Преднагрузка на сердце в травматологии. Методы влияния
Согласно представлениям о физиологии сердечно-сосудистой системы, преднагрузка — это сила, растягивающая миокард перед его сокращением. Концепция преднагрузки появилась в результате лабораторных экспериментов, в которых мышечные волокна растягивают небольшими грузами (преднагрузка) до начала сокращения.
В данных экспериментах сокращение вызывается электрическим стимулом, а проводник определяет результирующую силу. Данные, полученные как in vitro, так и in vivo выявили, что увеличение длины саркомера до максимума в 0,2 мкм путем добавления грузов вызывает усиление сокращения. При превышении максимума сократимость мышцы снижается. Данное соотношение, известное как соотношение Франка-Старлинга, было описано на примере сердечной мышцы земноводных Отто Франком в 1884 г.
В 1914 г. Эрнест Старлинг на примере сердечной мышцы млекопитающих его подтвердил. Механизмы, касающиеся преднагрузки и силы сокращений остаются не понятыми. Изначально полагали, что растяжение сердечной мышцы облегчало взаимодействие актина и миозина, вызывая тем самым усиление сокращения. Недавние исследования указывают на то, что сила сокращения зависит также от чувствительности миоцита к градиентам ионизированного кальция, определяемой длиной саркомера.
Соотношение Франка-Старлинга лежит в основе модели, формирующей подходы для рассмотрения сердечно-сосудистой системы в норме и патологии. Гиповолемия или сниженная преднагрузка является следствием кровотечения или уменьшения внутрисосудистого пространства вследствие внутренних или внешних потерь жидкости. Венозный возврат, кроме того, зависит от сосудистого тонуса венозной системы. Как будет описано в фармакологическом разделе данной главы, изменения емкости венозного русла являются частыми нежелательными побочными эффектами препаратов, используемых в лечении пациента с травмой.
Вместе, внутрисосудистый объем и венозный возврат определяют конечно-диастолический объем левого желудочка, который в свою очередь влияет на силу сокращения желудочка. При помощи катетера Свана-Ганца можно измерить давление заклинивания легочной артерии (ДЗЛА), которое приближается по значению к конечно-диастолическому давлению левого желудочка (КДДЛЖ). Если податливость миокарда желудочков не нарушена, то КДДЛЖ тождественно КДОЛЖ (конечно-диастолическому объему левого желудочка).
К сожалению, на пациента в критическом состоянии с травмой воздействуют такие факторы, как ишемия миокарда, сердечная недостаточность, эндотоксемия, гипертрофия миокарда, циркулирующий фактор некроза опухоли (ФНО), снижающие податливость миокарда. В такой ситуации по ДЗЛА нельзя судить о КДОЛЖ. Нормальные или повышенные значения ДЗЛА не могут исключить неадекватную преднагрузку как причину низкого сердечного выброса.
Кроме изменений емкости сосудистого русла, на венозный возврат влияет повышение внутригрудного или внутрибрюшного давлений, что происходит при абдоминальном компартмент-синдроме и беременности. Наиболее показательным в данном отношении является напряженный пневмоторакс, когда после декомпрессии плевральной полости сразу наблюдают положительную динамику. У пациента, находящегося на механической вентиляции легких, использование вентиляции с положительным давлением, в том числе и с положительным давлением в конце выдоха (ПДКВ), может уменьшить венозный возврат.
У данной группы пациентов при сниженном внутрисосудистом объеме, отрицательные эффекты повышенного внутригрудного давления особенно выражены и проявляются снижением сердечного выброса. Важно то, что проведение вентиляции с положительным давлением у пациента с невосполненным дефицитом жидкости может привести к коллапсу. В противоположной ситуации на пациента с нормальным или высоким внутрисосудистым объемом вентиляция с положительным давлением может оказать благоприятный эффект. Повышенное внутригрудное давление ограничит постнагрузку. Метод синхронизации вентиляции с положительным давлением с сердечным циклом был описан как способ уменьшения постнагрузки и увеличения сердечного выброса.
Следует учитывать, что у пациентов с кардиогенным шоком может наблюдаться коллапс при отключении респираторной поддержки. Важно отметить то, что результат указанных физиологических изменений сложно предсказать в клинической практике. Таким образом, хорошие знания физиологии происходящих процессов являются ключом к быстрой постановке диагноза и лечению.
