1. Zatajenje disanja, njegovi oblici i uzroci.
2. Oblici kršenja alveolarne ventilacije. Hipoventilacija: uzroci i utjecaj na plinski sastav krvi.
3. Alveolarna hiperventilacija, neravnomjerna alveolarna ventilacija. Uzroci nastanka i utjecaj na plinski sastav krvi.
4. Pojava respiratornog zatajenja zbog poremećaja plućne mikrocirkulacije i ventilacijsko-perfuzijskog odnosa.
5. Pojava zatajenja disanja pri presvlačenju sastav plina udahnuti zrak i difuzijski kapacitet alveolarno-kapilarne barijere.
6. Utjecaj poremećaja metaboličke funkcije pluća na hemodinamiku i sustav hemostaze. Uzroci i mehanizmi nastanka sindroma respiratornog distresa.
7. Uloga poremećaja surfaktantnog sustava u patologiji pluća.
8. Kratkoća daha, njeni uzroci i mehanizmi.
9. Patogeneza promjena vanjsko disanje u slučaju opstrukcije gornji dijelovi respiratorni trakt.
10. Patogeneza promjena vanjskog disanja kod opstrukcije donjeg respiratornog trakta i emfizema.
11. Patogeneza promjena vanjskog disanja tijekom pneumonije, plućnog edema i pleuralnih lezija.
12. Patogeneza promjena vanjskog disanja kod zatajivanja desne i lijeve klijetke srca.
13. Hipoksija: podjela, uzroci i karakteristike. Asfiksija, uzroci, faze razvoja (predavanje, predavač A.D. Ado 1994, 354-357; predavač V.V. Novitsky, 2001, str. 528-533).
14. Utjecaj na tijelo povećanja i pada 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. Adaptivni mehanizmi za hipoksiju (hitnu i dugotrajnu). Štetni učinak hipoksije (studija A.D. Ado, 1994., str. 357-361; studija V.V. Novitsky, 2001., str. 533-537).
3.3. Patofiziologija krvotvornog sustava (metodički priručnik "Patofiziologija hematopoetskog sustava").
1. Promjene ukupnog volumena krvi. Gubitak krvi (studija Ado, 1994., str. 268-272; studija V.V. Novitsky, 2001., str. 404-407).
2. Regulacija hematopoeze i razlozi njegovog kršenja.
3. Definicija pojma "anemija". Znakovi promjena eritropoeze i obilježja anemije.
4. Patogenetska klasifikacija anemija.
5. Razlozi smanjenog stvaranja crvenih krvnih zrnaca i obilježja anemije koja iz toga proizlazi.
6. Uzroci poremećene diferencijacije eritrocita i obilježja anemije koja nastaje zbog toga.
7. Razlozi smanjene sinteze hemoglobina i obilježja anemije koja nastaje zbog toga.
8. Hemolitička anemija. Njihovi uzroci i karakteristike.
9. Patogeneza akutne posthemoragijske anemije i njezina obilježja.
10. Patogeneza leukocitoze i leukopenije, njihove vrste. Leukemoidne reakcije.
11. Pojam hemoblastoza. Leukemije, njihova klasifikacija i promjene periferne krvi, karakteristično za njih.
12. Eritrocitoza i eritremija.
13. Radijacijska bolest: etiologija, patogeneza, oblici, razdoblja, promjene krvi (studija A.D. Ado, 1994., str. 39-44; studija V.V. Novitsky, 2001., str. 54-60 odjeljak 2.8)
Svrha lekcije: proučiti manifestacije i mehanizam razvoja različitih vrsta hipoksije.
