамический феномен инфор­мации”. Суть феномена состоит в том. что слабый в энергетическом отношении, но качественно специфичный сигнал (импульс), встре­тив на своем пути соответствующее специфичное воспринимающее устройство, способен инициировать функциональные сдвиги, свя­занные с несравненно большими термодинамическими преобразо­ваниями. Причем эти преобразования нередко затрагивают несколь­ко уровней в сложной иерархии процессов жизнеобеспечения орга­низма и реализуются не только в потреблении, но и высвобождении внутренней энергии. Сложность иерархической структуры организма составляет третью особенность соответствующей ему системы. В физиологии и медици­не существует несколько схем, отражающих многоуровневую иерар­хию систем жизнеобеспечения. Обычно эти схемы ориентируются на морфофункциональные представления. В большинстве из них выде­ляются общеорганизменный, органо-системный, клеточный и суб­клеточный. или молекулярный, уровни. При переходе от категории организма к категории сложной биосистемы во главу угла ставятся системообразующие факторы и их проявление на различных уровнях жизнедеятельности. Отсюда и необходимость иного иерархического построения уровней (этажей) жизнеобеспечения. Оно может быть представлено в виде пирамиды (рис. 3.5). Основание, или фунда­мент, пирамиды составляют те системообразующие факторы, кото­рые обеспечивают сопряженность элементарных базисных вегетатив­ных процессов во всем их разнообразии. Эта сопряженность строит­ся на универсальных природных закономерностях, но благодаря сложности взаимодействия элементарных процессов универсальные в своей основе закономерности в итоге способствуют созданию ин­дивидуальности. неповторимости целого организма. Правда, выделя­ется ряд типовых особенностей, получающих выражение в конституционных типах (в широком их толковании, предлагаемом А.И.Клиориным [19, 20]), в физиологических типах гемодинамики с выделением гипер- и гипокинетических [50, 51], в типах иммунологической и общей реактивности, а также в типах высшей нервной деятельности, выделенных еще И.П.Павловым. Следует лишь огово­риться, что всякое типирование в пределах одного вида обусловле­но не столько объективной необходимостью, сколько нашим созна­тельным стремлением к систематизации субъективных представле­ний. Это своеобразный методологический прием, обеспечивающий ориентацию в бесконечном множестве индивидуальностей на базе тех качественных признаков, которые могут составить основу обоб­щающих суждений. ^ Рис. 3.5. – Иерархия системообразующих факторов и механизмов внутренней саморегуляции организма. S2 — системы и подсистемы автономной нейрогуморальной регуляции органных функции: ^ S3 — центральная нейрогенная регуляция. Когда в первой главе с физиологических позиций выдвигалось понятие о базисном метаболизме, то имелся в виду как раз этот фун­даментальный уровень (этаж) жизнеобеспечения, на котором изна­чально проявляются системообразующие факторы. Именно на нем определяется индивидуальная специфичность белков, складывается согласованная периодичность воспроизводства главных гуморальных биорегуляторов, обеспечивающих согласованное взаимодействие висцеральных функций. Здесь же формируется индивидуальная био­ритмика функциональной активности всего организма, не претерпе­вающая радикальных изменений в процессе жизненного цикла. Только теперь, когда за основу обсуждения берется не организм как физиологическая категория, а сложная интегрированная неравновесная система как биологическая категория, понятие о базисном мета­болизме должно быть несколько расширено и видоизменено. В ос­нову такого обновленного представления о базисном метаболизме может быть положена концепция цитокиновой сети, получившая распространение применительно к современным суждениям о мно­гофакторном иммуногенезе. В нее конструктивно вписываются не только молекулярные факторы взаимодействия клеток и органов, иммунокомпетентность которых давно установлена, но и другие ре­гулирующие механизмы, имеющие цитокиновую природу. Это каса­ется. в частности миелопептидов. обеспечивающих сопряженность иммуногенеза с системами, регулирующими общесоматическую ре­активность организма [31, 32]. Выведение концепции цитокиновой сети за пределы иммуногене­за, включение в нее многих (а, возможно, и большинства) органов и систем, обладающих специальным клеточным механизмом постоян­ной взаимной информации о происходящих в них процессах на моле­кулярном уровне, по существу и составляет представление о базисном уровне жизнеобеспечения. Конструктивная сторона такого представ­ления определяется возможностью описывать клинические ситуации, патогенетически связанные с нарушениями базисного метаболизма. Такое заключение полностью согласуется с суждениями, изложенны­ми в пятой главе уже цитировавшейся ранее книги И.Пригожина и И.Стингерс “Порядок из хаоса”, опубликованной в нашей стране в русском переводе в 1986 году. Авторы считают, что описание сложной сети метаболической активности и торможения является существен­ным шагом в понимании “функциональной логики” биологических систем. А далее следует замечание о том, что понимание процессов, происходящих на молекулярном уровне в биологических системах, требует взаимно дополняющего развития физики и биологии. Первой — в направлении сложного, второй — простого. Однако описать кли­ническую ситуацию, ориентируясь не на привычную категорию — организм, а на общебиологический подход, где в качестве основной категории выступает сложная биосистема, непросто. Для того чтобы сохранить логическую связь с клинико-физиологической концепцией на столь сложном этапе обсуждения, видимо, нецелесообразно отка­зываться от самого термина “метаболизм”. Тем более, что в данном случае в него вкладывается несколько иной. более широкий и нетра­диционный для медицины смысл. Обычно в медицине с метаболиз­мом ассоциируется представление об обмене веществ. Однако. согласно лингвистическим истокам, слово “метаболизм” происходит от греческого “metabolic”, означающего перемену, превращение. Оно используется не только для описания постоянно осуществляющихся обменных процессов организма с внешней средой, но и для характе­ристики многих явлений в других, не смежных с медициной областях, где отмечаются динамические преобразования в относительно стабильных структурных комплексах. Так. например, понятием “метаболизм” обозначается архитектурное направление, получившее развитие в шестидесятых годах нашего столетия . особенно в Японии (архитекторы Кэндзо Тангэ, Киепори, Кикутакэ и др.), и предлагаю­щее выход из кризиса урбанизации. В целях устранения неблагопри­ятных последствий урбанизации оно предусматривало строительство наряду с фундаментальными архитектурными сооружениями времен­ных построек, периодически заменяемых зелеными зонами (концеп­ция так называемых “плавающих городов”). Обращение к архитектурным ассоциациям в данном случае имеет прямой логический смысл. Дело в том, что умозрительно можно го­ворить о существовании на уровне базисного жизнеобеспечения сложной архитектуры алгоритмов, относящихся к элементарным ви­сцеральным процессам. Алгоритм здесь может быть определен как структурное выражение функции в четырехмерном пространстве, где четвертым измерением