Patofiziologija hipoksije. Hipoksija. patofiziologija vanjskog disanja. Akutna i kronična hipoksija

100 RUR bonus za prvu narudžbu

Odaberite vrstu rada Teza Rad na kursu Sažetak Magistarski rad Izvještaj o praksi Članak Pregled izvještaja Test Monografija Rješavanje problema Poslovni plan Odgovori na pitanja Kreativni rad Esej Crtanje Eseji Prevod Prezentacije Tipkanje Ostalo Povećanje jedinstvenosti teksta Magistarski rad Laboratorijski rad Pomoć na mreži

Saznajte cijenu

Hipoksija- kršenje oksidativnih procesa u tkivima, koje nastaje kada je nedovoljna opskrba kisikom ili kršenje njegovog korištenja u procesu biološke oksidacije (nedostatak kisika, gladovanje kisikom).

U zavisnosti od etiološkog faktora, brzine porasta i trajanja hipoksičnog stanja, stepena hipoksije, reaktivnosti organizma itd. Manifestacija hipoksije može značajno varirati. Promjene koje se javljaju u tijelu su kombinacija:

1) neposredne posljedice izloženost hipoksičnom faktoru;

2) sekundarni prekršaji;

3) razvoj kompenzacijski I adaptivni reakcije. Ovi fenomeni su usko povezani i nisu uvijek jasno diferencirani.

Klasifikacija glavnih tipova hipoksije:

1) hipoksičan;

2) respiratorni;

3) krv;

4) cirkulatorni;

5) tkanina;

6) hiperbarični;

7) hiperoksični;

8) hipoksija opterećenja;

9) mješoviti - kombinacija različitih tipova hipoksije.

Klasifikacija hipoksije prema težini:

1) skriveno (otkriveno samo tokom opterećenja);

2) kompenzirana (nema tkivne hipoksije u mirovanju zbog napetosti sistema za isporuku kiseonika);

3) teški - sa simptomima dekompenzacije (nedostatak kiseonika u tkivima u mirovanju);

4) nekompenzovani - izraženi poremećaji metaboličkih procesa sa simptomima trovanja;

5) terminal - nepovratan.

Prema tempu razvoja i trajanju razlikuju se struje:

a) munjevit oblik - u roku od nekoliko desetina sekundi;

b) akutni - nekoliko minuta ili desetine minuta (akutna srčana insuficijencija);

c) subakutni - nekoliko sati;

d) hronični - sedmice, mjeseci, godine .

Hipoksična hipoksija- egzogeni tip hipoksije - nastaje kada se barometarski pritisak kiseonika smanji (visina i planinska bolest) ili kada se smanji parcijalni pritisak kiseonika u udahnutom vazduhu. Istovremeno se razvija hipoksemija(smanjuje se PO2 u arterijskoj krvi), zasićenost hemoglobina (Hb) kiseonikom i njegov ukupni sadržaj u krvi. Takođe ima negativan uticaj hipokapnija, koji se razvija u vezi s kompenzatornom hiperventilacijom pluća. Hipokapnija dovodi do pogoršanja opskrbe krvlju mozga i srca, alkaloze, poremećaja ravnoteže elektrolita u unutrašnjem okruženju tijela i povećane potrošnje kisika u tkivima.

Respiratorni (plućni) tip hipoksije nastaje kao rezultat nedovoljne izmjene plinova u plućima zbog alveolarne hipoventilacije, poremećaja ventilacijsko-perfuzijskih odnosa, ili kada je difuzija kisika otežana, opstrukcije dišnih puteva ili poremećaja centralne regulacije disanja.

Minutni volumen ventilacije se smanjuje, parcijalni tlak kisika u alveolarnom zraku i napetost kisika u krvi se smanjuju, a hipoksiji se dodaje hiperkapnija.

Hipoksija krvi(hemični tip) nastaje kao rezultat smanjenja kapaciteta krvi za kiseonik sa anemijom, hidremijom i poremećenom sposobnošću Hb da veže, transportuje i oslobađa kiseonik u tkiva tokom trovanja ugljičnim monoksidom, uz stvaranje methemoglobina (MetHb) i neke abnormalnosti Hb. Hemičnu hipoksiju karakterizira kombinacija normalne napetosti kisika u arterijskoj krvi sa smanjenim sadržajem u težim slučajevima na 4-5 vol%. Kada se formiraju karboksihemoglobin (COHb) i methemoglobin (MetHb), zasićenje preostalog Hb i disocijacija oksiHb u tkivima mogu biti otežani, a samim tim i napetost kiseonika u tkivima i venska krv pokazuje da je značajno smanjen uz istovremeno smanjenje arteriovenske razlike u kisiku.

Cirkulatorna hipoksija(kardiovaskularni tip) nastaje kada poremećaji cirkulacije dovode do nedovoljne opskrbe krvlju organa i tkiva uz veliki gubitak krvi, dehidraciju i pad kardiovaskularne aktivnosti. Cirkulatorna hipoksija vaskularni porijeklo se razvija s prekomjernim povećanjem kapaciteta vaskularnog korita zbog refleksnih i centrogenih poremećaja u vazomotornoj regulaciji glukokortikoidne insuficijencije, uz povećanje viskoziteta krvi i prisustvo drugih faktora koji ometaju normalno kretanje krvi kroz kapilarnu mrežu. . Za sastav gasa krv karakterizira normalna napetost i sadržaj kisika u arterijskoj krvi, njihovo smanjenje u venskoj krvi i visoka arteriovenska razlika u kisiku.

Hipoksija tkiva(histotoksično) nastaje zbog narušavanja sposobnosti tkiva da apsorbira kisik iz krvi ili zbog smanjenja učinkovitosti biološke oksidacije zbog naglog smanjenja sprege oksidacije i fosforilacije kada je biološku oksidaciju inhibiraju različiti inhibitori. , poremećena sinteza enzima ili oštećenje struktura stanične membrane, na primjer, trovanje cijanidom, teškim metalima, barbituratima, mikrobnim toksinima. U ovom slučaju napetost, zasićenost i sadržaj kisika u arterijskoj krvi do određene točke mogu biti normalni, ali u venskoj krvi značajno prelaze normalne vrijednosti. Smanjenje arteriovenske razlike u kisiku karakteristično je za oštećeno tkivno disanje.

Hiperbarična hipoksija može biti tokom tretmana kiseonikom pod visok krvni pritisak. U ovom slučaju, eliminacija normalne hipoksične aktivnosti perifernih hemoreceptora dovodi do smanjenja ekscitabilnosti DC i inhibicije plućne ventilacije. To dovodi do povećanja arterijskog pCO2, uzrokujući ekspanziju krvni sudovi mozak Hiperkapnija dovodi do povećanja minutnog respiratornog volumena i hiperventilacije. Kao rezultat, pCO2 u arterijskoj krvi opada, moždane žile se sužavaju i pO2 u moždanom tkivu se smanjuje. Početni toksični učinak kisika na ćeliju povezan je s inhibicijom respiratornih enzima i nakupljanjem lipidnih peroksida koji uzrokuju oštećenja staničnih struktura (posebno SH enzimskih grupa), promjenama u metabolizmu u ciklusu trikarboksilne kiseline i poremećajem sinteze visokoenergetska jedinjenja fosfata i stvaranje slobodnih radikala.

Hiperoksična hipoksija(u avijaciji, tokom terapije kiseonikom) - može biti u vidu 2 oblika trovanja kiseonikom - plućnog i konvulzivnog. Patogeneza plućni oblici su povezani s nestankom "potporne" funkcije inertnog plina, toksičnim djelovanjem kisika na endotel plućnih žila - povećanjem njihove permeabilnosti, ispiranjem surfaktanta, kolapsom alveola i razvojem atelektaze i plućni edem. Konvulzivno oblik je povezan s oštrom ekscitacijom svih dijelova centralnog nervnog sistema (posebno moždanog stabla) i poremećajem disanja tkiva.

Mješoviti tip hipoksije opaženo vrlo često i predstavlja kombinaciju 2 ili više glavnih tipova hipoksije. Često sam hipoksični faktor utiče na nekoliko delova fizioloških sistema transporta i korišćenja kiseonika. Ugljenmonoksid aktivno reaguje sa 2-valentnim gvožđem Hb, u povišenim koncentracijama ima direktan toksični efekat na ćelije, inhibirajući citokromski enzimski sistem; Barbiturati potiskuju oksidativne procese u tkivima i istovremeno inhibiraju DC, uzrokujući hipoventilaciju.

Metaboličke promjene Prije svega, nastaju iz metabolizma ugljikohidrata i energije. U svim slučajevima hipoksije, primarni pomak je nedostatak makroerga. Glikoliza se povećava, što dovodi do pada sadržaja glikogena i povećanja piruvata i laktata. Višak mliječne, pirogrožđane i drugih organskih kiselina doprinosi razvoju metabolizma acidoza.

Dolazi do negativnog balansa dušika. Kao rezultat poremećaja metabolizma lipida razvija se hiperketonemija.

Razmjena elektrolita i, prije svega, procesi aktivnog kretanja i distribucije jona na biološkim membranama su poremećeni, a količina ekstracelularnog kalija se povećava.

Redoslijed promjena u ćeliji tokom hipoksije: povećana permeabilnost ćelijske membrane - narušavanje jonske ravnoteže - oticanje mitohondrija - stimulacija glikolize - smanjenje glikogena - supresija sinteze i povećana razgradnja proteina - destrukcija mitohondrija - u ergastopularnoj plazmi mrežasti aparat - masna razgradnja ćelije - destrukcija lizozomskih membrana - izlaz hidrolitičkih enzima - autoliza i potpuna razgradnja ćelije.

Adaptivne i kompenzacijske reakcije. Kada su izloženi faktorima koji uzrokuju hipoksiju, odmah se aktiviraju reakcije usmjerene na održavanje homeostaze. Postoje reakcije koje imaju za cilj prilagođavanje na relativno kratkotrajnu akutnu hipoksiju (nastaju odmah) i reakcije prilagođavanja na manje izraženu, ali dugotrajnu ili ponavljanu hipoksiju.

Reakcije respiratornog sistema do hipoksije je povećanje alveolarne ventilacije zbog produbljivanja i povećanja respiratornih ekskurzija i mobilizacije rezervnih alveola. Povećana ventilacija je praćena pojačanim protokom plućne krvi. Kompenzatorna hiperventilacija može uzrokovati hipokapniju, koja se zauzvrat kompenzira razmjenom jona između plazme i crvenih krvnih zrnaca, pojačanim izlučivanjem bikarbonata i bazičnih fosfata u urinu.

Sistemske reakcije cirkulaciju krvi izražavaju se povećanjem broja otkucaja srca, povećanjem mase cirkulirajuće krvi zbog pražnjenja depoa krvi, povećanjem venskog priliva, moždanog i srčanog minutnog volumena, brzinom krvotoka i preraspodjelom krvi u korist mozga i srca. Prilikom prilagođavanja na produženu hipoksiju može doći do stvaranja novih kapilara. Zbog hiperfunkcije srca i promjena u neuroendokrinoj regulaciji može doći do hipertrofije miokarda, koja ima kompenzatornu i adaptivnu prirodu.

Reakcije krvnog sistema manifestuje se povećanjem kapaciteta krvi za kiseonik zbog pojačanog ispiranja crvenih krvnih zrnaca iz koštane srži i aktivacijom eritropoeze usled povećanog stvaranja eritropoetskih faktora. Od velike važnosti su svojstva Hb da se skoro veže normalan iznos kisika čak i uz značajno smanjenje parcijalnog tlaka kisika u alveolarnom zraku i u krvi plućnih kapilara. U isto vrijeme, Hb je sposoban isporučiti veću količinu kisika čak i uz umjereno smanjenje pO2 u tkivnoj tekućini. Acidoza pojačava disocijaciju oksihemoglobina.

Mehanizmi adaptacije tkiva- ograničava funkcionalnu aktivnost organa i tkiva koji nisu direktno uključeni u transport kiseonika, povećavaju spregu oksidacije i fosforilacije, pojačavaju anaerobnu sintezu ATP-a usled aktivacije glikolize. Povećava se sinteza glukokortikoida, koji stabiliziraju membrane lizosoma i aktiviraju enzimske sisteme respiratornog lanca. Povećava se broj mitohondrija po jedinici ćelijske mase.

Dijagnostički principi.

Dijagnoza se postavlja na osnovu znakova oštećenja mozga i dinamike neuroloških poremećaja, podataka hemodinamskih studija (A/D, EKG, minutni volumen), izmjene plinova, određivanja kisika u udahnutom zraku, sadržaja plinova u alveolama, difuzije plinova kroz alveolarnu membranu; određivanje transporta kisika krvlju; određivanje pO2 u krvi i tkivima, određivanje omjera kiselina bogatih kiselinama, puferskih svojstava krvi, biohemijski parametri(mliječna i pirogrožđana kiselina, šećer u krvi i urea).

Terapija i prevencija.

S obzirom na to da se mješoviti oblici hipoksije najčešće susreću u kliničkoj praksi, njeno liječenje treba biti sveobuhvatno i povezano s uzrokom hipoksije u svakom konkretnom slučaju.

U svim slučajevima hipoksije - respiratorne, krvne, cirkulatorne, univerzalna tehnika je hiperbarična oksigenacija. Potrebno je razbiti začarane krugove u ishemiji i srčanoj insuficijenciji. Dakle, pri pritisku od 3 atmosfere dovoljna količina kiseonika (6 zapreminskih %) se rastvara u plazmi čak i bez učešća crvenih krvnih zrnaca; u nekim slučajevima je potrebno dodati 3-7% CO2 za stimulaciju DC, proširuju krvne sudove u mozgu i srcu i sprečavaju hipokapniju.

At cirkulatorna hipoksija propisuju se lijekovi za srce i hipertenziju i transfuzije krvi. Za hemički tip:

Transfuzira se krv ili eritromasa, stimulira se hematopoeza, koriste se vještački nosači kiseonika - perfluorokarbonski supstrati (perftoran);

Uklanjanje metaboličkih produkata - hemosorpcija, plazmaforeza;

Borba protiv osmotskog edema - otopine s osmotskim tvarima;

Za ishemiju - antioksidansi, stabilizatori membrane, steroidni hormoni;

Uvođenje supstrata koji zamjenjuju funkciju citokroma - metilensko plavo, vitamin C;

Povećana opskrba tkiva energijom - glukozom.

