Vrste hipoksije - osnova patološke fiziologije. Hipoksija. osnovne definicije i klasifikacija hipoksičnih stanja Zaštitne i adaptivne reakcije tokom hipoksije

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 mmHg. (što odgovara nadmorskoj visini od oko 3.500 m): na 50-55 mm Hg. (8000-8500 m) javljaju se teški poremećaji nespojivi 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. Hipokapnija može dodatno negativno uticati na organizam. često se razvija tijekom egzogene hipoksije kao rezultat kompenzacijske hiperventilacije pluća i dovodi do pogoršanja opskrbe krvlju mozga, srca i poremećaja ravnotežu 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 se može javiti zbog primarnih poremećaja mikrocirkulacije: raširenih promjena na zidovima mikrožila, agregacije krvnih stanica, povećane viskoznosti, koagulabilnosti i drugih faktora koji ometaju kretanje krvi kroz kapilarnu mrežu, sve do potpune staze. 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 rasprostranjenog prekapilarnog ranžiranja, kada značajan dio krvi prelazi iz arterijskog u venski sistem, zaobilazeći metaboličke 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 (pod uvjetom normalne vrednosti P aO2, S aO2 i V aO2) treba koristiti uzimajući u obzir moguća izobličenja njegove vrijednosti za stanje koje stvarno postoji 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 slučajevima kršenja fizičko-hemijskih svojstava unutrašnjeg okruženja tijela, što utiče 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% stvara se 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. Takvi patološki oblici Hb mogu imati ili smanjen ili značajno povećan afinitet za O 2, što je praćeno poteškoćama u dodavanju 0 2 u plućima 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, nepovoljne promjene fizičko-hemijski uslovi njihovog delovanja, poremećaj sinteze enzima i dezintegracija bioloških ćelijskih membrana.

Inhibicija enzima može se dogoditi na tri glavna načina:

1. 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.;
2. vezivanje funkcionalnih grupa proteinskog dijela molekule enzima (joni teških metala, alkilirajući agensi);
3. 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 zbog nedostatka specifičnih komponenti neophodnih za njihovo stvaranje: vitamina B 1 (tiamin), B 3 (PP, nikotinska kiselina) i dr., kao i kaheksija različitog porekla i druga patološka stanja praćena 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 razdvojna svojstva: višak jona H4 i Ca24, slobodnih masnih kiselina, adrenalina, tiroksina i trijodtironina, kao i neke lekovite supstance (dikumarin, gramicidin itd.). 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 javlja se relativna koronarna insuficijencija, cirkulatorna hipoksija srca i sekundarna opća cirkulatorna hipoksija. Sa prekomjernim mišićnim radom zajedno sa samom hipoksijom skeletnih mišića Kompetitivni odnosi nastaju u distribuciji krvotoka, što dovodi do ishemije drugih tkiva i razvoja široko rasprostranjene 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. Ugljikohidratno izgladnjivanje tkiva zavisnih od inzulina javlja se kod nekih oblika dijabetes melitusa i drugih poremećaja metabolizma 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 jednom ili drugom stupnju i stoga se opaža mješoviti oblik hipoksije: tkiva i cirkulacije.

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

Međutim, poznato je da je stabilnost raznih organa i tkiva do hipoksije nije isto i dosta jako 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 odlikuju se i nejednakom osjetljivošću na hipoksiju, koja se smanjuje sljedećim redoslijedom: cerebralni korteks, mali mozak, optika talamusa, hipokampus, produžena moždina, kičmena moždina, autonomne ganglije nervni sistem. Sa potpunim prestankom opskrbe kisikom, znaci oštećenja u moždanoj kori otkrivaju se nakon 2,5-3 minute, u oblongata medulla nakon 10-15 minuta, u ganglijama simpatičkog nervnog sistema i neuronima intestinalnih pleksusa nakon više od 1 sat. Štaviše, što je veća funkcionalna aktivnost nervnih struktura, to su one osetljivije 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 organizma, njegove veoma velike potrebe za kiseonikom (do 20% ukupne potrošnje O2) i posebno izraženu ranjivost tokom hipoksije, opšte gladovanje kiseonikom tijelo se često identificira sa cerebralnom hipoksijom.

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 (npr. napuštanje zatvorenog prostora sa niskim sadržajem kiseonika, korišćenje uređaja za kiseonik, lekova, ograničavanje fizičke aktivnosti, 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, a moguće i u kasnijim fazama. 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. IN naučna literatura 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, redosled i težina metaboličkih, funkcionalnih i strukturnih poremećaja tokom hipoksije zavise od njenog tipa, etiološkog faktora, brzine razvoja, stepena, trajanja, osobina 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.

Većina rane promjene nastaju u sferi energije i blisko 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 veoma kratko vrijeme Sadržaj ATP-a 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, pri prelasku tačke reverzibilnosti nakon prestanka djelovanja hipoksičnog faktora, ne dolazi do obrnutog razvoja, već do progresije blisko povezanih metaboličkih i membransko-ćelijskih poremećaja, do nekroze i autolize stanica.

Poremećaji nervnog sistema.

Viša nervna aktivnost je prva koja trpi. Subjektivno, već u ranim fazama hipoksije, osećaj nelagodnosti, letargije, težine u glavi, tinitusa, glavobolja. U nekim slučajevima subjektivni osjećaji počinju euforijom, koja podsjeća na intoksikacija alkoholom i praćeno smanjenjem sposobnosti za adekvatnu procjenu 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 i razvijaju se teški poremećaji. bulbarne funkcije a smrt nastupa prestankom srčane aktivnosti i disanja.

Moderna reanimacija vam omogućava da obnovite vitalne funkcije tijela nakon 5 - 6 minuta ili više klinička smrt; 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:

1. faza aktivacije, izraženo u povećanju dubine i učestalosti respiratornih pokreta;
2. stadijum dispneja, koji se manifestuje poremećajima ritma i neujednačenim amplitudama disajnih ekskurzija; Često u ovoj fazi postoje tzv patološki tipovi disanje;
3. terminalna pauza u obliku privremenog prestanka disanja;
4. terminalno (agonalno) disanje;
5. potpuni prestanak disanja.

Kardiovaskularni poremećaji vaskularni sistem 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. Arterijski pritisak u početku ima tendenciju povećanja, a zatim progresivno opada kao rezultat smanjenja minutnog volumena srca i tonusa vaskularnog zida, sve do razvoja kolapsa.

Od velikog značaja su i poremećaji mikrocirkulacije povezani sa hipoksičnom alteracijom najmanjih krvnih sudova, promenama u perivaskularnim prostorima i propadanjem reološka svojstva krv.

