Жировая эмболия (ЖЭ) - это, как правило, осложнение травм, ряда заболеваний и медицинских манипуляций. Под ЖЭ обычно понимают патологический процесс, обусловленный присутствием в крови жировых частиц, не встречающихся в нормальных условиях и вызывающих окклюзию (закупорка) сосудов с последующим нарушением кровоснабжения.
История изучения ЖЭ насчитывает более 345 лет [1]. Данная патология, а также большое количество теорий ее возникновения и развития, особенно после травм, описаны во многих работах [2]. К сожалению, многоликость теоретических посылок - свидетельство сложности понимания пато- и морфогенетических характеристик данного процесса.
Жировые эмболы состоят из нейтральных триацилглицеридов [3], но некоторые авторы [4] обнаруживали в их составе свободный и эстерифицированный холестерин. Поверхность жирового эмбола находится в жидком состоянии и ведет себя как мембрана высокой плотности, так как находится под высоким давлением, что приводит к проникновению вплоть до капилляров. Этому способствует образование на границе крови и жира мениска с выпуклостью, обращенной в сторону крови. Продвижение эмбола по сосуду определяется обратной квадратичной зависимостью между силами сцепления менисков жировых глобул со стенками сосудов и величиной их диаметра, т.е. сцепление тем меньше, чем больше капли жира [5].
Вся бедренная кость взрослого человека содержит около 70 мл жира [6], но не надо забывать и про жир окружающих тканей, которые травмируются при переломе кости. Отмечено, что летальный исход наступает у больных с массой тела 70 кг при попадании в сосуды от 50 до 154 мл жира. Необходимо учитывать при этом не только объем травмы, но и сопутствующую патологию и ряд других факторов. Например, если больной в состоянии тяжелого шока, то достаточно 20 мл жира [7]. Это подтверждается и данными экстрагирования хлороформом из легких от 20 г и более жира у лиц, которые скончались от ЖЭ [8]. Жировые эмболы иногда могут содержать жировые клетки и иные включения, но обычно они представлены липидными массами гомогенного характера. При экстракции жира костного мозга и подкожной основы обнаруживают преимущественно нейтральные жиры, состоящие из глицероловых эфиров насыщенных и ненасыщенных жирных кислот. Одни исследователи различий химического состава жиров из подкожной основы и различных костей не обнаружили [9]. Другие авторы считают, что у человека различается состав жирных кислот триглицеридов плазмы крови, жировой ткани легких и костного мозга [10]. Жировые эмболы из костного мозга, возникшие при протезировании тазобедренного сустава, в отличие от липидов плазмы крови содержат меньше олеиновой кислоты, но больше пальмитиновой кислоты и триглицеридов; в них низкий процент линолевой кислоты в фосфолипидах [11].
Диагностика ЖЭ в процессе некропсии макроскопически трудна [12]. Вопрос о ее верификации следует решать только после микроскопического исследования главным образом легких, мозга, почек и сердца. Имеются также макроскопические признаки. Если больной остался жив, то на 2-3-и сутки после травмы (или через 12-18 ч после ухудшения его состояния) на кожном покрове в 50% случаев при ЖЭ наблюдаются петехиальные кровоизлияния диаметром 1-2 мм. Они не возвышаются над кожным покровом и локализуются на груди, в области плечевого пояса, шее, щек, в подмышечных областях, а также в полости рта и конъюнктиве. Обратному развитию подвергаются к концу 1-й недели [13]. При некропсии в крови легочной артерии иногда видны капли жира. В случае обработки кусочков легких калийной щелочью (2% раствор) на поверхности жидкости появляются капельки жира.
В головном мозге обычно на 3-й день после травмы выявляют множественные петехиальные кровоизлияния, особенно в белом веществе.
