 |
цКЮБМЮЪ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ йНМРЮЙРШ | лШ ОНЛНФЕЛ Б МЮОХЯЮМХХ БЮЬЕИ ПЮАНРШ! | |
уРОВНИ АДАПТАЦИИ К ГИПОКСИИ
|
|
| Уровень | Механизмы адаптации |
| Увеличение поглощения кислорода легкими | Гипервентиляция и адекватный ей рост минутного объема кровообращения, несмотря на низкое парциальное давление кислорода во вдыхаемой газовой смеси. Рост содержания эритроцитов в крови и ее кислородной емкости, в частности связанной с изменением содержания в эритроцитах 2,3 дифосфоглицерата. |
| Увеличение транспорта кислорода в клетки, несмотря на артериальную гипоксемию | Расширение артериол и раскрытие прекапилярных сфинктеров в ответ на рост концентрации протонов, увеличение содержание в клетке аденозинмонофосфата и действие других местных факторов расширения микрососудов, обусловленное гипоэргозом клеток. Мобилизация резерва капилляров вследствие увеличения объемной скорости кровотока на уровне микрососудов. Снижение диффузионного расстояния для кислорода между просветом микрососудов и митохондриями за счет мобилизации резерва капилляров, увеличения количества митохондрий и изменений структуры клеточных мембран. Увеличение градиента напряжения кислорода между просветом микрососудов и клетками за счет роста содержания в клетках миоглобина, обратимо связывающего кислород. |
| Увеличение способности клеток утилизировать кислород для биологического окисления и улавливать свободную энергию при биологическом окислении, несмотря на низкое напряжение кислорода в их цитозоле и митохондриях. | Рост сродства конечного фермента цепи дыхательных энзимов митохондрий цитохромоксидазы к кислороду. Увеличение количества митохондрий в клетках. Повышение эффективности улавливания клеткой свободной энергии при анаэробном гликолизе |
| ГИПОКСИЯ |
| Адаптация биологическая (физиологическая) |
| ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ПЕРВОГО ЭШЕЛОНА |
| Сердечно-сосудистая система Централизация кровообращения, ускорение кровотока, увеличение сердечного выброса |
| Дыхательная система Увеличение вентиляции легких и диффузии кислорода через легочную мембрану |
| Нервная система Преобладание возбуждения над торможением, симпатической системы над парасимпатической |
| Эндокринная система Увеличение в крови глюкокортикоидных гормонов, активация адренергической системы |
| Кровь Нарастание количества гемоглобина, эритроцитов |
| ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ ВТОРОГО ЭШЕЛОНА |
| Перестройка на режим работы, адекватный новым условиям: совершенствование вентиляции, повышение диффузии газов через клеточные мембраны, гиперглобулия |
| Морфологические перестройки: повышение капилляризации, увеличение эритробластического ростка костного мозга, гипертрофия правых отделов сердца и др. |
| Перестройка пластического обмена: повышение синтеза нуклеиновых кислот и белков, повышение активности ферментов (карбоангидразы, глютатиона и др.) |
Рис. 5.1. Адаптация к гипоксии
Достижение максимального уровня транспорта кислорода клеткам и тканям возможно при значениях гематокрита от 40 до 50%. При компенсаторном возрастании содержания в крови эритроцитов в ответ на хроническую гипоксию увеличение гематокрита до 55% приводит к росту транспорта кислорода от легких на периферию. Дальнейшее увеличение содержание эритроцитов и гематокрита приводит к падению минутного объема кровообращения из-за роста общего периферического сопротивления сосудов и расстройств микроциркуляции в результате увеличения вязкости крови.
У больных частой причиной возникновения и обострения гипоксии служит усиление несоответствия между доставкой в клетки, ткани и резко возросшей в нем потребностью всего организма вследствие интенсификации аэробного обмена на системном уровне. Потребности организма в кислороде меняются в зависимости от потребности в кислороде на уровне всего организма. У больных острое повышение потребности в кислороде в частности вызывают судорожный синдром, мышечная дрожь и лихорадка. Особенно потребность в кислороде возрастает при диэнцефально-катаболическом синдроме у молодых больных после черепно-мозговых ранений и травм, при котором возникают одновременные лихорадка и судороги.