Na početku ovog pododjeljka dajemo neke oznake i standardne vrijednosti.

Egzogeni tip hipoksije.

Ova vrsta hipoksije nastaje zbog smanjenja parcijalnog tlaka kisika u udahnutom zraku.

Hipobarična hipoksija.

Ova vrsta hipoksije uzrokovana je općim smanjenjem barometarskog tlaka i uočava se pri penjanju na planine ili u avionima bez tlaka bez pojedinačnih kisikovih sistema (planinski ili visinski, bolest).

Uočljive abnormalnosti se obično uočavaju na Po približno 100 mm Hg. (što odgovara nadmorskoj visini od oko 3.500 m): na 50-55 mm Hg. (8000-8500 m) nastaju teški poremećaji, nespojivo sa životom. Za posebne namjene, dozirana hipobarična hipoksija nastaje postupnim ispumpavanjem zraka iz tlačnih komora u kojima se nalaze ispitanici ili eksperimentalne životinje, čime se simulira uspon na visinu.

Normobarična hipoksija.

Ova vrsta hipoksije se razvija pri normalnom opštem barometarskom pritisku, ali smanjenom parcijalnom pritisku kiseonika u udahnutom vazduhu, na primer, pri boravku u skučenim prostorima male zapremine, pri radu u rudnicima, neispravnosti sistema snabdevanja kiseonikom u kabinama aviona, podmornica , posebna zaštitna odijela, kao i u slučaju nekih kvarova ili nepravilne upotrebe anestezijsko-respiratorne opreme.

Patogenetska osnova egzogenog tipa hipoksije u svim slučajevima je arterijska hipoksemija, tj. smanjenje napetosti kisika u plazmi arterijske krvi, što dovodi do nedovoljne zasićenosti hemoglobina kisikom i njegovog ukupnog sadržaja u krvi. Dodatno loš uticaj Hipokapnija može uticati na organizam. često se razvija tijekom egzogene hipoksije kao rezultat kompenzacijske hiperventilacije pluća i dovodi do pogoršanja opskrbe krvlju mozga, srca, poremećaja ravnoteže elektrolita i gas alkaloza.

Respiratorni (respiratorni) tip hipoksije.

Ova hipoksija nastaje kao rezultat nedovoljne izmjene plinova u plućima zbog alveolarne hipoventilacije, poremećaja plućnog krvotoka, omjera ventilacije i perfuzije, prekomjernog ekstra- i intrapulmonalnog ranžiranja venske krvi ili opstrukcije difuzije kisika u plućima. Patogenetska osnova respiratorne hipoksije, kao i egzogene hipoksije, je arterijska hipoksija, u većini slučajeva u kombinaciji s hiperkapnijom. U nekim slučajevima, zbog činjenice da CO 2 difundira kroz alveolokapilarnu membranu otprilike 20 puta lakše nego O 2, moguća je hipoksemija bez hiperkapnije.

Kardiovaskularni (cirkulacijski) tip hipoksije.

Bolest nastaje kada poremećaji cirkulacije dovode do nedovoljnog snabdijevanja organa i tkiva krvlju i, posljedično, do njihove nedovoljne opskrbe kisikom. Smanjenje količine krvi koja teče kroz kapilare u jedinici vremena može biti posljedica opće hipovolemije, tj. smanjenje volumena krvi u vaskularnom krevetu (s masivnim gubitkom krvi ili plazme, dehidracija) i disfunkcija srca i krvnih žila. Poremećaji srčane aktivnosti mogu biti posljedica oštećenja miokarda, preopterećenja srca i poremećaja ekstrakardijalne regulacije, što dovodi do smanjenja minutnog volumena srca. Cirkulatorna hipoksija vaskularnog porekla može biti povezana sa prekomernim povećanjem kapaciteta vaskularnog korita i deponovane frakcije krvi usled pareze vaskularnih zidova kao posledica egzo- i endogenih toksičnih uticaja, alergijskih reakcija, poremećaja ravnoteže elektrolita i glukokortikoida. nedostatak. mineralokortikoidima i nekim drugim hormonima, kao iu slučajevima poremećaja refleksne i centrogene vazomotorne regulacije i drugih patoloških stanja praćenih smanjenjem vaskularnog tonusa.

Hipoksija može nastati zbog primarnih poremećaja mikrocirkulacije: raširenih promjena na zidovima mikrosudova, agregacije oblikovani elementi krvi, povećanje njenog viskoziteta, koagulabilnosti i drugih faktora koji ometaju kretanje krvi kroz kapilarnu mrežu, sve do potpunog zastoja. Uzrok poremećaja mikrocirkulacije može biti prekomjerno arteriovenularno skretanje krvi uzrokovano spazmom prekapilarnih sfinktera (na primjer, tijekom akutnog gubitka krvi).

Posebno mjesto zauzima hipoksija, povezana sa poremećenim transportom kiseonika u ćelije u ekstravaskularnom delu mikrocirkulacijskog sistema: perivaskularni, međućelijski i intracelularni prostori, bazalne i ćelijske membrane. Ovaj oblik hipoksije nastaje kada se propusnost membrana za kisik pogorša, uz intersticijski edem, intracelularnu hiperhidrataciju i druge patološke promjene u međućelijskom okruženju.

Cirkulatorna hipoksija može biti lokalne prirode kada nema dovoljnog dotoka krvi u određeni organ ili područje tkiva ili otežano protok krvi zbog ishemije ili venske hiperemije.

Pojedinačni hemodinamski parametri u različitim slučajevima cirkulatorne hipoksije mogu značajno varirati. Gasni sastav krvi u tipičnim slučajevima karakterizira normalna napetost i sadržaj kisika u arterijskoj krvi, smanjenje ovih pokazatelja u mješovitoj venskoj krvi i shodno tome visoka arteriovenska razlika kisika. Izuzetak mogu biti slučajevi raširenog prekapilarnog ranžiranja, kada značajan dio krvi prelazi iz arterijskog u venski sistem, zaobilazeći izmjenjive mikrožile, zbog čega u venskoj krvi ostaje više kisika, a stepen venske hipoksemija ne odražava stvarnu težinu hipoksije u organima i tkivima lišenim kapilarnog krvotoka.

Stoga, za procjenu generalizirane cirkulatorne hipoksije, takav integralni indikator kao što je P aO2 (podložno normalnim vrijednostima P aO2, S aO2 i V aO2) treba koristiti uzimajući u obzir moguća izobličenja njegove vrijednosti za stvarno stanje u tijelu. .

Krvna (hemička) vrsta hipoksije.

Ovo stanje nastaje kao rezultat smanjenja efektivnog kapaciteta kiseonika u krvi zbog nedovoljnog sadržaja hemoglobina tokom anemije (Hemični tip hipoksije se ponekad naziva „anemičnim“, što je netačno. Anemična hipoksija je samo jedan od mnogih oblika hemičke hipoksije.), hidremije i kada je smanjena sposobnost hemoglobina da se veže, transportuje i oslobađa kiseonik u tkiva.

Teška anemija može biti uzrokovana supresijom hematopoeze koštane srži kao posljedica njenog iscrpljivanja, oštećenja toksičnim faktorima, jonizujućim zračenjem, leukemijskim procesom i tumorskim metastazama, kao i nedostatkom komponenti neophodnih za normalnu eritrolizu i sintezu hemoglobina (gvožđe, vitamini). , eritropoetin i dr.), te sa povećanom hemolizom crvenih krvnih zrnaca.

Kapacitet krvi za kisik se smanjuje tijekom hemodilucije različitog porijekla, na primjer u drugoj fazi posthemoragijskog perioda, uz infuziju značajnih količina fiziološkog rastvora i raznih nadomjestaka krvi.

Kršenja svojstava transporta kisika u krvi mogu se razviti s kvalitativnim promjenama u hemoglobinu.

Najčešće se ovaj oblik hemičke hipoksije opaža tijekom trovanja ugljičnim monoksidom (ugljičnim monoksidom), što dovodi do stvaranja karboksihemoglobin(NBSO - kompleks jarko crvene boje); stvaraoci methemoglobina, sa nekima kongenitalne anomalije hemoglobina, kao iu slučaju poremećaja fizička i hemijska svojstva unutrašnje okruženje organizma, utičući na procese njegove oksigenacije u kapilarima pluća i deoksigenacije u tkivima.

Ugljenmonoksid ima izuzetno visok afinitet za hemoglobin, skoro 300 puta veći od afiniteta kiseonika za njega i formira karboksihemoglobin, koji nema sposobnost transporta i oslobađanja kiseonika,

Opijanje ugljen monoksidom moguće je u različitim industrijskim uslovima: metalurškim radnjama, koksanama, ciglanama i cementarama, raznim hemijskim fabrikama, kao i u garažama, na gradskim magistralnim putevima sa gustim saobraćajem, posebno sa značajnom gomilanjem vozila po mirnom vremenu, itd. Slučajevi trovanja ugljičnim monoksidom nisu rijetki u stambenim područjima zbog neispravnosti plinskih uređaja ili grijanja peći, kao i prilikom požara. Čak i pri relativno niskim koncentracijama ugljičnog monoksida u zraku, teška hipoksija može nastupiti u roku od nekoliko minuta; kod produženog udisanja čak i minimalne koncentracije ugljičnog monoksida su opasne. Dakle, sa sadržajem od približno 0,005% ugljen monoksida u vazduhu, do 30% hemoglobina se pretvara u HbCO; pri koncentraciji od 0,01% nastaje oko 70% HbCO, što je smrtonosno. Kada se CO ukloni iz udahnutog zraka, HbCO se polako disocira i normalan hemoglobin se vraća.

methemoglobia - MtHb (obojen tamnosmeđom) - razlikuje se od normalnog Hb po tome što hem željezo u njemu nije u obliku Fe 2+, već je oksidirano u Fe 3+. Dakle, MtHb je „istinski“ oksidirani oblik Hb, a na dodatnu valenciju gvožđa, hidroksilni jon (OH) je obično vezan kao ligand. MtHb nije sposoban da prenosi kiseonik. Male “fiziološke” količine methemoglobina se konstantno stvaraju u tijelu pod utjecajem reaktivnih vrsta kisika; patološka methemoglobinemija nastaje kada je izložena velikoj grupi supstanci - takozvanim stvaraocima methemoglobina. To uključuje nitrate i nitrite, dušikove okside, derivate anilina, benzena i neke toksine infektivnog porekla, lekovite supstance (fenozepam, amidopirin, sulfonamidi) itd. Značajne količine MtHb mogu nastati tokom akumulacije enogenih peroksida i drugih aktivnih radikala u organizmu). Važno je da se u svakom od četiri hema molekule hemoglobina atom željeza oksidira gotovo nezavisno od ostalih hema iste molekule. Nastalim djelomično "iskrivljenim" molekulima nedostaje normalna interakcija "hem-hem" koja određuje optimalnu sposobnost hemoglobina da veže kisik u plućima i otpusti ga u tkiva prema krivulji disocijacije oksihemoglobina u obliku slova S. S tim u vezi, konverzija, na primjer, 40% Hb u MtHb dovodi do pogoršanja opskrbe tijela kisikom u mnogo većoj mjeri nego, na primjer, manjak 40% hemoglobina tokom anemije, hemodilucije itd.

Formiranje MtHb je reverzibilno, ali se njegovo vraćanje u normalan hemoglobin odvija relativno sporo tokom mnogo sati.

Pored HbCO i MtHb, prilikom raznih intoksikacija, moguće je stvaranje drugih jedinjenja Hb koja ne podnose O2: nitroksil-Hb, karbilamin-Hb itd.

Pogoršanje transportnih svojstava hemoglobina može biti posljedica nasljednih defekata u strukturi njegove molekule. Takve patoloških oblika Hb može imati smanjen ili značajno povećan afinitet za O 2, što je praćeno poteškoćama u dodavanju 0 2 u pluća ili njegovom oslobađanju u tkiva.

Na uslove oksigenacije i deoksigenacije Hb mogu nepovoljno uticati neke promene u fizičko-hemijskim svojstvima medijuma: pH, PCO3, koncentracije elektrolita i dr. Do pomeranja krivulje zasićenja Hb može doći i tokom hiperoksije kao posledica oštećenje glikolitičkog sistema u eritrocitima i promjena sadržaja 2 u njima.,3-difosfoglicerat. Značajno pogoršanje prijenosa i oslobađanja 0 2 krvlju također se javlja sa promjenama fizičkih svojstava eritrocita, njihove značajne agregacije i mulja.

Hemičku hipoksiju karakterizira kombinacija normalne napetosti kisika u arterijskoj krvi sa smanjenim sadržajem volumena. Napon i sadržaj O2 u venskoj krvi su smanjeni.

Hipoksija tipa tkiva (ili primarnog tkiva).

Tkivni tip hipoksije nastaje zbog narušavanja sposobnosti stanica da apsorbiraju kisik (uz njegovu normalnu dostavu u stanice) ili zbog smanjenja učinkovitosti biološke oksidacije kao rezultat razdvajanja oksidacije i fosforilacije.

Iskorištavanje O2 u tkivima može biti otežano djelovanjem različitih inhibitora enzima biološke oksidacije, nepovoljnim promjenama fizičko-hemijskih uslova njihovog djelovanja, poremećajem sinteze enzima i dezintegracijom bioloških ćelijskih membrana.

Inhibicija enzima može se dogoditi na tri glavna načina:

specifično vezivanje aktivnih centara enzima, na primjer, vrlo aktivno vezivanje feri željeza oksidiranog oblika heminenzima CN jonom - u slučaju trovanja cijanidom, supresija aktivnih centara respiratornih enzima sulfidnim jonom, nekim antibioticima , itd.;
vezivanje funkcionalnih grupa proteinskog dijela molekule enzima (joni teških metala, alkilirajući agensi);
kompetitivna inhibicija blokiranjem aktivnog centra enzima sa "pseudosupstancama", na primjer, inhibicija sukcinat dehidrogenaze malonskom i drugim dikarboksilnim kiselinama.

Odstupanja fizičko-hemijskih parametara unutrašnje sredine organizma : pH, temperatura, koncentracije elektrolita koje nastaju pri raznim bolestima i patološkim procesima također mogu značajno smanjiti aktivnost bioloških oksidacijskih enzima.