Забор материала при некропсии имеет свои особенности. Одни исследователи [14] считают, что жировые эмболы распределяются в легких равномерно, другие [15] находили жировые эмболы преимущественно в передних третях верхних и средней зон легких (у авторов, к сожалению, не указаны сегменты легких). М.И. Авдеев [16] считает, что кусочки для исследования надо брать из различных отделов легких. Эта рекомендация подтверждается данными компьютерной томографии легких [17]. Достаточный и правильный забор материала на вскрытии позволяет оценить объем ткани легких и других органов, выключенный из кровообращения, или уже последствия этого процесса. При поражении более 1/
Перед забором каждого кусочка нож обязательно обезжиривают. Есть методики с использованием для забора материала двойного ножа и окраской без заморозки. Описан метод окраски жиров в парафиновых срезах [20]. Можно произвести исследование крови в темном поле, поляризационную микроскопию, но надо учитывать, что осмирование, окраска суданом или шарлахом и воздействие карболовой кислоты уничтожают двойное лучепреломление. Можно использовать флюоресцентную микроскопию с флюорохромом Фосфин 3R [21].
Гистологических методов выявления жира достаточно много [22]. Часто употребляемый формалин также не является индифферентным. В процессе фиксации происходят не только частичное растворение и вымывание липидов, но формальдегид может изменять физические свойства липидов (дисперсию, первичную флюоресценцию и др.) [23]. Например, замороженные срезы из свежего мозга после экстракции ацетоном теряют способность окрашиваться суданом и т.п.; в то же время замороженные срезы из мозга, фиксированного формалином, окрашиваются еще и после ацетоновой экстракции. Напротив, срезы надпочечника как фиксированные, так и нефиксированные, после экстракции ацетоном не окрашиваются. Продолжительное действие формалина вредно отражается и на двойном лучепреломлении, при этом изменяется характер красочной реакции, например при окраске сульфатом нильского голубого [22]. Надо следить, чтобы при специальных исследованиях жира материал не лежал в формалине дольше нескольких дней. Наиболее распространенной, несомненно, является окраска жира суданом и шарлахом; окрашиваются почти все виды жиров, встречающихся в теле человека.
Макро- и микроскопические изменения в различных органах и тканях при ЖЭ в общих чертах описаны более 130 лет назад [24], но постепенно детализируются [25]. Важно правильно интерпретировать окраску различных элементов в гистологических препаратах. Нередко жир обнаруживают в легких и в норме, и при патологии: 1) в эпителии альвеол и бронхов в виде мелких и крупных капель; 2) в эндотелии сосудов; 3) в эластических волокнах альвеолярных перегородок и сосудов в виде диффузного пропитывания; 4) в гладких мышечных клетках в виде мельчайшей зернистости; 5) в хрящевых клетках хрящей бронхов [18]. Следует помнить о липоцитах, локализация и размеры которых часто очень изменчивы. В крупных сосудах можно обнаружить отдельные гомогенные жировые капли наряду с наличием в просвете однородной мелкозернистой массы, имеющей при окраске гематоксилином и эозином желтоватый, а при окраске суданом III буро-оранжевый цвет. Такие каплевидные жировые включения нельзя рассматривать как свидетельство ЖЭ. Кроме того, жировые капли иногда видны свободно лежащими в просвете альвеол и в межальвеолярных перегородках, куда они могут попасть при изготовлении срезов, что также не относится к ЖЭ.
Изменения в легких имеют определенную последовательность в зависимости от часов и дней, которые прожил больной после травмы. Если летальный исход следует сразу на месте получения травмы, то в легких видны микроучастки эмфиземы, ателектазов, небольшие скопления эритроцитов, в отдельных случаях небольшое количество жировых эмболов в единичных капиллярах. В легких человека, умершего через 1 ч после получения травмы, наблюдается неравномерное кровенаполнение сосудов различного типа, иногда с краевым стоянием нейтрофильных лейкоцитов. Вокруг некоторых сосудов видны скопления большего количества эритроцитов и очаговый отек. В этом случае в отличие от смерти на месте травмы ЖЭ слабой или очень слабой степени обнаруживают всегда в мелких артериях и капиллярах. При смерти через 3 ч после травмы отмечаются те же явления, но они более выражены. В легких размельченные капли жира видны вокруг небольших сосудов и в их просвете. Капельки жира имеются и в макрофагах, расположенных как в сосудах, так и вокруг них. Через 6 ч после травмы в легких ЖЭ часто имеет выраженный характер, хотя капли жира мелкие. Наблюдаются небольшие очаги серозно-десквамативной, а иногда и серозно-гнойной пневмонии [26]. Наличие воспалительных очагов в легких при ЖЭ можно объяснить тем, что легкие в первую очередь подвергаются наиболее массивной эмболии. Возникающие при ЖЭ ишемические вплоть до образования инфарктов очаги могут подвергаться распаду и нагноению. При электронной микроскопии кусочков тканей легких кроликов, у которых в эксперименте была получена ЖЭ, отмечали ультраструктурные изменения в органеллах клеток капилляров, мелких кровеносных сосудов, альвеолярных клетках II типа в зависимости от времени, прошедшего с момента ЖЭ. В пластинчатом комплексе отсутствовало явление опорожнения и объем самого комплекса был нормальным [27].
