Hipoksija predavanje iz patološke fiziologije. Patofiziologija vanjskog disanja. Hypoxia Ph.D. Charnosh S. Egzogeni tip hipoksije

Predavanje br. 21

Hipoksija

Dnevne potrebe: 1 kg hrane, 2 litre vode + 220 litara kiseonika - prođe 12.000 litara vazduha.

Po prvi put o hipoksiji je govorio Viktor Vasiljevič Pašutin (1845-1901), jedan od osnivača patofiziologije. Ivan Mihajlovič Sečenov - uloga krvnog sistema kao nosača kiseonika i Pjotr ​​Mihajlovič Albicki - koji su živeli u Tomsku - razvili su pitanja o kompenzaciji za hipoksiju.

Hipoksija– stanje koje nastaje kao rezultat nedovoljnog snabdijevanja tjelesnih tkiva kiseonikom i/ili poremećaja njegove apsorpcije tokom biološke oksidacije.

Hipoksija je tipičan patološki proces koji nastaje kao rezultat nedovoljne biološke oksidacije, što dovodi do poremećaja opskrbe energijom funkcija i plastičnih procesa u tijelu.

Hipoksemija je smanjenje krvnog pritiska i nivoa kiseonika u odnosu na ono što bi trebalo da bude.

Vrste hipoksije prema etiologiji:

Egzogeni - smanjenje kisika u okolnom zraku. Može doći do hipobaričnog pada atmosferskog pritiska i smanjenja pO 2 (visinska bolest i planinska bolest). Planinska bolest se razvija u različitim planinama na različitim nadmorskim visinama: na Kavkazu i Alpima razvoj planinske bolesti će odrediti 3 hiljade. Faktori koji utiču na pojavu visinske bolesti: vetar, sunčevo zračenje, vlažnost vazduha, prisustvo snega, velika razlika u noćnim i dnevnim temperaturama + individualna osetljivost: pol, godine, tip konstitucije, kondicija, prošlo iskustvo na velikim visinama, fizičko i psihičko stanje . Težak fizički rad. Brzina penjanja:

Normobaric;

Hypobaric;

endogeni:

Respiratorni;

Circulatory;

Hemic;

Tkivo (histotoksično);

Miješano.

Lokalno (regionalno):

Circulatory;

Tkivo (histotoksično);

Miješano.

Normobarična hipoksija se razvija pri normalnom atmosferskom pritisku:

Zatvoren ili slabo provetreni prostor;

Hipoventilacija tokom mehaničke ventilacije.

Kriterijumi za egzogenu hipoksiju:

Smanjenje Hb O 2 (arterijska krv) – arterijska hipoksemija;

Smanjenje CO2 ra (hipokapnija) – uz hipobaričnu hipoksiju;

Povećan CO 2 (hiperkapnija) u skučenom prostoru.

Mehanizam hitne adaptacije tijela na hipoksiju. Akutna hipoksija:

Tjelesni budžetski sistemi kiseonika;

Sistem spoljašnjeg disanja: povećan volumen alveolarne aertilacije, povećana učestalost i dubina disanja;

CVS: povećanje MOS (povećanje udarnog volumena i broja kontrakcija), centralizacija cirkulacije krvi (povećan protok krvi u vitalnim organima).

Crveni krvni sistem: povećanje kapaciteta kiseonika u krvi (BOC) zbog preraspodjele krvi i povećane disocijacije oksihemoglobina u tkivima.

Tkivno disanje: povećanje efikasnosti biološke oksidacije - aktivacija enzima tkivnog disanja, stimulacija glikolize, povećanje sprege oksidacije i fosforilacije.

Hronična hipoksija: budžetski sistemi za kiseonik u telu, efekti, mehanizmi delovanja:

Sistem spoljašnjeg disanja: povećan stepen oksigenacije krvi u plućima - hipertrofija respiratornih mišića, plućna hipertrofija.

CVS: povećan MOS zbog hipertrofije miokarda, povećan broj mitohondrija u kardiomiocitima, povećana stopa interakcije između aktina i miozina, povećan broj kapilara, povećana aktivnost srčanih regulatornih sistema, arterijska hiperemija u funkcionalnim organima i tkivima.

Crveni krvni sistem: povećan kapacitet krvi za kiseonik zbog aktivacije eritropoeze, povećan 2,3-DPG u eritrocitima, povećana disocijacija oksihemoglobina u tkivima;

Tkivno disanje: povećanje efikasnosti biološke oksidacije - mitohondriogeneze, povećanje sprege oksidacije i fosforilacije, prelazak na optimalan nivo funkcionisanja, povećanje metaboličke efikasnosti.

Efekti dozirane hipoksije:

Smanjenje osjetljivosti tijela na jonizujuće zračenje;

Smanjenje toksičnih efekata citostatika;

Smanjenje nuspojave Rentgenski kontrastni agensi, glukokortikoidi;

Slabljenje efekata halucinogena i konvulzanata.

Doziranje hipoksije tokom trudnoće:

Korekcija feto-placentalne insuficijencije;

Prevencija hipotrofije fetusa;

Ubrzanje sazrevanja plodova:

Povećanje površine i težine posteljice, kapacitet njene kapilarne mreže;

Povećanje volumetrijske brzine uteroplacentarnog krvotoka;

Ubrzanje sazrijevanja enzimskih sistema jetre;

Brza zamjena HbF i HbA.

Endogena

Respiratorna hipoksija – poremećena ventilacija, difuzija, perfuzija – respiratorna insuficijencija.

Kriterijumi za respiratornu hipoksiju: ​​arterijska hipoksemija, normalni nivoi CO2 ili hiperkapnija.

Cirkulatorna hipoksija:

Zatajenje srca - smanjenje brzine protoka krvi, povećanje vremena kontakta krvi s okolnim tkivima, pacijent ima vensku hipoksemiju, kao i povećanje arteriovenske razlike kisika;

Vaskularna insuficijencija - smanjenje brzine protoka krvi, povećanje vremena kontakta krvi s okolnim tkivima, pacijent ima vensku hipoksemiju, kao i povećanje arteriovenske razlike kisika;

Kardiovaskularna insuficijencija.

Hemička hipoksija - razvija se u pozadini poremećenog stvaranja krvi, zbog povećanog razaranja krvi, gubitka krvi, anemije. A i kada se formiraju patološki oblici hemoglobina koji ne vežu ili slabo vezuju kiseonik, tj. poremećaj transporta kiseonika hemoglobinom.

Vrste hemoglobina kod odrasle osobe:

HbA – alfa2 i beta 2 lanci – glavni hemoglobin odrasle osobe;

HbA2 – alfa 2, gama 2

HbH je homotetramer nastao inhibicijom sinteze alfa lanca. Transport O2 nije efikasan.

HbM je grupa abnormalnih hemoglobina u kojoj je zamijenjena 1 aminokiselina, što doprinosi.

Hb Bart, homotetramer pronađen u ranom embrionu i kod alfa talasemije, nije efikasan kao O2 transporter;

MetHb – methemoglobin, sadrži Fe3+ u hemu; ne podnosi O2. Nastaje prilikom trovanja jakim oksidantima i kod nekih nasljednih bolesti;

HbCO – karboksihemoglobin.

Kriterijumi za hemičku hipoksiju. Jedan gram čistog hemoglobina može vezati 1,39 ml O2. Ovaj kapacitet kiseonika zavisi od količine i kvaliteta hemoglobina. Kada se količina hemoglobina ili njegov oblik smanji, KEK se smanjuje. Norma je 19-21. Kompenzacija zbog netaknutih sistema: otežano disanje, ubrzan rad srca, pojačano disanje tkiva.

Histotoksična hipoksija nastaje kada se blokiraju različiti dijelovi biološke oksidacije. To mogu biti tkivni respiratorni enzimi, koje inhibiraju barbiturati, aktinomicin A i cijanidi. Hipoksija tkiva nastaje kada su enzimi TCA ciklusa inhibirani (sulfidi, alkohol, arseniti, sulfonamidni lijekovi, malonat, nedostatci vitamina).

