1. Zatajenje disanja, njegovi oblici i uzroci.
2. Oblici kršenja alveolarne ventilacije. Hipoventilacija: uzroci i utjecaj na sastav plinova u krvi.
3. Alveolarna hiperventilacija, neujednačena alveolarna ventilacija. Uzroci nastanka i uticaj na sastav gasova u krvi.
4. Pojava respiratorne insuficijencije zbog poremećaja plućne mikrocirkulacije i ventilacijsko-perfuzijskih odnosa.
5. Pojava respiratorne insuficijencije pri promeni gasnog sastava udahnutog vazduha i difuzionog kapaciteta alveolarno-kapilarne barijere.
6. Uticaj poremećaja metaboličke funkcije pluća na hemodinamiku i sistem hemostaze. Uzroci i mehanizmi respiratornog distres sindroma.
7. Uloga poremećaja surfaktantnog sistema u plućnoj patologiji.
8. Kratkoća daha, njeni uzroci i mehanizmi.
9. Patogeneza promjena spoljašnje disanje u slučaju opstrukcije gornji dijelovi respiratornog trakta.
10. Patogeneza promjena vanjskog disanja u slučaju opstrukcije donjih respiratornih puteva i emfizema.
11. Patogeneza promjena u vanjskom disanju tokom pneumonije, plućnog edema i pleuralnih lezija.
12. Patogeneza promjena u vanjskom disanju kod srčane insuficijencije desne i lijeve komore.
13. Hipoksija: klasifikacija, uzroci i karakteristike. Asfiksija, uzroci, faze razvoja (predavanje, predavao A.D. Ado 1994, 354-357; predavao V.V. Novitsky, 2001, str. 528-533).
14. Utjecaj na tijelo povećanja i smanjenja barometarskog tlaka. Patološko disanje (studija A.D. Ado 1994, str. 31-32, str. 349-350; studija V.V. Novitsky, 2001, str. 46-48, str. 522-524) .
15. Prilagodljivi mehanizmi za hipoksiju (hitnu i dugotrajnu). Štetni efekat hipoksije (studija A.D. Ado, 1994, str. 357-361; studija V.V. Novitsky, 2001, str. 533-537).
3.3. Patofiziologija krvotoka (metodološki priručnik "Patofiziologija hematopoetskog sistema").
1. Promjene u ukupnom volumenu krvi. Gubitak krvi (studija Ado, 1994, str. 268-272; studija V.V. Novitsky, 2001, str. 404-407).
2. Regulacija hematopoeze i razlozi za njeno kršenje.
3. Definicija pojma “anemija”. Znakovi promjena u eritropoezi i karakteristike anemije.
4. Patogenetska klasifikacija anemije.
5. Razlozi za smanjenje formiranja crvenih krvnih zrnaca i karakteristike anemije koje iz toga proizilaze.
6. Uzroci poremećene diferencijacije eritrocita i karakteristike anemije koja nastaje zbog toga.
7. Razlozi smanjene sinteze hemoglobina i karakteristike anemije koja je posljedica toga.
8. Hemolitička anemija. Njihovi uzroci i karakteristike.
9. Patogeneza akutnog posthemoragična anemija i njegove karakteristike.
10. Patogeneza leukocitoze i leukopenije, njihove vrste. Leukemoidne reakcije.
11. Koncept hemoblastoza. Leukemije, njihova klasifikacija i za njih karakteristične promjene u perifernoj krvi.
12. Eritrocitoza i eritremija.
13. Radijacijska bolest: etiologija, patogeneza, oblici, periodi, krvne promjene (studija A.D. Ado, 1994, str. 39-44; studija V.V. Novitsky, 2001, str. 54-60 odjeljak 2.8)
Svrha lekcije: proučavanje manifestacija i mehanizama razvoja različitih vrsta hipoksije.
Cilj učenja: Učenik mora:
Razumjeti koncepte hipoksije, dati klasifikaciju hipoksičnih stanja;
Poznavati uzroke i mehanizam nastanka određenih vrsta hipoksije;
Karakterizirati mehanizme kompenzacije, hitne i dugotrajne adaptacije organizma na hipoksiju;
Osnovno znanje:
Anatomija i fiziologija respiratornih organa;
Uloga reaktivnosti organizma u razvoju patologije;
Biohemijske osnove biološke oksidacije;
Glavna pitanja
1. Definicija hipoksije.
2. Klasifikacija tipova hipoksije.
3. Patogeneza hipoksije: kompenzatorni adaptivni mehanizmi organizma, mehanizmi adaptacije na hipoksiju.
4. Patološki poremećaji tokom hipoksije.
Informativni materijal
HIPOKSIJA - gladovanje tkiva kiseonikom - tipičan je patološki proces koji nastaje kao rezultat nedovoljnog snabdevanja tkiva kiseonikom ili poremećaja njegove upotrebe u tkivima.
Klasifikacija tipova hipoksije
Ovisno o uzrocima hipoksije, uobičajeno je razlikovati dvije vrste nedostatka kisika:
I. Kao rezultat smanjenja parcijalnog pritiska kiseonika u udahnutom vazduhu.
II. Kod patoloških procesa u organizmu.
I. Hipoksija usled smanjenja parcijalnog pritiska kiseonika u udahnutom vazduhu naziva se hipoksična, ili egzogena, i razvija se pri podizanju na visinu gde je atmosfera razređena i parcijalni pritisak kiseonika u udahnutom vazduhu smanjen (npr. , planinska bolest). U eksperimentu je hipoksična hipoksija simulirana korištenjem tlačne komore, kao i korištenjem respiratornih smjesa siromašnih kisikom.
II. Hipoksija u patološkim procesima u tijelu.
1. Respiratorna hipoksija, odnosno respiratorna hipoksija, nastaje kod bolesti pluća kao posljedica poremećaja vanjskog disanja, posebno poremećaja plućne ventilacije, dotoka krvi u pluća ili difuzije kisika u njima, pri čemu dolazi do oksigenacije arterijske krvi. pati, u slučajevima disfunkcije respiratornog centra - kod nekih trovanja, infektivnih procesa.
2. Krvna hipoksija, odnosno hemika, nastaje nakon akutnog i kroničnog krvarenja, anemije, trovanja ugljičnim monoksidom i nitritima.
Hemička hipoksija se dijeli na anemijsku hipoksiju i hipoksiju zbog inaktivacije hemoglobina.
U patološkim stanjima moguće je formiranje hemoglobinskih spojeva koji ne mogu obavljati respiratornu funkciju. Ovo je karboksihemoglobin - spoj hemoglobina sa ugljičnim monoksidom (CO), čiji je afinitet za CO 300 puta veći nego za kisik, što ugljični monoksid čini visoko toksičnim; Do trovanja dolazi pri zanemarivim koncentracijama CO u zraku. U slučaju trovanja nitritima i anilinom nastaje methemoglobin u kojem feri željezo ne vezuje kisik.
3. Cirkulatorna hipoksija se javlja kod srčanih oboljenja i krvni sudovi a uzrokovan je uglavnom smanjenjem minutnog volumena srca i usporavanjem protoka krvi. At vaskularna insuficijencija(šok, kolaps) uzrok nedovoljne isporuke kiseonika u tkiva je smanjenje mase cirkulišuće krvi.
IN cirkulatorna hipoksija Mogu se razlikovati ishemijski i kongestivni oblici.
Cirkulatorna hipoksija može biti uzrokovana ne samo apsolutnom, već i relativnom cirkulatornom insuficijencijom, kada potreba tkiva za kisikom premašuje njegovu isporuku. Ovo stanje može nastati, na primjer, u srčanom mišiću tokom emocionalnog stresa, praćenog oslobađanjem adrenalina, čije djelovanje, iako izaziva proširenje koronarnih arterija, istovremeno značajno povećava potrebu miokarda za kisikom.
Ova vrsta hipoksije uključuje gladovanje tkiva kiseonikom kao rezultat poremećene mikrocirkulacije (kapilarni protok krvi i limfe).
4. Hipoksija tkiva nastaje u slučaju trovanja određenim otrovima, nedostatcima vitamina i određenim vrstama hormonskih nedostataka i predstavlja poremećaj u sistemu iskorišćenja kiseonika. Sa ovom vrstom gi
poksija pati od biološke oksidacije u pozadini dovoljnog opskrbe tkiva kisikom.
Uzroci tkivne hipoksije su smanjenje broja ili aktivnosti respiratornih enzima, prekid oksidacije i fosforilacije.
Primjer tkivne hipoksije je trovanje cijanidom i monojod acetatom. U ovom slučaju dolazi do inaktivacije respiratornih enzima, posebno citokrom oksidaze, konačnog enzima respiratornog lanca.
Aktivacija peroksidne oksidacije slobodnih radikala, u kojoj se organske tvari podvrgavaju neenzimskoj oksidaciji molekularnim kisikom, može biti važna za pojavu hipoksije tkiva. Lipidni peroksidi uzrokuju destabilizaciju membrana, posebno mitohondrija i lizosoma. Aktivacija oksidacije slobodnih radikala, a samim tim i hipoksija tkiva, uočava se kod manjka njegovih prirodnih inhibitora/tokoferola, rutina, ubikinona, glutationa, serotonina, nekih steroidnih hormona, pod uticajem jonizujućeg zračenja i uz povećanje atmosferskog pritisak.
5. Mješovitu hipoksiju karakteriše istovremena disfunkcija dva ili tri organska sistema koji obezbjeđuju dotok kiseonika u tkiva. Na primjer, kada traumatski šok istovremeno sa smanjenjem cirkulirajuće krvne mase / cirkulatorna hipoksija / disanje postaje učestalo i plitko / respiratorna hipoksija/, zbog čega je poremećena izmjena plinova u alveolama. Ako tokom šoka uz ozljedu dođe do gubitka krvi, dolazi do hipoksije krvi.
U slučaju intoksikacije i trovanja hemijskim agensima moguća je istovremena pojava respiratornih, cirkulatornih i tkivnih oblika hipoksije.
6. Hipoksija opterećenja razvija se u pozadini dovoljnog ili čak povećane opskrbe tkiva kisikom. Međutim, pojačano funkcioniranje organa i značajno povećana potražnja za kisikom mogu dovesti do neadekvatne opskrbe kisikom i razvoja metaboličkih poremećaja karakterističnih za pravi nedostatak kisika. Primjer bi bio pretjeran stres u sportu, intenzivan rad mišića.
Akutna i kronična hipoksija
1. Akutna hipoksija nastaje izuzetno brzo i može biti uzrokovana udisanjem fiziološki inertnih gasova kao što su azot, metan i helijum. Eksperimentalne životinje koje udišu ove plinove umiru u roku od 45-90 sekundi osim ako se ne obnovi opskrba kisikom.