Kršenje sinteze enzima može nastati kod nedostatka specifičnih komponenti neophodnih za njihovo stvaranje: vitamina B1 (tiamin), B3 (PP, nikotinska kiselina) i drugih, kao i kod kaheksije različitog porekla i drugih patoloških stanja praćenih grubim poremećajima metabolizma proteina .

Dezintegracija bioloških membrana je jedan od najvažnijih faktora koji dovode do poremećaja iskorišćenja O 2. Takvo raspadanje može biti uzrokovano brojnim patogenim utjecajima koji uzrokuju oštećenje stanica: visoke i niske temperature, egzogeni otrovi i endogeni produkti poremećenog metabolizma, infektivni toksični agensi, prodorno zračenje, slobodni radikali itd. Oštećenje membrane često se javlja kao komplikacija hipoksije respiratornog, cirkulatornog ili hemičkog tipa. Gotovo svako ozbiljno stanje tijela sadrži element hipoksije tkiva ove vrste.

Hipoksija isključenja je jedinstvena varijanta hipoksije tkivnog tipa, koja se javlja uz izraženo smanjenje sprege oksidacije i fosforilacije inhalacionog lanca. U ovom slučaju, potrošnja 0 2 u tkivima obično raste, međutim, značajno povećanje udjela energije koja se raspršuje u obliku pretjerano generirane topline dovodi do energetske deprecijacije disanja tkiva i njegove relativne insuficijencije. Mnoge supstance egzo- i endogenog porekla imaju svojstva razdvajanja: višak H4 i Ca24 jona, slobodnih masne kiseline, adrenalin, tiroksin i trijodtironin, kao i neke lekovite supstance (dikumarin, gramicidin i dr.). mikrobnih toksina i drugih agenasa.

Involuciona hipoksija , koji se javlja tokom starenja organizma, u svojim mehanizmima je takođe u velikoj meri povezan sa procesima koji dovode do narušavanja efektivnog korišćenja kiseonika ćelijama. Ovi procesi uključuju: uništavanje mitohondrijalnih membrana i rupturu lanca transporta elektrona; povećanje intracelularnog bazena slobodnih masnih kiselina; umrežavanje makromolekula i njihova imobilizacija i niz drugih procesa.

Sastav gasova u krvi u tipičnim slučajevima tkivne hipoksije karakteriziraju normalni parametri kisika u arterijskoj krvi, značajno povećanje istih u venskoj krvi i, shodno tome, smanjenje arteriovenske razlike u kisiku (s hipoksijom razdvajanja, mogu se razviti drugi omjeri).

Preopterećenje hipoksije (“stres hipoksija”).

Ova vrsta hipoksije nastaje kada je aktivnost bilo kog organa ili tkiva preintenzivna, kada su funkcionalne rezerve transportnih i iskorišćenih sistema kiseonika i supstrata, čak i bez prisustva patoloških promena u njima, nedovoljne da zadovolje naglo povećanu potražnju. . Ovaj oblik hipoksije ima praktičan značaj uglavnom u odnosu na velika opterećenja mišićnih organa – skeletnih mišića i miokarda.

Kod prekomjernog opterećenja srca dolazi do relativne koronarne insuficijencije, cirkulatorne hipoksije srca i sekundarne opće cirkulatorne hipoksije. Prekomjernim mišićnim radom, uz hipoksiju samih skeletnih mišića, nastaju kompetitivni odnosi u distribuciji krvotoka, što dovodi do ishemije drugih tkiva i razvoja raširene cirkulatorne hipoksije. Hipoksiju opterećenja karakteriše značajan „dug“ kiseonika, venska hipoksemija i hiperkapnija.

Tip supstrata hipoksije.

U velikoj većini slučajeva, hipoksija je povezana sa nedovoljnim transportom ili smanjenom upotrebom O2. U normalnim uslovima, rezerva bioloških oksidacionih supstrata u organizmu je prilično velika i neznatno premašuje rezerve O2. Međutim, u nekim slučajevima, uz normalnu dostavu O 2, normalno stanje membrana i enzimskih sistema, dolazi do primarnog nedostatka supstrata, što dovodi do narušavanja funkcionisanja svih međusobno povezanih karika biološke oksidacije. U gotovo većini slučajeva takva hipoksija je povezana s nedostatkom glukoze u stanicama. Dakle. prestanak dotoka glukoze u mozak u roku od 5-8 minuta (tj. otprilike u istom periodu kao i nakon prestanka isporuke O2) dovodi do smrti najosjetljivijih nervnih ćelija. Izgladnjivanje tkiva zavisnih od ugljikohidrata javlja se kod nekih oblika dijabetes melitusa i drugih poremećaja metabolizam ugljikohidrata. Sličan oblik hipoksije može se razviti i kod nedostatka nekih drugih supstrata (na primjer, masnih kiselina u miokardu, kod općeg jakog gladovanja itd.). Potrošnja kisika u ovom obliku hipoksije također je obično smanjena kao rezultat nedostatka oksidacijskih supstrata.

Mješoviti tip hipoksije.

Ova vrsta hipoksije se najčešće opaža i predstavlja kombinaciju dva ili više njenih glavnih tipova.

U nekim slučajevima sam hipoksični faktor negativno utječe na nekoliko dijelova transporta i iskorištavanja O2 (npr. barbiturati potiskuju oksidativne procese u stanicama i istovremeno depresiraju respiratorni centar, uzrokujući hipoventilaciju pluća; nitriti, uz stvaranje methemoglobin, mogu djelovati kao agensi za odvajanje i tako dalje.). Slična stanja nastaju kada više različitih hipoksičnih faktora djeluje na tijelo istovremeno.

Drugi uobičajeni mehanizam mješovitih oblika hipoksije povezan je s činjenicom da primarna hipoksija bilo koje vrste, dosegnuvši određeni stupanj, uzrokuje poremećaje u drugim organima i sustavima koji su uključeni u osiguravanje biološke oksidacije.

U svim takvim slučajevima javljaju se hipoksična stanja mješovitog tipa: krv i tkivo, tkivo i disanje itd. Primjeri uključuju traumatske i druge vrste šoka, komatozna stanja različitog porijekla itd.

Karakteristike hipoksičnih stanja prema različitim kriterijumima

Prema kriteriju prevalencije, uobičajeno je razlikovati lokalnu i opću hipoksiju.

Lokalna hipoksija najčešće udruženi s lokalnim poremećajima cirkulacije u vidu ishemije, venske hiperemije i lokalne staze, tj. pripada cirkulacijskom tipu. U nekim slučajevima može doći do lokalnog poremećaja u korištenju kisika i supstrata kao posljedica lokalnog oštećenja staničnih membrana i supresije enzimske aktivnosti uzrokovane nekim patološkim procesom (na primjer, upalom). Ostala područja sličnog tkiva ne doživljavaju hipoksiju. Međutim, u ovom slučaju, obično u području oštećenja, vaskularni sistem također pati u ovoj ili drugoj mjeri i stoga se opaža mješoviti oblik hipoksija: tkivna i cirkulatorna.

Opća hipoksija je složeniji koncept. Iz naziva proizilazi da ovaj oblik hipoksije nema precizne geometrijske granice i da je široko rasprostranjen.

Međutim, poznato je da otpor različitih organa i tkiva na hipoksiju nije isti i dosta snažno fluktuira. Neka tkiva (na primjer, kosti, hrskavica, tetive) su relativno neosjetljiva na hipoksiju i mogu održavati normalnu strukturu i održivost mnogo sati kada je opskrba kisikom potpuno prekinuta; prugasti mišići izdržavaju sličnu situaciju oko 2 sata; srčani mišić 20 - 30 min; bubrezi, jetra otprilike u istoj količini. Nervni sistem je najosjetljiviji na hipoksiju. Njegove različite sekcije također se razlikuju po nejednakoj osjetljivosti na hipoksiju, koja se smanjuje sljedećim redoslijedom: korteks moždane hemisfere, mali mozak, talamus optički, hipokampus, produžena moždina, kičmena moždina, ganglije autonomnog nervnog sistema. Sa potpunim prestankom snabdevanja kiseonikom, znaci oštećenja u moždanoj kori otkrivaju se nakon 2,5-3 minuta, u produženoj moždini posle 10-15 minuta, u ganglijama simpatičkog nervnog sistema i neuronima crevnih pleksusa posle više od 1 sat Štaviše, što je veća funkcionalna aktivnost nervnih struktura, to su one osjetljivije na hipoksiju. Dakle, dijelovi mozga koji su u uzbuđenom stanju pate u većoj mjeri od neaktivnih.

Dakle, strogo govoreći, ne može doći do istinske opšte hipoksije tokom života organizma. U velikoj većini slučajeva, bez obzira na njenu težinu, različiti organi i tkiva su u različitim stanjima, a neki od njih ne doživljavaju hipoksiju. Međutim, s obzirom na izuzetan značaj mozga za život tijela, njegovu vrlo visoku potrebu za kisikom (do 20% ukupne potrošnje O2) i njegovu posebno izraženu osjetljivost na hipoksiju, generalno izgladnjivanje organizma kisikom često se poistovjećuje sa hipoksija mozga.

Na osnovu brzine razvoja, trajanja i težine hipoksije, još ne postoje precizni objektivni kriterijumi za njeno razgraničenje. Međutim, u svakodnevnoj kliničkoj praksi obično se razlikuju sljedeće vrste: fulminantna hipoksija, koji se razvija do ozbiljnog ili čak fatalnog stepena za nekoliko sekundi ili nekoliko desetina sekundi; akutna hipoksija - u roku od nekoliko minuta ili desetina minuta; subakutna hipoksija - nekoliko sati ili desetine sati; hronična hipoksija razvija se i traje nedeljama, mesecima i godinama.

Težina hipoksičnih stanja se klasifikuje prema individualnim kliničkim ili laboratorijski znakovi, karakterizira poremećaje određenog fiziološkog sistema ili promjene u parametrima unutrašnje sredine.

Zaštitno-prilagodljive reakcije tokom hipoksije

Hitna adaptacija.

Adaptivne reakcije usmjerene na prevenciju ili otklanjanje hipoksije i održavanje homeostaze javljaju se neposredno nakon početka izlaganja etiološkom faktoru ili ubrzo nakon njega. Ove reakcije se javljaju na svim nivoima tijela - od molekularnih do bihevioralnih i usko su povezane jedna s drugom.

Pod uticajem hipoksičnog faktora, osoba razvija specifične radnje ponašanja različite složenosti koje imaju za cilj izlazak iz hipoksičnog stanja (na primer, napuštanje zatvorenog prostora sa niskim sadržajem kiseonika, korišćenje uređaja za kiseonik, lekova, ograničavanje fizička aktivnost, traženje pomoći itd.). U jednostavnijem obliku, slične reakcije su uočene kod životinja.

Od primarnog značaja u hitnoj hitnoj adaptaciji organizma na hipoksiju je aktiviranje sistema za transport kiseonika.

Spoljni respiratorni sistem reaguje povećanjem alveolarne ventilacije usled produbljivanja i povećanja respiratornih ekskurzija i mobilizacije rezervnih alveola uz istovremeno adekvatno povećanje plućnog krvotoka. Kao rezultat toga, minutni volumen ventilacije i perfuzije može se povećati za 10-15 puta u poređenju sa mirnim normalnim stanjem.

Reakcije hemodinamskog sistema izražene su tahikardijom, povećanjem moždanog i srčanog minutnog volumena, povećanjem mase cirkulirajuće krvi zbog pražnjenja krvnih depoa, kao i preraspodjelom krvotoka u cilju preovlađujuće opskrbe krvlju. mozak, srce i naporni respiratorni mišići. Značajne su i regionalne vaskularne reakcije koje nastaju kao rezultat direktnog vazodilatatornog efekta produkata razgradnje ATP-a (ADP, AMP, adenozin), koji se prirodno akumuliraju u tkivima koja doživljavaju hipoksiju.

Adaptivne reakcije krvnog sistema prvenstveno su određene osobinama hemoglobina, koje se izražavaju u S-obliku krivulje međusobne tranzicije njegovih oksi- i deoksi oblika u zavisnosti od P O2 u krvnoj plazmi i okruženju tkiva, pH, P CO2 i neki drugi fizičko-hemijski faktori. Time se osigurava dovoljna zasićenost krvi kisikom u plućima čak i kod značajnog nedostatka i potpunijeg uklanjanja kisika u tkivima koja doživljavaju hipoksiju. Rezerve kiseonika u krvi su prilično velike (normalno, venska krv sadrži do 60% oksihemoglobina), a krv, prolazeći kroz kapilare tkiva, može da ispusti dodatne značajne količine kiseonika uz umereno smanjenje njegove frakcije rastvorene u tkivna tečnost. Povećanje kapaciteta krvi za kisik zbog povećanog ispiranja crvenih krvnih stanica iz koštane srži također može biti značajno.

Adaptivni mehanizmi na nivou sistema iskorišćenja kiseonika manifestuju se u ograničavanju funkcionalne aktivnosti organa i tkiva koji nisu direktno uključeni u obezbeđivanje biološke oksidacije, a samim tim i u povećanju njihove otpornosti na hipoksiju, kao i u povećanju sprege oksidacije i fosforilacije, i povećanje anaerobne sinteze ATP-a zbog aktivacije glikolize.

Opća nespecifična stresna reakcija koja se javlja tijekom hipoksije - "stres" - važna je za metaboličku podršku adaptivnih reakcija. Aktivacija simpatičko-nadbubrežnog sistema i korteksa nadbubrežne žlijezde doprinosi mobilizaciji energetskih supstrata - glukoze, masnih kiselina, stabilizaciji membrana lizosoma i drugih biomembrana, aktivaciji određenih enzima respiratornog lanca i drugim metaboličkim efektima adaptivne prirode. Međutim, treba imati na umu dualnost nekih komponenti odgovora na stres. Konkretno, značajan višak kateholamina može povećati potražnju tkiva za kisikom, pojačati peroksidaciju lipida, uzrokovati dodatna oštećenja biomembrana itd. S tim u vezi, adaptivni odgovor na stres tokom hipoksije zapravo može imati potpuno suprotan rezultat (kao što je često slučaj u patologiji).

Dugotrajna adaptacija.