является время. Объемность конструкции обеспечивается влиянием пространственных соотношений на моле­кулярном уровне, а время становится конструктивным фактором, определяющим последовательность развития событий и их направ­ленность с учетом согласования со смежными процессами. В раз­личных областях этой сложной архитектурной конструкции перио­дически возникают вспышки реактивного возбуждения, дающие начало реализации функциональных алгоритмов. Последние, про­двигаясь по индивидуально предопределенной “сети”, отражающей программу межмолекулярного взаимодействия (подобно светящим­ся точкам на уличных электрорекламах), концентрируются в задан­ном аттракторе той или иной функции, проявляющейся уже на уровне целостного организма. В таком случае определение “базисный” характеризует метаболи­ческие процессы как основу целого ряда вторичных, производных изменений на других иерархических уровнях организма. Объектив­ным подтверждением существования индивидуальных программ ба­зисного метаболизма является наличие конституциональных. типо­вых и. наконец, индивидуальных особенностей пространственного строения и поведения белковых молекул, висцеральных процессов и даже внешнего облика людей. И не случайно именно на индивиду­альных особенностях базисного метаболизма строится основополага­ющее для иммунологии распознавание “своего” и “чужого”. Это хо­рошо известно и переведено на убедительный научный язык в сов­ременной сетевой цитокиновой концепции иммуногенеза. Остается лишь осознать, что сетевая концепция, раскрывающая сложную си­стему взаимодействия медиаторов, имеет отношение не только к им­мунитету, но и ко всем функциональным процессам, ответственным за сохранение и поддержание жизнедеятельности организма. Тогда под базисным метаболизмом в широком смысле допустимо понимать постоянство функциональных алгоритмов на биомолекулярном уров­не. поддерживаемое путем регуляции качественного состава, количе­ственного соотношения и периодичности обновления медиаторов на основе индивидуально детерминированной, хронобиологически сог­ласованной программы. На рис. 3.6 представлена эвристическая про­странственная схема формирования аттрактора из сопряженных функциональных алгоритмов, динамично реализующихся на основе запрограммированной сети межмолекулярных связей. Абстрактная схема позволяет представить, как в пределах индиви­дуального пространственного “проекта” цитокиновой сетевой конст­рукции происходит формирование траекторий главных алгоритмов аттрактора, обеспечивающего функциональную доминанту сложной биосистемы, которая переживает экстремальное состояние. В части пространства, принадлежащего крупной биосистеме (организму), за­фиксировано расположение активных молекулярных объектов, между которыми существуют динамичные, но достаточно устойчивые пу­ти взаимодействия, составляющие индивидуально предопределенную “сеть” или “канву”. Вне пределов этой сети межмолекулярное взаи­модействие не может свершиться без слома детерминированной “проектной конструкции”. Таким образом, реализуется программа, поддерживающая биохимическую индивидуальность организма и оп­ределяющая степень его внутренней свободы при воспроизведении функциональных алгоритмов. На отдельных, так сказать, узловых участках пространственной сети располагаются биорегуляторы, обес­печивающие сопряженность не только самих процессов межмолеку­лярного взаимодействия, но нередко и функционального взаимодей­ствия на уровне систем и подсистем в масштабах целостного орга­низма. В отличие от специфических медиаторов, участвующих в алгоритме какого-либо одного функционального процесса, такие биорегуряторы-коммутаторы (белки или пептиды) осуществляют внутрисистемную функциональную интеграцию. Среди медиаторов, выполняющих назначение коммутаторов в обеспечении сложного процесса адаптации, хорошо известны, например миелопептиды. Миелопептиды вырабатываются клетками костного мозга разных видов животных и человека и обладают иммуннорегуляторной и опиатоподобной активностью [31, 32]. Следует заметить, что и сами опиоидные пептиды играют важную роль в регуляции иммуногенеза. Связываясь с опиатными рецепторами иммунокомпетентных клеток, они модулируют их активность, обеспечивая интегральную деятель­ность нейроэндокринной и иммунной систем. Таким образом, сопряжение алгоритмов базисного метаболизма за счет общности медиаторов реализуется в достаточно широких пределах. Для вклю­чения в пространственную схему четвертого, временного, критерия достаточно представить, что локальные линии, изображающие три условных процесса, продвигаются (в пределах запрограммированной сети) к аттрактору (А) и проявляются в режиме согласованной пос­ледовательности подобно тому, как это происходит на световых уличных рекламах. Рис. 3.6. Эвристическая схема формирования аттрактора (А) ни уровне базисного метаболизма в пределах запрограммированной пространственной сети (“канвы”) межмолекулярных взаимодействий. Представлена условная пространственная конструкция, которая отражает поэтапное продвижение процессов, формирующих аттрактор, через индивидуально детерминированные межмолекулярные связи. К — регуляторные белки-коммутаторы. обеспечивающие межфункциональные связи. Если вновь вернуться к использованным ранее музыкальным ас­социациям, согласно которым “оркестр медиаторов” играет “симфо­нию жизни”, то теперь это представление может быть расширено и несколько конкретизировано. Базисный уровень жизнеобеспечения соответствует партитуре симфонии, которая построена на универ­сальных законах гармонии, но в целом воспроизводит самобытную и неповторимую “музыкальную ткань”. Тогда следующие, располагаю­щиеся над фундаментом, этажи пирамиды (см. рис. 3.5) представле­ны “оркестром” инструментов саморегуляции системы, с разнообра­зием которых связан полифонический эффект. Он создается сопря­женным взаимодействием всех нейрокринных и гуморальных механизмов регуляции. Наконец, на вершине пирамиды располагаются высшие центры нервной регуляции, выполняющие роль “дирижера оркестра” и привносящие активное творческое начало в управление адаптивными процессами. Оркестр может исполнять симфонию в различном темпе, может сбиваться с ритма и фальшиво звучать, но самобытная музыкальная программа симфонии содержится в партитуре и не может быть изме­нена, не будучи сломанной. Для полноты и образности восприятия здесь уместно напомнить известный афоризм о том. что “архитекту­ра — это застывшая музыка”. В нем отражается единение эфемерно­сти музыкальных композиций и стабильности, прочности архитек­турных сооружений. Это соответствует представлениям о единстве относительно стабильной архитектурной сети алгоритмов базисного жизнеобеспечения и широкого разнообразия динамических преобра­зований, осуществляемых в пределах этой архитектурной сети. Завершая сложное, насыщенное образными ассоциативными экст­раполяциями (может быть и не столь уж бесполезными для воспри­ятия смысла) изложение концепции самоорганизации жизнедеятель­ности организма с позиций термодинамики диссипативных систем, хотелось бы вновь обратиться к суждениям Н.И.