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 fizioloških funkcija karakteristični 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. Kao opće mjere, potpomognuto ili umjetno disanje, kisik pod normalnim ili visokim tlakom, elektropulsna terapija za srčane poremećaje, transfuzije krvi, farmakoloških agenasa. 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 dobiveni podaci o izgledima za korištenje za prevenciju i liječenje različitih bolesti koje sadrže hipoksičnu komponentu, trening s doziranom hipoksijom prema određenim shemama i razvoj dugotrajne adaptacije na to.

Kontrolna pitanja

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

Ministarstvo zdravlja Republike Bjelorusije

Bjeloruski državni medicinski univerzitet

KATEDRA ZA PATOLOŠKU FIZIOLOGIJU

E.V. Leonova, F.I. Vismont

HIPOKSIJA

(patofiziološki aspekti)

UDK 612.273.2(075.8)

Recenzent: Dr. med. nauka, profesor M.K. Niedzwiedz

Odobreno od strane Naučno-metodološkog vijeća Univerziteta

Leonova E.V.

Hipoksija (patofiziološki aspekti): Metod. preporuke

/E.V. Leonova, F.I. Vismont - Mn.: BSMU, 2002. - 22 str.

Publikacija sadrži kratak sažetak patofiziologije hipoksičnih stanja. Dat je opći opis hipoksije kao tipičnog patološkog procesa; Razmatraju se pitanja etiologije i patogeneze različitih tipova hipoksije, kompenzatorno-prilagodljivih reakcija i disfunkcija, mehanizama hipoksične nekrobioze, adaptacije na hipoksiju i disadaptacije.

UDK 612.273.2(075.8)

BBK 28.707.3 &73

© Bjeloruska država

Medicinski univerzitet, 2002

1. Motivacione karakteristike teme

Ukupno vrijeme nastave: 2 akademska sata za studente Stomatološki fakultet, 3 – za studente terapeutsko-preventivnih, medicinsko-preventivnih i pedijatrijskih fakulteta.

Nastavno-metodički priručnik dizajniran za optimizaciju obrazovni proces i nudi se za pripremu učenika za praktičnu nastavu na temu “Hipoksija”. O ovoj temi se govori u odjeljku „Tipični patološki procesi“. Dostavljene informacije odražavaju vezu sa sljedećim temama predmeta: „Patofiziologija spoljašnjeg respiratornog sistema“, „Patofiziologija kardiovaskularnog sistema“, „Patofiziologija krvnog sistema“, „Patofiziologija metabolizma“, „Poremećaji kiseline -bazno stanje”.

Hipoksija je ključni element u patogenezi raznih bolesti i patološka stanja. U bilo kojem patološkom procesu javlja se fenomen hipoksije, koji igra važnu ulogu u nastanku oštećenja kod mnogih bolesti i prati akutnu smrt tijela, bez obzira na uzroke koji su je uzrokovali. Međutim, u edukativna literatura Rubrika “Hipoksija”, o kojoj je nagomilana obimna građa, predstavljena je vrlo široko, sa nepotrebnim detaljima, što otežava razumljivost stranim studentima koji zbog jezičke barijere imaju poteškoća sa bilježenjem predavanja. Gore navedeno je bio razlog za pisanje ovog priručnika. Priručnik daje definiciju i opšte karakteristike hipoksije kao tipičnog patološkog procesa, ukratko razmatra etiologiju i patogenezu njenih različitih tipova, kompenzatorne i adaptivne reakcije, disfunkciju i metabolizam, mehanizme hipoksične nekrobioze; daje ideju adaptacije na hipoksiju i disadaptaciju.

Svrha lekcije - proučavaju etiologiju, patogenezu različitih tipova hipoksije, kompenzacijske i adaptivne reakcije, disfunkciju i metabolizam, mehanizme hipoksične nekrobioze, adaptaciju na hipoksiju i disadaptaciju.

Ciljevi lekcije

Učenik mora:

Definicija hipoksije, njene vrste;

Patogenetske karakteristike različitih tipova hipoksije;

Kompenzatorno-prilagodljive reakcije tijekom hipoksije, njihovi tipovi, mehanizmi;

Poremećaji osnovnih vitalnih funkcija i metabolizma tijekom hipoksičnih stanja;

Mehanizmi oštećenja i smrti ćelija tokom hipoksije (mehanizmi hipoksične nekrobioze);

Glavne manifestacije disbarizma (dekompresija);

Mehanizmi adaptacije na hipoksiju i disadaptaciju.

Na osnovu anamneze, kliničke slike, gasnog sastava krvi i pokazatelja acidobaznog statusa dajte obrazložen zaključak o prisustvu hipoksičnog stanja i prirodi hipoksije.

3. Poznavati kliničke manifestacije hipoksičnih stanja.

2. Test pitanja iz srodnih disciplina

1. Homeostaza kiseonika, njena suština.

2. Sistem za snabdevanje organizma kiseonikom, njegove komponente.

3. Strukturne i funkcionalne karakteristike respiratornog centra.

4. Sistem za transport kiseonika u krvi.

5. Razmjena plinova u plućima.

6. Kiselo-bazno stanje organizma, mehanizmi njegove regulacije.

3. Test pitanja na temu lekcije

1. Definicija hipoksije kao tipičnog patološkog procesa.

2. Klasifikacija hipoksije prema a) etiologiji i patogenezi, b) rasprostranjenosti procesa, c) brzini razvoja i trajanju, d) stepenu ozbiljnosti.

3. Patogenetske karakteristike različitih tipova hipoksije.

4. Kompenzatorno-prilagodljive reakcije tokom hipoksije, njihove vrste, mehanizmi nastanka.

5. Funkcionalni i metabolički poremećaji tokom hipoksije.

6. Mehanizmi hipoksične nekrobioze.

7. Disbarizam, njegove glavne manifestacije.

8. Adaptacija na hipoksiju i disadaptaciju, razvojni mehanizmi.

4. Hipoksija

4.1. Definicija pojma. Vrste hipoksije.

Hipoksija (gladovanje kisikom) je tipičan patološki proces koji nastaje kao posljedica nedovoljne biološke oksidacije i rezultirajućeg energetskog deficita životnih procesa. Ovisno o uzrocima i mehanizmu razvoja, hipoksija se razlikuje:

· egzogeni , koji nastaje kada na sistem snabdevanja kiseonikom utiču promene njegovog sadržaja u udahnutom vazduhu i (ili) promene opšteg barometrijskog pritiska - hipoksične (hipo- i normobarične), hiperoksične (hiper- i normobarične);

· respiratorni (respiratorni);

· cirkulatorni (ishemična i kongestivna);

· hemic (anemični i zbog inaktivacije hemoglobina);

· tkiva (kada je narušena sposobnost tkiva da apsorbuje kiseonik ili kada su procesi biološke oksidacije i fosforilacije nepovezani);

· supstrat (sa nedostatkom supstrata);

· soba za pretovar (“stres hipoksija”);

· mješovito .