При гистологическом исследовании жировые эмболы обнаруживают преимущественно в сером веществе, коре мозга, где наиболее развита сосудистая сеть. Исследование головного мозга в различные сроки смерти больного показало [28], что в случаях смерти в течение 1 или 2 дней после ЖЭ макроскопические изменения головного мозга обычно не обнаруживают, а микроскопически определяются не кровоизлияния, а мелкие очаги ишемического некроза в сером, белом веществе полушарий большого мозга и коре мозжечка. Некрозы похожи на "розетки", в центре которых могут быть видны жировые капли, а по периферии - бесструктурные массы, нередко переходящие в неизмененную ткань мозга без резких границ. Похожие, но менее выраженные изменения наблюдаются и в спинном мозге. На 3-й день могут появиться кровоизлияния. В зависимости от источника, механизма и срока образования встречаются кровоизлияния 3 видов: 1) кольцевые кровоизлияния, представляющие собой своеобразно построенные микроинфаркты мозга: в центре очага кровоизлияния лежит сосуд, закрытый то капельками жира, то гиалиновым или фибриновым тромбом, а дальше к периферии располагается зона некроза, за которой находятся скопления эритроцитов [12]; 2) периваскулярные: вокруг переполненных кровью капилляров, артериол и венул имеются скопления эритроцитов; 3) очаговые, располагающиеся в относительно неизмененной ткани в виде небольших скоплений эритроцитов. В белом веществе мозга обнаруживают единичные жировые эмболы, однако здесь обтурация сосудов приводит к более значительным повреждениям вследствие слаборазвитых коллатералей. Развиваются периваскулярные инфаркты, инфильтрированные сегментоядерными лейкоцитами, и очаги слабого окрашивания миелина (дегенерация миелина). При переживании более 1 нед обнаруживают множественные очаги некроза в глубоких слоях коры полушарий большого мозга и мозжечка. Через 1 мес после ЖЭ сосудов головного мозга можно видеть множественные очаги глиоза, последствия множественных геморрагических инфарктов. Если больной после ЖЭ выживал от 3 мес до 7 лет, то обнаруживали атрофию белого вещества мозга [28]. Возможно, последствия ЖЭ можно будет оценивать, обнаружив нейроны, которые при длительной циркуляторной гипоксии характеризуются выраженными патологическими изменениями, включающими стадии процесса пикнотизации и лизиса. В эксперименте показаны концентрация жизнеспособных элементов вблизи разрастающихся кровеносных капилляров и рост числа сателлитных форм глии [29]. При электронной микроскопии мозга (ЖЭ воспроизведена в эксперименте на кошках) выявляются крошечные многочисленные пиноцитозные вакуоли жира на мембране эндотелия и дефекты мембран клеток эндотелия, отек вокруг клеток нервной ткани [30].
В сердце макроскопически под эндокардом и эпикардом обоих желудочков встречаются мелкие кровоизлияния. Гистологически эмболы чаще всего видны в местах разветвления коронарных артерий и в капиллярах миокарда. Обнаруживают различной величины очаги микромиомаляции, иногда с краевой зоной из лейкоцитов. Если ишемия не приводит к некрозу, то отмечаются участки различного размера с наличием в кардиомиоцитах мельчайших суданофильных включений, однако причиной их возникновения может быть и гипоксия, и интоксикация. В данных очагах поперечная исчерченность кардиомиоцитов видна нечетко, но ядра изменены незначительно. Наблюдаются также фрагментация кардиомиоцитов, а по ходу элементов проводящей системы сердца - скопления эритроцитов. При ЖЭ, не связанной с травмой (лимфома и лечение кортикостероидами), жировые эмболы выявляют в различных органах, а также в сосудах, кровоснабжающих проводящую систему сердца, что, как полагают [31], приводит к внезапной смерти пациента. Не исключается и вариант ретроградной эмболии венозной системы сердца, так как резко возрастает давление в правых отделах сердца, а давление в левых отделах падает [32]. Определенную роль в этом могут играть различные типы венозных сосудов сердца, открывающихся в правое предсердие и желудочек. При исследовании различных отделов сердца иммуногистохимически (фибронектин и C5b-9) выявляют очаги ишемии, особенно в правом желудочке, но при этом их количество и локализация зависят от степени тяжести ЖЭ [33].