Kod akutne hipoksije javljaju se simptomi kao što su otežano disanje, tahikardija, glavobolja, mučnina, povraćanje, mentalnih poremećaja, poremećena koordinacija pokreta, cijanoza, ponekad poremećaji vida i sluha. Od svih funkcionalnih sistema organizma, centralni nervni sistem, respiratorni i cirkulatorni sistemi su najosjetljiviji na efekte akutne hipoksije.
2. Hronična hipoksija nastaje usled bolesti krvi, srčane i respiratorne insuficijencije, nakon dužeg boravka visoko u planinama ili pod uticajem ponovljenog izlaganja uslovima nedovoljnog snabdevanja kiseonikom.
Simptomi hronična hipoksija u određenoj mjeri nalikuju umoru, i psihičkom i fizičkom. Kratkoća daha pri obavljanju fizičkog rada na velikoj nadmorskoj visini može se javiti čak i kod ljudi aklimatizovanih na visinu. Uočavaju se respiratorni i cirkulatorni poremećaji, glavobolja i razdražljivost.
Patogeneza
Glavna patogenetska veza bilo kojeg oblika hipoksije su poremećaji na molekularnoj razini povezani s procesom stvaranja energije.
Za vrijeme hipoksije u ćeliji, kao rezultat nedostatka kisika, dolazi do poremećaja procesa međusobne oksidacije - obnavljanja nosača elektrona u mitohondrijskom respiratornom lancu. Katalizatori respiratornog lanca ne mogu poslužiti kao akceptori elektrona iz reduciranih koenzima, jer su i sami u reduciranom stanju. Kao rezultat, prijenos elektrona u respiratornom procesu se smanjuje ili potpuno zaustavlja, povećava se količina reduciranih oblika koenzima u tkivima i relativna
NAD N NADP N „
šivanje-i-. Nakon toga, procesi oksidacije
fosforilaciju, stvaranje energije i akumulaciju energije u makroergijskim vezama ATP-a i kreatin fosfata.
Smanjenje intenziteta kretanja elektrona u respiratornom lancu također je određeno promjenama u aktivnosti enzima: citokrom oksidaze, sukcinat dehidrogenaze, malat dehidrogenaze itd.
Sve to, pak, dovodi do prirodnih promjena u Embden-Meyerhof-Parnas glikolitičkom lancu, što rezultira povećanjem aktivnosti alfa-glukan fosforilaze, heksokinaze, glukoza-6-fosfataze, laktat dehidrogena, itd. aktivacijom glikolitičkih enzima brzina razgradnje ugljikohidrata se značajno povećava, stoga se povećava koncentracija mliječne i pirogrožđane kiseline u tkivima.
Promjene proteina, masti i metabolizam ugljikohidrata svodi se na nakupljanje srednjih metaboličkih produkata u stanicama, koji uzrokuju razvoj metaboličke acidoze.
Zahvaljujući gladovanje kiseonikom mijenjaju se ekscitabilnost i permeabilnost staničnih membrana, što dovodi do narušavanja jonske ravnoteže i oslobađanja aktivnih enzima, kako iz unutarćelijskih struktura tako i iz stanica. Najčešće se ovaj proces završava uništavanjem mitohondrija i drugih ćelijskih struktura.
Kompenzacijski uređaji za hipoksiju
Tokom hipoksije, kompenzatorni uređaji se razlikuju u sistemima za transport i korišćenje kiseonika.
1. Kompenzacijski uređaji u transportnom sistemu.
Povećanje plućne ventilacije, kao jedna od kompenzacijskih reakcija tijekom hipoksije, nastaje kao rezultat refleksne ekscitacije respiratornog centra impulsima iz kemoreceptora vaskularnog kreveta. Kod hipoksične hipoksije, patogeneza kratkoće daha je nešto drugačija - iritacija kemoreceptora javlja se kao odgovor na smanjenje parcijalnog tlaka kisika u krvi. Hiperventilacija je nesumnjivo pozitivna reakcija tijela na nadmorsku visinu, ali ima i negativan učinak, jer je komplicirana oslobađanjem ugljičnog dioksida i smanjenjem njegovog sadržaja u krvi.
Mobilizacija funkcije krvožilnog sistema ima za cilj pojačanje isporuke kiseonika u tkiva (hiperfunkcija srca, povećanje brzine protoka krvi, otvaranje nefunkcionalnih kapilarnih sudova). Jednako važna karakteristika cirkulacije krvi u hipoksičnim uvjetima je preraspodjela krvi u pravcu preovlađujućeg dotoka krvi u vitalne organe i održavanje optimalnog protoka krvi u plućima, srcu i mozgu smanjenjem dotoka krvi u kožu, slezinu, mišiće. , i crijeva, koja u ovim okolnostima igraju ulogu depoa krvi. Navedene promjene u cirkulaciji krvi regulirane su refleksnim i hormonskim mehanizmima. Osim toga, proizvodi poremećenog metabolizma (histamin, adenin nukleotidi, mliječna kiselina), koji imaju vazodilatacijski učinak, utječu na vaskularni tonus, također su tkivni faktori u adaptivnoj redistribuciji krvi.
Povećanjem broja crvenih krvnih zrnaca i hemoglobina povećava se kapacitet krvi za kisik. Oslobađanje krvi iz depoa može pružiti hitnu, ali kratkoročnu adaptaciju na hipoksiju. Sa dužom hipoksijom
povećava se eritropoeza koštana srž. Eritropoetini bubrega djeluju kao stimulatori eritropoeze tokom hipoksije. Oni stimulišu proliferaciju eritroblastičnih ćelija u koštanoj srži.
2. Kompenzacijski uređaji u sistemu iskorišćenja kiseonika.
Promjene u krivulji disocijacije oksihemoglobina povezane su s povećanjem sposobnosti molekula hemoglobina da veže kisik u plućima i otpušta ga u tkiva. Pomeranje krivulje disocijacije u oblasti gornjeg pregiba ulevo ukazuje na povećanje sposobnosti Hb da apsorbuje kiseonik pri nižem parcijalnom pritisku u udahnutom vazduhu. Pomak udesno u području donje infleksije ulijevo ukazuje na smanjenje afiniteta Hb za kisik pri niskim vrijednostima p02; one. u tkivima. U tom slučaju tkiva mogu primiti više kisika iz krvi.
Mehanizmi adaptacije na hipoksiju
U sistemima odgovornim za transport kiseonika razvijaju se fenomeni hipertrofije i hiperplazije. Povećava se masa respiratornih mišića, plućnih alveola, miokarda i neurona respiratornog centra; povećava se dotok krvi u ove organe zbog povećanja broja funkcionalnih kapilarnih žila i njihove hipertrofije /povećanje promjera i dužine/. Hiperplazija koštane srži se takođe može smatrati plastičnom potporom za hiperfunkciju krvnog sistema.
Adaptivne promene u sistemu korišćenja kiseonika:
1) povećanje sposobnosti tkivnih enzima da iskoriste kiseonik, održavaju dovoljno visok nivo oksidativnih procesa i provode normalnu sintezu ATP uprkos hipoksemiji;
2) više efikasno korišćenje energija oksidativnih procesa (posebno, u moždanom tkivu je ustanovljeno povećanje intenziteta oksidativne fosforilacije zbog veće sprege ovog procesa sa oksidacijom);
3) jačanje procesa oslobađanja energije bez kiseonika pomoću glikolize (potonja se aktivira produktima razgradnje ATP-a i oslobađanjem inhibitornog dejstva ATP-a na ključne enzime glikolize).
Patološki poremećaji tokom hipoksije
S nedostatkom 02 dolazi do metaboličkih poremećaja i nakupljanja nepotpunih oksidacijskih produkata, od kojih su mnogi toksični. U jetri i mišićima, na primjer, količina glikogena se smanjuje, a rezultirajuća glukoza nije potpuno oksidirana. Mliječna kiselina, koja se nakuplja
izlijeva, može promijeniti acido-baznu ravnotežu prema acidozi. Metabolizam masti odvija se i akumulacijom međuproizvoda - acetona, acetooctene i hidroksimaslačne kiseline. Akumuliraju se međuprodukti metabolizma proteina. Povećava se sadržaj amonijaka, smanjuje sadržaj glutamina, narušava se razmjena fosfoproteina i fosfolipida i uspostavlja se negativna ravnoteža dušika. Promjene u metabolizmu elektrolita sastoje se od poremećaja aktivni transport joni kroz biološke membrane, smanjujući količinu intracelularnog kalijuma. Sinteza nervnih medijatora je poremećena.
U teškim slučajevima hipoksije, tjelesna temperatura se smanjuje, što se objašnjava smanjenjem metabolizma i poremećenom termoregulacijom.
U većini nepovoljnim uslovima je nervni sistem, i to objašnjava zašto su prvi znaci gladovanja kiseonikom poremećaji nervna aktivnost. Čak i prije nego što se pojave strašni simptomi gladovanja kisikom, javlja se euforija. Ovo stanje karakterizira emocionalna i motorička uzbuđenost, osjećaj samozadovoljstva i vlastite snage, a ponekad, naprotiv, gubitak interesa za okolinu i neprimjereno ponašanje. Razlog za ove pojave leži u poremećaju procesa unutrašnje inhibicije. Kod produžene hipoksije uočavaju se teži metabolički i funkcionalni poremećaji u središnjem nervnom sistemu: razvija se inhibicija, poremećena je refleksna aktivnost, poremećena je regulacija disanja i cirkulacije krvi, mogući su gubitak svijesti i konvulzije.
U smislu osjetljivosti na gladovanje kisikom, drugo mjesto nakon nervnog sistema zauzima srčani mišić. Poremećaji ekscitabilnosti, provodljivosti i kontraktilnosti miokarda klinički se manifestiraju tahikardijom i aritmijom. Zatajenje srca, kao i smanjenje vaskularnog tonusa kao posljedica poremećaja vazomotornog centra, dovode do hipotenzije i općih poremećaja cirkulacije.
Oštećenje vanjskog disanja sastoji se od poremećene plućne ventilacije. Promjene u ritmu disanja često poprimaju karakter periodičnog disanja.
U probavnom sistemu dolazi do smanjenja motiliteta, smanjenja lučenja probavnih sokova želuca, crijeva i gušterače.
Početnu poliuriju zamjenjuje smanjena filtraciona sposobnost bubrega.
Tolerancija na hipoksiju zavisi od mnogih razloga, uključujući starost, nivo razvoja centralnog nervnog sistema i temperaturu okoline.
Tolerancija na hipoksiju može se povećati umjetno. Prva metoda je smanjenje reaktivnosti tijela i njegove potrebe za kisikom (anestezija, hipotermija), druga je treniranje, jačanje i potpuniji razvoj adaptivne reakcije u komori pod pritiskom ili uslovima velike nadmorske visine.