Hipoksija se takođe razlikuje: a) nizvodno, munjevito, traje nekoliko desetina sekundi; akutni – desetine minuta; subakutni – sati, desetine sati, hronični – sedmice, mjeseci, godine; b) prema rasprostranjenosti - opšta i regionalna; c) prema težini - blagi, umjereni, teški, kritični (fatalni) oblici.

Manifestacije i ishod hipoksije ovise o prirodi etiološkog faktora, individualnoj reaktivnosti tijela, stupnju težine, brzini razvoja i trajanju procesa.

4.2. Etiologija i patogeneza hipoksije

4.2.1. Hipoksična hipoksija

a) Hipobarični. Nastaje kada se parcijalni pritisak kiseonika u udahnutom vazduhu smanji, u razređenoj atmosferi. Javlja se prilikom penjanja na planine (planinska bolest) ili prilikom letenja avionom (visinska bolest, bolest pilota). Glavni faktori koji izazivaju patološke promene su: 1) smanjenje parcijalnog pritiska kiseonika u udahnutom vazduhu (hipoksija); 2) smanjenje atmosferskog pritiska (dekompresija ili disbarizam).

b) Normobarski. Razvija se u slučajevima kada je opšti barometarski pritisak normalan, ali je parcijalni pritisak kiseonika u udahnutom vazduhu smanjen. Javlja se uglavnom u industrijskim uslovima (rad u rudnicima, problemi u sistemu snabdevanja kiseonikom kabine aviona, u podmornicama, a javlja se i pri boravku u malim prostorijama sa velikim brojem ljudi.)

S hipoksičnom hipoksijom, parcijalni tlak kisika u udahnutom i alveolarnom zraku se smanjuje; napetost i sadržaj kisika u arterijskoj krvi; javlja se hipokapnija, a zatim hiperkapnija.

4.2.2. Hiperoksična hipoksija

a) Hiperbarični. Javlja se u uslovima viška kiseonika („glad u izobilju“). “Extra” kisik se ne troši u energetske i plastične svrhe; inhibira procese biološke oksidacije; potiskuje disanje tkiva, izvor je slobodnih radikala koji stimuliraju peroksidaciju lipida, izaziva nakupljanje toksičnih produkata, a također uzrokuje oštećenje plućnog epitela, kolaps alveola, smanjenu potrošnju kisika, a u konačnici se poremeti metabolizam, javljaju se konvulzije, koma ( komplikacije hiperbarične oksigenacije).

b) Normobarski. Razvija se kao komplikacija kada terapija kiseonikom kada se dugotrajno koriste visoke koncentracije kiseonika, posebno kod starijih osoba, kod kojih aktivnost antioksidativnog sistema opada sa godinama.

Kod hiperoksične hipoksije, kao rezultat povećanja parcijalnog tlaka kisika u udahnutom zraku, povećava se njegov vazdušno-venski gradijent, ali se smanjuje brzina transporta kisika arterijskom krvlju i stopa potrošnje kisika u tkivima, nedovoljno oksidirani proizvodi se akumuliraju i dolazi do acidoze.

4.2.3. Respiratorna hipoksija

Nastaje kao rezultat insuficijencije izmjene plinova u plućima zbog alveolarne hipoventilacije, poremećaja ventilacijsko-perfuzijskih odnosa, poteškoća u difuziji kisika (bolesti pluća, dušnika, bronhija, disfunkcija respiratornog centra; pneumo-, hidro-, hemotoraks, upala, emfizem, sarkoidoza, azbestoza pluća; mehaničke prepreke za ulazak zraka; lokalna desolacija plućnih žila, urođene srčane mane). Kod respiratorne hipoksije, kao posljedica poremećene izmjene plinova u plućima, smanjuje se napetost kisika u arterijskoj krvi, dolazi do arterijske hipoksemije, u većini slučajeva zbog pogoršanja alveolarne ventilacije, u kombinaciji s hiperkapnijom.

4.2.4. Cirkulatorna (kardiovaskularna) hipoksija

Nastaje kada poremećaji cirkulacije dovode do nedovoljne opskrbe organa i tkiva krvlju. Najvažniji pokazatelj i patogenetska osnova njegovog razvoja je smanjenje minutnog volumena krvi. Uzroci: poremećaji srčane aktivnosti (srčani udar, kardioskleroza, preopterećenje srca, poremećaj ravnoteže elektrolita, neurohumoralna regulacija srčane funkcije, tamponada srca, obliteracija perikardne šupljine); hipovolemija (masovni gubitak krvi, smanjen dotok venske krvi u srce, itd.). Kod cirkulatorne hipoksije, brzina transporta kisika arterijskom i kapilarnom krvlju opada s normalnim ili smanjenim sadržajem kisika u arterijskoj krvi, smanjenjem ovih pokazatelja u venskoj krvi i visokom arteriovenskom razlikom kisika.

4.2.5. Krvna (hemička) hipoksija

Razvija se kada se kapacitet krvi za kisik smanji. Uzroci: anemija, hidremija; narušavanje sposobnosti hemoglobina da veže, transportuje i oslobađa kiseonik u tkiva tokom kvalitativnih promena hemoglobina (formiranje karboksihemoglobina, formiranje methemoglobina, genetski određene abnormalnosti HB). S hemičkom hipoksijom, sadržaj kisika u arterijskoj i venskoj krvi se smanjuje; arteriovenska razlika u kiseoniku se smanjuje.

4.2.6. Hipoksija tkiva

Postoji primarna i sekundarna hipoksija tkiva. Primarna tkivna (ćelijska) hipoksija uključuje stanja u kojima postoji primarna lezija ćelijskog disajnog aparata. Glavni patogenetski faktori primarne hipoksije tkiva: a) smanjena aktivnost respiratornih enzima (citokrom oksidaza u slučaju trovanja cijanidom), dehidrogenaze (djelovanje velikih doza alkohola, uretana, etera), smanjena sinteza respiratornih enzima (nedostatak riboflavina, nikotinska kiselina), b) aktivacija peroksidacijskih lipida, što dovodi do destabilizacije, razgradnje membrane mitohondrija i lizosoma (jonizujuće zračenje, nedostatak prirodnih antioksidansa - rutinski, askorbinska kiselina, glutation, katalaza itd.), c) razdvajanje procesa biološke oksidacije i fosforilacije, pri čemu se potrošnja kisika u tkivima može povećati, ali se značajan dio energije raspršuje u obliku topline i uprkos velikom intenzitetu funkcionisanje respiratornog lanca, resinteza visokoenergetskih jedinjenja ne pokriva potrebe tkiva, postoji relativan nedostatak biološke oksidacije. Tkiva su u stanju hipoksije. Kod hipoksije tkiva, djelomična napetost i sadržaj kisika u arterijskoj krvi mogu ostati normalni do određene granice, ali se u venskoj krvi značajno povećavaju; arteriovenska razlika u kiseoniku se smanjuje. Sekundarna hipoksija tkiva može se razviti sa svim drugim vrstama hipoksije.

