 |
цКЮБМЮЪ яКСВЮИМЮЪ ЯРПЮМХЖЮ йНМРЮЙРШ | лШ ОНЛНФЕЛ Б МЮОХЯЮМХХ БЮЬЕИ ПЮАНРШ! | |
пАТОГЕНЕЗ
|
|
Атмосферный кислород является адекватным раздражителем и необходимым химическим элементом метаболизма внутри клеток. Недостаточное поступление кислорода в организм приводит к местной и общей гипоксии, а повышенное – к гипероксии различной степени выраженности. При дыхании человека гипербарическим кислородом происходит выведение из организма физически растворенного в тканях азота в количестве более 1000 см3. Парциальное давление кислорода в атмосферном воздухе составляет на уровне моря 159 мм рт. ст. (21 кПа), в альвеолах легких – около 100 мм рт. ст., напряжение кислорода в артериальной и венозной крови – около 98 и 40 мм рт. ст. соответственно; внутри клеток в митохондриях происходит окислительное фосфорилирование питательных веществ с образованием энергии и конечных продуктов, в частности, диоксида углерода и воды, и почти полное использование кислорода. Оксигенобарочувствительность клеток организма различна; наиболее чувствительными к гипероксии являются нейроны головного мозга и альвеолы легких.
При выраженной гипероксии в клетках органов и тканей происходит инактивация дыхательных ферментов, в результате резко понижается образование энергии (гипоэргоз): при снижении метаболизма до 50% исключается специфическая деятельность органов; ниже 15% в клетках могут возникать однотипные реакции парабиоза (сдвиг рН в кислую сторону, повышение сорбционных свойств цитоплазмы, гидратация, набухание митохондрий и др.), гибель клеток и в крайнем варианте гибель целостного организма. Это состояние классифицируется как гипероксическая гипоксия. Переход на дыхание атмосферным воздухом может восстановить нормальное функционирование клеток и целостного организма.
Для объяснения механизмов отравления кислородом выдвинуто несколько гипотез. Лидирующим является представление о том, что при повышенном напряжении кислорода в мозге усиливается продукция активных форм кислорода: супероксиданиона (О2-), перекиси водорода (Н2О2,) и гидроксильного радикала (ОН-). Они усиливают перекисное окисление липидов, инактивируют ферменты, окисляют нуклеиновые кислоты и внутриклеточные белки, что и приводит к нарушению внутриклеточных структур и расстройству функций нейронов и, как следствие, к развитию кислородных эпилептиформных судорог («эффект Поля Бера»). Гипероксическая эпилепсия возникает при запредельном торможении нейронов коры больших полушарий головного мозга (потеря сознания у человека) и при сильном индукционном возбуждении подкорковых вставочных и эфферентных нейронов (гиперсаливация, сокращение скелетной мускулатуры, непроизвольное мочеиспускание и дефекация).
В последнее время доказано участие оксида азота (NO) в нейротоксическом действии экстремальной гипероксии. NO синтезируется в головном мозге путем окисления L-аргинина с участием трех изоформ синтаз оксида азота (NOS): нейрональной (NOS-I), эндотелиальной (NOS-III) и NOS-II, локализованной преимущественно в макрофагах. NO и СО2 являются мощными эндогенными вазодилататорами. Продукция NO в мозге при гипероксии повышается, так как кислород участвует в синтезе оксида азота в качестве косубстрата.
Умеренная гипероксия вызывает массовую генерацию супероксиданионов, которые инактивируют NO и ослабляют его вазодилаторное действие на кровеносные сосуды головного мозга, в результате чего преобладает вазоконстрикция. Дальнейшее увеличение дозы сжатого кислорода приводит к гиперпродукции в эндотелии мозговых сосудов и в нейронах NO, устраняющего защитную реакцию – вазоконстрикцию; гиперемия способствует дополнительному поступлению молекул кислорода к нейронам мозга и вызывает или ускоряет нейротоксический эффект судорожной формы отравления кислородом. Подавление продукции NO путем ингибирования NOS или снижение синтеза L-аргинина предотвращает или ослабляет развитие кислородных судорог за счет уменьшения кровотока и более низкой оксигенации головного мозга.
Физиологическое действие гипероксии характеризуется повышением тонуса парасимпатической иннервации (сужение бронхов, урежение дыхательных движений и минутного объема дыхания, брадикардия, уменьшение минутного объема кровообращения и др.). Эти компенсаторные реакции направлены на значительное уменьшение поступления сжатого кислорода в организм. При этом в крови возникает гипероксемия: полная оксигенация гемоглобина и возрастание физически растворенного в плазме кислорода соответственно его парциальному давлению в дыхательной смеси.
В организме человека, имеющего 5 литров крови, при дыхании атмосферным воздухом (рО2 = 21 кПа) содержится около 15 см3 физически растворенного кислорода; при дыхании воздухом на глубине 40 м (500 кПа, рО2 = 105 кПа) – в 5 раз больше. При дыхании медицинским кислородом на глубине 10 м (рО2 = 200 кПа) физически растворенного кислорода в 5 литрах крови будет уже 150 см3, а на глубине 20 м (предельно допустимое рО2 = 300 кПа) – 225 см3. Таким образом, при рО2 300 кПа потребность организма в кислороде в покое может полностью покрываться за счет физически растворенного в плазме кислорода и система «гемоглобин-оксигемоглобин» с практически недиссоциирующимся оксигемоглобином как переносчик кислорода к клеткам не функционирует.