Cilj učenja: Student mora:
Razumjeti pojmove hipoksije, dati klasifikaciju hipoksijskih stanja;
Poznavati uzroke i mehanizam nastanka pojedinih vrsta hipoksije;
Karakterizirati mehanizme kompenzacije, hitne i dugoročne prilagodbe tijela na hipoksiju;
Osnovno znanje:
Anatomija i fiziologija dišnih organa;
Uloga reaktivnosti tijela u razvoju patologije;
Biokemijske osnove biološke oksidacije;
Ključna pitanja
1. Definicija hipoksije.
2. Klasifikacija vrsta hipoksije.
3. Patogeneza hipoksije: kompenzacijski adaptacijski mehanizmi organizma, mehanizmi prilagodbe na hipoksiju.
4. Patološki poremećaji s hipoksijom.
Informativni materijal
HIPOKSIJA - izgladnjivanje tkiva kisikom - tipičan je patološki proces koji se javlja kao posljedica nedovoljne opskrbe tkiva kisikom ili poremećaja njegove upotrebe u tkivima.
Klasifikacija vrsta hipoksije
Ovisno o uzrocima hipoksije, uobičajeno je razlikovati dvije vrste nedostatka kisika:
I. Kao posljedica smanjenja parcijalnog tlaka kisika u udahnutom zraku.
II. Kod patoloških procesa u tijelu.
I. Hipoksija zbog smanjenja parcijalnog tlaka kisika u udahnutom zraku naziva se hipoksična, ili egzogena, a razvija se pri dizanju na visinu gdje je atmosfera razrijeđena i parcijalni tlak kisika u udahnutom zraku smanjen (npr. , planinska bolest). U eksperimentu se hipoksična hipoksija simulira pomoću tlačne komore, kao i pomoću respiratornih smjesa siromašnih kisikom.
II. Hipoksija u patološkim procesima u tijelu.
1. Respiratorna hipoksija, odnosno respiratorna hipoksija, javlja se u bolestima pluća kao posljedica poremećaja vanjskog disanja, osobito poremećaja plućne ventilacije, prokrvljenosti pluća ili difuzije kisika u njima, kod kojih je oksigenacija arterijske krvi smanjena. pati, u slučajevima disfunkcije dišnog centra - kod nekih otrovanja, zaraznih procesa.
2. Hipoksija krvi, ili hemikalija, javlja se nakon akutnog i kroničnog krvarenja, anemije, trovanja ugljikovim monoksidom i nitritima.
Hemijska hipoksija se dijeli na anemičnu hipoksiju i hipoksiju zbog inaktivacije hemoglobina.
U patološkim uvjetima moguće je formirati takve spojeve hemoglobina koji ne mogu raditi respiratorna funkcija. To je karboksihemoglobin - spoj hemoglobina s ugljičnim monoksidom (CO), čiji je afinitet prema CO 300 puta veći nego prema kisiku, što ugljični monoksid čini visoko toksičnim; do trovanja dolazi pri zanemarivim koncentracijama CO u zraku. U slučaju trovanja nitritima i anilinom stvara se methemoglobin u kojem feri željezo ne veže kisik.
3. Cirkulatorna hipoksija javlja se kod bolesti srca i krvnih žila, a uglavnom je uzrokovana smanjenjem minutnog volumena srca i usporavanjem protoka krvi. U slučaju vaskularne insuficijencije (šok, kolaps) uzrok nedovoljne dostave kisika u tkiva je smanjenje mase cirkulirajuće krvi.
U cirkulatorna hipoksija Mogu se razlikovati ishemijski i kongestivni oblici.
Cirkulacijska hipoksija može biti uzrokovana ne samo apsolutnom, već i relativnom cirkulacijskom insuficijencijom, kada je potreba tkiva za kisikom veća od njegove isporuke. Ovo stanje može nastati, primjerice, u srčanom mišiću tijekom emocionalnog stresa, popraćenog oslobađanjem adrenalina, čije djelovanje, iako uzrokuje širenje koronarnih arterija, istodobno značajno povećava potrebu miokarda za kisikom.
Ova vrsta hipoksije uključuje izgladnjivanje tkiva kisikom kao rezultat poremećene mikrocirkulacije (kapilarni protok krvi i limfe).
4. Hipoksija tkiva javlja se u slučaju trovanja određenim otrovima, nedostatka vitamina i određenih vrsta hormonalnih nedostataka i predstavlja poremećaje u sustavu iskorištavanja kisika. Kod ove vrste gi
Poxia pati od biološke oksidacije u pozadini dovoljne opskrbe tkiva kisikom.