4.2.7. Hipoksija supstrata

Nastaje u slučajevima kada, uz adekvatnu dostavu kiseonika u organe i tkiva, normalno stanje membrana i enzimskih sistema, nastaje primarni nedostatak supstrata, što dovodi do narušavanja svih delova biološke oksidacije. U većini slučajeva takva hipoksija je povezana s nedostatkom glukoze u stanicama, na primjer, s poremećajima metabolizma ugljikohidrata (dijabetes melitus, itd.), kao i s nedostatkom drugih supstrata (masne kiseline u miokardu), i teška glad.

4.2.8. Hipoksija preopterećenja („hipoksija opterećenja“)

Javlja se prilikom intenzivne aktivnosti organa ili tkiva, kada su funkcionalne rezerve sistema za transport i iskorišćavanje kiseonika, u nedostatku patoloških promena u njima, nedovoljne da podmire naglo povećanu potrebu za kiseonikom (preterano rad mišića, preopterećenje srca). Za hipoksija preopterećenja Karakterizira ga stvaranje "duga kisika" s povećanjem brzine isporuke i potrošnje kisika, kao i stope stvaranja i izlučivanja ugljičnog dioksida, venske hipoksemije, hiperkapnije.

4.2.9. Mješovita hipoksija

Hipoksija bilo koje vrste, dostigavši ​​određeni stepen, neminovno uzrokuje disfunkciju različitih organa i sistema uključenih u osiguravanje isporuke kisika i njegovu upotrebu. Uočava se kombinacija različitih vrsta hipoksije, posebno kod šoka, trovanja hemijskim sredstvima, srčanih bolesti, kome itd.

5. Kompenzatorno-prilagodljive reakcije

Prve promjene u tijelu tijekom hipoksije povezane su s aktivacijom reakcija usmjerenih na održavanje homeostaze (faza kompenzacije). Ako su adaptivne reakcije nedovoljne, u organizmu nastaju strukturni i funkcionalni poremećaji (faza dekompenzacije). Postoje reakcije usmjerene na adaptaciju na kratkotrajnu akutnu hipoksiju (hitno) i reakcije koje obezbjeđuju održivu adaptaciju na manje izraženu, ali dugotrajnu ili ponavljanu hipoksiju (reakcije dugotrajne adaptacije). Hitne reakcije se javljaju refleksno zbog iritacije receptora vaskularnog sistema i retikularne formacije moždanog stabla promijenjenim plinskim sastavom krvi. Dolazi do povećanja alveolarne ventilacije, njenog minutnog volumena, zbog produbljivanja disanja, pojačanih respiratornih ekskurzija, mobilizacije rezervnih alveola (kompenzatorna otežano disanje); učestale su kontrakcije srca, povećava se masa cirkulirajuće krvi (zbog oslobađanja krvi iz krvnih depoa), venski priliv, udarni i minutni volumen srca, brzina protoka krvi, dotok krvi u mozak, srce i druge vitalne organe , a smanjuje se dotok krvi u mišiće, kožu itd. (centralizacija cirkulacije krvi); povećava se kapacitet krvi za kiseonik zbog pojačanog ispiranja crvenih krvnih zrnaca iz koštane srži, a zatim aktivacije eritropoeze, te se povećavaju svojstva hemoglobina vezanja kisika. Oksihemoglobin stiče sposobnost oslobađanja u tkiva velika količina kiseonik čak i uz umereno smanjenje pO 2 u tkivnoj tečnosti, čemu doprinosi acidoza koja se razvija u tkivima (u kojoj oksihemoglobin lakše oslobađa kiseonik); aktivnost organa i tkiva koji nisu direktno uključeni u transport kiseonika je ograničena; povećava se konjugacija procesa biološke oksidacije i fosforilacije, povećava se anaerobna sinteza ATP-a zbog aktivacije glikolize; u različitim tkivima povećava se proizvodnja dušikovog oksida, što dovodi do proširenja prekapilarnih žila, smanjene adhezije i agregacije trombocita, te aktiviranja sinteze stresnih proteina koji štite ćeliju od oštećenja. Bitan adaptivna reakcija hipoksija je aktivacija hipotalamus-hipofizno-nadbubrežnog sistema (stresni sindrom), čiji hormoni (glukokortikoidi), stabilizirajući membrane lizosoma, smanjuju štetno djelovanje hipoksičnog faktora, te sprječavaju razvoj hipoksične nekrobioze, povećavajući otpornost tkiva na nedostatak kiseonika.

Kompenzacijske reakcije tijekom hiperoksične hipoksije usmjerene su na sprječavanje povećanja napetosti kisika u arterijskoj krvi i tkivima ─ slabljenje plućne ventilacije i centralne cirkulacije, smanjenje minutnog volumena disanja i cirkulacije, otkucaja srca, udarnog volumena srca, smanjenje cirkulirajuće krvi volumen, njegovo taloženje u parenhimskim organima; snižavanje krvnog pritiska; sužavanje malih arterija i arteriola mozga, retine i bubrega, koji su najosjetljiviji i na nedostatak i na višak kisika. Ove reakcije općenito osiguravaju da su potrebe tkiva za kisikom zadovoljene.

6. Poremećaji osnovnih fizioloških funkcija i metabolizma

Najosjetljiviji na nedostatak kisika nervnog tkiva. S potpunim prestankom opskrbe kisikom, znaci poremećaja u moždanoj kori otkrivaju se u roku od 2,5-3 minute. Kod akutne hipoksije prvi poremećaji (posebno jasno izraženi u njenom hipoksičnom obliku) se uočavaju u višoj nervnoj aktivnosti (euforija, emocionalni poremećaji, promjene u rukopisu i izostavljanje slova, tupost i gubitak samokritičnosti, koji se zatim zamjenjuju depresijom , mrzovolja, mrzovolja, mrzovolja). Sa porastom akutne hipoksije, nakon aktivacije disanja, razni poremećaji ritma, neujednačena amplituda disajnih pokreta i rijetki, kratki disajni izleti postepeno slabe do potpunog prestanka disanja. Javlja se tahikardija, koja se povećava paralelno sa slabljenjem srca, zatim puls u obliku niti, atrijalna i ventrikularna fibrilacija. Sistolni pritisak se postepeno smanjuje. Probava i funkcija bubrega su oštećeni. Temperatura tijela se smanjuje.