Kada je tkivno disanje depresivno, nivo venskog kiseonika se povećava, a arteriovenska razlika kiseonika se smanjuje.

Moguće odvajanje oksidativne fosforilacije: 2,4-dinitrofenol, dikumarini, gramicidin, tiroksin, adrenalin, FFA, višak Ca2+, H+, mikrobni toksini, produkti peroksidacije lipida. Venska hipoksemija.

Etiologija i patogeneza mješovite hipoksije

U slučaju trovanja ugljen monoksid. Veže se za hemoglobin - hemička hipoksija, blok citokrom oksidaze - hipoksija tkiva. Kompenzacija zbog disanja i funkcije srca. Veoma teška hipoksija.

Trovanje nitritima (đubrivima) – stvaranje methemoglobina – hemička hipoksemija. Razdvajanje oksidativne fosforilacije – tkivna hipoksija.

Trovanje barbituratima: imaju centralno dejstvo, depresiraju respiratorni centar - respiratorna hipoksija; inhibicija vazomotornog centra - cirkulatorna hipoksija; inhibicija enzima tkivnog disanja – hipoksija tkiva. Ostao je samo jedan kompenzacijski sistem.

Zatajenje srca lijeve komore. Kod zatajenja srca oba tkiva dovode do razvoja cirkulatorna hipoksija.

Akutni gubitak krvi je također praćen razvojem hipoksije, smanjenje BEC dovodi do razvoja hemičke hipoksije, a smanjenje BCC-a i poremećena hemodinamika dovode do cirkulatorne hipoksije.

Hipoksija-hipoksija – šok, jer Moguća su sva 4 oblika hipoksije. U šoku, hemodinamika je poremećena (cirkulatorna hipoksija); smanjenje volumena krvi (hemička hipoksija);

Razvoj "šok pluća" - respiratorna hipoksija; smanjena aktivnost tkivnog disanja – hipoksija tkiva.

Mehanizam metaboličkih poremećaja

Tokom hipoksije, metabolizam je poremećen. Tokom hipoksije stvara se nedostatak makroerga i višak ADP i AMP. U anaerobnim uvjetima (gladovanje supstratom) aktivira se glikoliza koja proizvodi malo ATP-a i zahtijeva supstrate za održavanje života, pa se aktivira glukoneogeneza (stvaranje glukoze iz organskih supstanci) i razvija se negativna ravnoteža dušika i hiperazotemija, kao i hiperketonemija. . Krajnji proizvod glikolize je mliječna kiselina, koja normalno sagorijeva u TCA ciklusu ili ide u sintezu glikogena. Ali TCA ciklus ne funkcioniše u anaerobnim uslovima i metabolizam ili sinteza laktata su poremećeni. Kao rezultat azotnog otpada, ketonskih tijela, pacijent ima intoksikaciju i metaboličku acidozu, što potiče oticanje i degeneraciju mitohondrija, što u još većoj mjeri pogoršava energetski poremećaj, povećanje intracelularnog kalija, metabolička acidoza doprinosi vakuolizaciji lizozomske membrane i oštećenje stanica na kraju. Metabolički poremećaji uzrokuju promjene u disfunkciji organa i sistema:

Najviši nervna aktivnost:

Smanjena kritika;

Osjećaj nelagode;

Diskoordinacija pokreta;

Kršenje logike razmišljanja;

Poremećaji svijesti;

"Bulbarni poremećaji";

Cirkulatorni sistem:

Odbij minutni volumen srca;

koronarna insuficijencija;

• Hipertenzivne reakcije;

  Poremećaji mikrocirkulacije;

Spoljno disanje:

Kršenje ventilacije, difuzije, perfuzije;

Akutna respiratorna insuficijencija;

Probavni sustav:

Poremećaj apetita;

Smanjenje sekretornih i motorička funkcijaželudac i crijeva;

Čirevi, erozije sluznice;

Akutno zatajenje bubrega;

Akutno zatajenje jetre.

Principi terapije hipoksije

Za aterijalnu hipoksemiju do 90 i ispod, indikovana je oksigenacija

Davanje kiseonika pri HbO2 manje od 90%

Normobaric;

Hiperbarična oksigenacija;

Uticaj na O2 transportne sisteme do tkiva;

Antihipoksanti koji poboljšavaju transport O2:

Povećava KEK - O2 transportere;

Promjena afiniteta hemoglobina za O2: stimulatori sinteze 2,3-DPG, ficinska kiselina, B6.

Antihipoksanti koji čuvaju energiju u ćelijama tokom nedostatka O2:

Glukoza + inzulin + K+;

Nikotinamid je izvor NAD;

Jantarna kiselina je induktor NAD oksidacije;

Natrijum hidroksibutirat – redukcija fumarata u sukcinat – ATP;

Aktivatori glikolize (gutimin) i glukoneogeneze (GCS).

Umjetni nosači elektrona:

citokrom C;

benzokinoni;

Antioksidansi.

Hipoksija(predavanje br. XIV).

1. Klasifikacija i karakteristike pojedinih tipova hipoksije.

2. Adaptivne i kompenzatorne reakcije tokom hipoksije.

3. Dijagnoza, terapija i prevencija hipoksije.

Hipoksija(hipoksija) - kršenje oksidativnih procesa u tkivima koje nastaje kada nema dovoljno opskrbe kisikom ili kršenja njegovog korištenja u procesu biološke oksidacije (nedostatak kisika, gladovanje).

U zavisnosti od etiološki faktor, brzina porasta i trajanje hipoksičnog stanja, stepen hipoksije, reaktivnost organizma itd. Manifestacija hipoksije može značajno varirati. Promjene koje se javljaju u tijelu su kombinacija:

1) neposredne posljedice uticaj hipoksičnog faktora,

2) sekundarni prekršaji,

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

Klasifikacija glavnih tipova hipoksije (1979):

1. hipoksičan

2. respiratorni

3. krv

4. cirkulatorni

5. tkanina

6. hiperbarični

7. hiperoksična

8. opterećenje hipoksije

9. mješovita - kombinacija različitih vrsta hipoksije.

Klasifikacija hipoksije prema težini:

1) skriveno (otkriveno samo tokom učitavanja),

2) kompenzirano - nema hipoksije tkiva u mirovanju zbog napetosti sistema za isporuku kiseonika,

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

4) nekompenzirani - izraženi poremećaji metaboličkih procesa sa simptomima trovanja,

5) terminal - nepovratan.

Klasifikacija po tokovima: prema stopi razvoja i trajanju kursa:

a) munjevito - u roku od nekoliko desetina sekundi,

b) akutna - nekoliko minuta ili desetina minuta (akutna srčana insuficijencija),

c) subakutni - nekoliko sati,

d) hronični - sedmice, mjeseci, godine.

Hipoksična hipoksija- egzogeni tip se razvija sa smanjenjem barometarskog pritiska od O 2 (visina i planinska bolest) ili sa smanjenjem parcijalnog pritiska O 2 u udahnutom vazduhu. Istovremeno se razvija hipoksemija(pO 2 u arterijskoj krvi, zasićenost hemoglobina (Hb) kiseonikom (O 2) i njegov ukupni sadržaj u krvi se smanjuje. Negativan efekat ima i hipokapnija, koji se razvija u vezi s kompenzatornom hiperventilacijom pluća. Hipokapnija dovodi do pogoršanja opskrbe krvlju mozga i srca, alkaloze, poremećaja ravnoteže elektrolita u unutrašnjem okruženju tijela i povećane potrošnje O2 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 O 2 otežana, opstrukcije dišnih puteva ili poremećaja centralne regulacije disanja.

Minutni volumen ventilacije se smanjuje, parcijalni tlak O 2 u alveolarnom zraku i napetost O 2 u krvi se smanjuje, a hipoksiji se dodaje hiperkapnija.