Пирогова об “ансамб­ле ощущений”, приносимых организму отдельными составляющими его органами. Как теперь стало ясно. именно медиаторы и составляют в основном механизм передачи “ощущений” от органов и клеток организму. Пожалуй, и в наши дни было бы трудно лучше изложить концепцию саморегуляции организма на основе индивидуальной глу­бинной его сущности, не пользуясь понятиями и терминологией синергетики диссипативных систем. И то обстоятельство, что уже в относительно далекие годы необходимость понимания природы само­регуляции внутренних процессов для обогащенного опытом клиници­ста проистекала из стремления использовать это понимание в реше­нии лечебных задач, думается, служит достаточно веским подтвержде­нием правильности избранного направления научного поиска. Таким образом, можно заключить, что если возникает угроза гибе­ли, разрушения системы, то в конечном итоге очень многое зависит от силы и стабильности базисных системообразуюших факторов. При этом наряду с детерминированной индивидуальной хронологи­чески сопряженной программой жизнеобеспечения другим главным системообразующим фактором в пределах биосферы следует, види­мо, считать неразрывную связь высокоразвитых форм жизни с обме­ном кислорода, с окислительно-восстановительными процессами, обеспечивающими стабильную реализацию всех функций на протя­жении жизненного цикла. Представленью суждения характеризуют организм как особо слож­ную диссипативную систему, что позволяет использовать понятия и закономерности неравновесной термодинамики для анализа механиз­мов саморегуляции и их нарушений при экстремальном состоянии. ^ 3.3. 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 [17. 22, 28. 46, 56J. 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. 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. В предыдущих главах 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 114). 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 [8, 9]. 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 [53|. 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 [13] 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 [4J. 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 [43]. 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 [4]. 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) [27]. Другим, не менее важным свойством “странных” аттракторов яв­ляется их способность “притягивать” соседние режимы движения, хаотизировать и дезаптировать их [4]. 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. С позиций теории катастроф в качестве модели атмосферно-легочного газообмена при травматической болезни рассматривали каноническую формулу потенциальной (энергетической) функции системы (потенциала, описывающего динамику данной системы). которая имела следующий вид: 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 15.0 % 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 10.0 % от их фактического зна­чения сопутствует увеличение Рао2 только на 2.0—4.0 % при РДСВ 3—4-й стадии. В тоже время уменьшение РИ и АМП на те же 10.0 % в начальных стадиях посттравматической ОДН сопровождается уве­личением Рао2 на 14.0—15.0 %. 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 многоообразия 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 [48]. 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 (см. рис. 3.2) 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” [55]. 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, обозна­ченной на рис. 3.1. 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) функциональ ных 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 (рис. 3.7-а). 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 (рис. 3.7-6), 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. Рис. 3.7. Схема воспроизведения функционального “профиля” пациента путем “полиграфии” аттрактора. а — функциональный аттрактор пациента с эффективной стресс-реакцией: б — функциональный аттрактор в условиях срыва стресс-реакции с образованием отклонений от запрограммированных алгоритмов сразу нескольких процессов, формирующих аттрактор. А, В, С. D. Е — траектории отде.1ьных функциона.1ьных алгоритмов. На “а”: А1—Е1 — функциона.лный профиль “условно нормальной” стресс-реакции: на “о”: А1—Е1 — “пато.югическчч” функциональный профиль. Подробные объяснения в тексте. РЕЗЮМЕ 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. Анохин П.К. Рефлекс и функциональная система как факторы физиологи­ческой интеграции // Физиол. журн. СССР. 1949.—Т. 35, № 5.—С. 491—503. 2. Анохин П.К. Проблема компенсации нарушенных функций и ее значение для клинической медицины // Хирургия.—1954.—№ 9.—С. 3—11. 3. Анохин П.К. Теория функциональных систем // Успехи физиол наук— 1970.-Т. I, № 1.-С. 19-54. 4. Арнольд В.И. Теория катастроф.—М.: Наука, 1990.—126 с. 5. Аршанский И.А. Некоторые методологические и теоретические аспекты анализа закономерностей индивидуального развития организмов // Вопр. фи­лософии.—1986.—№ 11.—С. 95—104. 6. Библояни А. Молекулы, динамика и жизнь: Введение в самоорганизацию материи: Пер. с англ.—М.: Мир, 1990.—373 с. 7. Беляков В.Д. Структурно-системный подход в медицине —Л • ВМедА 1981.-17 с. 8. Болдырев В.В., Гольдберг Е.Л., Еремин А.Ф. Размерный эффект в механи­чески активированном фториде натрия // Докл. АН СССР.—1987.—Т. 292. № З.-С. 647-650. 9. Болдырев В.В. Механические методы активации неорганических веществ// Журн. Всесоюз. хим. о-ва им. Д.И.Менделеева.—1988.—Т. 33, № 4.—С. 374—383. 10. Варфоломеев С.Д., Мевх А.Т. Простагланлины — молекулярные биорегу­ляторы.—М.: Изд-во МГУ, 1985.—307 с. 11. Васильева С.М. АДФ-рибозилирование // Биохимия.—1994.—Т. 59, вып. 2.—С. 215. 12. Веселого И.А., Левина М.3. Особенности функциональных перестроек биологических систем под внешним воздействием // Миллиметровые волны в медицине и биологии.—М., 1989.—С. 195—198. 13. Гаврилин С.Д., Ерюхин И.А. Теоретические предпосылки улучшения ре­зультатов лечения посттравматической острой дыхательной недостаточности // Общая патология и медицинская реабилитация.—СПб. 1994.—С. 42—48. 14. Гаркави Л.Х., Квакина Е.Б., Уколова М.А. Адаптационные реакции и резистентность организма.—3-е изд., доп. Ростов-н/Д: Иэд-во Рост. ун-та, 1990.-223 с. 15. Гринченко С.Н., Загускин С.Л. Механизмы живой клетки: алгоритмиче­ская модель,—М.: Наука, 1989.—227 с. 16. Жаботинский А.М. Концентрационные автоколебания,—М.: Наука, 1974.-178 с. 17. Жижина Т.П., Коробков В.Г., Алесенко А.В. Корреляция деградации ДНК, индуцированной ФНО-альфа с накоплением сфингозина в ядре и перекисей в ДНК// Биохимия.-1994.—Т. 59, вып.11.-С. 1756-1765. 18. Касты Дж. Большие системы: Связность, сложность и катастрофы: Пер. с англ.-М.: Мир, 1982.-207 с. 19. Юшорин А.М., Эристиви Н.Г. Значение антропологических исследований для изучения эндокринно обусловленных процессов роста и развития детей // Материалы Х конф. по возрастной морфологии, физиологии и биохимии.— М„ 1971.-Т. 2, ч.1.-С. 322-323. 20. Клиорин А.М., Тиунов Л.А. Функциональная неравнозначность эритроци­тов.—Л.: Наука, 1974.-147 с. 21. Князева Е.Н. Случайность, которая творит мир: (Новые представления о самоорганизации в природе и обществе) // Философия и жизнь.—1991.— № 7.-С. 3-31. 22. Коггл Дж. Биологические эффекты радиации: Пер. с англ.—М.: Энерго-атомиздат, 1986.—184 с. 23. Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г. Синергетика —теория самоорганиза­ции.