Univerzalni, iako nespecifičan znak hipoksičnih stanja, hipoksičnog oštećenja ćelija i tkiva je povećanje pasivne permeabilnosti bioloških membrana, njihova dezorganizacija, što dovodi do oslobađanja enzima u intersticijalnu tečnost i krv, izazivajući metaboličke poremećaje i sekundarnu hipoksiju. promjena tkiva.

Promjene u metabolizmu ugljikohidrata i energije dovode do nedostatka makroerga, smanjenja sadržaja ATP-a u stanicama, povećane glikolize, smanjenja sadržaja glikogena u jetri i inhibicije procesa njegove resinteze; kao rezultat, povećava se sadržaj mliječne i drugih organskih kiselina u tijelu. Razvija se metabolička acidoza. Insuficijencija oksidativnih procesa dovodi do poremećaja metabolizma lipida i proteina. Smanjuje se koncentracija bazičnih aminokiselina u krvi, povećava se sadržaj amonijaka u tkivima, javlja se negativna ravnoteža dušika, razvija se hiperketonemija i naglo se aktiviraju procesi peroksidacije lipida.

Poremećaj metaboličkih procesa dovodi do strukturnih i funkcionalnih promjena i oštećenja stanica s naknadnim razvojem hipoksične i nekrobioze slobodnih radikala, odumiranja stanica, prvenstveno neurona.

6.1. Mehanizmi hipoksične nekrobioze

Nekrobioza je proces odumiranja ćelije, duboka, delimično nepovratna faza oštećenja ćelije, koja neposredno prethodi njenoj smrti. Prema biohemijskim kriterijumima, ćelija se smatra mrtvom od trenutka kada potpuno prestane da proizvodi besplatnu energiju. Svaki utjecaj koji uzrokuje manje ili više produženo gladovanje kisikom dovodi do hipoksičnog oštećenja stanice. On početna faza Ovaj proces smanjuje brzinu aerobne oksidacije i oksidativne fosforilacije u mitohondrijima. To dovodi do smanjenja količine ATP-a, povećanja sadržaja adenozin difosfata (ADP) i adenozin monofosfata (AMP). Omjer ATP/ADP+AMP se smanjuje, a funkcionalnost ćelije se smanjuje. Pri niskom omjeru ATP/ADP+AMP aktivira se enzim fosfofruktokinaza (PFK), što dovodi do povećanja reakcije anaerobne glikolize, stanica troši glikogen, osiguravajući se energijom zbog razgradnje glukoze bez kisika; Rezerve glikogena u ćeliji su iscrpljene. Aktivacija anaerobne glikolize dovodi do smanjenja pH citoplazme. Progresivna acidoza uzrokuje denaturaciju proteina i zamućenje citoplazme. Budući da je FFK enzim inhibiran kiselinom, u hipoksičnim uvjetima glikoliza je oslabljena i nastaje nedostatak ATP-a. Sa značajnim nedostatkom ATP-a, procesi ćelijskog oštećenja se pogoršavaju. Enzim koji ima najviše energije u ćeliji je kalijum-natrijum ATPaza. S nedostatkom energije, njegove su mogućnosti ograničene, zbog čega se gubi normalni kalij-natrij gradijent; ćelije gube ione kalija, a višak kalija nastaje izvan ćelija - hiperkalijemija. Gubitak kalij-natrijevog gradijenta za ćeliju znači smanjenje potencijala mirovanja, uslijed čega se smanjuje pozitivni površinski naboj karakterističan za normalne stanice, stanice postaju manje ekscitativne, a međustanične interakcije su poremećene, što se i događa. tokom duboke hipoksije. Posljedica oštećenja kalij-natrijum pumpe je prodiranje viška natrijuma u ćelije, hiperhidratacija i oticanje, širenje tankova endoplazmatskog retikuluma. Hiperhidratacija se također potiče akumulacijom osmotski aktivnih produkata razaranja i pojačanim katabolizmom polimernih ćelijskih molekula. U mehanizmu hipoksične nekrobioze, posebno u dubokim stadijumima, ključnu ulogu igra povećanje sadržaja ioniziranog intracelularnog kalcija, čiji je višak toksičan za ćeliju. Povećanje intracelularne koncentracije kalcija u početku je uzrokovano nedostatkom energije za rad pumpe kalcijum-magnezija. Kako se hipoksija produbljuje, kalcijum ulazi u ćeliju kroz ulazne kalcijumove kanale vanjske membrane, kao i kroz masivni tok iz mitohondrija, cisterni glatkog endoplazmatskog retikuluma i kroz oštećene ćelijske membrane. To dovodi do kritičnog povećanja njegove koncentracije. Dugotrajni višak kalcijuma u citoplazmi dovodi do aktivacije Ca ++ zavisnih proteinaza i progresivne citoplazmatske proteolize. Kada je stanica nepovratno oštećena, značajne količine kalcija ulaze u mitohondrije, što dovodi do inaktivacije njihovih enzima, denaturacije proteina i trajnog gubitka sposobnosti proizvodnje ATP-a čak i kada se obnovi opskrba kisikom ili reperfuzija. Dakle, centralni element ćelijske smrti je dugotrajno povećanje citoplazmatske koncentracije jonizovanog kalcijuma. Smrt stanica također promovišu reaktivni radikali koji sadrže kisik koji se formiraju u velike količine lipidni peroksidi i hidroperoksidi lipidnih membrana, kao i hiperprodukcija dušikovog oksida, koji u ovoj fazi imaju štetni, cito toksični efekat.

6.2. Disbarizam

Uz vrlo brzo smanjenje barometarskog tlaka (kvar zaptivke zrakoplova, brzo podizanje na visinu), razvija se kompleks simptoma dekompresijske bolesti (disbarizam), koji uključuje sljedeće komponente:

a) na visini od 3-4 hiljade metara - širenje gasova i relativno povećanje njihovog pritiska u zatvorenim tjelesnim šupljinama - paranazalnim šupljinama, frontalnim sinusima, šupljinom srednjeg uha, pleuralnom šupljinom, gastrointestinalnog trakta(“nadutost na velikoj nadmorskoj visini”), što dovodi do iritacije receptora ovih šupljina, izazivajući oštar bol (“bol na velikoj nadmorskoj visini”);

b) na visini od 9 hiljada m - desaturacija (smanjena rastvorljivost gasa), gasna embolija, ishemija tkiva; mišićno-zglobni, substernalni bol; oštećenje vida, svrab kože, vegetativno-vaskularni i moždani poremećaji, oštećenja perifernih nerava;

c) na nadmorskoj visini od 19 hiljada m (B = 47 mm Hg, pO 2 - 10 mm Hg) i više - proces "ključanja" u tkivima i tečnim medijima na tjelesnoj temperaturi, visinskom tkivu i potkožnom emfizemu (izgled potkožnog otoka i bola).