Hipoksija krvi(hemični tip) nastaje kao posljedica smanjenja kapaciteta krvi za kiseonik sa anemijom, hidremijom i poremećenom sposobnošću Hb da se veže, transportuje i oslobađa O2 u tkiva, kod trovanja CO, sa stvaranjem methemoglobina (MetHb) i neke abnormalnosti Hb. Hemičku hipoksiju karakterizira kombinacija normalne napetosti O 2 u arterijskoj krvi sa smanjenim sadržajem u teškim slučajevima na 4-5 vol%. Kada se formiraju karboksihemoglobin (COHb) i MetHb, zasićenje preostalog Hb i disocijacija oksiHb u tkivima mogu biti otežani i stoga se tenzija O 2 u tkivima i venskoj krvi značajno smanjuje dok se arteriovenska razlika u kisiku 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 kreveta zbog refleksnih i centrogenih poremećaja vazomotorne regulacije insuficijencije glukokortikoidi, uz povećanu viskoznost krvi i prisustvo drugih faktora koji ometaju normalno kretanje krvi kroz kapilarnu mrežu. Plinski sastav krvi karakterizira normalna napetost i sadržaj O 2 u arterijskoj krvi, njihovo smanjenje u venskoj krvi i visoka arteriovensko-venska razlika u O 2.

Hipoksija tkiva(histotoksično) nastaje zbog narušavanja sposobnosti tkiva da apsorbuju O2 iz krvi ili zbog smanjenja efikasnosti biološke oksidacije zbog naglog smanjenja sprege oksidacije i fosforilacije zbog inhibicije biološke oksidacije od strane različiti inhibitori, poremećaj sinteze enzima ili oštećenje struktura stanične membrane, na primjer, trovanje cijanidi, teški metali, barbiturati. U ovom slučaju napetost, zasićenost i sadržaj O 2 u arterijskoj krvi do određene tačke mogu biti normalni, ali u venskoj krvi značajno prelaze normalne vrijednosti. Smanjenje arteriovenske razlike u O 2 karakteristično je za oštećeno tkivno disanje.

Hiperbarična hipoksija(kada se tretira 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 pCO 2, uzrokujući širenje krvnih žila u mozgu. Hiperkapnija dovodi do povećanja minutnog respiratornog volumena i hiperventilacije. Kao rezultat, pCO 2 u arterijskoj krvi opada, moždane žile se sužavaju i pO 2 u moždanom tkivu se smanjuje. Početni toksični učinak O 2 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 visokoenergetskih fosfatnih spojeva i stvaranje slobodnih radikala.

Hiperoksična hipoksija(u avijaciji, tokom terapije kiseonikom) - mogu postojati 2 oblika trovanja kiseonikom - plućno i konvulzivno. Patogeneza plućni oblici su povezani s nestankom "potporne" funkcije inertnog plina, toksičnim djelovanjem O2 na endotel plućnih žila - povećanjem njihove permeabilnosti, ispiranjem surfaktanta, kolapsom alveola i razvojem atelektaze i plućni edem. Konvulzivno oblik je povezan sa oštrom ekscitacijom svih dijelova centralnog nervnog sistema, posebno moždanog stabla + poremećaj disanja tkiva.

Mješoviti tip hipoksije- opaža se vrlo često i predstavlja kombinaciju 2 ili više glavnih tipova hipoksije. Često sam hipoksični faktor utiče na nekoliko delova fizioloških sistema transporta i korišćenja O2. Ugljen monoksid aktivno reaguje sa 2 valentno gvožđe Hb, u povišenim koncentracijama, ima direktan toksični efekat na ćelije inhibicijom citokroma enzimskog sistema; Barbiturati potiskuju oksidativne procese u tkivima i istovremeno inhibiraju DC, uzrokujući hipoventilaciju.

Metaboličke promjene javlja se prije svega u metabolizmu ugljikohidrata i energije. U svim slučajevima hipoksije primarni pomak je nedostatak macroergs. Intenziviranje glikoliza, Ovo dovodi do pad sadržaja glikogena, povećanje 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: povećana permeabilnost ćelijske membrane → narušavanje jonske ravnoteže → oticanje mitohondrija → stimulacija glikolize → smanjenje glikogena → supresija sinteze i povećana razgradnja proteina → destrukcija mitohondrija → ergastopularna meška stanica, intracelularni apparatus → masna razgradnja ćelijske destrukcije membrane lizozoma → izlaz hidrolitičkih enzima - autoliza i potpuna razgradnja ćelije.

Adaptivne i kompenzacijske reakcije.

Kada se izlože faktorima koji uzrokuju hipoksiju, odmah se aktiviraju reakcije u cilju očuvanja homeostaza. Postoje reakcije usmjerene na prilagođavanje relativno kratkotrajno akutna hipoksija (nastaje odmah) i reakcije koje omogućavaju adaptaciju 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 hipokapnija, što 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 krvnih depoa, povećanjem venskog priliva, moždanim i minutnim OS, 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 koštana srž i aktivacija eritropoeze zbog povećanog stvaranja eritropoetskih faktora. Od velikog značaja su svojstva Hb da veže skoro normalne količine O 2 čak i uz značajno smanjenje parcijalnog pritiska O 2 u alveolarnom vazduhu i u krvi plućnih kapilara. Istovremeno, Hb je sposoban da oslobodi veću količinu O 2 čak i uz umereno smanjenje pO 2 u tkivnoj tečnosti. Acidoza podstiče povećanu disocijaciju O 2 Hb.

Mehanizmi adaptacije tkiva- ograničenje funkcionalne aktivnosti organa i tkiva koji nisu direktno uključeni u osiguravanje transporta O 2, povećanje sprege oksidacije i fosforilacije, pojačavanje anaerobne sinteze ATP-a zbog 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 zasniva na znacima oštećenja mozga i dinamici neuroloških poremećaja, podacima hemodinamskih studija (krvni pritisak, EKG, minutni volumen), izmjeni plinova, određivanju O 2 u udahnutom zraku, sadržaju plinova u alveolama, difuziji plinova kroz alveolarna membrana; određivanje transporta O 2 krvlju; određivanje pO 2 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.

Zbog činjenice da u kliničku praksu Obično se nalaze mješoviti oblici hipoksije čije liječenje treba biti sveobuhvatno i povezano s uzrokom hipoksije u svakom konkretnom slučaju.

U svim slučajevima hipoksije - respiratorne, krvne, cirkulacijske, univerzalna je tehnika hiperbarična terapija kiseonikom. Potrebno je razbiti začarane krugove u ishemiji i srčanoj insuficijenciji. Dakle, pri pritisku od 3 atmosfere dovoljna količina O 2 (6 zapreminskih %) se otapa u plazmi čak i bez učešća eritrocita; u nekim slučajevima je potrebno dodati 3-7% CO 2 za stimulaciju DC, proširenje krvnih žila u mozgu i srcu, sprečavanje hipokapnije.

Za cirkulatornu hipoksiju propisuju se lijekovi za srce i hipertenziju i transfuzije krvi.

Za hemički tip:

● transfuzirati krv ili eritromasu, stimulirati hematopoezu, koristiti umjetne O 2 nosače - supstrate perfougljikohidrati (perftoran- "plava krv"),

● uklanjanje metaboličkih produkata - hemosorpcija, plazmaforeza,

● suzbijanje osmotskog edema - rastvori sa osmotskim supstancama,

● za ishemiju - antioksidansi, stabilizatori membrane, steroidni hormoni,

● uvođenje supstrata koji zamjenjuju funkciju citokroma - metilensko plavo, vitamin C,

● povećanje opskrbe tkiva energijom - glukoze.

Izgladnjivanje tkiva kiseonikom (hipoksija) je stanje koje se javlja u ljudskom ili životinjskom telu kao rezultat poremećaja isporuke kiseonika u tkiva i njegovog korišćenja u njima.