Trening za hipoksiju povećava otpornost organizma ne samo na ovaj efekat, već i na mnoge druge. nepovoljni faktori, posebno na fizičku aktivnost, promjene temperature okoline, infekcije, trovanja, efekte ubrzanja, jonizujuće zračenje.
Dakle, trening za hipoksiju povećava opći nespecifični otpor tijela.
OSNOVNE DEFINICIJE
Hipoksija je tipičan patološki proces koji nastaje kao rezultat nedovoljnog snabdijevanja organizma kisikom ili njegovog nepotpunog iskorištavanja u tkivima.
Hipoksemija - nedovoljan sadržaj kiseonika u krvi.
T a x i k a r d i i - ubrzan rad srca.
KORIŠĆENJE - upotreba, asimilacija.
E y f o r i a - neadekvatno povišeno, samozadovoljno raspoloženje.
Zadatak 1. Navedite koji od navedenih razloga može dovesti do razvoja hipoksične hipoksije (A), hemičke (B), cirkulatorne (C), respiratorne (D), tkivne (E). Kombinirajte slovne indekse (A, B...) sa brojevima u svom odgovoru.
Indeks Uzroci hipoksije
1 Smanjena isporuka kiseonika u tkiva (za bolesti srčanog mišića).
2 Smanjena aktivnost respiratornih enzima (na primjer, u slučaju trovanja cijanovodonične kiseline).
3 Oštećenje spoljašnjeg disanja.
4 Smanjen kapacitet krvi za kiseonik (na primjer, kod trovanja nitritima).
5 Nedovoljan sadržaj kiseonika u udahnutom vazduhu (na primer, prilikom penjanja na planine).
Zadatak 2. Navedite koje jedinjenje hemoglobina nastaje pri trovanju natrijum nitritom (A). Kombinirajte indeks slova (A) sa brojem u svom odgovoru.
Indeks jedinjenja hemoglobina
1 karboksihemoglobin.
2 Methemoglobin.
3 Oksihemoglobin.
4 Carbhemoglobin.
Zadatak 3. Odredite koji tip hipoksije nastaje kada je poremećena isporuka kiseonika u tkiva (A). Kombinirajte indeks slova (A) sa brojem u svom odgovoru.
Indeks Tip hipoksije
Zadatak 4. Navedite koji tip hipoksije je karakterističan za akutni gubitak krvi (A). Kombinirajte indeks slova (A) sa brojem u svom odgovoru.
Indeks Tip hipoksije
1 Cirkulatorni.
2 Hipoksičan.
3 Hemična (krv).
4 Tkanina.
5 Miješano.
EKSPERIMENTALNI RAD STUDENATA Zadatak 1. Proučiti karakteristike toka i ishoda hipoksične hipoksije kod životinja. razne vrste i klase.
Napredak rada: postavite životinje (bijeli pacov, bijeli miš i žaba) u komoru spojenu na monometar i Komovsky pumpu. Koristite pumpu za stvaranje razrijeđenog zraka u tlačnoj komori pod kontrolom visinomjera. Odredite nivo kiseonika u komori oduzimanjem pritiska prema monometru od stvarnog atmosferskog pritiska (112 kPa, ili 760 mm Hg) prema tabeli. izračunati nadmorsku visinu, parcijalni pritisak kiseonika (PO2) i njegov sadržaj u vazduhu (u procentima), koji odgovaraju pritisku u tlačnoj komori).
Nakon svakog kilometra “uspona u visinu” kod pokusnih životinja ispitajte pokazatelje kao što su motorička aktivnost, držanje, učestalost i priroda disanja, boja kože i vidljivih sluznica, prisutnost nevoljnog mokrenja i defekacije. Usporedite tok i ishode hipoksije kod različitih vrsta i klasa životinja, izvedite zaključke.
Zadatak 2. Proučiti karakteristike toka hemičke hipoksije. Postupak: Ubrizgati supkutano 1% rastvor natrijum nitrata u količini od 0,1 ml na 1 g tjelesne težine životinje. Stavite bijelog miša ispod staklenog lijeva i promatrajte promjene u dinamici razvoja poremećaja vanjskog disanja, ponašanja, boje kože i sluznice kako se povećavaju vrijednosti nedostatka kisika. Nakon smrti životinju prebacite u emajliranu tacnu i otvorite je. Objasniti promjenu boje krvi, kože, unutrašnjih organa, seroznih membrana. Izvucite zaključak.
Određivanje početnog nivoa znanja
Zadatak 1. Navedite koji su od navedenih mehanizama adaptacije tokom hipoksije hitni (A) i dugotrajni (B). Kombinirajte slovne i numeričke indekse u svom odgovoru.
Mehanizam prilagođavanja indeksa
1 Mobilizacija funkcije organa za cirkulaciju.
2 Jačanje sposobnosti enzima tkiva da iskoriste kiseonik.
3 Povećana ventilacija pluća.
4 Izbacivanje krvi iz depoa.
5 Jačanje procesa anaerobne glikolize.
6 Promjene u krivulji disocijacije oksihemoglobina.
7 Ekonomična upotreba energije iz oksidativnih procesa.
8 Hipertrofija respiratornih mišića, plućnih alveola, miokarda, neurona respiratornog centra.
9 Hiperplazija koštane srži.
Zadatak 2. Navedite koje od navedenih definicija karakterišu pojmove hipoksija (A), hipoksemija (B), hiperkapnija (C). Kombinirajte slovne i numeričke indekse u svom odgovoru.
Definicija indeksa
1 Nedostatak kiseonika u tkivima.
2 Nedostatak kiseonika i višak ugljen-dioksid u organizmu.
3 Smanjen sadržaj kiseonika u krvi.
4 Smanjen sadržaj kiseonika u tkivima.
Zadatak 3. Navedite pod uticajem kojih od navedenih faktora nastaje: hipoksična (A), cirkulatorna (B), krvna (C), respiratorna (D), tkivna (E) hipoksija. Kombinirajte slovne i numeričke indekse u svom odgovoru.
Indeks Tip hipoksije
|
Ugljen monoksid (CO). |
|
|
Penjanje u visine. |
|
|
Kalijum cijanid. |
|
|
Upala pluća. |
|
|
Natrijum nitrit. |
|
|
Napadi bronhijalne astme. |
|
|
Ateroskleroza. |
Zadatak 1. Prilikom penjanja na planinu na visinu od 3000 m, kod jednog od penjača odjednom se pojavilo radosno raspoloženje koje je bilo izraženo emocionalnim i motoričkim uzbuđenjem, te osjećajem samozadovoljstva. Navedite razlog za ovo stanje penjača. Objasniti mehanizam razvoja.
Zadatak 2. Unesrećeni je nakon oštećenja femoralne arterije i velikog gubitka krvi (oko 2 litre) izgubio svijest, smanjio se arterijski i venski tlak, ubrzao se puls, poblijedila koža, disanje je postalo češće i pliće. Odredite u kojoj se vrsti hipoksije razvila u ovom slučaju; objasni mehanizam razvoja.
Zadatak 3. U jednoj od dječjih ustanova umjesto kuhinjske soli za kuhanje je korišten natrijum nitrit. U centar za kontrolu trovanja odvedeno je 17 djece sa simptomima trovanja. U krvi djece zabilježen je visok sadržaj methemoglobina i smanjen sadržaj oksihemoglobina. Koja je vrsta hipoksije uočena kod djece?
LITERATURA
1. Patološka fiziologija Bereznyakova A.I. - Kh.: Izdavačka kuća NFAU, 2000. -448 str.
2. Patološka fiziologija (priredio N.N. Zaiko). - Kijev: Škola Vishcha, 1985.
3. Patološka fiziologija (priredili A.D. Ado i L.M. Ishimova). - M.: Medicina, 1980.
TERMINOLOGIJA
Hipoksija- tipičan patološki proces koji se razvija kao rezultat nedovoljne biološke oksidacije. Dovodi do poremećaja u opskrbi energijom funkcija i plastičnih procesa u tijelu.
Hipoksija se često kombinuje sa hipoksemijom.
U eksperimentu se stvaraju anoksični uslovi za pojedinačnih organa, tkiva, ćelije ili subcelularne strukture, kao i anoksemija unutar malih područja krvotoka (na primjer, izolovani organ).
♦ Anoksija - prestanak procesa biološke oksidacije, po pravilu, u nedostatku kiseonika u tkivima.
♦ Anoksemija – nedostatak kiseonika u krvi.
U integralnom živom organizmu formiranje ovih stanja je nemoguće.
KLASIFIKACIJA
Hipoksija se klasifikuje uzimajući u obzir etiologiju, težinu poremećaja, brzinu razvoja i trajanje.
Na osnovu etiologije, razlikuju se dvije grupe hipoksičnih stanja:
♦ egzogena hipoksija (normo- i hipobarična);
♦ endogena hipoksija(tkivo, respiratorno, supstratno, kardiovaskularno, preopterećenje, krv).
Prema kriteriju težine životnih poremećaja razlikuju se blaga, umjerena (umjerena), teška i kritična (smrtonosna) hipoksija.
Na osnovu brzine nastanka i trajanja razlikuje se nekoliko vrsta hipoksije:
♦ Munjevita (akutna) hipoksija. Razvija se u roku od nekoliko sekundi (na primjer, tokom smanjenja tlaka u zrakoplovu
uređaji na visini većoj od 9.000 m ili kao rezultat brzog masovnog gubitka krvi).
♦ Akutna hipoksija. Razvija se unutar prvog sata nakon izlaganja uzroku hipoksije (na primjer, kao rezultat akutnog gubitka krvi ili akutnog respiratornog zatajenja).
♦ Subakutna hipoksija. Nastaje u roku od jednog dana (na primjer, kada nitrati, dušikovi oksidi, benzen uđu u tijelo).
♦ Hronična hipoksija. Razvija se i traje više od nekoliko dana (tjednima, mjesecima, godinama), na primjer, kod kronične anemije, srčane ili respiratorne insuficijencije.
ETIOLOGIJA I PATOGENEZA HIPOKSIJE Egzogeni tip hipoksije
Etiologija
Uzrok egzogene hipoksije je nedovoljna opskrba kisikom udahnutim zrakom.
Normobaric egzogena hipoksija. Prouzrokovano ograničenjem ulaska kiseonika u telo sa vazduhom u uslovima normalnog barometarskog pritiska na:
♦ Pronalaženje ljudi u malom i nedovoljno ventiliranom prostoru (na primjer, u rudniku, bunaru, liftu).