В почках поражаются главным образом клубочки и приносящие артериолы [12]. В печени при ЖЭ содержание жировых эмболов наименьшее. Капли жира в сосудах печени обычно мелкие и лежат свободно. Жир можно обнаружить в артериях, синусоидах и макрофагах селезенки [34], сосудах кожи, слизистых оболочек, желез внутренней секреции, например гипофиза.
Имеются различные классификации ЖЭ, основанные на обнаружении жировых эмболов в гистологических препаратах. В частности, S. Sevitt [35] предложил оценивать ЖЭ легких при малом увеличении в 20 полях зрения: слабая(+) - менее 1 эмбола в поле зрения; умеренная (++) - 1-3 эмбола; сильная (+++) - больше 3 эмболов в поле зрения. Термины "очень слабая" (±) и "очень сильная" (++++) использовались им периодически. ЖЭ почек и мозга также оценивали для системного подхода. Почечная эмболия градуировалась согласно пропорции клубочков, содержащих эмболы: небольшая (+), менее чем 10%; умеренная (++), 10-30%; большая (+++), более 30% клубочков. Исследовали от 50 до 100 клубочков. Оценка мозговой эмболии (±, + и ++) была основана на плотности эмболов на 1 см2 среза серого вещества с учетом признаков эмболических, геморрагических или ишемических повреждений.
В классификации А.З. Блажко [36] степень ЖЭ оценивается в зависимости от площади поражения легочной ткани.
В рекомендациях по оценке степени ЖЭ [37] со ссылкой на В.И. Адкина в легких выделяют очень слабую, слабую, умеренную, сильную и очень сильную степень на основании подсчета количества жировых эмболов в сосудах 10 полей зрения гистологического среза при увеличении микроскопа в 56 раз. При отсутствии жировых эмболов в препарате результат считают отрицательным. Очень слабая степень ЖЭ - в 10 полях зрения единичные капли жира (до 5-10) в капиллярах межальвеолярных перегородок и очень редко в мелких артериях. Слабая степень - эмболы в количестве от 11 до 30 в капиллярах и, реже, в артериолах и мелких артериях. Умеренная степень -
от 31 до 100 жировых эмболов в капиллярах, артериолах и артериях среднего калибра. Сильная степень - от 101 до 200 эмболов в просветах артерий, вен и капилляров. Очень сильная степень - в 10 полях зрения более 200 эмболов в различных сосудах легких. Степень выраженности ЖЭ других органов большого круга кровообращения условно оценивается по трем градациям: отсутствует, слабая и сильная. Для головного мозга, сердца и печени слабая степень - в 10 полях зрения от 1-5 до 15-20 эмболов в капиллярах и мелких артериях органов; сильная - число эмболов превышает эти цифры. Слабой степень ЖЭ
почек считается, если в срезе обнаруживают единичные (до 5) клубочки, капилляры которых заполнены мелкими каплями жира. Сильная степень определяется, если сосуды большинства почечных клубочков и артерии содержат крупные капли жира. При отсутствии соответствующих окуляра и объектива подсчет проводят в 10 полях зрения при увеличении 50, для оценки используют указанные критерии, но обязательно отмечают, при каком увеличении проводили исследование. В современных условиях есть возможность легко задокументировать данные гистологического исследования снимками на различном оборудовании [38].
Чтобы минимизировать фактор применения различных увеличений микроскопа, желательно использовать более информативное соотношение между площадью эмболизированных сосудов и общей площадью ткани в каждом образце. Данное соотношение коррелирует с клиническими данными [39].