Nedovoljna isporuka kiseonika u tkiva može biti uzrokovana bolestima disajnih organa, cirkulacijskog sistema, krvnog sistema ili smanjenjem parcijalnog pritiska kiseonika u udahnutom vazduhu. Oštećena upotreba kiseonika u tkivima obično zavisi od nedostatka respiratornih enzima ili usporavanja difuzije kiseonika kroz ćelijske membrane.

Klasifikacija tipova hipoksije

Ovisno o uzrocima hipoksije, uobičajeno je razlikovati dvije vrste nedostatka kisika:

• 1) kao rezultat smanjenja parcijalnog pritiska kiseonika u udahnutom vazduhu i
• 2) tokom patoloških procesa u organizmu.

Nedostatak kisika u patološkim procesima, pak, dijeli se na sljedeće vrste:

• 1) respiratorni (plućni);
• 2) kardiovaskularni (cirkulacijski);
• 3) krv,
• 4) tkanina;
• 5) mješoviti.

Respiratorni tip nedostatka kiseonika javlja se kod bolesti pluća (dušnik, bronhi, pleura) i poremećaja funkcije respiratornog centra (kod nekih trovanja, infektivnih procesa, hipoksija produžene moždine itd.).

Kardiovaskularni tip hipoksije javlja se kod bolesti srca i krvni sudovi a uzrokovan je uglavnom smanjenjem minutnog volumena srca i usporavanjem protoka krvi. U slučaju vaskularne insuficijencije (šok, kolaps), uzrok nedovoljne isporuke kisika u tkiva je smanjenje mase cirkulirajuće krvi.

Hipoksija krvne grupe javlja se nakon akutnog i kroničnog krvarenja, uz pernicioznu anemiju, hlorozu, trovanje ugljičnim monoksidom, odnosno smanjenjem količine hemoglobina, ili njegovom inaktivacijom (formiranje karboksihemoglobina, methemoglobina).

Hipoksija tipa tkiva nastaje u slučaju trovanja određenim otrovima, na primjer spojevima cijanovodonične kiseline, kada su redoks procesi u svim stanicama poremećeni. Nedostaci vitamina i neke vrste hormonalnih nedostataka također mogu dovesti do sličnih stanja.

Mješoviti tip hipoksije karakterizira istovremena disfunkcija dva ili tri organska sistema koji obezbjeđuju opskrbu tkiva kisikom. Na primjer, kada traumatski šok istovremeno sa smanjenjem mase cirkulirajuće krvi (kardiovaskularni tip hipoksije), disanje postaje učestalo i plitko ( respiratornog tipa hipoksija), usled čega je poremećena razmena gasova u alveolama.Ako tokom šoka uz povredu dođe do gubitka krvi, javlja se krvna grupa hipoksije.

U slučaju intoksikacije i trovanja hemijskim agensima moguća je istovremena pojava plućnog, kardiovaskularnog i tkivnog oblika hipoksije. Kršenja plućna cirkulacija kod bolesti lijevog srca mogu dovesti i do smanjenja apsorpcije kisika u plućima i do poremećaja transporta kisika u krvi i njegovog oslobađanja u tkiva.

Hipoksija zbog smanjenja parcijalnog pritiska kiseonika u udahnutom vazduhu javlja se uglavnom pri dizanju na visinu gdje je atmosfera razrijeđena i parcijalni tlak kisika u udahnutom zraku smanjen, ili u posebnim tlačnim komorama sa kontroliranim tlakom.

Nedostatak kiseonika može biti akutan ili hroničan.

Akutna hipoksija javlja se izuzetno brzo i može biti uzrokovano udisanjem fiziološki inertnih plinova poput dušika, metana i helijuma. Eksperimentalne životinje koje udišu ove plinove umiru u roku od 45-90 sekundi osim ako se ne obnovi opskrba kisikom.

At akutna hipoksija Javljaju se simptomi kao što su otežano disanje, tahikardija, glavobolja, mučnina, povraćanje, mentalni poremećaji, poremećena koordinacija pokreta, cijanoza, a ponekad i poremećaji vida i sluha.

Od svega funkcionalni sistemi Na efekte akutne hipoksije najosjetljiviji su centralni nervni sistem, respiratorni i cirkulatorni sistem.

Hronična hipoksija javlja se kod bolesti krvi, srca i respiratorna insuficijencija, nakon dužeg boravka visoko u planinama ili pod uticajem ponovljenog izlaganja uslovima nedovoljnog snabdevanja kiseonikom. Simptomi kronične hipoksije u određenoj mjeri podsjećaju na umor, psihički i fizički. Kratkoća daha pri obavljanju fizičkog rada na velikoj nadmorskoj visini može se javiti čak i kod ljudi aklimatizovanih na visinu. Sposobnost obavljanja fizičkog rada je smanjena. Uočavaju se respiratorni i cirkulatorni poremećaji, glavobolja i razdražljivost. Patološke (degenerativne) promjene u tkivima mogu nastati kao posljedica dugotrajnog gladovanja kisikom, što također pogoršava tok kronične hipoksije.

Kompenzacijski mehanizmi za hipoksiju

Adaptivni fenomeni tokom hipoksije provode se zbog refleksnog povećanja disanja, cirkulacije krvi, kao i povećanjem transporta kisika i promjenama u tkivnom disanju.

Respiratorni kompenzacijski mehanizmi :

• a) povećanje plućne ventilacije (nastaje refleksno zbog stimulacije hemoreceptora krvnih sudova nedostatkom kiseonika);
• b) povećanje respiratorne površine pluća, nastaje zbog ventilacije dodatnih alveola uz produbljivanje i pojačane respiratorne pokrete (kratkoća daha).

Hemodinamski kompenzacijski mehanizmi . Oni također nastaju refleksno iz vaskularnih hemoreceptora. To uključuje:

• a) povećanje minutnog volumena srca zbog povećanja udarnog volumena i tahikardije;
• b) povećanje tonusa krvnih sudova i ubrzanje protoka krvi, što dovodi do blagog smanjenja arteriovenske razlike u kiseoniku, odnosno smanjuje se količina koja se daje tkivima u kapilarama; međutim, povećanje minutnog volumena u potpunosti nadoknađuje nepovoljne uslove za isporuku kiseonika u tkiva;
• c) preraspodjela krvi u krvnim žilama za vrijeme pojave hipoksije pomaže u povećanju dotoka krvi u mozak i druge vitalne organe smanjujući dotok krvi u poprečno-prugaste mišiće, kožu i druge organe.

Hematogeni kompenzacijski mehanizmi :

• a) eritrocitoza - povećanje sadržaja crvenih krvnih zrnaca u periferna krv zbog njihove mobilizacije iz depoa (relativna eritrocitoza u početne faze razvoj hipoksije) ili povećana hematopoeza (apsolutna eritrocitoza) tokom hronične hipoksije;
• b) sposobnost hemoglobina da veže skoro normalnu količinu kiseonika čak i uz značajno smanjenje njegove napetosti u krvi. Zaista, pri parcijalnom pritisku kiseonika od 100 mm Hg. sg. oksihemoglobin u arterijskoj krvi je 95-97%, pri pritisku od 80 mm Hg. Art. hemoglobin arterijske krvi je zasićen za 90%, a pri pritisku od 50 mm za skoro 80%. Samo daljnje smanjenje napetosti kisika popraćeno je naglim smanjenjem zasićenja hemoglobina u krvi;
• c) do povećanja disocijacije oksihemoglobina na kisik i hemoglobina tijekom kisikovog gladovanja dolazi zbog ulaska kiselih metaboličkih produkata u krv i povećanja sadržaja ugljičnog dioksida.

Tkivni kompenzacijski mehanizmi :

• a) tkiva aktivnije apsorbuju kiseonik iz krvi koja im teče;
• b) u tkivima dolazi do restrukturiranja metabolizma, čiji je izraz prevlast anaerobne razgradnje.

Tokom gladovanja kiseonikom, najdinamičniji i najefikasniji mehanizmi prilagođavanja dolaze u igru: respiratorna, hemodinamska i relativna eritrocitoza, koje nastaju refleksno. Nešto kasnije se povećava funkcija koštane srži, što rezultira istinskim povećanjem broja crvenih krvnih zrnaca.