Uzroci tkivne hipoksije su smanjenje broja ili aktivnosti respiratornih enzima, odvajanje oksidacije i fosforilacije.
Primjer tkivne hipoksije je trovanje cijanidom i monojod acetatom. U tom slučaju dolazi do inaktivacije respiratornih enzima, posebice citokrom oksidaze, posljednjeg enzima respiratornog lanca.
Aktivacija peroksidne oksidacije slobodnih radikala, u kojoj organske tvari prolaze kroz neenzimsku oksidaciju molekularnim kisikom, može biti važna u pojavi tkivne hipoksije. Lipidni peroksidi uzrokuju destabilizaciju membrana, posebice mitohondrija i lizosoma. Aktivacija oksidacije slobodnih radikala, a posljedično i hipoksija tkiva, uočena je s nedostatkom njegovih prirodnih inhibitora / tokoferola, rutina, ubikinona, glutationa, serotonina, nekih steroidnih hormona, pod utjecajem ionizirajućeg zračenja i povećanjem atmosferske pritisak.
5. Mješovitu hipoksiju karakterizira istodobna disfunkcija dva ili tri organska sustava koji osiguravaju opskrbu tkiva kisikom. Na primjer, s traumatskim šokom, istodobno sa smanjenjem cirkulirajuće krvne mase, dolazi do cirkulatorne hipoksije / disanje postaje učestalo i plitko / respiratorna hipoksija /, zbog čega je poremećena izmjena plinova u alveolama. Ako tijekom šoka postoji gubitak krvi uz ozljedu, dolazi do hipoksije krvi.
U slučaju intoksikacije i trovanja kemijskim sredstvima moguća je istovremena pojava respiratornog, cirkulacijskog i tkivnog oblika hipoksije.
6. Hipoksija opterećenja razvija se u pozadini dovoljne ili čak povećane opskrbe tkiva kisikom. Međutim, pojačan rad organa i značajno povećana potreba za kisikom mogu dovesti do neadekvatne opskrbe kisikom i razvoja metaboličkih poremećaja karakterističnih za pravi nedostatak kisika. Primjer bi bio pretjerani stres u sportu, intenzivan rad mišića.
Akutna i kronična hipoksija
1. Akutna hipoksija nastupa iznimno brzo i može biti uzrokovana udisanjem fiziološki inertnih plinova kao što su dušik, metan i helij. Pokusne životinje koje udišu ove plinove umiru unutar 45-90 sekundi ako se ne uspostavi opskrba kisikom.
Kod akutne hipoksije simptomi kao što su otežano disanje, tahikardija, glavobolja, mučnina, povraćanje, psihički poremećaji, poremećena koordinacija pokreta, cijanoza, ponekad poremećaji vida i sluha. Od svih funkcionalnih sustava organizma, središnji živčani sustav, dišni i krvožilni sustav najosjetljiviji su na djelovanje akutne hipoksije.
2. Kronična hipoksija nastaje zbog bolesti krvi, srčanog i respiratornog zatajenja, nakon dužeg boravka visoko u planinama ili pod utjecajem opetovane izloženosti uvjetima nedovoljne opskrbe kisikom.
Simptomi kronične hipoksije u određenoj mjeri nalikuju umoru, psihičkom i fizičkom. Kratkoća daha pri obavljanju fizičkog rada na velikoj nadmorskoj visini može se pojaviti čak i kod osoba aklimatiziranih na visinu. Javljaju se poremećaji disanja i cirkulacije, glavobolje i razdražljivost.
Patogeneza
Glavna patogenetska veza bilo kojeg oblika hipoksije su poremećaji na molekularnoj razini povezani s procesom stvaranja energije.