—М.: Знание, 1983.—46 с. 24. Курдюмов С.П. Законы эволюции и самоорганизации сложных систем // Философские аспекты информатизации.—М., 1989.—С. 61—82. 25. Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. Синергетика —новые на­правления.—М.: Знание, 1989.—48 с. 26. Лебедев К.А., Поняхина И.Д. Принципы работы систем организма чело­века и их приложение в практической медицине // Физиология человека.— 1991.-Т. 17, № 4.-С. 132-145. 27. Левантовский Л.В. Особенности границы области устойчивости // Функциональный анализ и его приложения. 1982.—Т. 16, вып.1.—С. 44—48. 28. Мачиапшс Т., Фрич Э., Сэмбрук Дж. Методы генетической инженерии: Молекулярное клонированпе: Пер. с англ.—М.: Мир. 1984.—479 с. 29. Николис Г., Пригожий И. Познание сложного: Пер. с англ.—М.: Мир. 1990.-342 с. 30. Основы физиологии функциональных систем / Под ред. К.В. Судакова.—М.: Медицина, 1983.—273 с. 31. Петров Р.В., Михайлова А.А., Захарова Л.А. Костномозговые медиаторы, регулирующие иммунный ответ (миелопептиды) // Гематология и трансфу-ЗИОЛОГИЯ.-1984.-Т. 29, № 2.-С. 43-45. 32. Петров Р.В., Маджидов У.В., Сорокин С.В., Михайлова А.А. Коррекция иммунного ответа миелопептидами у мышеи MRL/MpI-lpz/lpz с врожденны­ми аутоимунными расстройствами //Докл АН СССР.—1986.—Т. 283, № 3.— С. 756-759. 33. Петухов С. В. Биомеханика, бионика и симметрия.—М.: Наука, 1981.— 239с. 34. Пирогов Н.И. Вопросы жизни: Дневник старого врача.—СПб.: Тип. Ба­лашова, 1884.—464 с. 35. Пригожин И., Стингерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой: Пер. с англ.—М.: Прогресс, 1986.—431 с. 36. Пригожин И. Природа, наука и новая рациональность: Пер. с англ. // Философия и жизнь.—1991.—№ 7.—С. 32—38. 37. Самарский А.А. Математическое моделирование и вычислительный экс­перимент// Вести. АН СССР.-1979.-№ 5.—С. 38-49. 38. Самарский А.А., Курдюмов С.П., Ахромеева Т.С Малчнецкий Г.Г. Моде­лирование нелинейных явлении в современной науке // Информатика и на­учно-технический прогресс.—М., 1987.—С. 69—91. 39. Сатпрем. Шри Ауробиндо или путешествие сознания: Пер. с франц.— Л.: Изд-воЛГУ. 1989.-334 с. 40. Сачков Ю.В. Конструктивная роль случая // Вопр. философии.—1988.— № 5.-С. 82-94. 41. Судаков К.В. Доминанта и функциональная система // Функциональные системы организма.—М., 1987.—С. 54—69. 42. Судаков К.В. Основные принципы обшей теории функциональных сис­тем // Функциональные системы организма.—М., 1987.—С. 26—49. 43. Томпсон Д. Неустойчивость и катастрофы в науке и технике: Пер. с англ.-М.: Мир, 1986.-232 с. 44. Уголев А.М. Естественные технологии биологических систем,—Л.: Нау­ка, 1987.-317 с. 45. Хаген Г. Синергетика: Иерархии неустоичивостей в самоорганизуюшихся системах и устройствах: Пер. с англ.—М.: Мир, 1985.—320 с. 46. Хачтов P.M., Сидорович И. Г Игнатьева Г.А. Современные методы гиб-ридомных технологий.—М.: ВНИИМИ, 1987.—63 с. 47. Чернивский Д.С. Синергетика и информация.—М.: Знание, 1990.—78 с. 48. Эшби У. Введение в кибернетику: Пер. с англ.—М.: Изд-во иностр. лит., 1959. -С.112-118. 49. Юнг К.Г. Парацельс // Феномен духа в искусстве и науке.—М.: Рсне-санс. 1992.-С. 16-18. 50. Яковлев Г.М., Новиков B.C., Хивинсон В.Х. Резистснтность. стресс, регу­ляция.—Л.: Наука. 1990.—237 с. 51. Яковлев Г.М., Карлов В.А., Дьяконов И.И., Дикань В.Е. Типы кровообращения здорового человека: нейрогуморальная регуляция энергетического ме­таболизма в условиях основного обмена// Физиология человека.—1991.— Т. 17, № 4.-С.88-104. 52. Guarini G. Nuovi orizzonti in Medicina. II caos с le sue leggi // Recenti Prog. Med.-1993.-Vol. 84, № 4.-P.278-286. 53. Rodriguez D.J., Sandoval W., Clevenger F.W. Is measured energy expenditure correlated to injurv severity score in major trauma patients? // J. Surg. Res.—1995.— Vol. 59, № 4.-P. 455-459. 54. Rubner М. Das Problem der Lebensdauer und seine Beziehungen, zu Wachsturm und Ernahrung.—Munchen; Berlin: Oldenbourg, 1908.—VII, 208 S. 55. Siegei J. H., Ce/ra F.B., Coleman B. el al. Physiological and metabolic corre­lations in human sepsis // Surgery.-1979.-Vol. 86., № 2.-P. 163-193. 56. Van Rensburg C.E.J., Van Staden А.М., Anderson R. Inactivation of poly (ADP-ribose)polymerase by hypochlorous acid // Free Rad. Biol. Med.—1991.— Vol. 11, № 3.—P. 285-291. Глава 4, СИСТЕМА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРНОГО МОНИТОРИНГА ПРИ ТЯЖЕЛОЙ МЕХАНИЧЕСКОЙ ТРАВМЕ “Физиологический ответ на тяжелый сепсис — это результат комплексного взаимодействия между симпатически обусловленными сердечными, сосудистыми и легочными компенсаторными меха­низмами в ответ на фундаментальные нарушения промежуточного метаболизма, вызванного септи­ческим процессом”. J.H.Siegel “Physiological and metabolic correlations in human sepsis” По существу в данной главе речь пойдет об объективной оценке функционального состояния больного организма. Выше, во второй главе, уже упоминалось, что функциональное состояние как клиническая категория несет в себе особую информацию. Определение тя­жести функционального состояния отличается от определения тяже­сти травмы или повреждения. В последнем случае имеются в виду стабильные показатели, характеризующие степень деструкции орга­нов и тканей. Функциональное состояние, напротив, весьма лабиль­но. Оно зависит от многих факторов, помимо морфологических на­рушений, и отражает (если соотносится с патологической ситуацией) уровень функциональной несостоятельности организма в момент ис­следования. Проведение интенсивных корригирующих мероприятий в некоторых случаях (допустим, при острой кровопотере) позволяет иногда в короткий срок радикальным образом изменить функцио­нальное состояние. Но затем нередко возникают другие обстоятельст­ва, способные вызвать столь же быструю обратную трансформацию. В клинике оценка тяжести состояния, даже если она проводится на основе интегральных количественных показателей, обычно отра­жает лишь удаленность от одной из двух полярных характеристик — “хорошо” и “плохо” — или, напротив, приближение к другой. На языке клиницистов оценка тяжести состояния формируется с ис­пользованием нескольких градаций — удовлетворительное, средней тяжести, тяжелое и крайне тяжелое. Такая оценка ориентирует врача относительно степени жизненной угрозы на момент обследования. Между тем любую болезнь допустимо рассматривать как смену функциональных состояний организма, наступающую одномоментно, после достижения критического уровня количественных изменений функциональных показателей, определяющих качественную характеристику состояния. При математически объективном воспро­изведении индивидуального “образа” (или “профиля”) функциональ­ного состояния в нем можно выделить признаки, определяющие направления последующей трансформации. Именно этот принцип может быть положен в основу разработки системы функционально­го компьютерного мониторинга. 