Ponovljena hipoksija umjerenog intenziteta doprinosi formiranju stanja dugotrajne adaptacije organizma na hipoksiju, koje se zasniva na povećanju sposobnosti i optimizaciji funkcija sistema za transport i iskorištavanje kisika.

Stanje dugotrajne adaptacije na hipoksiju karakterizira niz metaboličkih, morfoloških i funkcionalnih karakteristika.

Metabolizam.

U adaptiranom organizmu smanjeni su bazalni metabolizam i potreba organizma za kiseonikom zbog njegove ekonomičnije i efikasnije upotrebe u tkivima. To može biti zbog povećanja broja mitohondrija i njihovih krista, povećanja aktivnosti nekih bioloških oksidacijskih enzima i povećanja snage i mobilizacije anaerobne sinteze ATP-a. Povećana aktivnost - zavisne i Ca 2+ -zavisne ATPaze doprinosi potpunijem iskorišćavanju ATP-a. U organima uključenim u adaptivne reakcije dolazi do selektivne aktivacije sinteze nukleinskih kiselina i proteina.

Respiratornog sistema.

Povećava se kapacitet grudnog koša i snaga respiratornih mišića, povećava se broj alveola i ukupna respiratorna površina u plućima, povećava se i broj kapilara, povećava se difuzioni kapacitet alveolokapilarnih membrana. Korelacija između plućne ventilacije i perfuzije postaje sve savršenija.

Kardiovaskularni sistem.

Obično se razvija umjerena hipertrofija miokarda, praćena povećanjem broja funkcionalnih kapilara po jedinici mase miokarda.U kardiomiocitima se povećava broj mitohondrija i sadržaj proteina koji osiguravaju transport supstrata; povećava se sadržaj mioglobina.

Krvni sistem.

U adaptiranom organizmu postoji trajni porast eritropoeze: sadržaj eritrocita u perifernoj krvi može porasti na 6-7 miliona po 1 μl, a sadržaj hemoglobina na 170-180 g/l ili više. Shodno tome, povećava se i kapacitet krvi za kiseonik. Stimulacija eritropoeze i sinteze hemoglobina je posljedica povećane proizvodnje eritropoetina u bubrezima pod utjecajem hipoksičnog signala i više kasne faze, Možda. i povećanje osjetljivosti hematopoeze koštane srži na djelovanje eritropoetina.

Nervni i endokrini sistemi.

Kod životinja i ljudi prilagođenih hipoksiji dolazi do povećane otpornosti neurona u višim dijelovima mozga i njihove povezanosti s nedostatkom kisika i energije, kao i hipertrofija ganglijskih neurona autonomnog nervnog sistema i povećanje gustine njihovi završeci u srcu i nekim drugim organima, snažniji i otporniji sistem na hipoksiju sintezu medijatora. U naučnoj literaturi postoje dokazi o povećanju broja receptora na ćelijskim membranama i, shodno tome, povećanju osjetljivosti na medijatore. Kao rezultat ovih adaptivnih mehanizama, osigurava se bolja i ekonomičnija regulacija organa i njegova stabilnost čak i pri teškoj hipoksiji.

Restrukturiranje slične prirode dešava se u endokrinoj regulaciji, posebno u hipofizno-nadbubrežnom sistemu.

Poremećaji u organizmu tokom hipoksije

Priroda, redoslijed i težina metaboličkih, funkcionalnih i strukturnih poremećaja tijekom hipoksije zavise od njenog tipa, etiološkog faktora, brzine razvoja, stepena, trajanja, svojstava organizma. Istovremeno, hipoksiju karakterizira određeni skup najznačajnijih simptoma koji se prirodno javljaju u njenim najrazličitijim varijantama. Zatim će se razmotriti najčešći poremećaji tipični za hipoksiju.

Metabolički poremećaji.

Najranije promjene nastaju u sferi energije i usko povezanog metabolizma ugljikohidrata. Izražavaju se u smanjenju sadržaja ATP-a u ćelijama uz istovremeno povećanje koncentracije njegovih produkata razgradnje - ADP, AMP, Ph n.

U nekim tkivima (posebno mozgu) još raniji znak hipoksije je smanjenje sadržaja kreatin fosfata. Tako, nakon potpunog prestanka opskrbe krvlju, moždano tkivo gubi oko 70% kreatin fosfata u roku od nekoliko sekundi, a nakon 40-45 s gotovo potpuno nestaje; nešto sporije, ali i za vrlo kratko vrijeme, sadržaj ATP se smanjuje. Aktivacija glikolize koja je posljedica ovih promjena dovodi do smanjenja sadržaja glikogena i povećanja koncentracije piruvata i laktata. Potonji proces je također olakšan sporim uključivanjem piruvata i laktata u daljnje transformacije u respiratornom lancu i teškoćama resinteze glikogena, koja se javlja uz potrošnju ATP-a. Višak mliječne i pirogrožđane kiseline dovodi do metaboličke acidoze.

Biosinteza nukleinskih kiselina i proteina usporava se uz povećanje njihove razgradnje, dolazi do negativnog balansa dušika i povećava se sadržaj amonijaka u tkivima.

Kod hipoksije se inhibira resinteza masti i povećava se njihova razgradnja, što rezultira hiperketonemijom, što pogoršava acidozu; Aceton, acetosirćetna i β-hidroksibutirna kiselina se izlučuju urinom.

Razmjena elektrolita i, prije svega, procesi aktivnog kretanja i distribucije jona na biološkim membranama su poremećeni; Posebno se povećava količina ekstracelularnog kalijuma. Poremećeni su procesi sinteze i enzimske destrukcije neurotransmitera, njihova interakcija sa receptorima i niz drugih energetski zavisnih metaboličkih procesa.

Javljaju se i sekundarni metabolički poremećaji povezani sa acidozom, elektrolitskim, hormonalnim i drugim promjenama karakterističnim za hipoksiju. Njegovim daljim produbljivanjem inhibira se i glikoliza, a intenziviraju se procesi uništavanja i dezintegracije makromolekula, bioloških membrana, ćelijskih organela i ćelija. Slobodno-radikalna oksidacija lipidnih komponenti, koja se očito javlja u vrijeme hipoksije bilo kojeg porijekla, od velike je važnosti za oštećenje membrana i povećanje njihove pasivne permeabilnosti. Količina slobodnih radikala može porasti za oko 50%.

Pojačavanje procesa slobodnih radikala tokom hipoksije zasniva se na nizu mehanizama: povećanje sadržaja supstrata peroksidacije lipida - neesterifikovane masne kiseline, nakupljanje kao rezultat stresne reakcije kateholamina koji imaju prooksidans. efekat, poremećeno korišćenje kiseonika u procesu enzimske oksidacije itd. Važno je istovremeno smanjenje aktivnosti nekih prirodnih antioksidansa, posebno superoksid dismutaze i glutation peroksidaze.

Većina metaboličkih i strukturnih poremećaja su reverzibilni u određenoj mjeri. Međutim, kada prijeđe tačku reverzibilnosti nakon prestanka djelovanja hipoksičnog faktora, nema obrnuti razvoj, ali napredovanje blisko povezanih metaboličkih i membransko-ćelijskih poremećaja, sve do nekroze i autolize stanica.

Poremećaji nervnog sistema.

Najviše pati prvi nervna aktivnost. Subjektivno, već u ranim fazama hipoksije, osećaj nelagodnosti, letargije, težine u glavi, tinitusa, glavobolja. U nekim slučajevima subjektivni osjećaji počinju euforijom, koja podsjeća na intoksikaciju alkoholom i praćena smanjenjem sposobnosti adekvatne procjene okoline i gubitkom samokritičnosti. Poteškoće se javljaju u izvođenju složenih logičkih operacija i donošenju ispravnih odluka. U budućnosti, sposobnost obavljanja sve jednostavnijih zadataka, sve do onih najosnovnijih, progresivno je narušena. Kako se hipoksija dalje produbljuje, bolni osjećaji se obično povećavaju, osjetljivost na bol otupljuje i dolazi do poremećaja u autonomnim funkcijama.

Rani znak hipoksije je poremećaj motoričkih činova koji zahtijevaju preciznu koordinaciju, posebno promjene u rukopisu. S tim u vezi, takozvani test pisanja često se koristi u proučavanju hipoksičnih stanja, na primjer, u vazduhoplovnoj medicini. U završnoj fazi hipoksije dolazi do gubitka svijesti, potpune adinamije kojoj često prethode konvulzije, razvijaju se teški poremećaji bulbarnih funkcija, a smrt nastupa prestankom srčane aktivnosti i disanja.

Moderna reanimacija vam omogućava da obnovite vitalne funkcije tijela nakon 5 - 6 minuta ili više od kliničke smrti; međutim, više moždane funkcije mogu biti nepovratno narušene, što u takvim slučajevima određuje socijalnu inferiornost pojedinca i nameće određena deontološka ograničenja na primjerenost mjera reanimacije.

Poremećaji disanja.

U tipičnim slučajevima akutne rastuće hipoksije uočava se nekoliko uzastopnih faza promjena vanjskog disanja:

faza aktivacije, izraženo u povećanju dubine i učestalosti respiratornih pokreta;
stadijum dispneja, koji se manifestuje poremećajima ritma i neujednačenim amplitudama disajnih ekskurzija; često se u ovoj fazi opažaju takozvani patološki tipovi disanja;
terminalna pauza u obliku privremenog prestanka disanja;
terminalno (agonalno) disanje;
potpuni prestanak disanja.

Kršenja kardiovaskularnog sistema u početku su obično izraženi tahikardijom, koja se povećava paralelno sa slabljenjem kontraktilna aktivnost srca i smanjenje udarnog volumena do takozvanog nitnog pulsa. U drugim slučajevima, tahikardija se zamjenjuje oštrom bradikardijom („vagusni puls“), praćenom bljedilom lica, hladnoćom ekstremiteta, hladnim znojem i nesvjesticom. Često posmatrano EKG promjene i razvijaju se poremećaji srčanog ritma, uključujući atrijalnu i ventrikularnu fibrilaciju. Krvni pritisak u početku ima tendenciju porasta, a zatim progresivno opada kao rezultat pada minutni volumen srca i tonus vaskularnih zidova, sve do razvoja kolapsa.

Od velikog značaja su i poremećaji mikrocirkulacije povezani sa hipoksičnom alteracijom najmanjih krvnih sudova, promenama u perivaskularnim prostorima i pogoršanjem reoloških svojstava krvi.

Funkcija bubrega prolazi kroz složene i dvosmislene promjene tijekom hipoksije - od poliurije do potpunog prestanka stvaranja urina. Također se mijenja i kvalitativni sastav urina. Ove promjene su povezane s poremećajima opće i lokalne hemodinamike, hormonskim djelovanjem na bubrege, promjenama acidobazne i elektrolitne ravnoteže i drugim metaboličkim poremećajima. Sa značajnom hipoksičnom promjenom bubrega razvija se insuficijencija njihove funkcije sve do uremije.

Poremećaji u probavnom sistemu karakteriziraju gubitak apetita, slabljenje sekretorne funkcije svih probavnih žlijezda i motoričke funkcije probavnog trakta.

Gore navedeni poremećaji fiziološke funkcije karakteristične su uglavnom za akutne i subakutne oblike hipoksije. Kod takozvane fulminantne hipoksije, koja se javlja npr. pri udisanju raznih gasova (azot, metan, helijum), u potpunom odsustvu kiseonika, udisanju visokih koncentracija cijanovodonične kiseline, fibrilaciji ili srčanom zastoju, većina opisanih promena su odsutni, vrlo brzo dolazi do gubitka svijesti i prestanka života važne funkcije tijelo.

Hipoksija može uticati na stanje imunološkog sistema. Hipoksija, umjerene težine i trajanja, praktički ne mijenja proces imunogeneze ili ga blago aktivira.

Dakle, otpornost na infekciju pri niskim razinama razrjeđivanja zraka može se čak povećati.

Akutna i teška hipoksija potiskuje imunološku reaktivnost organizma. Istovremeno se smanjuje sadržaj imunoglobulina, inhibira se proizvodnja antitijela i sposobnost limfocita da se transformiraju u blastne forme, oslabljena je funkcionalna aktivnost T-limfocita, fagocitna aktivnost neutrofila i makrofaga. Smanjuje se i niz pokazatelja nespecifične rezistencije: lizozim, komplement, β-lizini. Kao rezultat toga, otpornost na mnoge infektivne agense slabi.

Smanjenje imuniteta na strane antigene u hipoksičnim uvjetima može biti praćeno povećanim stvaranjem autoantitijela protiv različitih organa i tkiva koja su pretrpjela hipoksičnu promjenu. Također je moguće poremetiti barijere koje inače pružaju prirodnu imunološku toleranciju uz naknadno oštećenje odgovarajućih organa i tkiva (testisi, štitna žlijezda itd.).

Neki principi prevencije i terapije hipoksičnih stanja

Prevencija i liječenje hipoksije ovisi o uzroku koji ju je izazvao i treba biti usmjeren na njeno uklanjanje ili slabljenje. As opšte mere koristiti pomoćne ili vještačko disanje, kisik pod normalnim ili visokim tlakom, elektropulsna terapija za srčane poremećaje, transfuzija krvi, farmakološka sredstva. U posljednje vrijeme sve su rasprostranjeni takozvani antioksidansi - agensi usmjereni na suzbijanje slobodnih radikala oksidacije membranskih lipida, koja ima značajnu ulogu u hipoksičnom oštećenju tkiva, te antihipoksanti koji imaju direktan povoljan učinak na procese biološke oksidacije.

Otpornost na hipoksiju može se povećati posebnom obukom za rad na velikim visinama, u skučenim prostorima i drugim posebnim uslovima.

Trenutno su dobijeni podaci o izgledima za upotrebu u prevenciji i terapiji. razne bolesti koji sadrži hipoksičnu komponentu, trening s doziranom hipoksijom prema određenim shemama i razvoj dugotrajne adaptacije na to.

Kontrolna pitanja

Šta je hipoksija?
Kako se hipoksija klasificira prema uzroku i mehanizmu razvoja, brzini razvoja, prevalenci?
Navedite razloge za razvoj egzogene hipoksije.
Koji su razlozi za razvoj hemičke hipoksije?
Navedite uzroke respiratorne hipoksije.
Šta uzrokuje cirkulatornu hipoksiju?
Navedite uzroke citotoksične hipoksije.
Koje hitne mehanizme za kompenzaciju hipoksije znate?
Koje dugoročne mehanizme kompenzacije hipoksije poznajete?

