Механизм развития гемолитико-уремического синдрома: что происходит в организме

Механизм развития гемолитико-уремического синдрома (ГУС) — это сложный каскад патологических реакций, который запускается в ответ на специфический повреждающий фактор. Чаще всего этим фактором выступает токсин, вырабатываемый некоторыми штаммами кишечной палочки. Понимание того, что именно происходит в организме, помогает осознать серьезность состояния и важность своевременного обращения за медицинской помощью. ГУС — это не самостоятельное заболевание, а синдром, то есть совокупность симптомов, в основе которой лежит повреждение внутренней выстилки мелких кровеносных сосудов, в первую очередь в почках. Это приводит к формированию так называемой «триады» нарушений: разрушению эритроцитов, снижению уровня тромбоцитов и острой почечной недостаточности.

Что такое гемолитико-уремический синдром: триада ключевых нарушений

В самом названии синдрома зашифрованы его три основных компонента, которые развиваются последовательно и взаимосвязанно. Когда врачи говорят о ГУС, они имеют в виду одновременное присутствие трех критических состояний, каждое из которых является следствием единого патологического процесса — повреждения мелких сосудов (микроангиопатии).

Для лучшего понимания можно представить эти компоненты в виде таблицы.

Пусковой механизм ГУС: от инфекции до повреждения сосудов

В большинстве случаев, особенно у детей, гемолитико-уремический синдром является осложнением кишечной инфекции, вызванной особым видом бактерии — шига-токсин-продуцирующей Escherichia coli (STEC). Эти бактерии могут попасть в организм с зараженной пищей (плохо прожаренное мясо, непастеризованное молоко, грязные овощи) или водой.

Процесс развивается следующим образом:

• Инфицирование. Бактерия попадает в кишечник и начинает там размножаться. Это вызывает симптомы гастроэнтерита: диарею (часто с кровью), боли в животе, рвоту.
• Выработка токсина. В процессе своей жизнедеятельности бактерия выделяет мощный яд — шига-токсин. Важно понимать, что опасность представляет не сама бактерия, а именно ее токсин.
• Проникновение токсина в кровь. Из кишечника токсин всасывается в кровоток и разносится по всему организму.
• Атака на клетки-мишени. Главной мишенью шига-токсина являются эндотелиальные клетки — клетки, выстилающие кровеносные сосуды изнутри. Особенно чувствительны к токсину эндотелиальные клетки почечных клубочков, так как на их поверхности много специфических рецепторов, с которыми токсин связывается.

Связавшись с клеткой, токсин проникает внутрь и блокирует синтез белка, что приводит к ее гибели. Массовая гибель эндотелиальных клеток и запускает всю дальнейшую цепь разрушительных событий.

Цепная реакция в кровотоке: как образуются микротромбы

Повреждение эндотелия — это как нарушение целостности внутренней оболочки трубы. Организм немедленно реагирует на это как на травму и запускает каскад свертывания крови, чтобы «заделать брешь». Однако при гемолитико-уремическом синдроме этот защитный механизм выходит из-под контроля.

Поврежденная стенка сосуда становится «липкой». К ней устремляются тромбоциты, пытаясь сформировать сгусток. Одновременно активируются белки системы свертывания. Из-за массового повреждения эндотелия по всей сосудистой сети (особенно в почках) этот процесс становится лавинообразным. В просвете мелких сосудов (капилляров и артериол) начинают формироваться многочисленные микротромбы. Эти сгустки состоят в основном из тромбоцитов и нитей белка фибрина. Они частично или полностью перекрывают просвет сосудов, нарушая кровоток, подобно затору на дороге.

Почему страдают именно почки: избирательное поражение органов

Хотя шига-токсин циркулирует по всему организму, основной удар приходится на почки. Это не случайность, а следствие биологических особенностей. На поверхности эндотелиальных клеток почечных клубочков находится высокая концентрация специфических молекул-рецепторов (глоботриаозилцерамид, или Gb3), которые действуют как «посадочная площадка» для шига-токсина. Токсин с высокой точностью находит эти рецепторы и связывается с ними, запуская разрушительный процесс именно в этом месте.

Почки — орган с чрезвычайно развитой сетью мелких сосудов, ведь их главная задача — фильтровать огромные объемы крови. Когда эти сосуды закупориваются микротромбами, фильтрация прекращается. Кровь не очищается, моча перестает образовываться, а в организме накапливаются токсичные продукты обмена веществ. Это состояние и называется острым почечным повреждением или недостаточностью.

Как разрушаются клетки крови: анемия и тромбоцитопения при ГУС

Два других компонента триады — анемия и тромбоцитопения — являются прямым следствием образования микротромбов в сосудах.

Развитие гемолитической анемии. Микротромбы, прикрепленные к стенкам сосудов, создают в кровотоке препятствия, похожие на натянутые в просвете сосуда нити. Эритроциты, гибкие красные кровяные тельца, при попытке «протиснуться» через эти суженные участки буквально разрываются на части. Этот процесс механического разрушения называется гемолизом. Образующиеся фрагменты эритроцитов (шизоциты) можно увидеть под микроскопом при анализе крови, что является важным диагностическим признаком ГУС. Массовое разрушение эритроцитов приводит к анемии.

Развитие тромбоцитопении. Тромбоциты — это «строительный материал» для тромбов. При лавинообразном образовании тысяч микротромбов по всему организму запасы тромбоцитов в крови стремительно истощаются. Костный мозг не успевает производить новые клетки в таком количестве. В результате их уровень в крови падает, что и называется тромбоцитопенией.

Атипичный гемолитико-уремический синдром: когда причина не в инфекции

Важно знать, что существует и другая, более редкая форма заболевания — атипичный гемолитико-уремический синдром (аГУС). Его механизм развития принципиально иной. В его основе лежит не внешний фактор (токсин), а внутренний — генетический дефект в системе комплемента. Система комплемента — это часть врожденного иммунитета, которая в норме защищает нас от инфекций, но ее активность строго контролируется.

У людей с аГУС из-за генетической поломки этот контроль нарушен. Система комплемента находится в постоянно гиперактивном состоянии и начинает атаковать собственные клетки эндотелия, вызывая их повреждение. Дальнейший каскад событий — образование микротромбов, разрушение эритроцитов, потребление тромбоцитов и развитие почечной недостаточности — очень похож на тот, что происходит при типичном ГУС. Однако пусковой механизм здесь внутренний, и заболевание может рецидивировать.

Список литературы

1. Клинические рекомендации «Гемолитико-уремический синдром у детей». Союз педиатров России. — 2016.
2. Детская нефрология: руководство для врачей / под ред. М. С. Игнатовой. — 3-е изд., перераб. и доп. — М.: ООО «Медицинское информационное агентство», 2011. — 696 с.
3. Шабалов Н. П. Детские болезни: Учебник для вузов. В 2 томах. 9-е изд. — СПб.: Питер, 2020. — 960 с.
4. Нефрология: национальное руководство / под ред. Н. А. Мухина. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2009. — 720 с.
5. Kliegman R. M., St. Geme J. W., Blum N. J., et al. Nelson Textbook of Pediatrics. 21st ed. — Philadelphia, PA: Elsevier, 2020.
6. World Health Organization. E. coli. Fact sheet. Updated 7 February 2018.