4.1. Объективная оценка тяжести состояния пациента с синдромом системной воспалительной реакции и сепсисом Объективная оценка состояния пострадавшего, которая необходи­ма для составления адекватной программы лечения, а также для оценки эффективности тех или иных препаратов или методов тера­пии, в значительной степени затруднена комплексной природой хи­рургической инфекции, множественными аспектами проводимой интенсивной терапии, различными хирургическими вмешательства­ми. В связи с этим было разработано много систем и шкал, оценка по которым дается в виде интегрального балла. Все они, как прави­ло, ориентированы на окончательный исход процесса, то есть созда­ны по принципу “выжил — умер”. В основном такие системы более эффективны для предсказания летального исхода, нежели благопри­ятного [2, 22, 30, 45]. Они могут использоваться при массовом посту­плении раненых, но крайне сомнительно их применение для опреде­ления лечебной тактики у конкретного больного в конкретный момент времени [12], что является основной тактической задачей в практике клинициста. В 1980 году D.E.Fry и соавт. [17] показали, что смерть после обширных хирургических вмешательств или тяжелых травм обычно наступает в результате инфекционных осложнений и вероятность ее тем выше, чем больше органов с развившейся недостаточностью. В 1983 году L.E. Stevens [44] предложил методику определения тяже­сти состояния путем расчета отдельных баллов для конкретного ор­гана или системы. Им было выделено семь основных органов и сис­тем, для которых производилась функциональная оценка: легкие. почки, печень, желудочно-кишечный тракт, центральная нервная си­стема, система свертывания крови, сердечно-сосудистая система. В каждой из этих систем было выделено пять градаций расстройств — от минимальной до максимальной. Так, например, для оценки функции печени при повышенном уровне лактатдегидрогеназы и аспартатаминотрансферазы, но при сохраненном в норме билирубине присваивался 1 балл. Пять баллов присваивалось, когда у больного развивалась прекома и уровень би-лирубина превышал 8.0 мг/100 мл. Для вычисления степени тяжести состояния пациента необходимо было сравнить его показатели с контрольными величинами, имеющи­мися в шкале, выбрать три максимальных, возвести их в квадрат и просуммировать. Такой алгоритм расчета основывался на том предпо­ложении, что сумма квадратов примерно соответствовала экспоненци­альной зависимости, которой соответствовал и уровень летальности. Так, летальный исход, развивающийся у больного без признаков функциональной органной недостаточности, отмечается в 3 % слу­чаев, при функциональной недостаточности одного органа — в 30 % и 100 % — при недостаточности четырех органов [18]. Эта шкала получила наименование “Sepsis Severity Score”, в сокращенной аббревиатуре — SSS. Проведенные исследования показали достовер­ную связь уровня летальности со степенью тяжести, оцененной по этой шкале, что означает — чем больше баллов, тем выше вероят­ность летального исхода. В 1985 году Т. Skau и соавт. [43] провели исследование эффектив­ности использования шкалы SSS и предложили ряд модификаций, чтобы устранить имеющуюся субъективность в градациях этой шка­лы. Предложенная ими шкала получила название “Modified Septic Severity Score”, или сокращенно — MSSS. В настоящее время ее не­редко применяют в научных исследованиях и публикациях, посвя­щенных больным с сепсисом [13. 15]. Несколько иной подход к определению степени тяжести сепсиса был предложен E.A.Elebute и H.B.Stoner ]14]. Эти авторы разделили клинические признаки сепсиса на четыре группы. Тяжесть процесса в каждой из групп была оценена в балльной системе. Эти группы: — местные проявления раневой инфекции; — степень температурной реакции; — вторичные эффекты сепсиса; — лабораторные данные. Состояние больного оценивалось по каждому из разделов и под­считывался общий суммарный балл. В последующем этот метод оценки получил название “Sepsis Score”, в аббревиатуре — SS. Про­веденные исследования ее эффективности в определении прогноза исхода на больных с перитонитом, пневмонией, раневой инфекцией, септицемией и медиастенитом показали довольно эффективную про­гностическую ценность — в 84 % случаев прогноз летального исхода инфекционного процесса определялся правильно. Все авторы, которые пользовались этой шкалой, обращают внима­ние на ее некоторую субъективность. Так, если необходимость пере­вязок составляет не более одного раза в сутки — то присваивается 2 балла, а если свыше одного — 4 балла. Использование этой шкалы различными исследователями показало, что в среднем правильный прогноз летального исхода определялся в 82—87 % случаев. Представленные шкалы базировались на том положении, что все пациенты (не считая кардиологических и умерших в результате “вне­запной смерти”) умирают, как правило, от сепсиса. Поэтому процесс умирания — это динамика септического процесса. Таким образом, оценив с тех или иных позиций (органных или локальных) каким-либо образом динамику процесса, можно с определенной долей ве­роятности прогнозировать тот или иной исход. С иных позиций подошли в 1981 году W.A Knaus и соавт. [23], ко­гда стали определять тяжесть состояния пациента, находившегося в отделении интенсивной терапии с первых дней пребывания. Они отобрали 34 физиологических показателя, которые были ранжирова­ны от 0 до 4 баллов в зависимости от того, насколько они были уда­лены от среднефизиологических значений. Итоговый балл опреде­лялся в результате суммирования всех отклонений. В последующем к этой шкале были приложены методики, с помощью которых произ­водилась такая же балльная оценка влияния хронических сопутству­ющих заболеваний и возраста больного. В итоге была создана мето­дика оценки тяжести состояния, получившая название “Acute Physiology and Chronic Health Evaluation”. Аббревиатура из первых букв получила широкое распространение в виде “АРАСНЕ”. Первые исследования по новой системе показали ее эффективность в про­гнозе вероятности летальных исходов. Следует подчеркнуть, что описываемая система была разработана на основе контингента больных, которые поступали в отделение ин­тенсивной терапии и реанимации с острой патологией — травма, острые хирургические заболевания, послеоперационный период и т.д., так что степень выраженности инфекционного процесса в ряде случаев была минимальной, хотя больные с генерализованным вос­палительным процессом, вероятно, все же встречались [24—26). Тем более интересно сопоставить эффективность этой шкалы со шкалами, разработанными на контингенте больных с сепсисом и предназначенными для оценки именно этой категории больных. В работе J.L.Meakins и соавт. [28] в 1984 году было проведено изучение эффективности использования этой методики у больных с внутрибрюшными гнойными заболеваниями (ограниченный и распростра­ненный перитонит, одиночные и множественные абсцессы брюшной полости). В результате проведенных исследований авторы приходят к выводу, что внесение дополнительной информации о характере гнойно-воспалительного процесса в брюшной полости и его анато­мической локализации к данным системы АРАСНЕ не привело к сколько-нибудь значимым изменениям эффективности прогноза. Проведенные сравнения эффективности оценки прогностической ценности у больных с генерализованными признаками инфекции пу­тем сопоставления двух шкал — SSS и АРАСНЕ показали, что между ними имеется тесная прямая положительная корреляционная зависимость (г=0.81. р<0.001). Таким образом, одинаково высокая прогностическая ценность обеих методик, их тесная корреляция, не­смотря на различный подход к формированию исходного массива, являются важным свидетельством неспецифичности генерализованной воспалительной реакции. В последующем, учитывая громоздкость системы, авторы на ее основе создали новую систему — АРАСНЕ II. в которой использо­валось 12 рутинных показателей, постоянно контролируемых у больных, находящихся в отделении интенсивной терапии. В пред­ложенной системе оценка состояния пациента может изменяться от О до 71 балла, но, как правило, выше 40 баллов встречается крайне редко. При достижении тяжести состояния в 30 баллов летальность оценивается как минимум в 70 %, В отечественной литературе проблеме объективной оценки тяже­сти состояния пострадавших также уделяется довольно большое вни­мание. Как пример можно привести разработку Ю.