7. Adaptacija na hipoksiju i disadaptaciju

Uz ponavljanu kratkotrajnu ili postupno razvijajuću i dugotrajnu umjerenu hipoksiju, razvija se adaptacija - proces postupnog povećanja otpornosti tijela na hipoksiju, uslijed čega tijelo stječe sposobnost normalnog obavljanja raznih oblika aktivnosti (do viših), u uslovima nedostatka kiseonika koji to ranije „nije dozvoljavao“.

Dugotrajnom adaptacijom na hipoksiju formiraju se mehanizmi dugotrajne adaptacije („sistemski strukturni trag“). To uključuje: aktivaciju hipotalamus-hipofiznog sistema i korteksa nadbubrežne žlijezde, hipertrofiju i hiperplaziju neurona respiratornog centra, hipertrofiju i hiperfunkciju pluća; hipertrofija i hiperfunkcija srca, eritrocitoza, povećan broj kapilara u mozgu i srcu; povećanje sposobnosti ćelija da apsorbuju kiseonik, povezano sa povećanjem broja mitohondrija, njihove aktivne površine i hemijskih sredstava za kiseonik; aktivacija antioksidativnih i detoksikacionih sistema. Ovi mehanizmi omogućavaju da se adekvatno podmiri potreba organizma za kiseonikom, uprkos njegovom nedostatku u spoljašnjoj sredini i poteškoćama u isporuci i snabdevanju tkiva kiseonikom. Baziraju se na aktivaciji nukleinske kiseline i sinteze proteina. U slučaju dugotrajne hipoksije dolazi do njenog produbljivanja, postepenog iscrpljivanja adaptivnih sposobnosti organizma, može doći do njihovog neuspjeha i do „neuspjeha“ dugotrajne adaptacijske reakcije (desadaptacije), pa čak i do dekompenzacije, praćene povećanje destruktivnih promena u organima i tkivima, niz funkcionalnih poremećaja, koji se manifestuju hroničnim sindromom.planinska bolest

Književnost

Glavni:

1. Patološka fiziologija. Ed. HELL. Ado i V.V. Novitsky, Tomsk University Publishing House, Tomsk, 1994, str. 354-361.

2. Patološka fiziologija. Ed. N.N. Zaiko i Yu.V. Bytsya. – Kijev, “Logos”, 1996, str. 343-344.

3. Patofiziologija. Kurs predavanja. Ed. P.F. Litvitski. – M., Medicina, 1997, str. 197-213.

Dodatno:

1. Zaichik A.Sh., Churilov A.P. Osnove opće patologije, dio 1, St. Petersburg, 1999. – Elby, str. 178-185.

2. Hipoksija. Adaptacija, patogeneza, klinička slika. Pod generalom ed. Yu.L Shevchenko. – Sankt Peterburg, Elbi-SPB LLC, 2000, 384 str.

3. Vodič za opću patologiju. Ed. N.K. Khitrova, D.S. Sarkisova, M.A. Paltseva. – M. Medicina, 1999. – P. 401-442.

4. Shanin V.Yu. Klinička patofiziologija. Udžbenik za medicinske fakultete. – Sankt Peterburg: “Specijalna literatura”, 1998, str. 29-38.

5. Shanin V.Yu. Tipični patološki procesi. – Sankt Peterburg: Specijalna literatura, 1996, – str. 10-23.

1. Motivacione karakteristike teme. Cilj i zadaci časa......... 3

2. Test pitanja iz srodnih disciplina.................................................. 5

3. Test pitanja na temu lekcije................................................ ............ .... 5

4. Hipoksija

4.1. Definicija pojma, vrste hipoksije........................................................ ......... 6

4.2. Etiologija i patogeneza hipoksije ............................................................ ..... .. 7

5. Kompenzatorno-prilagodljive reakcije.................................................. ...... 12

6. Povrede osnovnih fizioloških funkcija i metabolizma. 14

6.1. Mehanizmi hipoksične nekrobioze .................................................. ...... 16

6.2. Disbarizam................................................................ ........................................ 18

7. Adaptacija na hipoksiju i disadaptaciju........................................ ........ 19

8. Literatura................................................................ .................................................... 20

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 hipoksije

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 energetskih potreba organizma.

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. tokom upale vaskularni zid- vaskulitis).

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

Vrste cirkulatorne hipoksije. Postoje lokalni i sistemski oblik cirkulatorna hipoksija.

♦ Lokalna hipoksija je uzrokovana lokalnim poremećajima cirkulacije krvi i difuzije kisika 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.

♦ Lijekovi u visokim dozama mogu inhibirati 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 at mješovita hipoksija određuju dominantni poremećaji mehanizama transporta i iskorišćavanja kiseonika, metaboličkih supstrata, kao i bioloških oksidacionih 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 aktina i miozina, povećanje efikasnosti srčanih regulatornih sistema.

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 logičkog razmišljanja i donošenja odluka (uključujući i one 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.

100 RUR bonus za prvu narudžbu

Odaberite vrstu rada Diplomski rad Kurs Sažetak Magistarska teza Izvještaj iz prakse Izvještaj o članku Pregled Test rada Monografija Rešavanje problema Poslovni plan Odgovori na pitanja Kreativni rad Esej Crtanje Eseji Prevod Prezentacije Kucanje Ostalo Povećanje jedinstvenosti teksta Magistarski rad Laboratorijski rad On-line pomoć

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) nekompenzirano - izraženi prekršaji metabolički procesi s fenomenom 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 unutrašnje okruženje tijela i povećavaju potrošnju 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%. Formiranjem karboksihemoglobina (COHb) i methemoglobina (MetHb) može biti otežano zasićenje preostalog Hb i disocijacija oksiHb u tkivima, te se stoga tenzija kiseonika u tkivima i venskoj krvi značajno smanjuje dok arteriovenski kiseonik razlika se smanjuje.

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. . Plinoviti sastav krvi 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 visokim pritiskom. 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 širenje krvnih žila mozga. 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 ionske 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 veže gotovo normalnu količinu 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, hemodinamskih studija (A/D, EKG, minutni volumen srca), izmjena plinova, određivanje kisika u udahnutom zraku, sadržaj plina u alveolama, difuzija plinova kroz alveolarnu membranu; određivanje transporta kisika krvlju; određivanje pO2 u krvi i tkivima, određivanje kiseline bogate kiselinama, puferska svojstva 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 otapa u plazmi čak i bez učešća crvenih krvnih zrnaca; u nekim slučajevima je potrebno dodati 3-7% CO2 za stimulaciju DC, proširuju krvne žile u mozgu i srcu i sprječavaju hipokapniju.