♦ U slučaju kršenja regeneracije vazduha ili snabdevanja smešom kiseonika za disanje u avionima i dubokomorskim vozilima, autonomna odela (kosmonauti, piloti, ronioci, spasioci, vatrogasci).
♦ Ako se ne poštuje tehnika ventilacije.
Hipobarična egzogena hipoksija. Prouzrokovano smanjenjem barometarskog pritiska pri podizanju na visinu (više od 3000-3500 m, gde je pO 2 vazduha ispod 100 mm Hg) ili u komori pod pritiskom. U ovim uslovima moguće je razviti planinsku, visinsku ili dekompresijsku bolest.
♦ Visinska bolest javlja se prilikom penjanja na planine, gdje je tijelo izloženo postepeno smanjenje barometarskog pritiska i pO 2 u udahnutom vazduhu, kao i hlađenje i povećana insolacija.
♦ Visinska bolest razvija se kod ljudi podignutih na velike visine u otvorenim avionima, kao i kada se smanji pritisak u tlačnoj komori. U ovim slučajevima tijelo je relativno pogođeno brzo smanjenje barometarskog pritiska i pO 2 u udahnutom vazduhu.
♦ Dekompresija bolest se uočava kada oštar smanjenje barometarskog pritiska (na primjer, kao rezultat smanjenja tlaka u zrakoplovu na visini većoj od 9.000 m).
Patogeneza egzogene hipoksije
Glavne karike u patogenezi egzogene hipoksije (bez obzira na njen uzrok) su: arterijska hipoksemija, hipokapnija, plinska alkaloza i arterijska hipotenzija.
♦ Arterijska hipoksemija je početna i glavna karika egzogene hipoksije. Hipoksemija dovodi do smanjenja opskrbe tkiva kisikom, što smanjuje intenzitet biološke oksidacije.
♦ Smanjenje napetosti ugljičnog dioksida u krvi (hipokapnija) nastaje kao posljedica kompenzacijske hiperventilacije pluća (zbog hipoksemije).
♦ Gasna alkaloza je rezultat hipokapnije.
♦ Smanjenje sistemskog krvnog pritiska (hipotenzija), u kombinaciji sa hipoperfuzijom tkiva, u velikoj meri je posledica hipokapnije. Izraženo smanjenje p a CO 2 signal je za sužavanje lumena arteriola mozga i srca.
Endogene vrste hipoksije
Endogene vrste hipoksije su rezultat mnogih patoloških procesa i bolesti, a mogu se razviti i uz značajno povećanje tjelesne potrebe za energijom.
Respiratorni tip hipoksije
Uzrok- respiratorna insuficijencija(nedovoljna izmjena plinova u plućima, detaljno opisana u poglavlju 23) može biti uzrokovana:
♦ alveolarna hipoventilacija;
♦ smanjena krvna perfuzija pluća;
♦ kršenje difuzije kiseonika kroz vazdušno-hematsku barijeru;
♦ disocijacija ventilacijsko-perfuzijskog omjera.
Patogeneza. Početna patogenetska veza je arterijska hipoksemija, obično u kombinaciji s hiperkapnijom i acidozom.
p a 0 2, pH, S a 0 2, p v 0 2, S v 0 2 opada, p a C0 2 raste.
Cirkulatorni (hemodinamski) tip hipoksije
Uzrok- nedovoljno dotok krvi u tkiva i organe. Postoji nekoliko faktora koji dovode do nedovoljne opskrbe krvlju:
♦ Hipovolemija.
♦ Smanjenje IOC-a kod srčane insuficijencije (vidi Poglavlje 22), kao i kod sniženog tonusa vaskularnih zidova (arterijskih i venskih).
♦ Poremećaji mikrocirkulacije (vidi Poglavlje 22).
♦ Poremećaj difuzije kiseonika kroz zid krvnih sudova (npr. kod upale vaskularnog zida - vaskulitis).
Patogeneza. Početna patogenetska veza je kršenje transporta oksigenirane arterijske krvi do tkiva.
Vrste cirkulatorne hipoksije. Postoje lokalni i sistemski oblici cirkulatorne hipoksije.
♦ Lokalna hipoksija je uzrokovana lokalnim poremećajima cirkulacije krvi i difuzije kiseonika iz krvi u tkiva.
♦ Sistemska hipoksija nastaje kao rezultat hipovolemije, zatajenja srca i smanjenog perifernog vaskularnog otpora.
Promjene u sastavu plina i pH krvi: pH, p v 0 2, S v 0 2 se smanjuju, arteriovenska razlika u kisiku se povećava.
Hemična (krvna) hipoksija
Razlog je smanjenje efektivnog kapaciteta krvi za kiseonik, a samim tim i njene funkcije transporta kiseonika zbog:
♦ Teška anemija, praćena smanjenjem sadržaja Hb na manje od 60 g/l (vidi Poglavlje 22).
♦ Povrede transportnih svojstava Hb (hemoglobinopatije). To je uzrokovano promjenom njegove sposobnosti da oksigenira u kapilarama alveola i deoksigenira u kapilarama tkiva. Ove promjene mogu biti nasljedne ili stečene.
❖ Nasljedne hemoglobinopatije uzrokovane su mutacijama u genima koji kodiraju aminokiselinski sastav globina.
❖ Stečene hemoglobinopatije najčešće su rezultat izlaganja ugljen monoksidu, benzenu ili nitratima na normalnom Hb.
Patogeneza. Početna patogenetska veza je nesposobnost eritrocita Hb da veže kiseonik u kapilarama pluća, transportuje i oslobađa optimalnu količinu kiseonika u tkiva.
Promjene u sastavu plina i pH krvi: V0 2, pH, p v 0 2 se smanjuju, arteriovenska razlika u kisiku se povećava i V a 0 2 opada pri normalnom p a 0 2.
Vrsta tkanine hipoksija
Uzroci - faktori koji smanjuju efikasnost iskorištavanja kiseonika od strane ćelija ili spregu oksidacije i fosforilacije:
♦ Joni cijanida (CN), posebno inhibirajući enzime, i metalni joni (Ag 2 +, Hg 2 +, Cu 2 +), što dovodi do inhibicije enzima biološke oksidacije.
♦ Promjene fizičko-hemijskih parametara u tkivima (temperatura, sastav elektrolita, pH, fazno stanje komponenti membrane) u većoj ili manjoj mjeri smanjuju efikasnost biološke oksidacije.
♦ Post (posebno proteinski), nedostaci hipo- i vitamina, metabolički poremećaji pojedinih minerala dovode do smanjenja sinteze bioloških oksidacionih enzima.
♦ Odvajanje procesa oksidacije i fosforilacije, uzrokovanih mnogim endogenim agensima (npr. višak Ca 2+, H+, IVH, tiroidni hormoni koji sadrže jod), kao i egzogenim supstancama (2,4-dinitrofenol, gramicidin i neke drugi).
Patogeneza. Početna karika u patogenezi je nesposobnost bioloških oksidacionih sistema da iskoriste kiseonik sa stvaranjem visokoenergetskih jedinjenja.
Promjene u sastavu plina i pH krvi: smanjuju se pH i arteriovenska razlika u kisiku, povećavaju se SvO2, pvO2, V v O2.
Tip supstrata hipoksije
Razlog je nedostatak u ćelijama supstrata biološke oksidacije u uslovima normalne isporuke kiseonika u tkiva. U kliničkoj praksi najčešće je uzrokovan nedostatkom glukoze u stanicama kod dijabetes melitusa.
Patogeneza. Početna karika u patogenezi je inhibicija biološke oksidacije zbog nedostatka potrebnih supstrata.
Promjene u sastavu plina i pH krvi: smanjuju se pH i arteriovenska razlika u kisiku, povećava se S v O 2, p v O 2,
Tip preopterećenja hipoksija
Razlog je značajna hiperfunkcija tkiva, organa ili njihovih sistema. Najčešće se opaža tijekom intenzivnog rada skeletnih mišića i miokarda.
Patogeneza. Prekomjerno opterećenje mišića (skeletnog ili srčanog) uzrokuje relativno (u poređenju s onim koji je potreban na datom nivou funkcije) nedovoljnu opskrbu mišića krvlju i nedostatak kisika u miocitima.
Promjene u sastavu plinova u krvi i pH vrijednosti: pH, S v O 2, p v O 2 indikatori se smanjuju, arteriovenska razlika u kiseoniku i indikatori p v CO 2 se povećavaju.
Mješoviti tip hipoksije
Mješoviti tip hipoksije rezultat je kombinacije nekoliko vrsta hipoksije.
Uzrok- faktori koji remete dva ili više mehanizama za isporuku i upotrebu kiseonika i metaboličkih supstrata u procesu biološke oksidacije.
♦ Lijekovi u visokim dozama mogu inhibirati funkciju srca, neurona respiratornog centra i aktivnost enzima tkivno disanje. Kao rezultat, razvijaju se hemodinamske, respiratorne i tkivne hipoksije.
♦ Akutni masivni gubitak krvi dovodi kako do smanjenja kapaciteta krvi za kiseonik (zbog smanjenja sadržaja Hb), tako i do poremećaja cirkulacije: razvijaju se hemička i hemodinamska hipoksija.
♦ Kod teške hipoksije bilo kog porekla dolazi do poremećaja mehanizama transporta kiseonika i metaboličkih supstrata, kao i intenziteta bioloških oksidacionih procesa.
Patogeneza Hipoksija mješovitog tipa uključuje veze u mehanizmima razvoja različitih tipova hipoksije. Mješovitu hipoksiju često karakterizira uzajamno potenciranje njenih pojedinačnih tipova s razvojem teških ekstremnih, pa čak i terminalnih stanja.
Promjene u sastavu plinova u krvi i pH u mješovitoj hipoksiji determinirani su dominantnim poremećajima mehanizama transporta i korištenja kisika, metaboličkim supstratima, kao i biološkim oksidacijskim procesima u različitim tkivima. Priroda promjena može biti različita i vrlo dinamična.
ADAPTACIJA TIJELA NA HIPOKSIJU
U uslovima hipoksije, u telu se formira dinamički funkcionalni sistem za postizanje i održavanje optimalnog nivoa biološke oksidacije u ćelijama.
Postoje hitni i dugoročni mehanizmi adaptacije na hipoksiju.
Hitna adaptacija
Uzrok aktivacija hitnih mehanizama adaptacije: nedovoljan sadržaj ATP-a u tkivima.
Mehanizmi. Proces hitne adaptacije organizma na hipoksiju osigurava aktivaciju transportnih mehanizama O 2 i metaboličkih supstrata do stanica. Ovi mehanizmi već postoje u svakom organizmu i aktiviraju se odmah kada dođe do hipoksije.
Sistem spoljnog disanja
♦ Efekat: povećanje volumena alveolarne ventilacije.