Funkcionalni poremećaji u organizmu tokom hipoksije

Hipoksija uzrokuje tipične disfunkcije i strukture različitih organa. Tkiva koja su neosjetljiva na hipoksiju mogu zadržati dugo vrijeme vitalna aktivnost čak i uz naglo smanjenje opskrbe kisikom, na primjer kosti, hrskavice, vezivno tkivo, prugasti mišići.

Nervni sistem . Centralni nervni sistem je najosjetljiviji na hipoksiju, ali nisu svi njegovi dijelovi jednako pogođeni gladovanjem kiseonikom. Filogenetske mlade formacije (moždani korteks) su osjetljivije, drevnije formacije (moždano stablo, oblongata medulla i kičmena moždina). Sa potpunim prestankom opskrbe kisikom, žarišta nekroze se pojavljuju u moždanoj kori i malom mozgu u roku od 2,5-3 minute, a u produženoj moždini, čak i nakon 10-15 minuta, umiru samo pojedinačne stanice. Indikatori nedostatka kiseonika u mozgu su prvo uzbuđenje (euforija), zatim inhibicija, pospanost, glavobolja, gubitak koordinacije i motorička funkcija(ataksija).

Breath . Uz nagli stupanj nedostatka kisika, disanje je poremećeno - postaje učestalo, površno, sa simptomima hipoventilacije. Može doći do periodičnog Cheyne-Stokesovog disanja.

Cirkulacija . Akutna hipoksija uzrokuje povećanje broja otkucaja srca (tahikardiju), sistolički tlak ili ostaje nepromijenjen ili se postepeno smanjuje, a pulsni tlak se ne mijenja ili raste. Minutni volumen krvi se također povećava.

Koronarni protok krvi, kada se količina kisika smanji na 8-9%, značajno se povećava, što nastaje, očigledno, kao rezultat proširenja koronarnih žila i povećanog venskog odljeva zbog povećanja intenziteta srčanih kontrakcija.

Metabolizam . Bazalni metabolizam se u početku povećava, a zatim, s teškom hipoksemijom, smanjuje. Smanjuje se i respiratorni kvocijent. Dolazi do povećanja rezidualnog, a posebno aminskog dušika u krvi kao rezultat poremećaja deaminacije aminokiselina. Oksidacija masti i izlučivanje intermedijarnih produkata metabolizma masti (aceton, acetoacetatna kiselina i beta-hidroksimaslačna kiselina) u urinu su također poremećeni. Sadržaj glikogena u jetri se smanjuje, glikogenoliza se povećava, ali se resinteza glikogena smanjuje, kao rezultat, povećanje mliječne kiseline u tkivima i krvi dovodi do acidoze.

1. Klasifikacija i karakteristike pojedinih tipova hipoksije.
2. Adaptivne i kompenzatorne reakcije tokom hipoksije.
3. Dijagnoza, terapija i prevencija hipoksije.

Hipoksija (hipoksija) je kršenje oksidativnih procesa u tkivima koje nastaje pri nedovoljnom opskrbi kisikom ili kršenju njegovog korištenja u procesu biološke oksidacije (nedostatak kisika, gladovanje).
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 izloženosti hipoksičnom faktoru,
2) sekundarni prekršaji,
3) razvoj kompenzacijskih i adaptivne reakcije. Ovi fenomeni su usko povezani i nisu uvijek jasno diferencirani.
Klasifikacija glavnih tipova hipoksije (1979):
1. hipoksičan
2. respiratorni
3. krv
4. cirkulatorni
5. tkanina
6. hiperbarični
7. hiperoksična
8. opterećenje hipoksije
9. mješovita - kombinacija različitih vrsta hipoksije.
Klasifikacija hipoksije prema težini:
1) skriveno (otkriveno samo tokom učitavanja),
2) kompenzirano - nema hipoksije tkiva u mirovanju zbog napetosti sistema za isporuku kiseonika,
3) teški - sa simptomima dekompenzacije (u mirovanju - nedostatak kiseonika u tkivima),
4) nekompenzirani - izraženi poremećaji metaboličkih procesa sa simptomima trovanja,
5) terminal - nepovratan.
Klasifikacija prema protoku: prema brzini razvoja i trajanju toka:
a) munjevito - u roku od nekoliko desetina sekundi,
b) akutna - nekoliko minuta ili desetina minuta (akutna srčana insuficijencija),
c) subakutni - nekoliko sati,
d) hronični - sedmice, mjeseci, godine.

Hipoksična hipoksija - egzogeni tip se razvija sa smanjenjem barometarskog pritiska O2 (visinska i planinska bolest) ili sa smanjenjem parcijalnog pritiska O2 u udahnutom vazduhu. U tom slučaju nastaje hipoksemija (pO2 u arterijskoj krvi, zasićenje hemoglobina (Hb) kisikom (O2) i njegov ukupni sadržaj u krvi se smanjuje. Hipokapnija koja se razvija u vezi s kompenzatornom hiperventilacijom pluća također ima negativan učinak Hipokapnija dovodi do pogoršanja opskrbe krvlju mozga i srca, alkaloze, poremećaja ravnoteže elektrolita u unutrašnjem okruženju tijela i povećane potrošnje O2 tkiva.
Respiratorni (plućni) tip hipoksije nastaje kao rezultat nedovoljne izmjene plinova u plućima zbog alveolarne hipoventilacije, poremećaja ventilacijsko-perfuzijskih odnosa ili kada je difuzija O2 otežana, opstrukcije prohodnosti respiratornog trakta ili poremećaji centralne regulacije disanja.
Minutni volumen ventilacije se smanjuje, parcijalni tlak O2 u alveolarnom zraku i tenzija O2 u krvi se smanjuju, a hipoksiji se dodaje hiperkapnija.
Hipoksija krvi (hemički tip) nastaje kao posljedica smanjenja kapaciteta krvi za kiseonik sa anemijom, hidremijom i poremećenom sposobnosti Hb da se veže, transportuje i oslobađa O2 u tkiva, kod trovanja CO, sa stvaranjem methemoglobina (MetHb). ) i neke abnormalnosti Hb. Hemičku hipoksiju karakteriše kombinacija normalne tenzije O2 u arterijskoj krvi sa smanjenim sadržajem u težim slučajevima na 4-5 vol%. Kada se formiraju karboksihemoglobin (COHb) i MetHb, zasićenje preostalog Hb i disocijacija oksiHb u tkivima mogu biti otežani i stoga se tenzija O2 u tkivima i venskoj krvi značajno smanjuje dok se arteriovenska razlika u kisiku 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 vaskularnog porijekla nastaje prekomjernim povećanjem kapaciteta vaskularnog korita zbog refleksnih i centrogenih poremećaja vazomotorne regulacije glukokortikoidne insuficijencije, uz povećanje viskoziteta krvi i prisutnost drugih faktora koji ometaju normalno kretanje krvi kroz kapilarna mreža. Plinoviti sastav krvi karakterizira normalna napetost i sadržaj O2 u arterijskoj krvi, njihovo smanjenje u venskoj krvi i visoka arteriovenska razlika u O2.
Hipoksija tkiva (histotoksična) nastaje zbog poremećene sposobnosti tkiva da apsorbuju O2 iz krvi ili zbog smanjenja efikasnosti biološke oksidacije zbog naglog smanjenja sprege oksidacije i fosforilacije zbog inhibicije biološke oksidacije raznim inhibitorima. , poremećaj sinteze enzima ili oštećenje struktura stanične membrane, na primjer, trovanje cijanidima, teškim metalima, barbituratima. U ovom slučaju napetost, zasićenost i sadržaj O2 u arterijskoj krvi do određene tačke mogu biti normalni, ali u venskoj krvi značajno prelaze normalne vrijednosti. Smanjenje arteriovenske razlike u O2 karakteristično je za oštećeno tkivno disanje.
Hiperbarična hipoksija (kada se liječi kisikom pod visok krvni pritisak). Istovremeno, 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 u mozgu. 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 O2 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 vazduhoplovstvu, tokom terapije kiseonikom) - mogu postojati 2 oblika trovanja kiseonikom - plućno i konvulzivno. Patogeneza plućne forme povezana je s nestankom "potporne" funkcije inertnog plina, toksičnim djelovanjem O2 na endotel plućnih žila - povećanjem njihove permeabilnosti, ispiranjem surfaktanta, kolapsom alveola i razvoj atelektaze i plućnog edema. Konvulzivni oblik je povezan sa oštrom ekscitacijom svih dijelova centralnog nervnog sistema, posebno moždanog stabla + poremećaj disanja tkiva.
Mješoviti tip hipoksije - opaža se vrlo često i predstavlja kombinaciju 2 ili više glavnih tipova hipoksije. Često sam hipoksični faktor utiče na nekoliko delova fizioloških sistema transporta i korišćenja O2. 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 se najprije javljaju u metabolizmu 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 metaboličke acidoze. 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: povećana permeabilnost ćelijske membrane → narušavanje jonske ravnoteže → oticanje mitohondrija → stimulacija glikolize → smanjenje glikogena → supresija sinteze i povećana razgradnja proteina → destrukcija mitohondrija → ergastopularna meška stanica, intracelularni apparatus → masna razgradnja ćelije destrukcija membrane lizozoma → izlaz hidrolitičkih enzima - autoliza i potpuni razgradnju 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.
Reakcija respiratornog sistema na hipoksiju 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.
Reakcije cirkulacijskog sistema izražavaju se povećanjem broja otkucaja srca, povećanjem mase cirkulirajuće krvi zbog pražnjenja depoa krvi, povećanjem venskog priliva, šokom i minutnim OS, 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 se manifestuju povećanjem kapaciteta krvi za kiseonik zbog pojačanog ispiranja crvenih krvnih zrnaca iz koštane srži i aktivacijom eritropoeze usled povećanog stvaranja eritropoetskih faktora. Od velikog značaja su svojstva Hb da veže skoro normalne količine O2 čak i uz značajno smanjenje parcijalnog pritiska O2 u alveolarnom vazduhu i u krvi plućnih kapilara. Istovremeno, Hb je sposoban da oslobodi veću količinu O2 čak i uz umereno smanjenje pO2 u tkivnoj tečnosti. Acidoza potiče povećanu disocijaciju O2Hb.
Mehanizmi adaptacije tkiva - ograničavaju funkcionalnu aktivnost organa i tkiva koji nisu direktno uključeni u osiguravanje transporta O2, povećavaju spregu oksidacije i fosforilacije, povećavaju anaerobnu sintezu ATP-a zbog aktivacije glikolize. Povećava se sinteza glukokortikoida, koji stabiliziraju membrane lizosoma i aktiviraju enzimske sisteme respiratornog lanca. Povećava se broj mitohondrija po jedinici ćelijske mase.