TERMINOLOGIJA

Hipoksija- tipičan patološki proces koji se razvija kao rezultat nedovoljne biološke oksidacije. Dovodi do poremećaja u opskrbi energijom funkcija i plastičnih procesa u tijelu.

Hipoksija se često kombinuje sa hipoksemijom.

U eksperimentu se stvaraju uslovi anoksije za pojedinačne organe, tkiva, ćelije ili supćelijske strukture, kao i anoksemija unutar malih područja krvotoka (na primjer, izolovani organ).

♦ Anoksija - prestanak procesa biološke oksidacije, po pravilu, u nedostatku kiseonika u tkivima.

♦ Anoksemija – nedostatak kiseonika u krvi.

U integralnom živom organizmu formiranje ovih stanja je nemoguće.

KLASIFIKACIJA

Hipoksija se klasifikuje uzimajući u obzir etiologiju, težinu poremećaja, brzinu razvoja i trajanje.

Na osnovu etiologije, razlikuju se dvije grupe hipoksičnih stanja:

♦ egzogena hipoksija (normo- i hipobarična);

♦ endogena hipoksija (tkivna, respiratorna, supstratna, kardiovaskularna, preopterećenje, krv).

Prema kriteriju težine životnih poremećaja razlikuju se blaga, umjerena (umjerena), teška i kritična (smrtonosna) hipoksija.

Na osnovu brzine nastanka i trajanja razlikuje se nekoliko vrsta hipoksije:

♦ Munjevita (akutna) hipoksija. Razvija se u roku od nekoliko sekundi (na primjer, tokom smanjenja tlaka u zrakoplovu

uređaji na visini većoj od 9.000 m ili kao rezultat brzog masovnog gubitka krvi).

♦ Akutna hipoksija. Razvija se unutar prvog sata nakon izlaganja uzroku hipoksije (na primjer, kao rezultat akutnog gubitka krvi ili akutnog respiratornog zatajenja).

♦ Subakutna hipoksija. Nastaje u roku od jednog dana (na primjer, kada nitrati, dušikovi oksidi, benzen uđu u tijelo).

♦ Hronična hipoksija. Razvija se i traje više od nekoliko dana (tjednima, mjesecima, godinama), na primjer, kod kronične anemije, srčane ili respiratorne insuficijencije.

ETIOLOGIJA I PATOGENEZA HIPOKSIJE Egzogeni tip hipoksija

Etiologija

Uzrok egzogene hipoksije je nedovoljna opskrba kisikom udahnutim zrakom.

Normobarična egzogena hipoksija. Prouzrokovano ograničenjem ulaska kiseonika u telo sa vazduhom u uslovima normalnog barometarskog pritiska na:

♦ Pronalaženje ljudi u malom i nedovoljno ventiliranom prostoru (na primjer, u rudniku, bunaru, liftu).

♦ U slučaju kršenja regeneracije vazduha ili snabdevanja smešom kiseonika za disanje u avionima i dubokomorskim vozilima, autonomna odela (kosmonauti, piloti, ronioci, spasioci, vatrogasci).

♦ Ako se ne poštuje tehnika ventilacije.

Hipobarična egzogena hipoksija. Prouzrokovano smanjenjem barometarskog pritiska pri podizanju na visinu (više od 3000-3500 m, gde je pO 2 vazduha ispod 100 mm Hg) ili u komori pod pritiskom. U ovim uslovima moguće je razviti planinsku, visinsku ili dekompresijsku bolest.

♦ Visinska bolest javlja se prilikom penjanja na planine, gdje je tijelo izloženo postepeno smanjenje barometarskog pritiska i pO 2 u udahnutom vazduhu, kao i hlađenje i povećana insolacija.

♦ Visinska bolest razvija se kod ljudi podignutih na velike visine u otvorenim avionima, kao i kada se smanji pritisak u tlačnoj komori. U ovim slučajevima tijelo je relativno pogođeno brzo smanjenje barometarskog pritiska i pO 2 u udahnutom vazduhu.

♦ Dekompresija bolest se uočava kada oštar smanjenje barometarskog pritiska (na primjer, kao rezultat smanjenja tlaka u zrakoplovu na visini većoj od 9.000 m).

Patogeneza egzogene hipoksije

Glavne karike u patogenezi egzogene hipoksije (bez obzira na njen uzrok) su: arterijska hipoksemija, hipokapnija, plinska alkaloza i arterijska hipotenzija.

♦ Arterijska hipoksemija je početna i glavna karika egzogene hipoksije. Hipoksemija dovodi do smanjenja opskrbe tkiva kisikom, što smanjuje intenzitet biološke oksidacije.

♦ Smanjenje napetosti ugljičnog dioksida u krvi (hipokapnija) nastaje kao posljedica kompenzacijske hiperventilacije pluća (zbog hipoksemije).

♦ Gasna alkaloza je rezultat hipokapnije.

♦ Smanjenje sistemskog krvnog pritiska (hipotenzija), u kombinaciji sa hipoperfuzijom tkiva, u velikoj meri je posledica hipokapnije. Izraženo smanjenje p a CO 2 signal je za sužavanje lumena arteriola mozga i srca.

Endogene vrste hipoksije

Endogene vrste hipoksije su rezultat mnogih patoloških procesa i bolesti, a mogu se razviti i uz značajno povećanje tjelesne potrebe za energijom.

Respiratorni tip hipoksije

Uzrok- respiratorna insuficijencija (nedovoljna izmjena plinova u plućima, detaljno opisana u poglavlju 23) može biti uzrokovana:

♦ alveolarna hipoventilacija;

♦ smanjena krvna perfuzija pluća;

♦ kršenje difuzije kiseonika kroz vazdušno-hematsku barijeru;

♦ disocijacija ventilacijsko-perfuzijskog omjera.

Patogeneza. Početna patogenetska veza je arterijska hipoksemija, obično u kombinaciji s hiperkapnijom i acidozom.

p a 0 2, pH, S a 0 2, p v 0 2, S v 0 2 opada, p a C0 2 raste.

Cirkulatorni (hemodinamski) tip hipoksije

Uzrok- nedovoljno dotok krvi u tkiva i organe. Postoji nekoliko faktora koji dovode do nedovoljne opskrbe krvlju:

♦ Hipovolemija.

♦ Smanjenje IOC-a kod srčane insuficijencije (vidi Poglavlje 22), kao i kod sniženog tonusa vaskularnih zidova (arterijskih i venskih).

♦ Poremećaji mikrocirkulacije (vidi Poglavlje 22).

♦ Poremećaj difuzije kiseonika kroz zid krvnih sudova (npr. kod upale vaskularnog zida - vaskulitis).

Patogeneza. Početna patogenetska veza je kršenje transporta oksigenirane arterijske krvi do tkiva.

Vrste cirkulatorne hipoksije. Postoje lokalni i sistemski oblici cirkulatorne hipoksije.

♦ Lokalna hipoksija je uzrokovana lokalnim poremećajima cirkulacije krvi i difuzije kiseonika iz krvi u tkiva.

♦ Sistemska hipoksija nastaje kao rezultat hipovolemije, zatajenja srca i smanjenog perifernog vaskularnog otpora.

Promjene u sastavu plina i pH krvi: pH, p v 0 2, S v 0 2 se smanjuju, arteriovenska razlika u kisiku se povećava.

Hemična (krvna) hipoksija

Razlog je smanjenje efektivnog kapaciteta krvi za kiseonik, a samim tim i njene funkcije transporta kiseonika zbog:

♦ Teška anemija, praćena smanjenjem sadržaja Hb na manje od 60 g/l (vidi Poglavlje 22).

♦ Povrede transportnih svojstava Hb (hemoglobinopatije). To je uzrokovano promjenom njegove sposobnosti da oksigenira u kapilarama alveola i deoksigenira u kapilarama tkiva. Ove promjene mogu biti nasljedne ili stečene.

❖ Nasljedne hemoglobinopatije uzrokovane su mutacijama u genima koji kodiraju aminokiselinski sastav globina.

❖ Stečene hemoglobinopatije najčešće su rezultat izlaganja ugljen monoksidu, benzenu ili nitratima na normalnom Hb.

Patogeneza. Početna patogenetska veza je nesposobnost eritrocita Hb da veže kiseonik u kapilarama pluća, transportuje i oslobađa optimalnu količinu kiseonika u tkiva.

Promjene u sastavu plina i pH krvi: V0 2, pH, p v 0 2 se smanjuju, arteriovenska razlika u kisiku se povećava i V a 0 2 opada pri normalnom p a 0 2.

Hipoksija tipa tkiva

Uzroci - faktori koji smanjuju efikasnost iskorištavanja kiseonika od strane ćelija ili spregu oksidacije i fosforilacije:

♦ Joni cijanida (CN), posebno inhibirajući enzime, i metalni joni (Ag 2 +, Hg 2 +, Cu 2 +), što dovodi do inhibicije enzima biološke oksidacije.

♦ Promjene fizičko-hemijskih parametara u tkivima (temperatura, sastav elektrolita, pH, fazno stanje komponenti membrane) u većoj ili manjoj mjeri smanjuju efikasnost biološke oksidacije.

♦ Post (posebno proteinski), nedostaci hipo- i vitamina, metabolički poremećaji pojedinih minerala dovode do smanjenja sinteze bioloških oksidacionih enzima.

♦ Odvajanje procesa oksidacije i fosforilacije, uzrokovanih mnogim endogenim agensima (npr. višak Ca 2+, H+, IVH, tiroidni hormoni koji sadrže jod), kao i egzogenim supstancama (2,4-dinitrofenol, gramicidin i neke drugi).

Patogeneza. Početna karika u patogenezi je nesposobnost bioloških oksidacionih sistema da iskoriste kiseonik sa stvaranjem visokoenergetskih jedinjenja.

Promjene u sastavu plina i pH krvi: smanjuju se pH i arteriovenska razlika u kisiku, povećavaju se SvO2, pvO2, V v O2.

Tip supstrata hipoksije

Razlog je nedostatak u ćelijama supstrata biološke oksidacije u uslovima normalne isporuke kiseonika u tkiva. U kliničkoj praksi najčešće je uzrokovan nedostatkom glukoze u stanicama kod dijabetes melitusa.

Patogeneza. Početna karika u patogenezi je inhibicija biološke oksidacije zbog nedostatka potrebnih supstrata.

Promjene u sastavu plina i pH krvi: smanjuju se pH i arteriovenska razlika u kisiku, povećava se S v O 2, p v O 2,

Hipoksija tipa preopterećenja

Razlog je značajna hiperfunkcija tkiva, organa ili njihovih sistema. Najčešće se opaža tijekom intenzivnog rada skeletnih mišića i miokarda.

Patogeneza. Prekomjerno opterećenje mišića (skeletnog ili srčanog) uzrokuje relativno (u poređenju s onim koji je potreban na datom nivou funkcije) nedovoljnu opskrbu mišića krvlju i nedostatak kisika u miocitima.

Promjene u sastavu plinova u krvi i pH vrijednosti: pH, S v O 2, p v O 2 indikatori se smanjuju, arteriovenska razlika u kiseoniku i indikatori p v CO 2 se povećavaju.

Mješoviti tip hipoksije

Mješoviti tip hipoksije rezultat je kombinacije nekoliko vrsta hipoksije.

Uzrok- faktori koji remete dva ili više mehanizama za isporuku i upotrebu kiseonika i metaboličkih supstrata u procesu biološke oksidacije.

♦ Droge u visoke doze sposoban da inhibira funkciju srca, neurona respiratornog centra i aktivnost enzima tkivnog disanja. Kao rezultat, razvijaju se hemodinamske, respiratorne i tkivne hipoksije.

♦ Akutni masivni gubitak krvi dovodi kako do smanjenja kapaciteta krvi za kiseonik (zbog smanjenja sadržaja Hb), tako i do poremećaja cirkulacije: razvijaju se hemička i hemodinamska hipoksija.

♦ Kod teške hipoksije bilo kog porekla dolazi do poremećaja mehanizama transporta kiseonika i metaboličkih supstrata, kao i intenziteta bioloških oksidacionih procesa.

Patogeneza hipoksija miješanog tipa uključuje veze u mehanizmima razvoja različitih tipova hipoksije. Mješovitu hipoksiju često karakterizira uzajamno potenciranje njenih pojedinačnih tipova s razvojem teških ekstremnih, pa čak i terminalnih stanja.

Promjene u sastavu plinova u krvi i pH u mješovitoj hipoksiji determinirani su dominantnim poremećajima mehanizama transporta i korištenja kisika, metaboličkih supstrata, kao i bioloških oksidacijskih procesa u različitim tkivima. Priroda promjena može biti različita i vrlo dinamična.

ADAPTACIJA TIJELA NA HIPOKSIJU

U uslovima hipoksije, u telu se formira dinamički funkcionalni sistem za postizanje i održavanje optimalnog nivoa biološke oksidacije u ćelijama.

Postoje hitni i dugoročni mehanizmi adaptacije na hipoksiju.

Hitna adaptacija

Uzrok aktivacija hitnih mehanizama adaptacije: nedovoljan sadržaj ATP-a u tkivima.

Mehanizmi. Proces hitne adaptacije organizma na hipoksiju osigurava aktivaciju transportnih mehanizama O 2 i metaboličkih supstrata do stanica. Ovi mehanizmi već postoje u svakom organizmu i aktiviraju se odmah kada dođe do hipoksije.

Sistem spoljnog disanja

♦ Efekat: povećanje volumena alveolarne ventilacije.

♦ Mehanizmi djelovanja: povećanje frekvencije i dubine disanja, broja funkcionalnih alveola.

♦ Mehanizam djelovanja: povećanje udarnog volumena i frekvencije kontrakcija.

Vaskularni sistem

♦ Učinak: preraspodjela krvotoka – njegova centralizacija.

♦ Mehanizam dejstva: regionalna promena prečnika krvnih sudova (povećanje mozga i srca).

Krvni sistem

♦ Mehanizmi dejstva: oslobađanje crvenih krvnih zrnaca iz depoa, povećanje stepena zasićenosti Hb kiseonikom u plućima i disocijacija oksihemoglobina u tkivima.