♦ Mehanizmi djelovanja: povećanje frekvencije i dubine disanja, broja funkcionalnih alveola.
♦ Mehanizam djelovanja: povećanje udarnog volumena i frekvencije kontrakcija.
Vaskularni sistem
♦ Učinak: preraspodjela krvotoka – njegova centralizacija.
♦ Mehanizam dejstva: regionalna promena prečnika krvnih sudova (povećanje mozga i srca).
Krvni sistem
♦ Mehanizmi dejstva: oslobađanje crvenih krvnih zrnaca iz depoa, povećanje stepena zasićenosti Hb kiseonikom u plućima i disocijacija oksihemoglobina u tkivima.
♦ Efekat: povećanje efikasnosti biološke oksidacije.
♦ Mehanizmi djelovanja: aktivacija enzima tkivnog disanja i glikolize, pojačano spajanje oksidacije i fosforilacije.
Dugotrajna adaptacija
Uzrok uključivanje mehanizama dugotrajne adaptacije na hipoksiju: ponovljena ili stalna insuficijencija biološke oksidacije.
Mehanizmi. Dugotrajna adaptacija na hipoksiju ostvaruje se na svim nivoima vitalne aktivnosti: od tijela u cjelini do ćelijskog metabolizma. Ovi mehanizmi se formiraju postepeno, osiguravajući optimalnu životnu aktivnost u novim, često ekstremnim uslovima postojanja.
Glavni element dugotrajne adaptacije na hipoksiju je povećanje efikasnosti bioloških oksidacionih procesa u ćelijama.
Sistem biološke oksidacije
♦ Efekat: aktivacija biološke oksidacije koja je od ključnog značaja za dugotrajnu adaptaciju na hipoksiju.
♦ Mehanizmi: povećanje broja mitohondrija, njihovih krista i enzima u njima, povećanje sprege oksidacije i fosforilacije.
Sistem spoljnog disanja
♦ Efekat: povećan stepen oksigenacije krvi u plućima.
♦ Mehanizmi: hipertrofija pluća sa povećanjem broja alveola i kapilara u njima.
♦ Efekat: povećan minutni volumen srca.
♦ Mehanizmi: hipertrofija miokarda, povećanje broja kapilara i mitohondrija u kardiomiocitima, povećanje stope interakcije aktina i miozina, povećanje efikasnosti srčanih regulatornih sistema.
Vaskularni sistem
♦ Efekat: povećan nivo perfuzije tkiva krvlju.
♦ Mehanizmi: povećanje broja funkcionalnih kapilara, razvoj arterijske hiperemije u organima i tkivima koji doživljavaju hipoksiju.
Krvni sistem
♦ Efekat: povećanje kapaciteta krvi za kiseonik.
♦ Mehanizmi: aktivacija eritropoeze, povećana eliminacija crvenih krvnih zrnaca iz koštane srži, povećan stepen zasićenja Hb kiseonikom u plućima i disocijacija oksihemoglobina u tkivima.
Organi i tkiva
♦ Efekat: povećana operativna efikasnost.
♦ Mehanizmi: prelazak na optimalan nivo funkcionisanja, povećana metabolička efikasnost.
Regulacioni sistemi
♦ Efekat: povećana efikasnost i pouzdanost regulatornih mehanizama.
♦ Mehanizmi: povećana otpornost neurona na hipoksiju, smanjen stepen aktivacije simpatičko-nadbubrežnog i hipotalamo-hipofizno-nadbubrežnog sistema.
MANIFESTACIJE HIPOKSIJE
Promjene u vitalnim funkcijama tijela zavise od vrste hipoksije, njenog stepena, brzine razvoja, kao i od stanja reaktivnosti organizma.
Akutna (munjevito brza) teška hipoksija dovodi do brzog gubitka svijesti, potiskivanja tjelesnih funkcija i smrti.
Hronična (konstantna ili intermitentna) hipoksija obično je praćena adaptacijom organizma na hipoksiju.
POREMEĆAJI METABOLIZMA
Metabolički poremećaji su jedan od rane manifestacije hipoksija.
♦ Koncentracija anorganskog fosfata u tkivima raste kao rezultat povećane hidrolize ATP, ADP, AMP i CP, supresije reakcija oksidativne fosforilacije.
♦ Glikoliza se aktivira u početnoj fazi hipoksije, koju prati nakupljanje kiselih metabolita i razvoj acidoze.
♦ Sintetički procesi u ćelijama su inhibirani zbog nedostatka energije.
♦ Proteoliza se povećava usled aktivacije, u uslovima acidoze, proteaza, kao i neenzimske hidrolize proteina. Bilans dušika postaje negativan.
♦ Lipoliza se aktivira kao rezultat povećane aktivnosti lipaze i acidoze, koja je praćena nakupljanjem viška CT i IVF. Potonji imaju disocijacijski učinak na procese oksidacije i fosforilacije, čime se pogoršava hipoksija.
♦ Ravnoteža vode i elektrolita je poremećena usled supresije aktivnosti ATPaze, oštećenja membrana i jonskih kanala, kao i promene sadržaja niza hormona u organizmu (mineralokortikoidi, kalcitonin i dr.).
POREMEĆAJI FUNKCIJE ORGANA I TKIVA
Tokom hipoksije, disfunkcija organa i tkiva je izražena u različitom stepenu, što je određeno njihovom različitom otpornošću na hipoksiju. Tkivo nervnog sistema, posebno neuroni kore velikog mozga, ima najmanju otpornost na hipoksiju. Sa progresijom hipoksije i njenom dekompenzacijom, inhibira se funkcionisanje svih organa i njihovih sistema.
Kršenja BND-a u uslovima hipoksije se otkrivaju u roku od nekoliko sekundi. Ovo se pojavljuje:
♦ smanjena sposobnost adekvatne procene aktuelnih događaja i okruženja;
♦ osećaj nelagodnosti, težine u glavi, glavobolje;
♦ nekoordinacija pokreta;
♦ usporavanje logičko razmišljanje i donošenje odluka (uključujući i jednostavne);
♦ poremećaj svijesti i njen gubitak u težim slučajevima;
♦ kršenje bulbarnih funkcija, što dovodi do poremećaja srčanih i respiratornih funkcija i može uzrokovati smrt.
Kardiovaskularni sistem
♦ Smanjena kontraktilna funkcija miokarda i, s tim u vezi, smanjenje udarnog i srčanog minutnog volumena.
♦ Poremećaj protoka krvi u sudovima srca sa razvojem koronarna insuficijencija.
♦ Poremećaji srčanog ritma, uključujući atrijalnu fibrilaciju i fibrilaciju.
♦ Razvoj hipertenzivnih reakcija (sa izuzetkom određenih tipova hipoksije cirkulatornog tipa), naizmjeničnih arterijska hipotenzija, uključujući akutni (kolaps).
♦ Poremećaji mikrocirkulacije, koji se manifestuju prekomernim usporavanjem krvotoka u kapilarama, njegovom turbulentnom prirodom i arteriolarno-venularnim ranžiranjem.
Sistem spoljnog disanja
♦ Povećanje volumena alveolarne ventilacije u početnoj fazi hipoksije, praćeno (sa povećanjem stepena hipoksije i oštećenjem bulbarnih centara) progresivnim smanjenjem kako se razvija respiratorna insuficijencija.
♦ Smanjena opća i regionalna perfuzija plućnog tkiva zbog poremećaja cirkulacije.
♦ Smanjena difuzija gasova kroz vazdušno-hematsku barijeru (zbog razvoja edema i otoka ćelija interalveolarnog septuma).
Probavni sustav
♦ Poremećaji apetita (obično smanjeni).
♦ Poremećaj pokretljivosti želuca i crijeva (obično smanjena peristaltika, tonus i usporena evakuacija sadržaja).
♦ Razvoj erozija i čireva (naročito kod produžene teške hipoksije).
PRINCIPI ZA OTKLANJANJE HIPOKSIJE
Korekcija hipoksičnih stanja zasniva se na etiotropnim, patogenetskim i simptomatskim principima. Etiotropni tretman usmjerena na uklanjanje uzroka hipoksije. U slučaju egzogene hipoksije potrebno je normalizirati sadržaj kisika u udahnutom zraku.
♦ Hipobarična hipoksija se eliminiše uspostavljanjem normalnog barometarskog i, kao posledica, parcijalnog pritiska kiseonika u vazduhu.
♦ Normobarična hipoksija se sprečava intenzivnim provetravanjem prostorije ili snabdevanjem vazduha sa normalnim sadržajem kiseonika.
Endogene vrste hipoksije eliminišu se liječenjem bolesti
ili patološki proces koji dovodi do hipoksije. Patogenetski princip osigurava eliminaciju ključnih karika i prekidanje lanca patogeneze hipoksičnog stanja. Patogenetski tretman uključuje sljedeće mjere:
♦ Uklanjanje ili smanjenje stepena acidoze u organizmu.
♦ Smanjenje ozbiljnosti jonskog disbalansa u ćelijama, međućelijskoj tečnosti, krvi.
Tokom hipoksične hipoksije, pO2 se smanjuje kako u alveolarnom zraku tako i u arterijskoj krvi i tkivima. Ukupni vensko-zračni gradijent se smanjuje.
Postoje 4 stepena težine hipoksije u zavisnosti od pO2 arterijske krvi:
1. stepen pO2 - 60-45 mm Hg. Art. Pojavljuju se prvi vidljivi znaci kršenja
oštećenje funkcija kardiovaskularnog i respiratornog sistema u vidu tahikardije, tahipneje, poremećene koordinacije pokreta, razvoja slabosti mišića.
2. stepen pO2 - 50-40 mm Hg.
Art. Prekomatozno stanje, mentalni poremećaj i
emocionalnu sferu u vidu nemotivisane euforije (zbog hipoksije kore velikog mozga), daljeg poremećaja koordinacije pokreta, gubitka osjetljivosti, izraženih znakova srčane i respiratorne insuficijencije.
3 stepena pO2 - 40-20 mm Hg. Art. Karakteriziran je gubitkom svijesti. Žrtva
To uzrokuje cerebralnu komu, rigidnost mišića i može doći do zastoja srca.
4 stepena pO2 - manje od 20 mm Hg. Art. Karakterizira ga razvoj terminalnog stanja sa svim znakovima ovog procesa i smrt žrtve.
Iz gornjih podataka jasno je da se pO2 koji odgovara nekoliko desetina mm Hg smatra smrtonosnim. čl., odnosno kada se sadržaj kisika u udahnutom zraku smanji za 60% ili više.