Dijagnostički principi.
Dijagnoza se postavlja na osnovu znakova oštećenja mozga i dinamike neuroloških poremećaja, podataka hemodinamskih studija (krvni pritisak, EKG, minutni volumen), razmjene plinova, određivanja O2 u udahnutom zraku, sadržaja plinova u alveolama, difuzije plinova kroz alveolarna membrana; određivanje transporta O2 u krvi; određivanje pO2 u krvi i tkivima, određivanje omjera kiselina bogatih kiselinama, puferskih svojstava krvi, biohemijski parametri(mliječna i pirogrožđana kiselina, šećer u krvi i urea).

Terapija i prevencija.
S obzirom na to da se mješoviti oblici hipoksije najčešće susreću u kliničkoj praksi, njeno liječenje treba biti sveobuhvatno i povezano s uzrokom hipoksije u svakom konkretnom slučaju.
U svim slučajevima hipoksije - respiratorne, krvne, cirkulatorne, univerzalna tehnika je hiperbarična oksigenacija. Potrebno je razbiti začarane krugove u ishemiji i srčanoj insuficijenciji. Dakle, pri pritisku od 3 atmosfere dovoljna količina O2 (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 sudove u mozgu i srcu i sprečavaju hipokapniju.
Za cirkulatornu hipoksiju propisuju se lijekovi za srce i hipertenziju i transfuzije krvi.
Za hemički tip:
● transfuzirati krv ili eritromasu, stimulirati hematopoezu, koristiti vještačke nosače O2 - perfougljikohidratne supstrate (perftoran - "plava krv"),
● uklanjanje metaboličkih produkata - hemosorpcija, plazmaforeza,
● suzbijanje osmotskog edema - rastvori sa osmotskim supstancama,
● za ishemiju - antioksidansi, stabilizatori membrane, steroidni hormoni,
● uvođenje supstrata koji zamjenjuju funkciju citokroma - metilensko plavo, vitamin C,
● povećanje snabdijevanja tkiva energijom – glukoze.

Na početku ovog pododjeljka dajemo neke oznake i standardne vrijednosti.

Egzogeni tip hipoksije.

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

Hipobarična hipoksija.

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

Uočljive abnormalnosti se obično uočavaju na Po približno 100 mm Hg. (što odgovara nadmorskoj visini od oko 3.500 m): na 50-55 mm Hg. (8000-8500 m) 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, poremećaja ravnoteže elektrolita i gas alkaloza.

Respiratorni (respiratorni) tip hipoksije.

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

Kardiovaskularni (cirkulacijski) tip hipoksije.

Bolest nastaje kada poremećaji cirkulacije dovode do nedovoljnog snabdijevanja organa i tkiva krvlju i, posljedično, do njihove nedovoljne opskrbe kisikom. Smanjenje količine krvi koja teče kroz kapilare u jedinici vremena može biti posljedica opće hipovolemije, tj. smanjenje volumena krvi u vaskularnom krevetu (s masivnim gubitkom krvi ili plazme, dehidracija) i disfunkcija srca i krvnih žila. Poremećaji srčane aktivnosti mogu biti posljedica oštećenja miokarda, preopterećenja srca i poremećaja ekstrakardijalne regulacije, što dovodi do smanjenja minutnog volumena srca. Cirkulatorna hipoksija vaskularnog porekla može biti povezana sa prekomernim povećanjem kapaciteta vaskularnog korita i deponovane frakcije krvi usled pareze vaskularnih zidova kao posledica egzo- i endogenih toksičnih uticaja, alergijske reakcije, disbalans elektrolita, nedostatak glukokortikoida. 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 sa nedovoljnim protokom krvi u odvojeno tijelo ili područje tkiva ili opstrukcija protoka krvi tokom ishemije, venske hiperemije.

Odabrani hemodinamski parametri u različitim slučajevima cirkulatorna hipoksija može uvelike 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 uobičajenog prekapilarnog ranžiranja, kada iz nje prođe značajan dio krvi arterijski sistem u venu, zaobilazeći metaboličke mikrožile, zbog čega više kisika ostaje u venskoj krvi, a stupanj venske hipoksemije ne odražava stvarnu težinu hipoksije u organima i tkivima lišenim kapilarnog krvotoka.

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

Krvna (hemička) vrsta hipoksije.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Na uslove oksigenacije i deoksigenacije Hb mogu nepovoljno uticati neke promene u fizičko-hemijskim svojstvima medijuma: pH, PCO3, koncentracije elektrolita i dr. Do pomeranja krivulje zasićenja Hb može doći i tokom hiperoksije kao posledica oštećenje glikolitičkog sistema u eritrocitima i promjena sadržaja 2,3-difosfoglicerata. Značajno pogoršanje prijenosa i oslobađanja krvi 0 2 također se javlja sa promjenama fizička svojstva eritrociti, njihova značajna agregacija i mulj.

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

Hipoksija tipa tkiva (ili primarnog tkiva).