Za cirkulatornu hipoksiju 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.

PM01 "Dijagnostička aktivnost"

„Patološka anatomija i patološka fiziologija»
Specijalnost 060101 "Lijek"

Vrsta aktivnosti teorijski

Edukativno predavanje na temu

Hipoksija

Učiteljica Lenskikh Olga Viktorovna

2015

Predavanje br. 4
Hipoksija
Pitanja.

3) povećanje sistemskog krvnog pritiska i brzine krvotoka;

4) centralizacija cirkulacije krvi.

Cirkulatorni sistem reagira povećanjem volumena cirkulirajuće krvi: povećavaju se udarni volumen i venski povratak, pojavljuje se tahikardija, a depoi krvi se prazne. Preraspodjela krvi u korist vitalnih organa je bitna, pri čemu se mozak, srce i endokrine žlijezde pretežno snabdijevaju krvlju. Pokretanje ovih mehanizama vrši se refleksnim mehanizmima (vlastiti i pridruženi refleksi iz hemoreceptivnih i baroreceptivnih vaskularnih zona). Osim toga, proizvodi poremećenog metabolizma (histamin, adenin nukleotidi, mliječna kiselina), koji imaju vazodilatacijski učinak, mijenjaju vaskularni tonus, što je faktor u adaptivnoj preraspodjeli krvi.

Adaptivne reakcije krvnog sistema:

1) povećanje kapaciteta krvi za kiseonik zbog pojačanog ispiranja crvenih krvnih zrnaca iz koštane srži;

2) aktivacija eritropoeze zbog povećanog stvaranja eritropoetina u bubrezima i, eventualno, drugim organima.

Krvni sistem (eritronski sistem) reaguje dodatnom opskrbom crvenih krvnih zrnaca iz depoa (hitna reakcija), aktivacijom eritropoeze (dokaz za to je povećanje broja mitoza u normoblastima, povećanje retikulocita u krvi i hiperplazija koštane srži).

Promjena fizičko-hemijskih svojstava hemoglobina doprinosi njegovom potpunijem zasićenju kisikom u plućima i povećanom oslobađanju u tkivima.

Tkivne adaptivne reakcije:

1) ograničenje funkcionalne aktivnosti organa i tkiva koji nisu direktno uključeni u obezbeđivanje transporta kiseonika;

2) povećanje sprege oksidacije i fosforilacije i aktivnosti enzima respiratornog lanca;

3) jačanje anaerobne sinteze ATP-a zbog aktivacije glikolize. Sistemi za reciklažu, odnosno tkiva koja troše kiseonik, ograničavaju funkcionalnu aktivnost struktura koje nisu uključene u procese biološke oksidacije. Oni pojačavaju anaerobnu sintezu ATP-a u reakcijama glikolize.

Faza hitne adaptacije može se razvijati u dva pravca:

1. faza

1. ako prestane dejstvo hipoksičnog faktora, adaptacija se ne razvija i funkcionalni sistem odgovoran za adaptaciju na hipoksiju nije konsolidovan.

2. Ako se djelovanje hipoksičnog faktora nastavi ili se periodično ponavlja dovoljno dugo, tada tijelo ulazi u 2. fazu dugotrajna adaptacija.

2. faza - prelazni.

Karakterizira ga postupno smanjenje aktivnosti sistema koji osiguravaju adaptaciju tijela na hipoksiju i slabljenje stresnih reakcija na ponovno izlaganje hipoksičnom faktoru.

3rdpozornica -atuporan dugotrajna adaptacija.

Karakterizira ga visoka otpornost organizma na hipoksični faktor. Dugoročno adaptacija se svodi na formiranje povećanih sposobnosti u transportu i iskorišćavanju kiseonika:

Pojave se razvijaju u sistemima za transport gasa hipertrofija I hiperplazija, tj povećava se masa respiratornih mišića, plućnih alveola, miokarda i neurona respiratornog centra; opskrba krvlju ovih organa povećava se zbog povećanja broja funkcionalnih kapilarnih žila i njihove hipertrofije;

Povećava se kapacitet difuzije pluća. To se događa zbog povećanja površine plućnih alveola zbog njihovog pojačanog istezanja zbog pojačane ventilacije (planinski emfizem). Osim toga, povećava se propusnost alveolokapilarnih membrana.

Odnos ventilacije i perfuzije se poboljšava. Alveole sa slabom ventilacijom se isključuju iz dotoka krvi u plućnu cirkulaciju, čime se eliminira neravnomjerna ventilacija-perfuzija;

Razvija se kompenzacijska hiperfunkcija miokarda (ne brkati je sa hipertrofijom). Mehanizam ove pojave povezan je sa povećanjem efikasnosti iskorišćenja kiseonika;

Povećava se količina hemoglobina i crvenih krvnih zrnaca po jedinici volumena krvi; to je zbog djelovanja eritropoetina bubrežnog i nebubrežnog porijekla;

Povećava se broj subcelularnih formacija (mitohondrija, ribozoma) po jedinici ćelijske mase. To je zbog povećanja sinteze strukturnih proteina, što dovodi do pojave hiperplazije i hipertrofije.

4. faza- finale:

1. ako prestane dejstvo hipoksičnog faktora, tada se tijelo postepeno deadaptira.

2. Ako se dejstvo hipoksičnog faktora pojača, to može dovesti do iscrpljivanja funkcionalnog sistema i do neuspjeha adaptacije i potpune iscrpljenosti organizma.
Pitanje tri

Disfunkcije organizma tokom razne vrste hipoksija

Kada su adaptivni mehanizmi nedovoljni ili iscrpljeni, dolazi do funkcionalnih i strukturnih poremećaja, uključujući i smrt organizma. Metaboličke promjene se najprije javljaju u metabolizmu energije i ugljikohidrata.

A) Funkcionalni poremećaji nervni sistem obično počinju u sferi više nervne aktivnosti i manifestuju se poremećajem najsloženijih analitičkih i sintetičkih procesa 9, 10. Često se uočava neka vrsta euforije i gubi se sposobnost adekvatne procjene situacije. Kako se hipoksija produbljuje, javljaju se teški poremećaji više nervne aktivnosti (HNA), uključujući gubitak sposobnosti brojanja, konfuziju i potpuni gubitak svijesti. Već u ranim fazama hipoksije dolazi do gubitka koordinacije, najprije složenih, a zatim jednostavnih pokreta, koji prelazi u adinamiju.