Jedan od uobičajenih oblika hipoksične hipoksije je visinska bolest - stanje u akutnom razvoju u kojem se razlikuju 2 oblika:
♦ kolaptoidni (karakteriziran progresivnim padom krvnog pritiska);
♦ nesvjestica (praćena gubitkom svijesti u roku od 10-15 sekundi).
Planinska bolest se razvija pri boravku na velikim visinama ili kada se dugo provodi u tlačnoj komori u hipobaričnim uslovima.
Pored parcijalnog pritiska kiseonika, vlažnosti vazduha, insolacije, jaki vjetrovi, niska mineralizacija vode za piće.
Stoga se tok planinske bolesti razlikuje na istim nadmorskim visinama, ali u različitim područjima.
Razlikuju se sljedeći oblici planinske bolesti:
♦ visinski plućni edem;
♦ visinski cerebralni edem;
♦ hemoragijski sindrom;
♦ kršenje sistema zgrušavanja krvi sa dominantnom hiperkoagulacijom.
Prema trajanju toka razlikuju se:
♦ fulminantna (nesvjestica oblik planinske bolesti) - razvija se u roku od nekoliko sekundi;
♦ akutni (kolaptoidni oblik planinske bolesti) - u roku od nekoliko minuta;
♦ hronični (prilikom boravka u uslovima velike nadmorske visine više sati i dana).
Basic etiološki faktor planinska bolest je smanjenje parcijalnog pritiska kiseonika u mešavini alveolarnih gasova, uzrokovano niskim parcijalnim pritiskom kiseonika u mešavini gasova koji se udiše.
30% ljudi neprilagođenih visinskoj hipoksemiji pati od visinske bolesti nakon brzog uspona na visinu veću od 3000 m nadmorske visine. Kod 75% bolesnih osoba simptomi akutne planinske bolesti se otkrivaju nakon brzog uspona na visinu veću od 4500 m nadmorske visine. Glavobolja, kao prvi znak početka planinske bolesti, povezana je sa spazmom moždanih žila kao odgovorom na pad napetosti ugljičnog dioksida u arterijskoj krvi kao rezultat kompenzacijske hiperventilacije, koja uzrokuje hipokapniju, ali ne eliminira arterijsku hipoksemiju. . Kada napetost kiseonika u arterijskoj krvi nije veća od 60 mmHg. čl., tada značajna hipoergoza cerebralnih neurona, uprkos suprotnosti autoregulacionog sistema lokalne brzine cerebralnog krvotoka, izaziva širenje arteriola i otvaranje prekapilarnih sfinktera u mikrocirkulacijskom sistemu mozga. Kao rezultat toga, dotok krvi u mozak se povećava, što se povećava intrakranijalnog pritiska i manifestuje se kao glavobolja.
Kompenzatorna hiperventilacija kod oboljelih od planinske bolesti na visinama u rasponu od 3000-4500 m nadmorske visine uzrokuje respiratornu alkalozu i bikarbonaturiju kao kompenzatorni odgovor na smanjenje sadržaja protona i povećanje anjona bikarbonata u ekstracelularnoj tekućini i stanicama.
Bikarbonaturijum povećava natriurezu i, smanjujući sadržaj natrijuma u organizmu, smanjuje volumen ekstracelularne tečnosti i čak izaziva hipovolemiju. Prilikom penjanja na visine na kojima kompenzacijske reakcije kao odgovor na hipoksičnu hipoksiju nije u stanju spriječiti pridruženu hipoergozu, hiperventilacija kroz povećanje potrošnje kisika u tijelu pogoršava sistemsku hipoergozu. Pojačana sistemska hiporergoza na nivou cijelog organizma povećava intenzitet anaerobne glikolize, što uzrokuje metaboličku laktacidozu tipa A.
Patološki nizak parcijalni pritisak kiseonika u udisanoj gasnoj mešavini služi kao stimulans za „alveolo-kapilarni refleks” sa središnjom karikom koja još uvek nije identifikovana. U eferentnoj vezi, na nivou efektora, refleks sužava plućne venule i arteriole, što uzrokuje primarnu plućnu vensku i arterijsku hipertenziju. Plućni arterijska hipertenzija može dovesti do akutne insuficijencije desne komore kao rezultat patogeno visokog naknadnog opterećenja desne komore.
Strana 35 od 228
Hipoksija pri vježbanju nastaje tijekom intenzivne mišićne aktivnosti (teški fizički rad, grčevi itd.). Karakterizira ga značajno povećanje iskorištenja kisika u skeletnim mišićima, razvoj teške venske hipoksemije i hiperkapnije, nakupljanje nedovoljno oksidiranih produkata razgradnje i razvoj umjerene metaboličke acidoze. Kada se uključe mehanizmi za mobilizaciju rezervi, dolazi do potpune ili djelomične normalizacije ravnoteže kisika u tijelu zbog proizvodnje vazodilatatora, vazodilatacije, povećanja volumena krvotoka, smanjenja veličine interkapilarnih prostora. i vrijeme potrebno da krv prođe kroz kapilare. To dovodi do smanjenja heterogenosti krvotoka i njegovog izjednačavanja u radnim organima i tkivima.
Akutna normobarična hipoksična hipoksija nastaje smanjenjem respiratorne površine pluća (pneumotoraks, uklanjanje dijela pluća), "kratkim spojem" (punjenje alveola eksudatom, transudatom, pogoršanjem stanja difuzije), sa smanjenjem parcijalna napetost kiseonika u udahnutom vazduhu do 45 mm Hg. i niže, sa prekomernim otvaranjem arteriovenularnih anastomoza (hipertenzija plućne cirkulacije). U početku se razvija umjerena neravnoteža između isporuke kisika i potrebe tkiva za njim (smanjenje PC2 u arterijskoj krvi na 19 mm Hg). Aktiviraju se neuroendokrini mehanizmi za mobilizaciju rezervi. Smanjenje PO2 u krvi izaziva totalnu ekscitaciju hemoreceptora, preko kojih se stimuliše retikularna formacija i simpatičko-nadbubrežni sistem, a povećava se sadržaj kateholamina (20-50 puta) i insulina u krvi. Povećanje simpatičkih utjecaja dovodi do povećanja volumena krvi, povećanja pumpne funkcije srca, brzine i volumena krvotoka, arteriovenske razlike u kisiku na pozadini vazokonstrikcije i hipertenzije, produbljivanja i pojačanog disanja. Pojačano korištenje norepinefrina, adrenalina, inzulina, vazopresina i drugih biološki aktivnih supstanci u tkivima, pojačano stvaranje medijatora staničnih ekstremnih stanja (diacilglicerid, inozitol trifosfat, prostaglandin, tromboksan, leukotrien i dr.) doprinose dodatnoj aktivaciji u stanicama, metabolizmu i dr. što dovodi do promjene koncentracije metaboličkih supstrata i koenzima, povećanja aktivnosti redoks enzima (aldolaze, piruvat kinaze, sukcindehidrogenaze) i smanjenja aktivnosti heksokinaze. Nastali nedostatak opskrbe energijom zbog glukoze zamjenjuje se pojačanom lipolizom i povećanjem koncentracije masnih kiselina u krvi. Visoka koncentracija masnih kiselina, inhibirajući uzimanje glukoze u stanicama, osigurava visok nivo glukoneogeneze i razvoj hiperglikemije. Istovremeno se aktivira glikolitička razgradnja ugljikohidrata, pentozni ciklus i katabolizam proteina uz oslobađanje glukogenih aminokiselina. Međutim, prekomjerno korištenje ATP-a u metaboličkim procesima se ne obnavlja. To je kombinovano sa nakupljanjem ADP, AMP i drugih adenil jedinjenja u ćelijama, što dovodi do nedovoljnog iskorišćenja laktatnih i ketonskih tela nastalih kada se aktivira razgradnja masnih kiselina u ćelijama jetre i miokarda. Akumulacija ketonskih tijela doprinosi nastanku ekstra- i intracelularne acidoze, nedostatku oksidiranog oblika NAD, inhibiciji aktivnosti Na+-K+-zavisne ATPaze, poremećaju aktivnosti Na+/K+-nakoke i razvoju ćelijskog edema . Kombinacija nedostatka makroerga, ekstra- i intracelularne acidoze dovodi do narušavanja aktivnosti organa koji su visoko osetljivi na nedostatak kiseonika (centralni nervni sistem, jetra, bubrezi, srce itd.).
Slabljenje srčanih kontrakcija smanjuje udarni i minutni volumen, povećava venski pritisak i vaskularnu permeabilnost, posebno u žilama plućne cirkulacije. To dovodi do razvoja intersticijalnog edema i poremećaja mikrocirkulacije, smanjenja vitalnog kapaciteta pluća, što dodatno pogoršava smetnje u funkcionisanju centralnog nervnog sistema i pogoduje prelasku stadijuma kompenzacije u stadijum dekompenzovane hipoksije. Faza dekompenzacije se razvija uz izraženu neravnotežu između isporuke kisika i potrebe tkiva za njim (smanjenje arterijske krvi P02 na 12 mm Hg i niže). U ovim uslovima ne dolazi samo do nedostatka neuroendokrinih mehanizama mobilizacije, već i do skoro potpunog iscrpljivanja rezervi. Tako se u krvi i tkivima uspostavlja trajni nedostatak CTA, glukokortikoida, vazopresina i drugih biološki aktivnih supstanci, što slabi uticaj regulacionih sistema na organe i tkiva i olakšava progresivni razvoj poremećaja mikrocirkulacije, posebno u plućnoj cirkulaciji sa mikroembolija plućnih sudova. Istovremeno, smanjenje osjetljivosti vaskularnih glatkih mišića na simpatičke utjecaje dovodi do inhibicije vaskularnih refleksa, patološkog taloženja krvi u mikrocirkulacijskom sistemu, prekomjernog otvaranja arteriovenularnih anastomoza, centralizacije krvotoka, potenciranja hipoksemije, respiratornih i Otkazivanje Srca.
Osnova navedene patologije je produbljivanje poremećaja u redoks procesima - razvoj nedostatka nikotinamidnih koenzima, prevlast njihovih reduciranih oblika, inhibicija procesa glikolize i stvaranja energije. U tkivima je gotovo potpuno odsutan pretvoreni ATP, smanjuje se aktivnost superoksid dismutaze i drugih enzimskih komponenti antioksidativnog sistema, naglo se aktivira oksidacija slobodnih radikala i povećava se stvaranje aktivnih radikala. U tim uvjetima dolazi do masovnog stvaranja toksičnih peroksidnih spojeva i ishemijskog proteinskog toksina. Nastaje teško oštećenje mitohondrija zbog poremećenog metabolizma dugih lanaca acetil-CoA, inhibira se translokacija adenin nukleotida i povećava se permeabilnost unutrašnjih membrana za Ca2+. Aktivacija endogenih fosfolipaza dovodi do pojačanog cijepanja membranskih fosfolipida, oštećenja ribozoma, supresije sinteze proteina i enzima, aktivacije lizosomskih enzima, razvoja autolitičkih procesa, dezorganizacije molekularne heterogenosti citoplazme i redistribucije elektrolita. Aktivni energetski ovisan transport jona kroz membrane je potisnut, što dovodi do nepovratnog gubitka intracelularnog K+, enzima i smrti ćelije.
