Патогенез ГУС: как токсины разрушают сосуды, кровь и почки изнутри

Патогенез гемолитико-уремического синдрома (ГУС) — это сложный каскад событий, который запускается специфическим токсином и приводит к триаде тяжелых нарушений: разрушению эритроцитов (гемолитическая анемия), резкому снижению уровня тромбоцитов (тромбоцитопения) и острой почечной недостаточности. Понимание этой цепочки реакций крайне важно, так как оно объясняет, почему состояние, часто начинающееся с обычной кишечной инфекции, может так быстро стать жизнеугрожающим. Это не хаотичный сбой в организме, а последовательный процесс, где одно повреждение влечет за собой другое, поражая ключевые системы организма.

Что запускает гемолитико-уремический синдром: роль шига-токсина

Основным виновником развития типичного гемолитико-уремического синдрома, который составляет около 90% всех случаев, является особый яд — шига-токсин (также известный как веротоксин). Этот токсин вырабатывают определенные штаммы бактерии Escherichia coli (кишечной палочки), чаще всего серотип O157:H7. Заражение происходит при употреблении инфицированной пищи (непрожаренное мясо, непастеризованное молоко, загрязненные овощи) или воды.

Важно понимать, что сам по себе гемолитико-уремический синдром не заразен. Заразна бактерия, которая его вызывает. Попав в кишечник, бактерия начинает активно размножаться и выделять шига-токсин. Этот токсин проникает через стенку кишечника в кровоток, и с этого момента начинается его разрушительное путешествие по организму. Сама бактерия при этом обычно остается в пределах кишечника, а весь последующий ущерб наносит именно ее токсин, циркулирующий в крови.

Первая мишень атаки: повреждение эндотелия сосудов

Главной мишенью шига-токсина являются эндотелиальные клетки. Эндотелий — это, по сути, внутренняя «выстилка» наших кровеносных сосудов, тончайший слой клеток, который в норме обеспечивает гладкое и беспрепятственное течение крови. Особенно чувствительны к токсину эндотелиальные клетки мелких сосудов (капилляров и артериол), в первую очередь — в почках.

Причина такой избирательности кроется в наличии на поверхности этих клеток специфических рецепторов (глоботриаозилцерамид, или Gb3), с которыми шига-токсин связывается, как ключ с замком. После связывания токсин проникает внутрь клетки и блокирует синтез белка, что быстро приводит к ее повреждению и гибели. Особенно много таких рецепторов находится в сосудах почечных клубочков, что и объясняет, почему почки страдают в первую очередь. У детей, к слову, плотность этих рецепторов в почках выше, чем у взрослых, что делает их более уязвимыми к развитию ГУС.

Поврежденный эндотелий перестает быть гладким. Он становится «липким», активируя систему свертывания крови. Организм воспринимает эти поврежденные участки как раны и пытается их «залатать», запуская процесс тромбообразования.

Цепная реакция в крови: анемия и тромбоцитопения

Запуск свертывающей системы на поврежденных стенках мелких сосудов приводит к образованию множества микротромбов. Эти крошечные сгустки крови начинают закупоривать просвет капилляров, создавая серьезные проблемы для компонентов крови. Здесь разворачиваются два из трех ключевых процессов, составляющих суть гемолитико-уремического синдрома.

• Микроангиопатическая гемолитическая анемия. Эритроциты (красные кровяные тельца), пытаясь протиснуться через суженные и частично заблокированные тромбами сосуды, подвергаются механическому разрушению. Они буквально разрываются на части, ударяясь о нити фибрина в микротромбах. Этот процесс можно сравнить с тем, как надувные лодки рвутся о каменистые пороги в бурной реке. В результате в крови появляются обломки эритроцитов — шизоциты, а общая масса красных кровяных телец стремительно падает. Развивается тяжелая анемия, которая и называется гемолитической (связанной с разрушением эритроцитов).
• Тромбоцитопения. Тромбоциты — это клетки, ответственные за свертывание крови. При ГУС они массово устремляются к местам повреждения эндотелия для формирования тромбов. Происходит их чрезмерное потребление и «расход». Из-за этого их количество в общем кровотоке резко падает, что и называется тромбоцитопенией. Парадоксально, но при активном тромбообразовании в мелких сосудах возникает дефицит тромбоцитов в остальной кровеносной системе.

Главный удар по почкам: развитие острой почечной недостаточности

Почки становятся центральным органом-мишенью при ГУС. Их основная функция — фильтрация крови и образование мочи — происходит в миллионах микроскопических структур, называемых клубочками. Каждый клубочек представляет собой сеть мельчайших капилляров. Именно эти капилляры и блокируются микротромбами, образовавшимися из-за повреждения эндотелия шига-токсином.

Когда клубочки забиты тромбами, фильтрация крови становится невозможной. Почки перестают выводить из организма лишнюю жидкость, соли и токсичные продукты обмена веществ (такие как мочевина и креатинин). Это состояние называется острой почечной недостаточностью (или острым повреждением почек). Клинически это проявляется резким уменьшением или полным прекращением мочеиспускания, появлением отеков, повышением артериального давления и быстрым нарастанием в крови уровня токсинов.

Для наглядности весь патогенетический каскад можно представить в виде последовательных этапов. Ниже приведена таблица, которая суммирует этот разрушительный процесс.

Отличие типичного ГУС от атипичного: разница в механизмах

Важно упомянуть, что существует и другая, более редкая форма заболевания — атипичный гемолитико-уремический синдром (аГУС). Если патогенез типичного ГУС основан на внешнем факторе (шига-токсине), то механизм развития аГУС кроется во внутренних сбоях иммунной системы, а именно — в системе комплемента.

Система комплемента — это часть врожденного иммунитета, которая в норме защищает нас от инфекций. У людей с аГУС из-за генетических мутаций эта система находится в состоянии постоянной, неконтролируемой активации. Эта гиперактивация сама по себе повреждает эндотелий сосудов, запуская тот же самый каскад — образование микротромбов, разрушение эритроцитов и развитие почечной недостаточности. Таким образом, конечный результат (триада симптомов) у обеих форм ГУС схож, но первоначальный пусковой механизм принципиально различен: токсин извне против внутреннего сбоя в иммунной системе.

Список литературы

1. Гемолитико-уремический синдром у детей. Клинические рекомендации Союза педиатров России. — М., 2018. — 48 с.
2. Детские болезни: учебник в 2 томах / под ред. А. А. Баранова. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. — Т. 2. — С. 278–285.
3. Нельсон. Педиатрия / под ред. Р. Э. Бермана, Р. М. Клигмана, Х. Б. Дженсон; пер. с англ. под ред. А. А. Баранова. — 17-е изд. — М.: Рид Элсивер, 2009. — Т. 4. — Гл. 471. — С. 367–370.
4. Шабалов Н. П. Детские болезни: Учебник для вузов. В 2 томах. 9-е изд. — СПб.: Питер, 2022. — Т. 2. — С. 135–142.
5. Loirat C., Fakhouri F., Ariceta G., et al. An international consensus approach to the management of atypical hemolytic uremic syndrome in children. Pediatr Nephrol. 2016;31(1):15-39.