♦ Efekat: povećanje efikasnosti biološke oksidacije.

♦ Mehanizmi djelovanja: aktivacija enzima tkivnog disanja i glikolize, pojačano spajanje oksidacije i fosforilacije.

Dugotrajna adaptacija

Uzrok uključivanje mehanizama dugotrajne adaptacije na hipoksiju: ponovljena ili stalna insuficijencija biološke oksidacije.

Mehanizmi. Dugotrajna adaptacija na hipoksiju ostvaruje se na svim nivoima vitalne aktivnosti: od tijela u cjelini do ćelijskog metabolizma. Ovi mehanizmi se formiraju postepeno, osiguravajući optimalnu životnu aktivnost u novim, često ekstremnim uslovima postojanja.

Glavni element dugotrajne adaptacije na hipoksiju je povećanje efikasnosti bioloških oksidacionih procesa u ćelijama.

Sistem biološke oksidacije

♦ Efekat: aktivacija biološke oksidacije koja je od ključnog značaja za dugotrajnu adaptaciju na hipoksiju.

♦ Mehanizmi: povećanje broja mitohondrija, njihovih krista i enzima u njima, povećanje sprege oksidacije i fosforilacije.

Sistem spoljnog disanja

♦ Efekat: povećan stepen oksigenacije krvi u plućima.

♦ Mehanizmi: hipertrofija pluća sa povećanjem broja alveola i kapilara u njima.

♦ Efekat: povećan minutni volumen srca.

♦ Mehanizmi: hipertrofija miokarda, povećanje broja kapilara i mitohondrija u kardiomiocitima, povećanje stope interakcije između aktina i miozina, povećanje efikasnosti sistema srčane regulacije.

Vaskularni sistem

♦ Efekat: povećan nivo perfuzije tkiva krvlju.

♦ Mehanizmi: povećanje broja funkcionalnih kapilara, razvoj arterijske hiperemije u organima i tkivima koji doživljavaju hipoksiju.

Krvni sistem

♦ Efekat: povećanje kapaciteta krvi za kiseonik.

♦ Mehanizmi: aktivacija eritropoeze, povećana eliminacija crvenih krvnih zrnaca iz koštane srži, povećan stepen zasićenja Hb kiseonikom u plućima i disocijacija oksihemoglobina u tkivima.

Organi i tkiva

♦ Efekat: povećana operativna efikasnost.

♦ Mehanizmi: prelazak na optimalan nivo funkcionisanja, povećana metabolička efikasnost.

Regulacioni sistemi

♦ Efekat: povećana efikasnost i pouzdanost regulatornih mehanizama.

♦ Mehanizmi: povećana otpornost neurona na hipoksiju, smanjen stepen aktivacije simpatičko-nadbubrežnog i hipotalamo-hipofizno-nadbubrežnog sistema.

MANIFESTACIJE HIPOKSIJE

Promjene u vitalnim funkcijama tijela zavise od vrste hipoksije, njenog stepena, brzine razvoja, kao i od stanja reaktivnosti organizma.

Akutna (munjevito brza) teška hipoksija dovodi do brzog gubitka svijesti, potiskivanja tjelesnih funkcija i smrti.

Hronična (konstantna ili intermitentna) hipoksija obično je praćena adaptacijom organizma na hipoksiju.

POREMEĆAJI METABOLIZMA

Metabolički poremećaji su jedna od ranih manifestacija hipoksije.

♦ Koncentracija anorganskog fosfata u tkivima raste kao rezultat povećane hidrolize ATP, ADP, AMP i CP, supresije reakcija oksidativne fosforilacije.

♦ Glikoliza se aktivira u početnoj fazi hipoksije, koju prati nakupljanje kiselih metabolita i razvoj acidoze.

♦ Sintetički procesi u ćelijama su inhibirani zbog nedostatka energije.

♦ Proteoliza se povećava usled aktivacije, u uslovima acidoze, proteaza, kao i neenzimske hidrolize proteina. Bilans dušika postaje negativan.

♦ Lipoliza se aktivira kao rezultat povećane aktivnosti lipaze i acidoze, koja je praćena nakupljanjem viška CT i IVF. Potonji imaju disocijacijski učinak na procese oksidacije i fosforilacije, čime se pogoršava hipoksija.

♦ Ravnoteža vode i elektrolita je poremećena usled supresije aktivnosti ATPaze, oštećenja membrana i jonskih kanala, kao i promene sadržaja niza hormona u organizmu (mineralokortikoidi, kalcitonin i dr.).

POREMEĆAJI FUNKCIJE ORGANA I TKIVA

Tokom hipoksije, disfunkcija organa i tkiva je izražena u različitom stepenu, što je određeno njihovom različitom otpornošću na hipoksiju. Tkivo nervnog sistema, posebno neuroni kore velikog mozga, ima najmanju otpornost na hipoksiju. Sa progresijom hipoksije i njenom dekompenzacijom, inhibira se funkcionisanje svih organa i njihovih sistema.

Kršenja BND-a u uslovima hipoksije se otkrivaju u roku od nekoliko sekundi. Ovo se pojavljuje:

♦ smanjena sposobnost adekvatne procene aktuelnih događaja i okruženja;

♦ osećaj nelagodnosti, težine u glavi, glavobolje;

♦ nekoordinacija pokreta;

♦ usporavanje logičko razmišljanje i donošenje odluka (uključujući i jednostavne);

♦ poremećaj svijesti i njen gubitak u težim slučajevima;

♦ kršenje bulbarnih funkcija, što dovodi do poremećaja srčanih i respiratornih funkcija i može uzrokovati smrt.

Kardiovaskularni sistem

♦ Smanjena kontraktilna funkcija miokarda i, s tim u vezi, smanjenje udarnog i srčanog minutnog volumena.

♦ Poremećaj krvotoka u sudovima srca sa razvojem koronarne insuficijencije.

♦ Poremećaji srčanog ritma, uključujući atrijalnu fibrilaciju i fibrilaciju.

♦ Razvoj hipertenzivnih reakcija (sa izuzetkom određenih tipova hipoksije cirkulatornog tipa), praćenih arterijskom hipotenzijom, uključujući akutnu (kolaps).

♦ Poremećaji mikrocirkulacije, koji se manifestuju prekomernim usporavanjem krvotoka u kapilarama, njegovom turbulentnom prirodom i arteriolarno-venularnim ranžiranjem.

Sistem spoljnog disanja

♦ Povećanje volumena alveolarne ventilacije u početnoj fazi hipoksije, praćeno (sa povećanjem stepena hipoksije i oštećenjem bulbarnih centara) progresivnim smanjenjem kako se razvija respiratorna insuficijencija.

♦ Smanjena opća i regionalna perfuzija plućnog tkiva zbog poremećaja cirkulacije.

♦ Smanjena difuzija gasova kroz vazdušno-hematsku barijeru (zbog razvoja edema i otoka ćelija interalveolarnog septuma).

Probavni sustav

♦ Poremećaji apetita (obično smanjeni).

♦ Poremećaj pokretljivosti želuca i crijeva (obično smanjena peristaltika, tonus i usporena evakuacija sadržaja).

♦ Razvoj erozija i čireva (naročito kod produžene teške hipoksije).

PRINCIPI ZA OTKLANJANJE HIPOKSIJE

Korekcija hipoksičnih stanja zasniva se na etiotropnim, patogenetskim i simptomatskim principima. Etiotropni tretman usmjerena na uklanjanje uzroka hipoksije. U slučaju egzogene hipoksije potrebno je normalizirati sadržaj kisika u udahnutom zraku.

♦ Hipobarična hipoksija se eliminiše uspostavljanjem normalnog barometarskog i, kao posledica, parcijalnog pritiska kiseonika u vazduhu.

♦ Normobarična hipoksija se sprečava intenzivnim provetravanjem prostorije ili snabdevanjem vazduha sa normalnim sadržajem kiseonika.

Endogene vrste hipoksije eliminišu se liječenjem bolesti

ili patološki proces koji dovodi do hipoksije. Patogenetski princip osigurava eliminaciju ključnih karika i prekidanje lanca patogeneze hipoksičnog stanja. Patogenetski tretman uključuje sljedeće mjere:

♦ Uklanjanje ili smanjenje stepena acidoze u organizmu.

♦ Smanjenje ozbiljnosti jonskog disbalansa u ćelijama, međućelijskoj tečnosti, krvi.

Unutrašnja sredina čovjeka i viših životinja u prirodnim uvjetima sadrži kisik, ugljični dioksid, dušik i zanemarljivu količinu inertnih plinova. Fiziološki značajni su O 2 i CO 2 koji se nalaze u organizmu u rastvorenom i biohemijski vezanom stanju. Upravo ta dva gasa određuju gasnu homeostazu organizma. Sadržaj O 2 i CO 2 su najvažniji podesivi parametri gasnog sastava unutrašnje sredine.

Konstantnost sastava gasa sama po sebi ne bi imala nikakvog značaja za organizam da ne obezbeđuje promenljive potrebe ćelija za isporukom O 2 i uklanjanjem CO 2. Organizmu nije potreban stalan gasoviti sastav krvi, likvora, intersticijske tečnosti, već da bi se obezbedilo normalno disanje tkiva u svim ćelijama i organima. Ova pozicija vrijedi za svaki homeostatski mehanizam i homeostazu tijela u cjelini.

O 2 ulazi u tijelo iz zraka, CO 2 nastaje u stanicama u tijelu kao rezultat biološke oksidacije (većina je u Krebsovom ciklusu) i oslobađa se kroz pluća u atmosferu. Ovo suprotno kretanje gasova prolazi kroz različite sredine tela. Njihov sadržaj u ćelijama određen je, prije svega, intenzitetom oksidativnih procesa. Nivo aktivnosti različitih organa i tkiva u procesu adaptivne aktivnosti stalno se mijenja. U skladu s tim, u stanicama se javljaju lokalne promjene u koncentraciji O 2 i CO 2. Tokom posebno intenzivne aktivnosti, kada stvarna isporuka O 2 ćelijama zaostaje za potražnjom za kiseonikom, može doći do duga za kiseonik.

16.1.1. Mehanizmi za regulaciju sastava gasa

16.1.1.1. Lokalni mehanizam

Zasnovano na homeostatskim svojstvima hemoglobina. One se provode, prvo, zbog prisustva alosteričnih interakcija O 2 sa proteinskim podjedinicama molekula hemoglobina, i drugo, zbog prisustva mioglobina u mišićima (Sl. 33).

Kriva zasićenja hemoglobina kiseonikom u obliku slova S obezbeđuje brzo povećanje disocijacije (raspada) kompleksa HbO 2 kako pritisak O 2 pada od srca do tkiva. Povećanje temperature i acidoza ubrzavaju razgradnju HbO 2 kompleksa, tj. O 2 ide u tkivo. Smanjenje temperature (hipotermija) čini ovaj kompleks stabilnijim i teže je za O2 da pobjegne u tkiva (jedan od mogući razlozi hipoksija tokom hipotermije).

Srčani mišić i skeletnih mišića imaju još jedan "lokalni" homeostatski mehanizam. U trenutku kontrakcije mišića krv se istiskuje iz žila, zbog čega O2 nema vremena da difundira iz žila u miofibrile. Ovaj nepovoljan faktor u velikoj mjeri nadoknađuje mioglobin sadržan u miofibrilima, koji skladišti O2 direktno u tkivima. Afinitet mioglobina za O2 veći je od hemoglobina. Na primjer, mioglobin je zasićen O 2 za 95% čak i iz kapilarne krvi, dok se za hemoglobin pri ovim vrijednostima pO 2 već razvija izražena disocijacija. Uz to, uz daljnje smanjenje pO 2, mioglobin će vrlo brzo napustiti gotovo sav uskladišteni O 2. Dakle, mioglobin djeluje kao amortizer za nagle promjene u opskrbi kisikom u mišićima koji rade.

Međutim, lokalni mehanizmi homeostaze gasa nisu sposobni za bilo kakvu dugotrajnu samostalnu aktivnost i mogu obavljati svoje funkcije samo na osnovu opštih mehanizama homeostaze. Krv je ta koja služi kao univerzalni medij iz kojeg stanice crpe O2 i gdje oslobađaju konačni produkt oksidativnog metabolizma – CO2.

Shodno tome, tijelo ima raznolike i moćne sisteme homeostatske regulacije koji osiguravaju da se fiziološke granice fluktuacija parametara plinova u krvi održavaju u granicama normale i da se ovi pokazatelji nakon privremenog odstupanja pod utjecajem patoloških utjecaja vrate u fiziološke granice.

16.1.1.2. Opšti mehanizam za regulaciju sastava gasova u krvi

Strukturni temelji.

U konačnici, ključni mehanizam je vanjsko disanje, koje regulira respiratorni centar.
Još jedna ključna strukturna točka je uloga membrana u homeostaza gasova. Na nivou alveolarnih membrana odvijaju se početni i završni procesi razmene gasova između tela i spoljašnje sredine, omogućavajući funkcionisanje svih ostalih delova homeostaze gasa.

U mirovanju tijelo prima oko 200 ml O 2 u minuti i otprilike isto toliko CO 2 se oslobađa. U uslovima intenzivne aktivnosti (na primjer, kada se nadoknađuje gubitak krvi), količina ulaznog O 2 i oslobođenog CO 2 može se povećati 10-15 puta, tj. Sistem vanjskog disanja ima ogromnu potencijalnu rezervu, koja je odlučujuća komponenta njegove homeostatske funkcije.

16.1.1.3. Regulacija minutnog volumena disanja

Najvažniji regulirani proces od kojeg ovisi konstantnost sastava alveolarnog zraka je minutni volumen disanja (MVR), određen ekskurzijom grudnog koša i dijafragme.

MOR=respiratorna frekvencija x (dišni volumen - volumen mrtvog prostora u dušniku i velikim bronhima). Približno normalno MOD = 16 x (500 ml - 140 ml) = 6 l.

Priroda i intenzitet respiratornih pokreta zavise od aktivnosti glavne kontrolne jedinice sistema za regulaciju spoljašnjeg disanja - respiratornog centra. U normalnim uslovima, CO 2 i O 2 su daleko dominantni kriterijumi u sistemu regulacije disanja. Različite vrste „negasnih“ uticaja (temperatura, bol, emocije) mogu se izvršiti pod uslovom da se održava regulatorni uticaj CO 2 i O 2 (Sl. 34).