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

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

Inhibicija enzima može se dogoditi na tri glavna načina:

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

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

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

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

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

Preopterećenje hipoksije (“stres hipoksija”).

Ova vrsta hipoksije nastaje kada je aktivnost bilo kog organa ili tkiva preintenzivna, kada su funkcionalne rezerve sistema za transport i korišćenje kiseonika i supstrata čak i bez prisustva patoloških promjena ispostavilo se da nije dovoljno da zadovolji naglo povećanu potražnju. Praktični značaj Ovaj oblik hipoksije uglavnom se primjenjuje kod velikih opterećenja mišićnih organa - skeletnih mišića i miokarda.

Kada postoji preveliko opterećenje srca, relativno koronarna insuficijencija, cirkulatorna hipoksija srca i sekundarna opća cirkulatorna hipoksija. U slučaju prekomjerne rad mišića Uz hipoksiju samih skeletnih mišića, nastaju kompetitivni odnosi u distribuciji krvotoka, što dovodi do ishemije drugih tkiva i razvoja raširene cirkulatorne hipoksije. Hipoksiju opterećenja karakteriše značajan „dug“ kiseonika, venska hipoksemija i hiperkapnija.

Tip supstrata hipoksije.

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

Mješoviti tip hipoksije.

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

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

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

U svim takvim slučajevima javljaju se hipoksična stanja mješovitog tipa: krv i tkivo, tkivo i disanje itd. Primjeri uključuju traumatski i druge vrste šoka, komatozna stanja različitog porekla 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 oštećenja iskorištavanja kisika i supstrata kao posljedica lokalnog oštećenja staničnih membrana i supresije enzimske aktivnosti uzrokovane bilo kojim patološki proces(na primjer upala). 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 otpor različitih organa i tkiva na hipoksiju nije isti i dosta snažno fluktuira. Neka tkiva (na primjer, kosti, hrskavica, tetive) su relativno neosjetljiva na hipoksiju i mogu održavati normalnu strukturu i održivost mnogo sati kada je opskrba kisikom potpuno prekinuta; prugasti mišići izdržavaju sličnu situaciju oko 2 sata; srčani mišić 20 - 30 min; bubrezi, jetra otprilike u istoj količini. Nervni sistem je najosjetljiviji na hipoksiju. Njegove različite sekcije odlikuju se i nejednakom osjetljivošću na hipoksiju, koja se smanjuje sljedećim redoslijedom: cerebralni korteks, mali mozak, talamus optički, hipokampus, produžena moždina, kičmena moždina, ganglije autonomnog nervnog sistema. Sa potpunim prestankom snabdevanja kiseonikom, znaci oštećenja u moždanoj kori otkrivaju se nakon 2,5-3 minuta, u produženoj moždini posle 10-15 minuta, u ganglijama simpatičkog nervnog sistema i neuronima crevnih pleksusa posle više od 1 sat Štaviše, što je veća funkcionalna aktivnost nervnih struktura, to su one osjetljivije na hipoksiju. Dakle, dijelovi mozga koji su u uzbuđenom stanju pate u većoj mjeri od neaktivnih.

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

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

Prema težini, hipoksična stanja se grade prema pojedinačnim kliničkim ili laboratorijskim znacima koji karakterišu poremećaje određenog fiziološkog sistema ili pomake 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, pojačanim moždanim udarom i minutni volumeni srca, povećanje mase cirkulirajuće krvi zbog pražnjenja depoa krvi, kao i preraspodjela krvotoka u cilju preovlađujuće opskrbe krvlju mozga, srca i napornih respiratornih mišića. 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- zavisna i Ca 2+ -zavisna ATPaza promoviše potpunije korištenje ATP-a. U tijelima uključenim u adaptivne reakcije, dolazi do selektivne aktivacije sinteze nukleinske kiseline i proteini.

Respiratornog sistema.

Kapacitet se povećava prsa a snaga respiratornih mišića povećava se broj alveola i ukupna respiratorna površina u plućima, povećava se i broj kapilara, a povećava se i 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. U naučnoj literaturi postoje dokazi o povećanju broja receptora na ćelijskim membranama i, shodno tome, povećanju osjetljivosti na medijatore. Kao rezultat gore navedenog adaptivnih mehanizama osigurana je bolja i ekonomičnija regulacija organa i njegova stabilnost čak i kod teške hipoksije.

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 za vrlo kratko vrijeme, sadržaj ATP se smanjuje. Aktivacija glikolize koja je posljedica ovih promjena dovodi do smanjenja sadržaja glikogena i povećanja koncentracije piruvata i laktata. Potonji proces je također olakšan sporim uključivanjem piruvata i laktata u daljnje transformacije u respiratornom lancu i teškoćama resinteze glikogena, koja se javlja uz potrošnju ATP-a. Višak mliječne i pirogrožđane kiseline dovodi do metaboličke acidoze.

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

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

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

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

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

Većina metaboličkih i strukturnih poremećaja su reverzibilni u određenoj mjeri. Međutim, 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 se već u ranim fazama hipoksije javljaju osjećaji nelagode, letargije, težine u glavi, tinitusa i glavobolje. U nekim slučajevima subjektivni osjećaji počinju euforijom, koja podsjeća na intoksikaciju alkoholom i praćena smanjenjem sposobnosti adekvatne procjene okoline i gubitkom samokritičnosti. Poteškoće se javljaju u izvođenju složenih logičkih operacija i donošenju ispravnih odluka. U budućnosti, sposobnost obavljanja sve jednostavnijih zadataka, sve do onih najosnovnijih, progresivno je narušena. Kako se hipoksija dalje produbljuje, bolni osjećaji se obično povećavaju, osjetljivost na bol otupljuje i dolazi do poremećaja u autonomnim funkcijama.

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

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

Poremećaji disanja.

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

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 patološke vrste disanje;
3. terminalna pauza u obliku privremenog prestanka disanja;
4. terminalno (agonalno) disanje;
5. potpuni prestanak disanja.

Poremećaji kardiovaskularnog sistema obično su u početku 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 se primjećuju EKG promjene i razvijaju se poremećaji srčanog ritma, uključujući atrijalnu i ventrikularnu fibrilaciju. Krvni pritisak u početku ima tendenciju porasta, a zatim progresivno opada kao rezultat smanjenja minutnog volumena srca i tonusa vaskularnog zida, sve dok se ne razvije kolaps.

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

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 da su barijere koje inače osiguravaju prirodnu imunološku toleranciju poremećene sa naknadnim oštećenjem odgovarajućih organa i tkiva (testisa, štitne žlijezde i sl.).

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 pri normalnom ili visokom tlaku, elektropulznu terapiju srčana disfunkcija, transfuzija krvi, farmakološka sredstva. U posljednje vrijeme su postali široko rasprostranjeni takozvani antioksidansi - agensi usmjereni na suzbijanje oksidacije membranskih lipida slobodnim radikalima, koja ima ulogu u značajnu ulogu kod hipoksičnog oštećenja 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?

Unutrašnje okruženje ljudi i viših životinja prirodno sadrži kiseonik, ugljen-dioksid, dušika i zanemarljive količine inertnih plinova. Fiziološki značajni su O 2 i CO 2 koji se nalaze u organizmu u rastvorenom i biohemijski vezanom stanju. Upravo ta dva gasa određuju gasnu homeostazu organizma. Sadržaj O 2 i CO 2 su najvažniji regulisani parametri gasnog sastava unutrašnje sredine.

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

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

16.1.1. Mehanizmi za regulaciju sastava gasa

16.1.1.1. Lokalni mehanizam

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

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

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

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

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

16.1.1.2. Opšti mehanizam za regulaciju sastava gasova u krvi

Strukturni temelji.