Н.Цибиным и соавт. [4] так называемого Т-критерия, на основании которого оце­нивалась длительность шокового периода и соответственно прогно­зировалась вероятность летального исхода. Этот метод лишь в некоторой степени может быть отнесен к оцен­ке степени тяжести состояния, поскольку в его основе лежит морфо­логическая “балльная оценка шокогенности травмы” и функцио­нальные критерии — артериальное давление, пульс и т.д. Имеются данные литературы и о попытках квалиметрии хирурги­ческой инфекции [I], [3]. В основе системы, разработанной А.В.Столбовым, как представлено в публикации [3|, лежат широко распространенные (упомянутые выше) шкалы SSS, MSSS, SS. В приведенных нами образцах систем оценки тяжести состояния пострадавших можно отметить три, с нашей точки зрения, важных свойства. Во-первых, эти системы предназначены для использования при массовом поступлении раненых и больных. Они также могут с успе­хом использоваться для сравнительной оценки эффективности но­вых препаратов и способов лечения. Однако они не предназначены для разработки тактических программ в лечении конкретных боль­ных, нуждающихся в интенсивной терапии и соответственно для оценки их эффективности. Во-вторых, не выявлено каких-либо различий, а напротив, отмече­на высокодостоверная корреляция между системами оценки, создан­ными на основе исследования больных с местными и генерализован-ными гнойно-воспалительными процессами, и между системами, соз­данными без учета специфичности больных, а лишь базирующимися на выраженности патологического процесса, развивающихся органных нарушениях и необходимости проведения интенсивной терапии. В третьих, разработка динамичной оценки тяжести состояния боль­ного организма всегда должна быть ориентирована на конкретные задачи. Только тогда она обретает завершенность и объективность. Из вышеизложенного представляется очевидным, что задача соз­дания системы динамической оценки состояния пациента с генерализованными воспалительными процессами и с определением его основных витальных характеристик в конкретный момент времени, а также с возможностью на ее основе разработать тактический план лечения с последующей поэтапной оценкой его эффективности, ос­тается до настоящего времени актуальной. В этой связи, совершенно новый подход к решению данной про­блемы был предложен группой ученых из Буффало, США. В основе разработанной ими системы лежало несколько положений. Во-первых, появившиеся в то время (начало 70-х годов) в литера­туре сообщения о существующих закономерностях в развитии пато­логических процессов при сепсисе. Имеется в виду нарастающая диспропорция между доставкой и потреблением тканями кислорода и несоответствие между повышенной сердечной производительно­стью и непропорционально сниженным периферическим сопротив­лением (9, 46-48]. Во-вторых, чрезвычайно динамичная природа экстремальных со­стояний, требующая соответствующего своевременного контроля и коррекции, что невозможно без применения современных компью­терных технологий. В-третьих, определенный набор физиологических признаков, поз­воляющих охарактеризовать больного с точки зрения “временного среза”, что может служить основой для выявления типичных патофи­зиологических паттернов. В-четвертых, разработка методов статистического многомерного анализа применительно к решению прикладных задач в области ме­дицины и. в частности, к выделению патофизиологических образов у больных, требующих динамического наблюдения и лечения в отде­лениях интенсивной терапии. На основе этих теоретических предпосылок содружеством врачей (Department of Surgery, State University of New York at the Buffalo General Hospital) и математиков (Thomas J. Watson Research Center and Systems Research Center IBM) был разработан алгоритм [16. 32, 33. 35] и создана компьютерная программа, реализованная в целую систему. — “CARE-system”, аббревиатура от “Clinical Assessment Research and Education system” [37]. Базой для разработки этой системы послужили результаты анализа клинического течения у 157 больных. Основная особенность при наборе материала заключалась в одновременном исследовании основных физиологических и биохимических параметров. После тщатель­ной визуализации материала для статистической обработки было ото­брано 695 блоков данных. В ходе проведения математического анали­за удалось выделить четыре типичных патологических кластера. По классификации J.H.Siegel и соавт. [34] кластеры обозначены следую­щим образом: — кластер “стрессовой реакции”; — кластер “метаболического дисбаланса”, — кластер “дыхательной недостаточности”; — кластер “сердечной недостаточности”. На основании определения евклидова расстояния до каждого из них и вычисления наименьшего определялось, к какому конкретно кластеру принадлежит обследуемый пациент в данный момент вре­мени. Использование разработанного математического аппарата по­зволяло точно оценить и качественную сторону изменений ( то есть по направлению к какому кластеру пациент стал ближе по сравне­нию с предыдущим исследованием) и произвести соответствующую количественную оценку. Многолетний опыт эксплуатации этой системы в 750-коечном клиническом госпитале города Буффало, США, позволил выявить как положительные, так и отрицательные стороны функционирова­ния системы. Во-первых, она характеризуется высокой лабильностью и позволяет достаточно надежно оценивать эффективность проводи­мой терапии. Во-вторых, использование этой системы позволило до­стоверно снизить летальность у хирургических больных, не считая перенесших кардиохирургическое вмешательство, с 18.8 до 10.5 %. В то же время в самой системе имелся ряд недостатков, заложен­ных еще при ее формировании, которые неблагоприятным образом сказались на дальнейшем ее функционировании. Во-первых, отсутст­вие четких (имеется в виду объективных) критериев о тяжести септи­ческого процесса не позволило при разработке системы использовать рандомизированную выборку. В неоднократных публикациях авторы подчеркивали, что в основу этой системы положены клинические на­блюдения над больными с септическим и травматическим шоком (не определяя конкретно эти понятия), а также с инфарктом миокарда. Во-вторых, в ходе выбора признаков для создания этой системы авторы исходили только из патофизиологической целесообразности. При этом не были исключены признаки с высокой степенью взаим­ной корреляции и не использованы критерии статистического ана­лиза, включающие так называемый “метод главных компонент”, что в значительной степени способствовало искажению итогового ин­формационного