16.1.1.4. Regulacija CO 2

Najvažniji regulator spoljašnjeg disanja i nosilac specifičnog stimulativnog dejstva na respiratorni centar je CO 2 . Stoga je regulacija CO 2 povezana s njegovim direktnim djelovanjem na respiratorni centar.

Pored direktnog dejstva na centar produžene moždine (1), nesumnjivo je i ekscitacija respiratornog centra pod uticajem impulsa sa perifernih receptora sino-karotidne (2a) i kardio-aortalmološke zone (2b). ), pobuđen CO 2.

16.1.1.5. Uredba O 2

Pretežno dolazi do refleksne ekscitacije respiratornog centra od kemoreceptora sino-karotidne zone sa smanjenjem pO 2 u krvi. Izuzetno visoka osjetljivost receptora ovih struktura na O 2 objašnjava se velikom stopom oksidativnih procesa. Glomerularno tkivo troši 1 ml O 2 /min po gramu suvog tkiva, što je nekoliko puta više od iste vrijednosti za moždano tkivo.

16.2. Patologija disanja

Bilo kakvi poremećaji u krvi pO 2 i pCO 2 dovode do promjene aktivnosti respiratornog centra, regulacije mehanizma koji osigurava homeostazu plina.

16.2.1. Poremećaji homeostaze gasova

Promjene u sadržaju pO 2 i pCO 2 uzrokovane su: 16.2.1.1. Zbog poremećaja vanjskog disajnog aparata (osiguranje zasićenja usjeva kisikom i uklanjanje CO 2). Primjeri mogu biti: nakupljanje eksudata u plućima, bolesti respiratornih mišića, „adenoidna maska“ kod djece, difterit i lažni sapi. 16.2.1.2. Zbog poremećaja unutrašnjeg disajnog aparata (transport i upotreba O 2, CO 2). Uzroci i patogeneza ovih patoloških stanja prilično su dobro opisani u udžbeniku patofiziologije A.D. Ado i koautori I.H. Zaiko i koautori, pa ćemo se detaljnije zadržati na posljedicama poremećaja kako u vanjskom tako iu unutrašnjem. aparat za disanje - gladovanje kiseonikom, tj. hipoksija. 16.2.1.3. Dakle, gladovanje tkiva kiseonikom (hipoksija) je stanje koje nastaje kada je poremećena isporuka ili potrošnja O2. Ekstremni izraz hipoksije je anoksija (nedostatak O2 u krvi i tkivima).

16.2.1.4. Klasifikacija hipoksije

Kako biste svjesno riješili ovaj problem za sebe, trebali biste zapamtiti da je glavni uvjet za neravnotežu kao znak života opskrba energijom. Kiseonik koji udišemo potreban je za oksidativne procese, od kojih je glavni stvaranje ATP-a u respiratornom lancu. Uloga kiseonika u njemu je da ukloni elektrone iz poslednjeg lanca citokroma, tj. biti akceptor. U činu fosforilacije povezanog s ovim procesom, ATP se pojavljuje u mitohondrijima aeroba.

Trenutno postoji 5 patogenetskih tipova hipoksije. Lako ih je zapamtiti praćenjem puta kiseonika od atmosfere do respiratornog lanca (slika 35).

Prvi blok opskrbe kisikom rezultat je smanjenja kisika u udahnutom zraku. Ovu vrstu hipoksije aktivno je proučavao istaknuti ruski patofiziolog N.N. Sirotinin, podižući se u tlačnoj komori na visinu od oko 8500 m. Doživio je cijanozu, znojenje, trzanje udova i gubitak svijesti. Otkrio je da je gubitak svijesti najpouzdaniji kriterij za utvrđivanje visinske bolesti.
2. blok - javlja se kod bolesti vanjskog respiratornog aparata (bolesti pluća i respiratornog centra), pa se naziva respiratorna hipoksija.
3. blok - javlja se kod oboljenja kardiovaskularnog sistema, što otežava transport kiseonika i naziva se kardiovaskularna (cirkulatorna) hipoksija.
4. blok - javlja se kod bilo kakvog oštećenja sistema za transport kiseonika u krvi - crvenih krvnih zrnaca - i naziva se krvna (hemička) hipoksija. Sva četiri tipa bloka dovode do hipoksemije (smanjenje pO 2 u krvi).
5. blok - javlja se kada je respiratorni lanac oštećen, na primjer, arsenom, cijanidima bez pojave hipoksemije.
6. blok - mješovita hipoksija (na primjer, s hipovolemijskim šokom).

16.2.1.5. Akutna i kronična hipoksija

Sve vrste hipoksije, zauzvrat, dijele se na akutne i kronične. Akutne se javljaju izuzetno brzo (na primjer, kod 3. bloka - veliki gubitak krvi, kod 4. - trovanje CO, kod 5. - trovanje cijanidom).

Potpuni nedostatak kisika - anoksija - javlja se u stanju gušenja, tzv. asfiksija. U pedijatriji je poznata asfiksija novorođenčeta. Uzrok je depresija respiratornog centra ili aspiracija amnionska tečnost. U stomatologiji je moguća asfiksija zbog ozljeda i bolesti maksilofacijalno područje a može biti prirode aspiracije (protok krvi, sluzi, povraćanja u respiratorno stablo), opstrukcije (začepljenje bronha, dušnika stranim tijelima, fragmentima kostiju, zuba), dislokacije (pomicanje oštećenih tkiva).

Posljedica asfiksije je odumiranje najosjetljivijih tkiva. Od svega funkcionalni sistemi Moždana kora je najosjetljivija na efekte hipoksije. Razlozi visoke osjetljivosti: korteks formiraju uglavnom tijela neurona bogata Nisslovim tijelima - ribosomima, na kojima se biosinteza proteina odvija izuzetnim intenzitetom (sjetite se procesa dugotrajnog pamćenja, aksonalnog transporta). Budući da je ovaj proces izuzetno energetski intenzivan, zahtijeva značajne količine ATP-a, a ne čudi što je potrošnja kisika i osjetljivost na nedostatak kisika u korteksu velikog mozga izuzetno visoka.

Druga karakteristika korteksa je uglavnom aerobni put proizvodnje ATP-a. Glikoliza, put za stvaranje ATP-a bez kiseonika, izuzetno je slabo izražen u korteksu i nije u stanju da nadoknadi nedostatak ATP-a u uslovima hipoksije.

16.2.1.6. Potpuno i nepotpuno gašenje moždane kore tokom akutne hipoksije

Kod hipoksije moguća je nepotpuna lokalna smrt kortikalnih neurona ili potpuno gašenje moždane kore. Potpuno nastaje u kliničke postavke kada srce stane duže od 5 minuta. Na primjer, tokom hirurških zahvata, mjere reanimacije u stanju kliničke smrti. U tom slučaju pojedinac nepovratno gubi sposobnost povezivanja ponašanja sa zakonima društva, tj. gubi se društvena determiniranost (gubitak sposobnosti prilagođavanja uvjetima okoline, nevoljno mokrenje i defekacija, gubitak govora, itd.). Nakon nekog vremena takvi pacijenti umiru. Dakle, potpuno gašenje moždane kore je praćeno nepovratnim gubitkom uvjetnih refleksa kod životinja i društvenih, komunikacijskih funkcija kod ljudi.

Kada je moždana kora djelomično isključena, na primjer, kao rezultat lokalne hipoksije zbog vaskularne tromboze ili cerebralnog krvarenja, funkcija kortikalnog analizatora na mjestu anoksije se gubi, ali, za razliku od potpunog gašenja, u ovom slučaju moguće je vratiti izgubljenu funkciju zbog perifernog dijela analizatora.

16.2.1.7. Hronična hipoksija

Hronična hipoksija nastaje tokom dužeg izlaganja smanjenom atmosferski pritisak i, shodno tome, manjak potrošnje kiseonika, sa poremećenom respiratornom i kardiovaskularnom aktivnošću. Simptomi kronične hipoksije nastaju zbog niske stope biokemijskih i fizioloških procesa zbog poremećenog stvaranja makroerg ATP-a. Nedostatak ATP-a je u osnovi razvoja simptoma kronične hipoksije. U stomatologiji bi primjer bio razvoj parodontalne bolesti zbog mikroangiopatije.

16.2.1.8. Ćelijski mehanizmi patoloških efekata hipoksije

Na osnovu pregledanog materijala, možemo izvući prvi zaključak: hipoksiju bilo koje etiologije prati nedostatak ATP-a. Patogenetska karika je nedostatak kisika, koji uklanja elektrone iz respiratornog lanca.

U početku, tokom hipoksije, elektroni obnavljaju sve citokrome respiratornog lanca i ATP prestaje da se stvara. U tom slučaju dolazi do kompenzacijskog prebacivanja metabolizma ugljikohidrata u anaerobnu oksidaciju. Nedostatak ATP-a uklanja njegov inhibitorni učinak na fosfofruktokinazu, enzim koji pokreće glikolizu, a lipoliza i glukoneogeneza iz piruvata, formiranog od aminokiselina, su pojačane. Ali ovo je manje efikasan način proizvodnje ATP-a. Osim toga, kao rezultat nepotpune oksidacije glukoze duž ovog puta, nastaje mliječna kiselina - laktat. Akumulacija laktata dovodi do intracelularne acidoze.

Otuda i drugi temeljni zaključak: hipoksiju bilo koje etiologije prati acidoza. Čitav dalji tok događaja koji dovode do smrti ćelije povezan je sa trećim faktorom – oštećenjem biomembrana. Razmotrimo ovo detaljnije na primjeru mitohondrijalnih membrana.

Hipoksija tkiva i oštećenje biomembrana (BM)

Hipoksija tkiva je u određenoj mjeri normalno stanje za tkivo koje intenzivno funkcioniše. Međutim, ako hipoksija traje desetine minuta, uzrokuje oštećenje stanica koje je reverzibilno samo u ranim fazama. Priroda tačke "nepovratnosti" je problem opšta patologija- leži na nivou ćelijskih biomembrana.

Glavni stadijumi oštećenja ćelija

Nedostatak ATP-a i akumulacija Ca 2+. Početni period hipoksije prvenstveno dovodi do oštećenja „energetskih mašina“ ćelije – mitohondrija (MX). Smanjena dostupnost kiseonika dovodi do smanjene proizvodnje ATP-a u respiratornom lancu. Važna posljedica nedostatka ATP-a je nemogućnost takvog MX-a da akumulira Ca 2+ (ispumpava iz citoplazme)
Akumulacija Ca 2+ i aktivacija fosfolipaza. Ono što je bitno za naš problem je da Ca 2+ aktivira fosfolipaze, koje izazivaju hidrolizu fosfolipidnog sloja. Membrane su stalno izložene potencijalnim razlikama: od 70 mV na plazma membrani do 200 mV na MX. Samo vrlo izdržljiv izolator može izdržati takvu potencijalnu razliku. Fosfolipidni sloj biomembrana (BM) je prirodni izolator.
Aktivacija fosfolipaza - defekti u BM - električni kvar. Čak i mali defekti u takvom izolatoru će uzrokovati pojavu električnog sloma (brzo povećanje električne struje kroz membrane, što dovodi do njihovog mehaničkog uništenja). Fosfolipaze, uništavajući fosfolipide, uzrokuju takve defekte. Važno je da BM može biti probijen električnom strujom pod utjecajem potencijala koji stvara sam BM ili električnom strujom koja se primjenjuje izvana.
Električni slom je kršenje barijerne funkcije biomembrane. BM postaju propusni za jone. Za MX to je K+, kojeg ima u izobilju u citoplazmi. Za plazma membranu, to je natrijum u ekstracelularnom prostoru.
Zaključak: joni kalija i natrijuma prelaze u MX ili ćeliju, što rezultira povećanjem osmotskog tlaka. Iza njih će „šikljati” mlazovi vode, što će dovesti do oticanja MX-a i oticanja ćelije. Takav natečeni MX ne može proizvesti ATP i ćelije umiru.

Zaključak. Hipoksiju bilo koje etiologije prati trijada: nedostatak ATP-a, acidoza i oštećenje biomembrana. Stoga bi terapija hipoksičnih stanja trebala uključivati inhibitore fosfolipaze, na primjer vitamin E.

16.2.1.9. Homeostatski mehanizmi tokom hipoksije

Oni se zasnivaju na homeostatskim mehanizmima o kojima smo gore govorili za održavanje sastava gasova u krvi. Vratimo se na sl. 35.