Примером хронически повышенной потребности тканей в кислороде служит состояние аэробного обмена у больных с гипертиреозом.
Наиболее ранний и эффективный механизм аварийной компенсации остро возросшей потребности клеток в кислороде – это возрастание минутного объема кровообращения. В условиях относительного покоя минутный объем кровообращения может возрастать в три-четыре раза, что в 3-4 раза повышает системный транспорт кислорода. При компенсации гипоксии, связанной с высокой потребностью в кислороде при физической нагрузке, именно рост минутного объема кровообращения служит детерминантой как максимального потребления кислорода легкими, так и максимального потребления кислорода на периферии.
Гипервентиляция (рост минутного объема дыхания) также быстро развивается в ответ на развитие гипоксического состояния, как и ворастание минутного объема кровообращения. Если только у больного нет критических обструктивно-рестриктивных нарушений альвеолярной вентиляции, то снижение напряжения углекислого газа в артериальной крови выступает нормальным признаком срочной «аварийной» компенсации гипоксии. В этой связи следует возвращение значений напряжения углекислого газа в пределы средне-статистической «нормы» у больных с респираторной гипоксией признаком прогрессирования недостаточности внешнего дыхания, что у больных в астматическом статусе служит показанием для искусственной вентиляции легких.
Напряжение кислорода в артериальной крови прямо пропорционально его поглощению легкими и обратно пропорционально потреблению кислорода организмом. Если интенсификация внешнего дыхания не приводит к росту поглощения кислорода легкими, которое соответствует возрастанию потребления кислорода организмом, то напряжение кислорода в артериальной крови падает. При сниженных функциональных резервах внешнего дыхания и кровообращения быстрое и значительное возрастание потребления кислорода организмом приводит к респираторной гипоксии.
Одновременно с ростом потребления кислорода растет образование углекислого газа. При ограничении роста выделения углекислого газа вследствие обструктивно-рестриктивных расстройств альвеолярной вентиляции повышение его парциального давления в альвеолярной газовой смеси снижает в ней парциальное давление кислорода, и артериальная гипоксемия прогрессирует.
При хронически и патологически высоком потреблении кислорода организмом (тиреотоксикоз, акромегалия) устойчивый компенсаторный сдвиг кривой диссоциации гемоглобина вправо обусловлен ростом содержания в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерата (ДФГ). Этот неорганический фосфат образуется в эритроцитах при реализации там цикла биохимических реакций Раппорта-Люберинга. ДФГ связывается с бетта-цепью молекулы восстановленного гемоглобина, снижая его сродство к кислороду, что служит причиной большего восстановления гемоглобина на периферии с увеличением доставки кислорода непоредственно в клетку. Кроме того, ДФГ сдвигает кривую диссоциации оксигемоглобина враво через снижение рН в эритроцитах.
Снижение синтеза дыхательных ферментов, вызывающее тканевую гипоксию наблюдается при авитаминозах. Особенно важен в отношении профилактики данного типа расстройств синтез рибофлавина и никотиновой кислоты.
Вторичная тканевая гипоксия - состояние, при котором в результате несоответствия между скоростью доставки кислорода и потребностью в нем тканей напряжение кислорода падает.
Для вторичной тканевой гипоксии характерными признаками являются:
· снижение тканевого напряжения кислорода;
· снижение активности дыхательных ферментов;
· угнетение окислительных процессов в ткани;
· снижение синтеза макроэргических соединений.
На основании перечисленных признаков можно сделать заключение о том, что вторичная тканевая гипоксия может быть заключительным этапом любого из выше рассмотренных типов гипоксии.