Hronična normobarična hipoksična hipoksija nastaje postupnim smanjenjem respiratorne površine pluća (pneumoskleroza, emfizem), pogoršanjem stanja difuzije (umjereni dugotrajni nedostatak O2 u udahnutom zraku), insuficijencijom kardiovaskularnog sistema. Na početku razvoja kronične hipoksije obično se održava blagi disbalans između isporuke kisika i potrebe tkiva za njim zbog aktivacije neuroendokrinih mehanizama za mobilizaciju rezervi. Blago smanjenje PO2 u krvi dovodi do umjerenog povećanja aktivnosti hemoreceptora simpatičko-nadbubrežnog sistema. Koncentracija kateholamina u tekućim medijima i tkivima ostaje blizu normalne zbog njihove ekonomičnije potrošnje u metaboličkim procesima. Ovo je kombinovano sa blagim povećanjem brzine protoka krvi u glavnim i otpornim sudovima, i usporavanjem hranljivih sudova kao rezultat povećane kapilarizacije tkiva i organa. Dolazi do povećanja oslobađanja i ekstrakcije kisika iz krvi. Na toj pozadini postoji umjerena stimulacija genetskog aparata stanica, aktivacija sinteze nukleinske kiseline i proteini, povećana biogeneza mitohondrija i drugih ćelijskih struktura, hipertrofija ćelija. Povećanje koncentracije respiratornih enzima na kristama mitohondrija povećava sposobnost ćelija da iskoriste kiseonik sa smanjenjem njegove koncentracije u ekstracelularnoj sredini kao rezultat povećane aktivnosti citokrom oksidaza, dehidraza Krebsovog ciklusa i povećanja u stepenu sprege oksidacije i fosforilacije. Prilično visok nivo sinteze ATP-a održava se i zbog anaerobne glikolize, istovremeno sa aktivacijom oksidacije drugih energetskih supstrata - masnih kiselina, piruvata i laktata i stimulacije glukoneogeneze uglavnom u jetri i skeletnim mišićima. U uvjetima umjerene hipoksije tkiva pojačava se proizvodnja eritropoetina, stimulira se reprodukcija i diferencijacija eritroidnih stanica, skraćuje se sazrijevanje eritrocita sa povećanom glikolitičkom sposobnošću, povećava se oslobađanje eritrocita u krvotok, a povećava se policitemija. u kapacitetu krvi za kiseonik.
Pogoršanje neravnoteže između isporuke i potrošnje kiseonika u tkivima i organima u više kasni period izaziva razvoj insuficijencije neuroendokrinih mehanizama za mobilizaciju rezervi. To je zbog smanjenja ekscitabilnosti hemoreceptora, uglavnom u sinokarotidnoj zoni, njihove adaptacije na niske razine kisika u krvi, inhibicije aktivnosti simpatičko-nadbubrežnog sistema, smanjenja koncentracije CTA u tekućim medijima i tkiva, razvoj intracelularnog deficita CTA i njihovog sadržaja u mitohondrijima, inhibicija oksidativne aktivnosti – reduktivnih enzima. U organima s visokom osjetljivošću na nedostatak O2 to dovodi do razvoja oštećenja u vidu distrofičnih poremećaja sa karakteristične promene nuklearno-citoplazmatski odnosi, inhibicija proizvodnje proteina i enzima, vakuolizacija i druge promjene. Aktivacija proliferacije elemenata vezivnog tkiva u ovim organima i njihova zamjena mrtvih parenhimskih stanica dovodi, u pravilu, do razvoja sklerotičnih procesa zbog proliferacije. vezivno tkivo.
Akutna hipobarična hipoksična hipoksija nastaje kada dođe do brze promjene atmosferskog tlaka - smanjenje tlaka u kabini aviona tokom letova na velikim visinama, penjanja visoke planine bez veštačke adaptacije itd. Intenzitet patogenog dejstva hipoksije na organizam direktno zavisi od stepena smanjenja atmosferskog pritiska.
Umjereno smanjenje atmosferskog tlaka (do 460 mm Hg, nadmorska visina oko 4 km iznad razine mora) smanjuje PO2 u arterijskoj krvi na 50 mm Hg. i oksigenaciju hemoglobina do 90%. Nastaje privremeni nedostatak opskrbe tkiva kiseonikom, koji se otklanja kao rezultat ekscitacije centralnog nervnog sistema i uključivanja neuroendokrinih mehanizama za mobilizaciju rezervi - respiratornih, hemodinamskih, tkivnih, eritropoetskih, koji u potpunosti nadoknađuju potrebu tkiva za kiseonikom. .
Značajno smanjenje atmosferskog pritiska (do 300 mm Hg, nadmorska visina 6-7 km nadmorske visine) dovodi do smanjenja PO2 u arterijskoj krvi na 40 mm Hg. a ispod i oksigenacija hemoglobinom je manja od 90%. Razvoj teškog nedostatka kiseonika u organizmu je praćen jako uzbuđenje CNS, prekomjerna aktivacija neuroendokrinih mehanizama za mobilizaciju rezervi, masivno oslobađanje kortikosteroidnih hormona s dominantnim mineralokortikoidnim djelovanjem. Međutim, u procesu uključivanja rezervi stvaraju se „začarani“ krugovi u vidu pojačanog i ubrzanog disanja, povećanog gubitka CO2 s izdahnutim zrakom pri naglo smanjenom atmosferskom tlaku. Razvijaju se hipokapnija, alkaloza i progresivno slabljenje vanjskog disanja. Inhibicija redoks procesa i proizvodnja makroerga povezanih s nedostatkom kisika zamjenjuje se povećanom anaerobnom glikolizom, zbog čega se razvija intracelularna acidoza na pozadini ekstracelularne alkaloze. U ovim uslovima dolazi do progresivnog smanjenja tonusa glatke mišiće krvnih sudova, hipotenzija, vaskularna permeabilnost se povećava, ukupni periferni otpor se smanjuje. To uzrokuje zadržavanje tekućine, periferne edeme, oliguriju, proširenje moždanih žila, pojačan protok krvi i nastanak cerebralnog edema, koji su praćeni glavoboljom, neusklađenošću pokreta, nesanicom, mučninom, au fazi teške dekompenzacije - gubitkom svijesti. .
Sindrom dekompresije na velikoj visini nastaje kada su kabine aviona bez pritiska tokom letova, kada Atmosferski pritisak je 50 mm Hg. ili manje na nadmorskoj visini od 20 km ili više. Smanjenje pritiska dovodi do brzog gubitka gasova od strane tela i to već kada njihov napon dostigne 50 mm Hg. dolazi do ključanja tečnog medija, budući da je pri tako niskom parcijalnom pritisku tačka ključanja vode 37 °C. 1,5-3 minute nakon početka ključanja, generalizirano vazdušna embolija krvnih sudova i blokade protoka krvi. Nekoliko sekundi nakon toga javlja se anoksija, koja prvenstveno narušava funkciju centralnog nervnog sistema, jer se u njegovim neuronima u roku od 2,5-3 minuta javlja anoksična depolarizacija uz masivno oslobađanje K+ i difuziju Cl prema unutra kroz citoplazmatsku membranu. Nakon što prođe kritični period za anoksiju nervnog sistema (5 minuta), neuroni su nepovratno oštećeni i umiru.
Hronična hipobarična hipoksična hipoksija razvija se kod ljudi koji dugo borave na velikim visinama. Karakterizira ga dugotrajna aktivacija neuroendokrinih mehanizama za mobilizaciju rezervi kisika u tijelu. Međutim, čak iu ovom slučaju dolazi do neusklađenosti fizioloških procesa i povezanih začaranih krugova.
Prekomjerna proizvodnja eritropoetina dovodi do razvoja policitemije i promjena u reološkim svojstvima krvi, uključujući i viskoznost. Zauzvrat, povećanje viskoznosti povećava ukupni periferni vaskularni otpor, pri čemu se povećava opterećenje srca i razvija se hipertrofija miokarda. Postepeno povećanje gubitka CO2 sa izdahnutim vazduhom je praćeno povećanjem njegovog negativan uticaj na tonus vaskularnih glatkih mišićnih ćelija, što pomaže u usporavanju protoka krvi u plućnoj cirkulaciji i povećanju PCO2 u arterijskoj krvi. Spor proces promjene sadržaja CO2 u vanćelijskom okruženju obično ima malo utjecaja na ekscitabilnost kemoreceptora i ne indukuje njihovo adaptivno restrukturiranje. Ovo slabi efikasnost refleksne regulacije gasnog sastava krvi i rezultira pojavom hipoventilacije. Povećanje PCO2 u arterijskoj krvi dovodi do povećanja vaskularne permeabilnosti i ubrzanog transporta tečnosti u intersticijski prostor. Nastala hipovolemija refleksno stimulira proizvodnju hormona koji blokiraju oslobađanje vode. Njegovo nakupljanje u organizmu stvara oticanje tkiva i remeti dotok krvi u centralni nervni sistem, što se manifestuje u vidu neuroloških poremećaja. Kada je zrak razrijeđen, povećan gubitak vlage sa površine sluznice često dovodi do razvoja katara gornjih dišnih puteva.
Citotoksičnu hipoksiju uzrokuju citotoksični otrovi koji imaju tropizam za enzime aerobne oksidacije u stanicama. U ovom slučaju, joni cijanida se vezuju za ione željeza kao dio citokrom oksidaze, što dovodi do generaliziranog bloka ćelijskog disanja. Ova vrsta hipoksije može biti uzrokovana alergijskom promjenom stanica neposrednog tipa (reakcije citolize). Citotoksičnu hipoksiju karakterizira inaktivacija enzimskih sistema koji kataliziraju procese biooksidacije u stanicama tkiva kada je funkcija citokrom oksidaze isključena, prijenos 02 iz hemoglobina u tkiva zaustavljen, unutarćelijski redoks potencijal naglo smanjen, oksidativna fosforilacija blokirana , smanjuje se aktivnost ATPaze, gliko-, lipo- i proteolitički procesi u ćeliji. Rezultat takvog oštećenja je razvoj poremećaja Na+/K+-Hacoca, inhibicija ekscitabilnosti nervnih, miokardnih i drugih vrsta ćelija. Brzom pojavom manjka potrošnje O2 u tkivima (više od 50%), arteriovenska razlika u kisiku se smanjuje, omjer laktat/piruvat se povećava, hemoreceptori su naglo pobuđeni, što pretjerano pojačava plućnu ventilaciju, smanjuje PCO2 u arterijskoj krvi na 20 mm Hg, te povećava pH krvi i cerebrospinalnu tekućinu i uzrokuje smrt u pozadini teške respiratorne alkaloze.