Reakcija aparata za vanjsko disanje manifestira se u obliku kratkog daha. Dispneja je promjena ritma i dubine disanja tokom hipoksije. U zavisnosti od trajanja udisaja i izdisaja razlikuju se ekspiratorna i inspiratorna dispneja.
Ekspiratorni - karakterizira produženje faze izdisaja zbog nedovoljne elastične čvrstoće plućnog tkiva. Normalno, aktivacija izdisaja dolazi zbog ovih sila. Kako otpor raste protok vazduha zbog spazma bronhiola, elastična sila pluća je nedovoljna i interkostalni mišići i dijafragma se uključuju.
Inspiratorno - karakterizira produženje faze udisanja. Primjer bi bilo stenotično disanje zbog suženja lumena dušnika i gornjih disajnih puteva zbog edema larinksa, difterije i stranih tijela.
Ali dopušteno je postaviti pitanje: da li je svaki nedostatak daha kompenzacijski? Podsjetimo da je jedan od pokazatelja efikasnosti disanja MOD. Formula za njegovu definiciju uključuje koncept “zapremina mrtvog prostora” (vidjeti 16.1.1.3.). Ako je kratkoća daha česta i površna (tahipneja), to će dovesti do smanjenja disajnog volumena uz zadržavanje volumena mrtvog prostora, a rezultat plitkog disanja bit će kretanje zraka poput klatna u mrtvom prostoru. U ovom slučaju tahipneja uopće nije kompenzacija. Takvim se može smatrati samo često i duboko disanje.
Drugi homeostatski mehanizam je povećanje transporta kiseonika, moguće povećanjem brzine protoka krvi, tj. bjelji od čestih i snažnih kontrakcija srca. Približno normalan srčani minutni volumen (MCV) jednak je udarnom volumenu pomnoženom sa pulsom, tj. MOS = 100 x 60 = 6 l. Za tahikardiju, MVR = 100 x 100 = 10 l. Ali u slučaju stalne hipoksije, koja dovodi do nedostatka energije, koliko dugo će ovaj kompenzacijski mehanizam moći raditi? Ne, uprkos prilično moćnom sistemu glikolize u miokardu.
Treći homeostatski mehanizam je pojačana eritropoeza, što dovodi do povećanja sadržaja Hb u krvi i povećanog transporta kisika. Kod akutne hipoksije (gubitak krvi) povećava se broj crvenih krvnih zrnaca zbog njihovog oslobađanja iz depoa. U slučaju hronične hipoksije (na planinama, dugotrajne bolesti kardiovaskularni sistem) povećava se koncentracija eritropoetina, povećava se hematopoetska funkcija koštane srži. Stoga, penjači prolaze kroz period aklimatizacije prije osvajanja planinskih vrhova. N.N. Sirotinin se nakon stimulacije hematopoeze (sok od limuna + 200 g šećernog sirupa + askorbinska kiselina) „podignuo“ u tlačnoj komori na visinu od 9750 m.
Još jedan zanimljiv primjer raznolikosti fenotipskih adaptacija organizma na nepovoljnim uslovima spoljašnje okruženje citira domaći naučnik Čiževski. Zanimalo ga je zašto planinske ovce imaju tako snažne (do 7 kg) rogove, koje je prilično teško nositi visoko u planinama. Ranije se pretpostavljalo da ovnovi koriste svoje rogove da apsorbuju udar tla prilikom preskakanja ponora. Chizhevsky je otkrio da se dodatni rezervoari za koštanu srž nalaze u rogovima ovnova.
Ako su svi prethodni homeostatski mehanizmi bili usmjereni na isporuku kisika, onda je posljednji, 4. mehanizam - na nivou tkiva, usmjeren direktno na eliminaciju nedostatka ATP-a. Uključivanje kompenzacijskih mehanizama (enzimi lipolize, glikolize, transaminacije, glukoneogeneze) u ovom slučaju je posljedica uticaja višeg nivoa regulacije hematopoeze - endokrinog sistema. Hipoksija je nespecifični stresor na koji tijelo reagira stimulacijom SAS i stresnim odgovorom hipotalamus-hipofizno-nadbubrežnog korteksa, uključujući dodatne staze opskrba energijom: lipoliza, glukoneogeneza.

PLAN Oblici respiratorne insuficijencije 2. Ventilacija respiratorna insuficijencija 2.1. opstruktivna insuficijencija 2.2. restriktivna insuficijencija 2.3. poremećaji centralne regulacije disanja 3. Alveolo - respiratorna insuficijencija 3.1. Uloga omjera ventilacije/perfuzije 3.2. Uloga poremećaja difuzije

Definicija respiratorne insuficijencije Zatajenje disanja - šta je to? patološko stanje kada: 1. Tenzija kiseonika (pO 2) u arterijskoj krvi je smanjena - arterijska hipoksemija 2. Tenzija ugljen-dioksida (pCO 2) prelazi 50 mm Hg. Art. - hiperkapnija

ASFIKSIJA min Ovo je stanje opasno po život u kojem akutna respiratorna insuficijencija dostiže takav stepen da O 2 ne ulazi u krv i CO 2 se ne uklanja iz krvi Uzroci: Gušenje Ulazak stranih tijela Alergijski edem larinksa Utapanje Aspiracija povraćanja Plućni edem Bilateralni pneumotoraks Teška depresija respiratornog centra Poremećaji neuromuskularne transmisije Masivne povrede grudnog koša

Periodi asfiksije Prvi period 1. Ekscitacija respiratornog centra 2. Učestalo i duboko disanje 3. Povećan broj otkucaja srca 4. Povišen krvni pritisak 5. Na početku prvog perioda - inspiratorna kratak dah 6. Na kraju prvog period - ekspiratorna kratkoća daha Mehanizmi hipertenzije tokom asfiksije: a) refleksno dejstvo CO 2 na vazomotorni centar b) oslobađanje norepinefrina i adrenalina od strane nadbubrežnih žlezda c) kontrakcija vena d) povećanje zapremine cirkulišuće tečnosti e) povećanje minutnog volumena srca

Drugi period 1. Rijetko disanje 2. Ekspiratorna kratkoća daha 3. Teška hipoksemija 4. Hipoksija mozga 5. Bradikardija 6. Arterijska hipotenzija Treći period 1. Potiskivanje frekvencije i dubine disanja 2. Preterminalna pauza 3. Dahtanje - disanje (terminalno) 4. Potpuni prestanak disanja

Procesi koji obezbeđuju spoljašnje disanje 1. Ventilacija pluća 2. Difuzija O 2 i CO 2 kroz alveolarni zid 3. Perfuzija krvi kroz kapilare pluća Oblici respiratorne insuficijencije (prema patogenezi) 1. Ventilacija 2. Alveolo -respiratorna 1. Ventilacija pluća 2. Difuzija O 2 i CO 2 kroz alveolarnu stijenku 3. Perfuzija krvi kroz kapilare pluća Oblici respiratorne insuficijencije (prema patogenezi) 1. Ventilacija 2. Alveolo - respiratorni

Respiratorna insuficijencija ventilacije Suština: manje zraka ulazi u alveole u jedinici vremena nego normalno Suština: manje zraka ulazi u alveole u jedinici vremena nego što je normalno (alveolarna hipoventilacija) Uzroci alveolarne hipoventilacije 1. Vezano za respiratorni aparat (alveolarna hipoventilacija) Uzroci alveolarna hipoventilacija hipoventilacija 1. Povezano sa respiratornim aparatom (plućni uzroci) 2. Nije povezano sa respiratornim aparatom (ekstrapulmonalni uzroci) (plućni uzroci) 2. Nije povezano sa respiratornim aparatom (ekstrapulmonalni uzroci)

Ekstrapulmonalni uzroci zatajenja ventilacije Ekstrapulmonalni uzroci ventilacijske insuficijencije 1. Poremećaj funkcije i respiratornog centra 2. Poremećaj funkcije motornih neurona kičmene moždine 3. Poremećaj funkcije neuromuskularnog respiratornog sistema 4. Ograničena pokretljivost grudnog koša 5. Narušen integritet grudnog koša 1 Poremećaj funkcije i respiratornog centra 2. Disfunkcija motornih neurona kičmene moždine 3. Disfunkcija neuromišićnog respiratornog aparata 4. Ograničena pokretljivost grudnog koša 5. Narušavanje integriteta grudnog koša

Plućni uzroci ventilacije 1. Poremećaj prohodnosti disajnih puteva 2. Narušena elastična svojstva plućnog tkiva 3. Smanjen broj funkcionalnih alveola 1. Oštećena prohodnost disajnih puteva 2. Narušena elastična svojstva plućnog tkiva 3. Smanjen broj funkcionalnih alveola

Uzroci opstrukcije gornjih disajnih puteva Unutrašnja trauma gornjih disajnih puteva Opekotine i udisanje toksičnih gasova Eksterna mehanička trauma Krvarenje u respiratorni trakt Aspiracija stranog tela Nekrotizirajuća Ludwigova angina Retrofaringealni apsces Angioedem Unutrašnja toksična trauma gornjeg respiratornog trakta i Burns u respiratornom traktu gasovi Vanjska mehanička trauma Krvarenje u respiratorni trakt Aspiracija strano tijelo Nekrotizirajuća Ludwigova angina Retrofaringealni apsces Angioedem

Mehanizam opstrukcije kod bronhijalne astme Nakupljanje viskozne staklaste sluzi u bronhima Akumulacija viskozne staklaste sluzi u bronhima Edem bronhijalne sluzokože Edem bronhijalne sluzokože Spazam kružnih i uzdužnih glatkih mišića bronha Grč kružnih i longitudinalnih glatkih mišića bronha. glatke mišiće bronha

Upala za restriktivnost pluća upala pluća plućna edem plućna edem plućna fibroza poremećaji surfaktantiranog sustava surfaktivni poremećaji na površinski atelektorakt pneumotoraks Pneumotoraks Pneumotoraks Pneumothorax CESTERA PARALIZA respiratornih mišića paraliza respiratornih mišića

Alveolo - respiratorna insuficijencija 1. Zbog neusklađenosti omjera ventilacije/perfuzije pluća 1. Zbog neusklađenosti omjera ventilacije/perfuzije pluća 2. Zbog poteškoća u difuziji plinova kroz alveolarni zid 2. Zbog do poteškoća u difuziji plinova kroz alveolarni zid

UZROCI SMANJENE plućne perfuzije Infarkt miokarda Kardioskleroza Miokarditis Eksudativni perikarditis Stenoza plućne arterije Stenoza desnog atrioventrikularnog otvora Vaskularna insuficijencija - šok Plućna embolija Infarkt miokarda Kardioskleroza desna perikarditis stenoza otvor Vaskularna insuficijencija - šok Plućna embolija

UZROCI DIFUZIJSKIH POREMEĆAJA 1. Smanjenje alveolarne površine - plućna resekcija, kavitet, apsces, atelektaza, emfizem 2. Zadebljanje alveolarne membrane - fibroza, sarkoidoza, pneumokonioza, emfizema, pneumoderma 3. - međuprostorni pneumonija, influenca, boginje, tuberkuloza, gljivične bolesti 1. Smanjenje alveolarne površine - resekcija pluća, kavitet, apsces, atelektaza, emfizem 2. Zadebljanje alveolarne membrane - fibroza, sarkoidoza, pneumopulodermatoza membrana ema 3. Zarazne bolesti - intersticijska upala pluća, gripa, boginje, tuberkuloza, gljivične bolesti

4. Hemijski agensi koji uzrokuju upalu pluća - hlor, fosgen, azot oksid, prašina od brašna 5. Hronične bolesti - uremija, sistemski eritematozni lupus, periarteritis nodosa, sarkoidoza, skleroderma 6. Profesionalne plućne lezije, sistolikoza, koniosis, berilioza 4. Hemijski agensi koji uzrokuju upalu pluća - hlor, fosgen, azot oksid, prašina od brašna 5. Hronične bolesti - uremija sistemski eritematozni lupus periarteritis nodosa sarkoidoza skleroderma 6. Profesionalne plućne lezije kao bočne lezije coniosis silicosis:

Hipoksična hipoksija Uzroci: 1. Smanjenje parcijalnog pritiska kiseonika u udahnutom vazduhu 2. Oštećenje spoljašnjeg disanja 3. Mešanje arterijske i venske krvi 1. Smanjen parcijalni pritisak kiseonika u udahnutom vazduhu 2. Oštećenje spoljašnjeg disanja 3. Mešanje arterijske i venske krvi

Hemička hipoksija Suština hipoksije je smanjenje kapaciteta krvi za kiseonik. Oblici: a) anemični b) toksični razlozi 1. Anemični oblik: Gubitak krvi Hemoliza eritrocita Inhibicija eritropoeze 2. Toksični oblik: stvaranje karboksihemoglobina stvaranje methemoglobina Suština hipoksije je smanjenje kapaciteta krvi za kiseonik. Oblici: a) anemični b) toksični uzroci: 1. Anemični oblik: Gubitak krvi Hemoliza eritrocita Inhibicija eritropoeze 2. Toksični oblik: stvaranje karboksihemoglobina stvaranje methemoglobina

Egzogeni tvorci methemoglobina 1. Jedinjenja azota - oksidi, nitriti 2. Amino jedinjenja - hidroksilamin, anilin, fenilhidrazin, PABA 3. Oksidanti - hlorati, permanganati, kinoni, piridin, naftalen 4. Redoksmetilen plave boje, krom metilen plava 5. - novokain, pilokarpin, fenacetin, barbiturati, aspirin, resorcinol

Histotoksična hipoksija Suština: nemogućnost tkiva da iskoriste kiseonik Glavni indikator: mala arteriovenska razlika Glavni indikator: mala arteriovensko-venska razlika Razlog: smanjena aktivnost respiratornih enzima Razlog: smanjena aktivnost respiratornih enzima

Enzimi respiratornog lanca 1. Piridin zavisne dehidrogenaze, oko 150), za koje su NAD ili NADP koenzimi 2. Flavin zavisne dehidrogenaze, oko 30), čije su prostetičke grupe flavin adenin nukleotid (FAD) ili flavin mononukleotid (FMN) 3. Citohromi, u čijoj prostetičkoj grupi se nalazi porfirinski prsten sa gvožđem 4. Citokrom oksidaze 1. Piridin zavisne dehidrogenaze, oko 150), za koje su NAD ili NADP koenzimi 2. Flavin zavisne dehidrogenaze, oko 30), čije su protetičke grupe flavin adenin nukleotid (FAD) ili flavin mononukleotid (FMN) 3. Citohromi, u čijoj se prostetičkoj grupi nalazi porfirinski prsten sa gvožđem 4. Citokrom oksidaze

Poremećaj metabolizma masti tokom hipoksije 1. Intenzivna razgradnja masti u depou 2. Spora sinteza masti 3. Akumulacija masnih kiselina u tkivima 4. Akumulacija ketonskih tela 5. Pojačana acidoza 1. Intenzivna razgradnja masti u depou 2. Sporo sinteza masti 3. Akumulacija masnih kiselina u tkivima 4. Akumulacija ketonskih tijela 5. Produbljivanje acidoze

Osetljivost na hipoksiju Neuroni kore velikog mozga min Neuroni produžene moždine min Neuroni kičmene moždine - 60 min Neuroni kore velikog mozga min Neuroni produžene moždine min Neuroni kičmene moždine - 60 min

Kompenzacijske reakcije tokom hipoksije 1. Respiratorni mehanizmi a) hipoksična otežano disanje 2. Hemodinamski mehanizmi a) tahikardija b) povećanje udarnog volumena c) povećanje minutnog volumena d) ubrzanje protoka krvi e) centralizacija cirkulacije krvi

3. Krvni mehanizmi a) eritrocitoza b) povećanje hemoglobina c) povećanje afiniteta Hb za kiseonik d) olakšavanje disocijacije oksihemoglobina 4. Mehanizmi tkiva a) smanjenje metabolizma b) aktivacija anaerobne glikolize c) aktivacija respiratornih enzima