Имеются системы автоматического анализа изображений для оценки степени выраженности легочной ЖЭ [40]. Применяют методы выявления ЖЭ путем посмертной компьютерной томографии с ангиографией (или без нее) и биопсии длинной иглой [41] с последующим подтверждением их результатов при вскрытии. Считается, что при формировании жирового эмбола его поверхность покрывается тромбоцитами, элементами клеток крови, фибрином; липиды при парафиновой проводке исчезают, но адсорбированный фибриноген вокруг липидных капель остается в целости [42]. Исходя из этого, ЖЭ в парафиновых срезах косвенно можно подтвердить иммуногистохимически (антитела к фибриногену и CD61) обнаружением фибриногена и тромбоцитов в области оптически пустых пространств в кровеносных сосудах. Данная методика подтверждена и клинически, и гистологически [43].
К интерпретации ЖЭ, обнаруженной только по результатам гистологического исследования материала вскрытия, надо относиться достаточно осторожно. До сих пор окончательно не опровергнуто предположение о возможности посмертного образования жировых глобул, высказанное еще в 1882 г. [24]. Оно получило развитие в дальнейших исследованиях [44], которые показали, что обнаружение жировых эмболов при некропсиях существенно зависит от времени, прошедшего от момента смерти до вскрытия. В частности, если тело умершего исследовали сразу после смерти, то в сосудах головного мозга, легких, почек жировые эмболы были в небольшом количестве. При некропсии, произведенной через 18 ч после смерти, размеры и количество глобул значительно увеличивались. Имеются данные [45] о наличии ЖЭ при разрушении и отрыве продолговатого мозга, т.е. тогда, когда смерть должна была наступить одномоментно. Cлабовыраженная степень ЖЭ сосудов легких была выявлена в 2% вскрытий при повешении [46]. Нет абсолютной уверенности в прижизненном характере ЖЭ при действии высокой температуры [47]. Время, необходимое для возникновения ЖЭ легких, составляет 4-5 с [48], сердца 7-9 с, мозга 50 с [14]. Эти данные подтверждены экспериментально [49]. Количество работ, описывающих прижизненное обнаружение ЖЭ с соответствующей клинической картиной, на порядок выше [50].
Определить степень участия слабой и умеренной ЖЭ в летальном исходе достаточно сложно, нередко эти данные игнорируют [51], а иногда и при тяжелой ЖЭ причиной смерти указывают гиповолемический шок [52]. Клинические данные существенно помогают в диагностике, но сама оценка имеющихся симптомов клиницистами не всегда однозначна. Так, из 527 умерших в клинике (62% имели переломы костей, 9% - операции на мягких тканях) при вскрытии легочную форму ЖЭ обнаружили у 92 (17%). Она подтверждена гистологически, но клинически не диагностирована ни в одном случае [53].
Неизвестно, влияет ли участие ЖЭ на летальный исход. H. Emson [54] исследовал тела 100 умерших от травм и ожогов и сравнил клинические данные с результатами вскрытий. ЖЭ обнаружили у 89%, в том числе у 24% - системную ЖЭ. С учетом клинических данных авторы считают, что у 11% ЖЭ не играла никакого значения, у 6% ее влияние на летальный исход было сомнительно, у 4% она явилась предрасполагающим к смерти фактором и у 3% ЖЭ стала непосредственной причиной смерти. Вероятно, с этих же позиций, опираясь на максимально доступные данные исследований, необходимо оценивать в практической работе ту роль, которую играет наличие жировых глобул в кровеносном русле в танатогенезе каждого конкретного случая.
Таким образом, несмотря на большое количество экспериментальных, клинических и морфологических данных, накопленных за несколько сотен лет изучения ЖЭ, до сих пор нет однозначного понимания причин ее возникновения. Отсюда вытекает ряд вопросов. Например, как долго существуют жировые эмболы в кровеносном русле человека? Каковы причины увеличения или уменьшения в размерах жировых эмболов? Какова динамика изменений жировых глобул как в целом в организме, так и в отдельных органах? Каков должен быть объем, характер и локализация повреждений, связанных с ЖЭ в конкретных органах и организма в целом, для летального исхода? Как влияют на течение ЖЭ различные виды фоновой и сопутствующей патологии? Морфологические классификации степени тяжести ЖЭ построены преимущественно на количестве жировых эмболов, обнаруженных в поле зрения. Такие классификации недостаточно соотносятся с клиническими данными и степенью участия ЖЭ в танатогенезе. Ясно, что проблема ЖЭ нуждается в дальнейшем серьезном изучении.
Конфликт интересов отсутствует.