Hemička hipoksija nastaje kada se smanji kapacitet krvi za kisik. Svakih 100 ml potpuno oksigenirane krvi zdravih muškaraca i žena, koja sadrži hemoglobin u količini od 150 g/l, veže 20 ml O2. Kada se sadržaj hemoglobina smanji na 100 g/l, 100 ml krvi veže 14 ml O2, a kada je nivo hemoglobina 50 g/l veže se samo 8 ml O2. Nedostatak kisikovog kapaciteta krvi zbog kvantitativnog nedostatka hemoglobina razvija se kod posthemoragijske, deficijencije željeza i drugih vrsta anemije. Drugi uzrok hemičke hipoksije je ugljenmonoksidemija, koja se lako javlja u prisustvu značajne količine CO u udahnutom vazduhu. Afinitet CO prema hemoglobinu je 250 puta veći od afiniteta O2. Stoga CO stupa u interakciju brže od O2 sa hemoproteinima - hemoglobinom, mioglobinom, citokrom oksidazom, citokromom P-450, katalazom i peroksidazom. Funkcionalne manifestacije trovanja CO zavise od količine karboksihemoglobina u krvi. Pri 20-40% zasićenosti krvi CO, javlja se jaka glavobolja; kod 40-50% su oštećeni vid, sluh i svijest; kod 50-60% se razvija koma, kardiorespiratorna insuficijencija i smrt.
Vrsta hemičke hipoksije je anemična hipoksija, kod koje PO2 arterijske krvi može biti u granicama normale, dok je sadržaj kisika smanjen. Smanjenje kapaciteta krvi za kisik i poremećena isporuka kisika u tkiva uključuju neuroendokrine mehanizme za mobilizaciju rezervi usmjerenih na kompenzaciju potreba tkiva za kisikom. To se događa uglavnom zbog promjena hemodinamskih parametara - smanjenja OPS-a, što izravno ovisi o viskoznosti krvi, povećanju minutnog volumena srca i disajnom volumenu. Uz nedovoljnu kompenzaciju, razvijaju se degenerativni procesi, uglavnom u parenhimskim ćelijama (proliferacija vezivnog tkiva, skleroza unutrašnjih organa - jetre itd.).
Lokalna cirkulatorna hipoksija nastaje kada se na ekstremitet stavi hemostatski podvezak (turniquet), sindrom dugotrajnog zgnječenja tkiva, replantacija organa, posebno jetre, kod akutne opstrukcije crijeva, embolije, arterijske tromboze, infarkta miokarda.
Kratkotrajna blokada cirkulacije krvi (podvezak do 2 sata) dovodi do naglog povećanja arteriovenske razlike kao rezultat potpunije ekstrakcije kisika, glukoze i drugih tkiva iz krvi hranljive namirnice. Istovremeno se aktivira glikogenoliza i koncentracija ATP-a se održava blizu normalne u tkivima na pozadini smanjenja sadržaja drugih makroergi-fosfokreatina, fosfoenolpiruvata itd. Koncentracija glukoze, glukoza-6-fosfata , mliječna kiselina umjereno raste, osmotičnost intersticijske tekućine raste bez razvoja značajnih poremećaja u ćelijskom transportu jedno- i dvovalentnih jona. Normalizacija metabolizma tkiva nakon obnavljanja protoka krvi dolazi u roku od 5-30 minuta.
Dugotrajna blokada cirkulacije krvi (podveza duže od 3-6 sati) uzrokuje duboki nedostatak P02 u tekućim medijima, gotovo potpuni nestanak rezervi glikogena i prekomjerno nakupljanje produkata razgradnje i vode u tkivima. To nastaje kao rezultat inhibicije aktivnosti u ćelijama enzimskih sistema aerobnog i anaerobnog metabolizma, inhibicije sintetičkih procesa, izraženog manjka ATP, ADP i viška AMP u tkivima, aktivacije proteolitičkih i lipolitičkih procesa u njima. Kod metaboličkih poremećaja, antioksidativna zaštita je oslabljena i pojačana je oksidacija slobodnih radikala, što dovodi do povećanja ionske permeabilnosti membrana. Akumulacija Na+ i posebno Ca2+ u citosolu aktivira endogene fosfolipaze. U ovom slučaju, cijepanje fosfolipidnih membrana dovodi do pojave u području poremećene cirkulacije velikog broja neodrživih stanica sa znacima akutnog oštećenja, iz kojih dolazi do viška količine toksičnih produkata peroksidacije lipida, ishemijskog proteina. toksini, nedovoljno oksidirani produkti, lizosomski enzimi i biološki aktivne tvari oslobađaju se u ekstracelularno okruženje (histamin, kinini) i vodu. U ovoj zoni dolazi i do dubokog razaranja krvnih sudova, posebno mikrovaskulature. Ako se, na pozadini takvog oštećenja tkiva i krvnih žila, protok krvi nastavi, tada se to događa uglavnom kroz otvorene arteriovenularne anastomoze. Resorbuje se iz ishemijskih tkiva u krv veliki broj toksični proizvodi koji izazivaju razvoj opće cirkulatorne hipoksije. U samoj zoni cirkulatorne hipoksije, nakon obnavljanja krvotoka, induciraju se postishemični poremećaji. IN rani period reperfuzija uzrokuje oticanje endotela, budući da je O2 isporučen krvlju početni proizvod za stvaranje slobodnih radikala, potencira uništavanje staničnih membrana kroz lipidnu peroksidaciju. U stanicama i međućelijskoj tvari poremećen je transport elektrolita i osmolarnost se mijenja. Zbog toga se u kapilarama povećava viskozitet krvi, dolazi do agregacije eritrocita i leukocita, a osmotski tlak plazme opada. Zajedno, ovi procesi mogu dovesti do nekroze (reperfuzione nekroze).
Akutna opća cirkulatorna hipoksija tipična je za šok - podvezni, traumatski, opeklinski, septički, hipovolemijski; za teške intoksikacije. Ovu vrstu hipoksije karakterizira kombinacija nedovoljne oksigenacije organa i tkiva, smanjenja količine cirkulirajuće krvi, neadekvatnog vaskularnog tonusa i minutnog volumena u uvjetima pretjerano povećanog lučenja CTA, ACTH, glukokortikoida, renina i drugih vazoaktivnih produkata. . Spazam otpornih žila uzrokuje naglo povećanje potrebe tkiva za kisikom, razvoj nedostatka oksigenacije krvi u mikrocirkulacijskom sustavu, povećanje kapilarizacije tkiva i usporavanje protoka krvi. Pojava stagnacije krvi i povećane vaskularne permeabilnosti u mikrocirkulacijskom sistemu olakšava adhezija aktiviranih mikro- i makrofaga na endotelu kapilara i postkapilarnih venula zbog ekspresije adhezivnih glikoproteina na citolemi i formiranja pseudopodija. Neefikasnost mikrocirkulacije se pogoršava zbog otvaranja arteriovenularnih anastomoza, smanjenja volumena krvi i inhibicije srčane aktivnosti.
Iscrpljivanje rezervi kiseonika za ćelije organa i tkiva dovodi do disfunkcije mitohondrija, povećane permeabilnosti unutrašnjih membrana za Ca2+ i druge jone, kao i oštećenja ključnih enzima aerobnih metaboličkih procesa. Inhibicija redoks reakcija naglo povećava anaerobnu glikolizu i doprinosi nastanku intracelularne acidoze. Istovremeno, oštećenje citoplazmatske membrane, povećanje koncentracije Ca u citosolu i aktivacija endogenih fosfolipaza dovode do razgradnje fosfolipidnih komponenti membrane. Aktivacija procesa slobodnih radikala u izmijenjenim stanicama i prekomjerna akumulacija produkata peroksidacije lipida uzrokuju hidrolizu fosfolipida sa stvaranjem monoacilglicerofosfata i slobodnih polienskih masnih kiselina. Njihova autooksidacija osigurava uključivanje oksidiranih polienskih masnih kiselina u mrežu metaboličkih transformacija kroz reakcije peroksidaze.
Tabela 7. Vrijeme preživljavanja ćelija organa tokom akutne cirkulatorne hipoksije u uslovima normotermije
Orgulje |
Vrijeme |
Oštećen |
Mozak |
||
Bark veliki mozak, amonov rog, mali mozak (Purkinjeve ćelije) |
||
Bazalni gangliji |
||
Kičmena moždina |
Ćelije prednjih rogova i ganglija |
|
Srce |
Provodni sistem |
|
papilarni mišići, |
||
leva komora |
||
Ćelije perifernog dijela acinusa |
||
Ćelije središnjeg dijela acinusa |
||
Tubularni epitel |
||
Glomeruli |
||
Alveolarne pregrade |
||
Bronhijalni epitel |
Kao rezultat, to se postiže visok stepen ekstra- i intracelularna acidoza, koja inhibira aktivnost enzima anaerobne glikolize. Ovi poremećaji su kombinovani sa gotovo potpunim odsustvom sinteze ATP-a i drugih vrsta makroerga u tkivima. Inhibicija metabolizma u stanicama tijekom ishemije parenhimskih organa uzrokuje teška oštećenja ne samo parenhimskih elemenata, već i kapilarnog endotela u obliku citoplazmatskog edema, povlačenja membrane endotelnih stanica u lumen žile, naglog povećanja permeabilnosti. sa smanjenjem broja pinocitnih vezikula, masivnim marginalnim stajanjem leukocita, posebno u post-kapilarnim venulama. Ovi poremećaji postaju najizraženiji tokom reperfuzije. Mikrovaskularne reperfuzijske ozljede, poput ishemijskih, praćene su prekomjernim stvaranjem oksidacijskih produkata ksantin oksidaze. Reperfuzija dovodi do brzog aktiviranja reakcija slobodnih radikala i ispiranja međuprodukata metaboličkih procesa i toksične supstance. Značajno povećanje sadržaja slobodnih aminokiselina i tkivnih toksina proteinske prirode u krvi i tkivima inhibira pumpnu aktivnost srca, uzrokujući razvoj akutnog zatajenje bubrega, remeti sintezu proteina, antitoksične i ekskretorne funkcije jetre, potiskuje aktivnost centralnog nervnog sistema do smrti. Trajanje iskustva različitih organa tokom akutne cirkulatorne hipoksije dato je u tabeli. 7.