Tijekom hipoksije u stanici, kao rezultat nedostatka kisika, poremećen je proces međusobne oksidacije - obnova nositelja elektrona u dišnom lancu mitohondrija. Katalizatori respiratornog lanca ne mogu služiti kao akceptori elektrona iz reduciranih koenzima, jer su i sami u reduciranom stanju. Zbog toga se smanjuje ili potpuno prestaje prijenos elektrona u respiratornom procesu, povećava se količina reduciranih oblika koenzima u tkivima i relativna
NAD N NADP N „
šivanje-i-. Nakon toga, procesi oksidacije
fosforilacija, stvaranje energije i akumulacija energije u makroergičkim vezama ATP-a i kreatin-fosfata.
Smanjenje intenziteta kretanja elektrona u dišnom lancu također je određeno promjenama aktivnosti enzima: citokrom oksidaze, sukcinat dehidrogenaze, malat dehidrogenaze itd.
Sve to pak dovodi do prirodnih promjena u glikolitičkom lancu Embden-Meyerhof-Parnas, što rezultira povećanjem aktivnosti alfa-glukan fosforilaze, heksokinaze, glukoza-6-fosfataze, laktat dehidrogena itd. Kao rezultat aktivacija glikolitičkih enzima značajno se povećava brzina razgradnje ugljikohidrata, stoga se povećava koncentracija mliječne i pirogrožđane kiseline u tkivima.
Promjene u proteinima, mastima i metabolizam ugljikohidrata svodi se na nakupljanje intermedijarnih metaboličkih produkata u stanicama, koji uzrokuju razvoj metaboličke acidoze.
Zbog gladovanje kisikom mijenja se podražljivost i propusnost staničnih membrana, što dovodi do poremećaja ionske ravnoteže i otpuštanja aktivnih enzima, kako iz unutarstaničnih struktura tako i iz stanica. Najčešće, ovaj proces završava uništavanjem mitohondrija i drugih staničnih struktura.
Kompenzacijski uređaji za hipoksiju
Tijekom hipoksije razlikuju se kompenzacijski uređaji u sustavima transporta i korištenja kisika.
1. Kompenzacijski uređaji u transportnom sustavu.
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 kratkog daha je nešto drugačija - iritacija kemoreceptora javlja se kao odgovor na smanjenje parcijalnog tlaka kisika u krvi. Hiperventilacija je nedvojbeno 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 sustava usmjerena je na pojačanu dostavu kisika u tkiva (hiperfunkcija srca, povećanje brzine protoka krvi, otvaranje nefunkcionalnih kapilarnih žila). Jednako važna karakteristika cirkulacije krvi u uvjetima hipoksije je redistribucija krvi prema pretežnoj opskrbi krvlju vitalnih važni organi te održavanje optimalnog protoka krvi u plućima, srcu i mozgu smanjenjem prokrvljenosti kože, slezene, mišića i crijeva, koji u tim okolnostima imaju ulogu depoa krvi. Navedene promjene u cirkulaciji krvi regulirane su refleksnim i hormonskim mehanizmima. Osim toga, produkti poremećenog metabolizma (histamin, adeninski nukleotidi, mliječna kiselina), koji imaju vazodilatacijski učinak, utječu na vaskularni tonus, također su čimbenici tkiva u adaptivnoj redistribuciji krvi.
Povećanjem broja crvenih krvnih stanica i hemoglobina povećava se kisikov kapacitet krvi. Oslobađanje krvi iz depoa može pružiti hitnu, ali kratkotrajnu prilagodbu na hipoksiju. Uz dužu hipoksiju
povećava se eritropoeza koštana srž. Bubrežni eritropoetini djeluju kao stimulatori eritropoeze tijekom hipoksije. Potiču proliferaciju eritroblastičnih stanica u koštanoj srži.