В случае пребывания человека в газовой среде с повышенным парциальным давлением кислорода проникновение кислорода в организм происходит в основном через легкие (ингаляционно), но частично и через кожу. У здоровых людей в условиях покоя диффундирует через кожу при температуре окружающей среды около 20 С° в среднем 175 см3 кислорода в час, при температуре 40 С° – в 2,45 раза больше. Общее поглощение кислорода в покое при комфортной температуре составляет в среднем 15000 см3 в час.
Судорожная форма отравления кислородом у человека возникает при рО2 более 300 кПа в течение нескольких десятков минут. Ускоряют её возникновение низкие и высокие температуры, тяжелая физическая работа, ослабление антиоксидантной защиты клеток, повышение тонуса симпатической иннервации, стресс и др. Все перечисленные факторы, усугубляющие кислородную эпилепсию, воздействуют на работающего под водой водолаза и, особенно на подводника, находящегося в полузатопленном отсеке затонувшей подводной лодки. С.И.Прикладовицкий на животных доказал роль коры больших полушарий головного мозга в генезе кислородных судорог. У кроликов в наркозе эпилептиморфные кислородные судороги не возникали.
При гипероксии, вызванной высокими дозами кислорода (рО2 100 и 250 кПа при экспозиции 8-16 и 3-6 часов соответственно), у человека может возникнуть легочная форма отравления («эффект Л. Смита»).
По современным представлениям основным патогенетическим звеном кислородной бронхопневмонии является уменьшение количествасурфактанта в альвеолах легких. Сурфактант, располагающийся в виде пленки внутри альвеол, поддерживает стабильность альвеолярной структуры легких путем понижения поверхностного натяжения в альвеолах при уменьшении их объема на выдохе. При выраженной гипероксии именно сурфактант становится locus minoris resistentia; воздействие активных форм гипербарического кислорода на альвеолоциты, синтезирующие и секретирующие сурфактант, приводит к уменьшению его продукции. В результате развивается очаговый ателектаз, заполнение альвеол жидкостью, отек легких, а в дальнейшем при участии микробов – воспаление легких.
В целостном организме гипероксия может вызвать уменьшение продукции юкстамедуллярными нефронами почек эритропоэтина – гуморального стимулятора эритропоэза – и, как следствие, эритропению.
В зависимости от дозы гипербарического кислорода изменяются микроструктура и функции многих органов и систем.
Одним из основных показателей гомеостаза является динамическое постоянство суммарной антиоксидантной активности клеток. Антиоксидантная защита поддерживает на низком стационарном уровне свободнорадикальные сбалансированные окислительные процессы. Для повышения устойчивости к выраженной гипероксии необходимы вещества, обладающие антиокислительным действием: токоферолы (витамин Е), фосфолипиды (лецитин, кефалин), витамины С, К и др.
Велика роль ЦНС, горомонально-ферментативного статуса и энергетиских резервов организма в адаптации к гипероксии. Оптимальное функционирование регуляторных (нервной, гормональной и иммунной) и регулируемых (внешнего дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения, обмена веществ и энергии и др.) систем целостного организма существенно увеличивает время физиологического действия гипероксии. Сниженное функциональное состояние организма приводит к более выраженному токсическому действию гипербарического кислорода. Допустимые дозы гипербарического кислорода для здорового и больного человека существенно различаются, и это необходимо учитывать при медицинском обеспечении водолазных и кессонных работ и оксигенобаротерапии.
Баротравма легких
Баротравма легких – заболевание, характеризующееся повреждением и разрывом легочной ткани с последующим поступлением альвеолярного газа в ткань легкого, средостения, подкожную клетчатку груди и в кровеносное русло.
В 30-х годах ХХ столетия во флотах ряда стран появились изолирующие дыхательные аппараты, предназначенные для дыхания медицинским кислородом под водой на глубинах до 20 метров. Широкое использование их привело к возникновению новой нозологической формы специфического заболевания водолазов и подводников – баротравме легких.
В 1932 году Полак и Адамс впервые описали баротравму легких, которая по этиопатогенезу и клинической картине не походила на известные тогда декомпрессионную болезнь, гипероксию, гиперкапнию и гипоксию.
Выделяют следующие клинические формы баротравмы легких: баротравматическую эмфизему (интерстициальную, средостения и подкожной клетчатки); баротравматический пневмоторакс (открытый, закрытый и клапанный); баротравматическую газовую эмболию. Большой вклад в исследование этиопатогенеза, разработку методов профилактики и лечения баротравмы легких внес В.Я. Назаркин.
дЮРЮ ОСАКХЙНБЮМХЪ: 2014-10-30; оПНВХРЮМН: 332 | мЮПСЬЕМХЕ ЮБРНПЯЙНЦН ОПЮБЮ ЯРПЮМХЖШ | лШ ОНЛНФЕЛ Б МЮОХЯЮМХХ БЮЬЕИ ПЮАНРШ!