Существуют отличительные признаки первичной и вторичной тканевой гипоксии:
· напряжение кислорода в артериальной, венозной крови, тканях при первичной (цитотоксической) гипоксии не ниже нормы, однако потребление его значительно снижено;
· при вторичной тканевой гипоксии напряжение кислорода в крови, тканях ниже критического уровня.
Общими признаками первичной и вторичной тканевой гипоксии являются:
· снижение интенсивности потребления кислорода и образования макроэргических соединений;
· накопление недоокисленных продуктов обмена;
· развитие метаболического ацидоза.
Механизм снижения синтеза макроэргических соединений при вторичной тканевой гипоксии можно представить следующим образом. Синтез АТФ из АДФ и КФ и неорганического фосфора происходит благодаря тому, что окисленный цитохромС редуцируясь отдает свой электрон восстановленному НАДН, выделяемая при этом энергия идет на синтез АТФ.
Редуцируемый цитохром С, соединяясь с кислородом переходит в окисленный с образованием двух молекул АТФ. Следовательно, данный процесс является кислородозависимым.
При тканевом напряжении кислорода 30 мм рт. ст., что соответствует рО2 тканей человека в норме, цитохром С3 редуцирован на 30%, при рО2 12 и 6 мм рт. ст., цитохром С редуцирован на 33% и 40% соответственно. Параллельно с редукцией цитохрома наблюдается снижение фосфатного потенциала.
Критический уровень потребления кислорода при вторичной тканевой гипоксии соответствует его напряжению в артериальной крови 50 мм рт. ст.
Гипоксия нагрузки - состояние, возникающее при предъявлении повышенных требований к функциональной системе кислородного обеспечения организма.
Усиление функции клеток обеспечивается повышенным расходованием энергии, утилизацией макроэргических соединений. Поставщиком АТФ является в норме окислительное фосфорилирование. Дыхание митохондрий зависит от фосфатного потенциала (АТФ/АДФхФн), степени редукции цитохрома С, наличия НАДН и НАД.
В условиях гипоксии нагрузки, в начальный период усиления функций клеток, из-за инерционности системы дыхания 0 повышение скорости поэтапной доставки кислорода наблюдается не сразу, следовательно, в какой-то отрезок времени возникает несоответствие между скоростью потребления, которая значительно возрастает и скоростью доставки.
В результате данного процесса запасы кислорода в клетке снижаются, что приводит к ограничению возможности потребления (за счет падения рО2). В дальнейшем данное несоответствие между скоростью доставки кислорода и его потреблением исчезает.
Гипоксия при нагрузке малой интенсивности практически не отражается на общей скорости потребления кислорода, величина тканевого напряжения кислорода, поэтому такая форма гипоксии нагрузки может быть названа скрытой. Однако, в данном случае все же наблюдается снижение синтеза АТФ и фосфокреатина.
При нагрузке средней интенсивности объем гипоксической зоны и степень рО2 в зоне наихудшего кровоснабжения зависят от количества функционирующих капилляров, скорости массопереноса кислорода. В данных условиях наблюдается вначале существенное увеличение скорости потребления кислорода. В случае значительного несоответствия между его доставкой и утилизацией по мере прогрессирования гипоксии, тканевое рО2 падает и снижается утилизация кислорода.
При интенсивной физической нагрузке наблюдается вначале существенное увеличение скорости потребления кислорода. По мере прогрессирования гипоксии, утилизация кислорода снижается. Данное явление сопровождается значительным активированием гликолитического фосфорилирования, расходованием запасов макроэргических соединений.
Патогенез различных видов гипоксии имеет общие признаки, заключающиеся в снижении кислородной емкости крови, вследствие чего ткани не получают достаточного количества кислорода, тканевое напряжение которого падает часто ниже критического уровня.
дЮРЮ ОСАКХЙНБЮМХЪ: 2014-10-30; оПНВХРЮМН: 472 | мЮПСЬЕМХЕ ЮБРНПЯЙНЦН ОПЮБЮ ЯРПЮМХЖШ | лШ ОНЛНФЕЛ Б МЮОХЯЮМХХ БЮЬЕИ ПЮАНРШ!