пространства. Таким образом, в период формирования одиннадцатимерного информационного пространства было допущено искажение, которое в последующем было выявлено при исследовании функциональных особенностей этой системы в “узловых”, или “переходных”, точках с помощью математического аппарата теории “катастроф” [6]. В ходе математического анализа было показано, что в “переходных” точках возможны ситуации, когда при одних и тех же данных патофизиоло­гический профиль пациента может быть соотнесен не с одним, а с двумя типичными профилями, что является некорректным и свиде­тельствует о принципиальной ошибочности теории. К сожалению, после целого каскада публикаций, посвященных эффективности разработанной J.H.Siegel и соавт. системы компью­терного мониторинга [31—38, 40—42], опубликование результатов анализа этой системы при помощи теории “катастроф” привело, ве­роятно. к полному прекращению работ в этом направлении. В то же время разработанный ими алгоритм был прекрасно использован G.Anvanzolini и соавт. [7] для создания системы функционального компьютерного мониторинга у больных кардиохирургического про­филя. Следует отметить, что эти авторы применили для выделения в процессе математического анализа значимых признаков именно ме­тод “главных компонент”, детально описав его алгоритм в качестве прикладного метода. Таким образом, на основе получивших уже в тот период распро­странение представлений о ключевых звеньях патогенеза сепсиса бы­ла сделана попытка создать перспективную систему функционально­го мониторинга. Она оказалась достаточно эффективной с разных точек зрения и прежде всего показала целесообразность подхода, ос­нованного на понятии “клинического образа”. Нам представляется, что использование предложенного этими авторами алгоритма на ос­нове рандомизированной выборки пострадавших с учетом необходи­мых дополнительных методов статистической обработки должно привести к созданию качественно новой системы функционального компьютерного мониторинга, сохранившей все положительные свойства “CARE-system”, но без ее недостатков. 4.2. Обоснование избранного подхода к разработке функционального компьютерного мониторинга Предложенная J.H.Siegel и соавт. |33. 35] система функционально­го компьютерного мониторинга основана на предположении, что применение математической методики кластерного анализа позволя­ет выделить типовые клинические образы (как их называет сам автор — паттерны [31. 32|). Патогенетической основой для опреде­ления таких клинических образов при некоторых критических состояниях (травма, сепсис) послужили критерии, характеризующие особенности баланса между аэробным и анаэробным метаболическими путями синтеза энергетических субстратов. Теоретическим основанием для выделения этой особенности патогенеза шока послужили многочисленные сообщения патофи­зиологов и клиницистов о типичном для критических состояний, в том числе и для септического шока, несоответствии между относи­тельно высокой доставкой кислорода тканям и его низким потреб­лением. с одной стороны, и между нарастанием продуктов анаэроб­ного метаболизма (лактата и пирувата) и снижением продукции углекислого газа — с другой. В связи с этим некоторые нарушения основных видов обмена в ходе патогенеза сепсиса представляются следующим образом. Воздействие инфекционного агента приводит к значительным на­рушениям метаболизма в организме пострадавшего. Прежде всего это характеризуется резким возрастанием липолиза, как основного источника энергетических ресурсов, что сопровождается повышени­ем уровня свободных жирных кислот. Отсутствие (или недостаток) поступления экзогенных белков приводит к выраженному катаболиз­му белков мышечной ткани. Образовавшийся в результате миолиза пул аминокислот, к тому же на фоне усиленного потребления некоторых из них, в значительной степени по своей качественной структуре отличается от такового в организме здорового человека. По некоторым данным, это является одним из факторов, предрасполагающих к синтезу “фальшивых нейротрансмиттеров” [29, 39]. В то же время имеются данные как экспе­риментальные, так и клинические [19, 27], свидетельствующие о пря­мом повреждающем действии эндотоксина на кислород-транспортирующие механизмы клеточной мембраны. Следовательно, развиваю­щиеся метаболические нарушения приводят, с одной стороны, к непосредственной блокаде кислородзависимых метаболических меха­низмов в клетке, а с другой — к неполному окислению ароматических аминокислот и синтезу “фальшивых нейротрансмиттеров”. Это слу­жит базисом еще одному патофизиологическому феномену, наблюда­емому при сепсисе, — несоответствию между значительно повышен­ной производительностью сердца и емкостью сосудистого русла. По прошествии уже более двадцати лет после опубликования J.H.Siegel и соавт. первых работ [31, 32], можно отметить, что мы имеем более глубокие представления о природе развивающихся ме­таболических нарушений, в частности, о роли экосистемы тонкой кишки и синдрома энтеральной недостаточности в патогенезе сепси­са. Однако основные взаимоотношения между нарушениями метабо­лизма и их патофизиологическим отражением при генерализованных воспалительных процессах, на которых основывалась разработка системы мониторинга, остались прежними. Использование такой патофизиологической базы наряду с мате­матическим аппаратом, разработанным сотрудниками исследова­тельского центра IBM, позволило уже в 1971 году выделить три типовых патологических клинических образа, воплощающих в инте­гральном выражении клинико-патофизиологическую характеристи­ку общего ответа на критическую ситуацию у конкретного больного в конкретный момент времени. Они получили название “паттерн А”, “паттерн В” и “паттерн С”. Для исследования были отобраны восемь переменных — среднее артериальное давление, центральное венозное давление, сердечный индекс, артерио-венозный градиент кислорода, венозное парциальное давление углекислого газа и кис­лорода, кислотность венозной крови в единицах рН, время выброса (физиологический показатель, характеризующий контрактильную способность миокарда). Эти исследования были произведены у 92 пациентов с различны­ми формами септического и гиповолемического шока. Каждый па­циент имел от 50 до 200 данных, соотнесенных к одному временно­му показателю. Всего у пациента проводили от 2 до 10 исследований. Описывая математический способ выделения соответствующей выборки больных, авторы подчеркивают [16, 35], что после проведе­ния кластерного анализа и определения указанных патологических групп было произведено определение однородности групп исследуе­мых больных. В результате однородность таких групп больных дос­тигалась первоначальным клиническим отбором — оставлялись толь­ко больные с признаками инфекции и признаками шока, а удалению подлежали больные с хроническими заболеваниями — циррозом пе­чени, сердечной и легочной недостаточностью. После завершения этого этапа однородность подтверждалась статистическими методами. Включение больных с первичной сердечной недостаточностью, которые отбирались для операций аорто-коронарного шунтирования, привело к необходимости пересмотра полученных трех профи­лей и выделению четвертого уже в 1972 году [32]. В итоге получен­ные профили были соотнесены с клиническими