B) Kršenja cirkulaciju krvi izražavaju se tahikardijom, slabljenjem kontraktilnosti srca, aritmijama do atrijalne i ventrikularne fibrilacije. Krvni pritisak može u početku rasti, a zatim progresivno padati do kolapsa 11 ; dolazi do poremećaja mikrocirkulacije.

B) U sistemu disanje nakon faze aktivacije javljaju se dispneični fenomeni s različitim poremećajima ritma i amplitude respiratornih pokreta. Nakon čestih kratko zaustavljanje disanje, terminalno (agonalno) disanje se pojavljuje u obliku rijetkih dubokih grčevitih uzdaha, postepeno slabeći do potpunog prestanka.

Reverzibilnost hipoksičnih stanja

Prevencija i liječenje hipoksije ovisi o uzroku koji ju je izazvao i treba biti usmjeren na njeno uklanjanje ili slabljenje. Kao opće mjere koriste se potpomognuto ili umjetno disanje, disanje kisikom pod normalnim ili visokim tlakom, elektropulsna terapija za srčane poremećaje, transfuzije krvi i farmakološka sredstva. U posljednje vrijeme sve su rasprostranjeni 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.

Nedavno su dobiveni podaci o perspektivama korištenja doziranog treninga hipoksije prema određenim shemama i razvoju dugotrajne adaptacije na njega za prevenciju i liječenje bolesti koje sadrže hipoksičnu komponentu.

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

Literatura za samostalno učenje:

udžbenik:

Paukov V.S., Litvitski P.F. Patologija: Udžbenik - M.: Medicina, 2004. - 400 str.: ilustr. (Nastavni lit. Za studente medicinskih škola i fakulteta). str. 57-63.

Tutorial:

1. 
   Predavanje nastavnika.

3. http://dic.academic.ru/dic.nsf/enc_medicine/

8816/ Hipoksija

Pitanja za samostalno učenje

1. 
   Definišite pojam “hipoksije”.
2. 
   Objasnite klasifikaciju hipoksije prema I.R. Petrovu
3. 
   Proširiti pojmove lokalne i opće hipoksije
4. 
   Koje vrste hipoksije poznajete na osnovu brzine razvoja i trajanja kursa?
5. 
   Dopuni rečenicu: “Hipoksija ima sljedeće stepene ozbiljnosti...”.
6. 
   o čemu ti znaš egzogenog tipa hipoksija?
7. 
   Navedite uzroke respiratorne hipoksije.
8. 
   Do razvoja cirkulatorne hipoksije dolazi pod sledećim uslovima.....
9. 
   Hipoksija krvi može nastati kao posljedica...?
10. 
    Šta znate o hipoksiji tkiva?
11. 
    Šta je karakteristično za stresnu hipoksiju?
12. 
    Koja vrsta hipoksije se javlja kod nedostatka glukoze?
13. 
    Koje vrste hipoksije uključuje mješovita hipoksija?
14. 
    Koja je glavna patogeneza hipoksije?
15. 
    Koji su načini hitne adaptacije organizma na hipoksiju?
16. 
    Recite nam o prvoj fazi adaptacije na hitnu hipoksiju.
17. 
    Recite nam o drugoj fazi adaptacije na hitnu hipoksiju.
18. 
    Recite nam o trećoj fazi adaptacije na hitnu hipoksiju.
19. 
    Recite nam nešto o četvrtoj fazi adaptacije na hitnu hipoksiju.
20. 
    Koji se poremećaji u mozgu javljaju tokom akutne kratkotrajne hipoksije?
21. 
    Koji poremećaji mozga se javljaju kada hronična hipoksija?
22. 
    Koji poremećaji u kardiovaskularnom sistemu nastaju tokom akutne kratkotrajne hipoksije?
23. 
    Koji poremećaji u kardiovaskularnom sistemu nastaju tokom hronične hipoksije?
24. 
    U kojim slučajevima dolazi do agonalnog disanja?
25. 
    Koje su posljedice za ljudski organizam koji je pretrpio akutnu dugotrajnu hipoksiju?
26. 
    Navedite primjere korištenja treninga za prilagođavanje na produženu hipoksiju.
27. 
    Šta biste savjetovali starijim pacijentima koji pate od raznih vrsta kronične hipoksije da riješe problem?

1 Parcijalni pritisak (lat.partialis- djelimično, od lat.par- dio) - pritisakpojedinačna komponentagas mješavine Ukupni pritisak gasne mešavine je zbir parcijalnih pritisaka njenih komponenti.

2 Atmosferski pritisak - ono što se mjeri posebnim uređajem koji se zove barometar naziva se barometrija

3 Hipokapnija(od Stari grčkiὑπο- - prefiks sa vrijednošću oslabljenog kvaliteta iκαπνός - dim) - stanje uzrokovano nedostatkom CO 2 u krvi. Sadržajugljen-dioksidu krvi se održava respiratornim procesima na određenom nivou čije odstupanje dovodi do neravnoteže biohemijske ravnoteže u tkivima. Hipokapnija se u najboljem slučaju manifestira u obliku vrtoglavice, au najgorem slučaju završava gubitkom svijesti.

4 Hipoksemija(od Stari grčkiὑπο- - prefiks sa vrijednošću oslabljenog kvaliteta,novolat.kiseonikijum- kiseonik i Stari grčkiαἷμα - krv) - predstavlja smanjenje sadržajakiseonik V krv

5 Hidremija(Stari grčkiὕδωρ - vode+ αἷμα - krv) ili hemodelucija- medicinskiizraz koji označava visok sadržajvode V krv, što dovodi do smanjenja specifične koncentracijecrvena krvna zrnca.

6 Konformacija molekula (od lat.conformatio- oblik, struktura, lokacija) - prostorni raspored atoma umolekulaspecifična konfiguracija

7 Poludifuzija

8 Proton(od Stari grčkiπρῶτος - prvi, glavni) -elementarna čestica.

9 Analiza(Stari grčkiἀνάλυσις - dekompozicija, rasparčavanje) - istraživačka metoda koju karakterizira izolacija i proučavanje pojedinih dijelova istraživačkih objekata.

10 Sinteza- proces povezivanja ili kombinovanja prethodno odvojenihstvari ili koncepti u celinu. Termin dolazi izStari grčkiσύνθεσις - veza, savijanje, vezivanje (συν- - prefiks sa značenjem kompatibilnosti radnje, sudjelovanja i θέσις - raspored, postavljanje, raspodjela, (mjesto) pozicija)

11 Kolaps(od lat.kolaps- pao) sa stanje pacijenta koje karakteriše nagli pad krvnog pritiska.