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

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

16.1.1.3. Regulacija minutnog volumena disanja

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

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

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

16.1.1.4. Regulacija CO 2

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

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

16.1.1.5. Uredba O 2

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

16.2. Patologija disanja

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

16.2.1. Poremećaji homeostaze gasova

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

16.2.1.4. Klasifikacija hipoksije

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

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

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

16.2.1.5. Akutna i kronična hipoksija

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

Potpuni nedostatak kisika - anoksija - javlja se u stanju gušenja, tzv. asfiksija. U pedijatriji je poznata asfiksija novorođenčeta. Uzrok je depresija respiratornog centra ili aspiracija plodove vode. U stomatologiji je asfiksija moguća u slučaju povreda i oboljenja maksilofacijalne predjele i može biti aspiracijske prirode (protok krvi, sluzi, povraćanja u respiratorno stablo), opstruktivne (začepljenje bronha, dušnika stranim tijelima, fragmentima kosti, zubi), dislokacija (pomicanje oštećenih tkiva).

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

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

16.2.1.6. Potpuno i nepotpuno gašenje moždane kore tokom akutne hipoksije

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

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

16.2.1.7. Hronična hipoksija

Kronična hipoksija nastaje kada je osoba dugo izložena niskom atmosferskom tlaku i, shodno tome, nedostatku potrošnje kisika, kada je poremećena respiratorna i kardiovaskularna aktivnost. Simptomi kronične hipoksije nastaju zbog niske stope biokemijskih i fizioloških procesa zbog poremećenog stvaranja makroerg ATP-a. Nedostatak ATP-a je u osnovi razvoja simptoma kronične hipoksije. U stomatologiji bi primjer bio razvoj parodontalne bolesti zbog mikroangiopatije.

16.2.1.8. Ćelijski mehanizmi patoloških efekata hipoksije

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

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

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

Hipoksija tkiva i oštećenje biomembrana (BM)

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

Glavni stadijumi oštećenja ćelija

1. Nedostatak ATP-a i akumulacija Ca 2+. Početni period hipoksija prvenstveno dovodi do oštećenja “energetskih mašina” ćelije – mitohondrija (MX). Smanjena dostupnost kiseonika dovodi do smanjene proizvodnje ATP-a u respiratornom lancu. Važna posljedica nedostatka ATP-a je nemogućnost takvog MX-a da akumulira Ca 2+ (ispumpava iz citoplazme)
2. Akumulacija Ca 2+ i aktivacija fosfolipaza. Ono što je bitno za naš problem je da Ca 2+ aktivira fosfolipaze, koje izazivaju hidrolizu fosfolipidnog sloja. Membrane su stalno izložene potencijalnim razlikama: od 70 mV na plazma membrani do 200 mV na MX. Samo vrlo izdržljiv izolator može izdržati takvu potencijalnu razliku. Fosfolipidni sloj biomembrana (BM) je prirodni izolator.
3. Aktivacija fosfolipaza - defekti u BM - električni kvar. Čak i mali defekti u takvom izolatoru će uzrokovati pojavu električnog sloma (brzo povećanje električne struje kroz membrane, što dovodi do njihovog mehaničkog uništenja). Fosfolipaze, uništavajući fosfolipide, uzrokuju takve defekte. Važno je da se BM može probiti strujni udar pod uticajem potencijala koji generiše sam BM ili električne struje primenjene izvana.
4. Električni slom je kršenje barijerne funkcije biomembrane. BM postaju propusni za jone. Za MX to je K+, kojeg ima u izobilju u citoplazmi. Za plazma membranu, to je natrijum u ekstracelularnom prostoru.

   Zaključak: joni kalija i natrijuma prelaze u MX ili ćeliju, što rezultira povećanjem osmotskog tlaka. Iza njih će „šikljati” mlazovi vode, što će dovesti do oticanja MX-a i oticanja ćelije. Takav natečeni MX ne može proizvesti ATP i ćelije umiru.

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

16.2.1.9. Homeostatski mehanizmi tokom hipoksije

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

1. Reakcija aparata za vanjsko disanje manifestira se u obliku kratkog daha. Dispneja je promjena ritma i dubine disanja tokom hipoksije. U zavisnosti od trajanja udisaja i izdisaja razlikuju se ekspiratorna i inspiratorna dispneja.

   Ekspiratorni - karakterizira produženje faze izdisaja zbog nedovoljne elastične čvrstoće plućnog tkiva. Normalno, aktivacija izdisaja dolazi zbog ovih sila. Kada se otpor protoku zraka poveća zbog spazma bronhiola, elastična sila pluća je nedovoljna i interkostalni mišići i dijafragma se uključuju.

   Inspiratorno - karakterizira produženje faze udisanja. Primjer bi bilo stenotično disanje zbog suženja lumena dušnika i gornjih disajnih puteva zbog edema larinksa, difterije i stranih tijela.

   Ali dopušteno je postaviti pitanje: da li je svaki nedostatak daha kompenzacijski? Podsjetimo da je jedan od pokazatelja efikasnosti disanja MOD. Formula za njegovu definiciju uključuje koncept “zapremina mrtvog prostora” (vidjeti 16.1.1.3.). Ako je kratkoća daha česta i površna (tahipneja), to će dovesti do smanjenja disajnog volumena uz zadržavanje volumena mrtvog prostora, a rezultat plitkog disanja bit će kretanje zraka poput klatna u mrtvom prostoru. U ovom slučaju tahipneja uopće nije kompenzacija. Takvim se može smatrati samo često i duboko disanje.

2. Drugi homeostatski mehanizam je povećanje transporta kiseonika, moguće povećanjem brzine protoka krvi, tj. bjelji od čestih i snažnih kontrakcija srca. Približno normalan srčani minutni volumen (MCV) jednak je udarnom volumenu pomnoženom sa pulsom, tj. MOS = 100 x 60 = 6 l. Za tahikardiju, MVR = 100 x 100 = 10 l. Ali u slučaju stalne hipoksije, koja dovodi do nedostatka energije, koliko dugo će ovaj kompenzacijski mehanizam moći raditi? Ne, uprkos prilično moćnom sistemu glikolize u miokardu.
3. Treći homeostatski mehanizam je pojačana eritropoeza, što dovodi do povećanja sadržaja Hb u krvi i povećanog transporta kisika. Kod akutne hipoksije (gubitak krvi) povećava se broj crvenih krvnih zrnaca zbog njihovog oslobađanja iz depoa. U slučaju hronične hipoksije (boravak u planini, dugotrajna oboljenja kardiovaskularnog sistema) povećava se koncentracija eritropoetina i povećava hematopoetska funkcija koštane srži. Stoga, penjači prolaze kroz period aklimatizacije prije osvajanja planinskih vrhova. N.N. Sirotinin se nakon stimulacije hematopoeze (sok od limuna + 200 g šećernog sirupa + askorbinska kiselina) „podignuo“ u tlačnoj komori na visinu od 9750 m.

   Još jedan zanimljiv primjer raznolikosti fenotipskih adaptacija organizma na nepovoljnim uslovima spoljašnje okruženje citira domaći naučnik Čiževski. Zanimalo ga je zašto planinske ovce imaju tako snažne (do 7 kg) rogove, koje je prilično teško nositi visoko u planinama. Ranije se pretpostavljalo da ovnovi koriste svoje rogove da apsorbuju udar tla prilikom preskakanja ponora. Chizhevsky je otkrio da se dodatni rezervoari za koštanu srž nalaze u rogovima ovnova.

4. Ako su svi prethodni homeostatski mehanizmi bili usmjereni na isporuku kisika, onda je posljednji, 4. mehanizam - na nivou tkiva, usmjeren direktno na eliminaciju nedostatka ATP-a. Uključivanje kompenzacijskih mehanizama (enzimi lipolize, glikolize, transaminacije, glukoneogeneze) u ovom slučaju je posljedica utjecaja višeg nivoa regulacije hematopoeze - endokrinog sistema. Hipoksija je nespecifični stresor na koji tijelo reagira stimulacijom SAS-a i stresnog odgovora hipotalamus-hipofizno-nadbubrežnog korteksa, koji uključuje dodatne puteve opskrbe energijom: lipolizu, glukoneogenezu.