характеристиками и были определены как: — профиль гипердинамического стрессового ответа; — профиль метаболических нарушении; — профиль легочной недостаточности; — профиль сердечной недостаточности. Учитывая потребности в более детальном описании насосной функции сердца, к анализируемым признакам были добавлены еще два. Их использование в качестве определяющих в кластерном ана­лизе и привело к выделению специального профиля первичной сер­дечной недостаточности. Таким образом, был сформирован массив и выделены четыре типичных патофизиологических профиля. Учитывая крайне затруднительное представление в одиннадцати­мерном пространстве, был разработан математический аппарат опре­деления дистанции до каждого из типичных профилей от конкретно­го профиля пациента в данный момент времени, что позволило перейти от одиннадцатимерного пространства к четырехмерному. Принимая во внимание первичность метаболических нарушений, бы­ло предложено исследовать траекторию клинического течения у па­циента в двухмерном пространстве, где по оси абсцисс откладывалось отношение дистанции до профиля “легочной недостаточности” к дистанции до профиля “метаболического дисбаланса” (отношение, позволяющее оценить выраженность анаэробного компонента в мета­болизме энергетических субстратов), а по оси ординат — отношение дистанции до профиля “сердечных нарушений” к дистанции до про­филя “гипердинамического стрессового ответа”, позволяющее оце­нить выраженность нарушений первично сердечной функции или периферической сосудистой сети [31]. В период с 1979 по 1983 годы было опубликовано большое коли­чество материалов, полученных при использовании данной системы в клинической практике [10, 34, 36—40]. К сожалению, имеющиеся недостатки в структуре системы, на которые уже выше было указа­но, привели к прекращению ее функционирования. 4.3. Методика разработки системы функционального компьютерного мониторинга В период с 1988 по 1992 год в клинике военно-полевой хирургии были обследованы 207 пострадавших с тяжелой механической трав­мой, поступивших в клинику по “скорой помощи”. В результате тщательной проверки данных были удалены наблю­дения с явными техническими погрешностями, а также данные трех пострадавших, которые скончались через короткое время после трав­мы (в течение первых суток). Причиной смерти послужила массив­ная необратимая кровопотеря. Таким образом, для дальнейшего ана­лиза было отобрано 511 блоков наблюдений. Все они содержали базовый блок, включавший 14 прямых показа­телей: артериальное давление систолическое (мм рт.ст.), артериаль­ное давление диастолическое (мм рт.ст.), частота сердечных сокра­щений (уд/мин) — ЧСС, частота дыхательных движений в одну минуту — ЧД. ударный объем сердца (л) — УО, парциальное давле­ние кислорода в артериальной и венозной крови (мм рт.ст.) — Рао2 и P2O2 — соответственно, парциальное давление углекислого газа в артериальной и венозной крови (мм рт.ст.) — Рао2 и P2O2 соот­ветственно, кислотность артериальной и венозной крови — рНа и pHv соответственно, уровень гемоглобина (НЬ) в крови (г/л), насыщение гемоглобина кислородом в артериальной и венозной крови (в процентах) — НbО2а и Hb02v соответственно. Использование этих показателей позволяет оценить практически все звенья кислородного бюджета и, что представляется особенно важным, изучить взаимосвязь между доставкой кислорода тканям и его потреблением, которая в значительной степени изменяется при развитии эндотоксикоза [5. 8. 20]. После проведения расчетов по со­ответствующим формулам для создания системы функционального компьютерного мониторинга были отобраны следующие прямые и расчетные показатели: ударный индекс (УИ), сердечный индекс (СИ), частота сердечных сокращений (ЧСС), индекс систолической работы левого желудочка сердца (СРЛЖ_И), индекс минутной рабо­ты левого желудочка сердца (МРЛЖ_И), индекс общего перифери­ческого сопротивления (ОПС_И), среднее артериальное давление (АДср), градиент кислорода между артериальной и венозной кро­вью (A-VO^), потребление кислорода (ПО2), показатели кислотно-основного состояния артериальной и венозной крови — рНа и pHv. показатели парциального давления кислорода и углекислого газа в артериальной и венозной крови Рао2, Рvо2, Расо2, и Pvco2. Из перечисленных выше показателей необходимо было с исполь­зованием специального математического аппарата выделить опти­мальное количество признаков, достоверно описывающих данный массив. С этой целью массив данных с указанными выше показате­лями был исследован с помощью метода “главных компонент”. В ре­зультате проведенного анализа были выбраны восемь показателей. обладающих максимальным удельным весом в отобранных “главных компонентах”. Они приведены в табл. 4.1. После идентификации показателей массив данных был обработан с использованием одной из разновидностей кластерного анализа — кластерного анализа наблюдений. Таблица 4.1 Удельный вес показателей, отобранных методом главных компонент ——————————————— показатели Удельный вес ——————————————— ЧСС 0,867 АДср 0,558 СИ 0,954 СРЛЖ_И 0.954 PVCO2, 0.800 PVO2 0.900 pHv 0.800 A-VO2 0.881 Сущность метода заключается в выделении последовательным методом исходно заданного числа кластеров на основе определенных признаков путем выявления их наиболее устойчивых сочетаний [21]. Сформированное в соответствии с этим n-мерное кластерное пространство (в соответствии с задаваемым числом кластеров) исследуется путем проверки критерием Фишера, является ли выделение достоверным или нет. В ходе проведения кластерного анализа с выделенными нами в итоге предварительного анализа методом “главных компонент” пере­менными были получены следующие результаты (табл. 4.2.). В таблице приведены сформированные устойчивые кластеры, вы­деленные в ходе анализа. Данные о достоверности разделения этих признаков на указанные кластеры приведены в табл. 4.3. Полученные данные показывают достоверное (р=0.000) выделение этих кластер­ных образований на данном массиве, что подтверждается приведен­ным на рис. 4.1 графиком достоверности различий, полученных при проведении кластерного анализа, в выходных данных программы. Таблица 4.2

---

Ваша оценка:

Похожие:

	Нарушения психонейроиммунных взаимоотношений у белых крыс после тяжелой сочетанной черепно-мозговой		Влияние респираторной поддержки на неспецифическую и специфическую резистентность организма у больных
	Учебное пособие Санкт-Петербург 1997 терминология, понятия и классификация боевой хирургической травмы		Внутренняя среда организма– это комплекс жидкостей, омывающий клеточные элементы и принимающий участие
	Диагностика и интенсивное лечение острого респираторного дистресс-синдрома у больных с тяжелой сочетанной		Положение об организации деятельности отделения травматологии и ортопедии (множественной и сочетанной
	Лечебная тактика при повреждении околоносовых пазух у пострадавших с тяжёлой сочетанной травмой головы		Хирургическое лечение сочетанной травмы, полученной в условиях высокогорья 14. 01. 15 травматология
	Христофорандо Дмитрий Юрьевич Особенности патогенеза и лечения сочетанной черепно-лицевой травмы		Коценке результатов лечения сочетанной и Множественной травмы органов брюшной полости 14. 01. 17

Разместите кнопку на своём сайте:
Медицина

---