2. Kompenzacijski uređaji u sustavu iskorištavanja kisika.
Promjene u krivulji disocijacije oksihemoglobina povezane su s povećanjem sposobnosti molekule hemoglobina da pričvrsti kisik u plućima i otpusti ga u tkiva. Pomak krivulje disocijacije u području gornje infleksije ulijevo ukazuje na povećanje sposobnosti Hb da apsorbira kisik pri nižem parcijalnom tlaku u udahnutom zraku. Pomak udesno u području niže 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 sustavima odgovornim za transport kisika razvijaju se fenomeni hipertrofije i hiperplazije. Povećava se masa dišnih mišića, plućne alveole, miokard, neuroni respiratornog centra; pojačava se prokrvljenost ovih organa zbog povećanja broja funkcionalnih kapilarnih žila i njihove hipertrofije /povećanje promjera i duljine/. Hiperplazija koštane srži također se može smatrati plastičnom potporom za hiperfunkciju krvnog sustava.
Adaptivne promjene u sustavu korištenja kisika:
1) povećanje sposobnosti tkivnih enzima da iskoriste kisik, održavati dovoljno visoka razina oksidativne procese i provode normalnu sintezu ATP unatoč hipoksemiji;
2) učinkovitije korištenje energije oksidativnih procesa (konkretno, utvrđeno je povećanje intenziteta oksidativne fosforilacije u tkivu mozga zbog veće sprege ovog procesa s oksidacijom);
3) jačanje procesa oslobađanja energije bez kisika putem glikolize (potonji se aktivira produktima razgradnje ATP-a i oslobađanjem inhibitornog učinka ATP-a na ključne enzime glikolize).
Patološki poremećaji tijekom hipoksije
S nedostatkom 02 dolazi do poremećaja metabolizma i nakupljanja produkata nepotpune oksidacije, od kojih su mnogi toksični. U jetri i mišićima, primjerice, smanjuje se količina glikogena, a nastala glukoza nije potpuno oksidirana. Mliječna kiselina, koja se nakuplja
lije, može promijeniti acidobaznu ravnotežu prema acidozi. Metabolizam masti također se događa s nakupljanjem međuproizvoda - acetona, acetooctene i hidroksimaslačne kiseline. Akumuliraju se međuprodukti metabolizma proteina. Povećava se sadržaj amonijaka, smanjuje sadržaj glutamina, dolazi do poremećaja izmjene fosfoproteina i fosfolipida te se uspostavlja negativna ravnoteža dušika. Promjene u metabolizmu elektrolita sastoje se od poremećaja aktivnog transporta iona kroz biološke membrane i smanjenja količine intracelularnog kalija. Sinteza živčanih medijatora je poremećena.
U teškim slučajevima hipoksije, tjelesna temperatura se smanjuje, što se objašnjava smanjenjem metabolizma i poremećenom termoregulacijom.
Živčani sustav je u najnepovoljnijim uvjetima, a to objašnjava zašto su prvi znakovi gladovanja kisikom poremećaji živčane aktivnosti. Čak i prije nego što se pojave strašni simptomi gladovanja kisikom, javlja se euforija. Ovo stanje karakterizira emocionalno i motoričko uzbuđenje, osjećaj samozadovoljstva i vlastite snage, a ponekad, naprotiv, gubitak interesa za okolinu i neprimjereno ponašanje. Razlog ovih pojava leži u poremećaju unutarnjih procesa inhibicije. S produljenom hipoksijom opažaju se ozbiljniji metabolički i funkcionalni poremećaji u središnjem živčanom sustavu: 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 živčani sustav zauzima srčani mišić. Poremećaji ekscitabilnosti, vodljivosti 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.
Poremećeno vanjsko disanje sastoji se od poremećene plućne ventilacije. Promjene u ritmu disanja često poprimaju karakter periodičnog disanja.
U probavni sustav uočava se depresija motiliteta, smanjeno lučenje probavnih sokova želuca, crijeva i gušterače.
Početnu poliuriju zamjenjuje oslabljena sposobnost filtracije bubrega.
Tolerancija na hipoksiju ovisi o mnogim razlozima, uključujući dob, stupanj razvoja središnjeg živčanog sustava i temperaturu okoline.
Tolerancija na hipoksiju može se povećati umjetno. Prva metoda je smanjiti reaktivnost tijela i njegovu potrebu za kisikom (anestezija, hipotermija), druga je uvježbavanje, jačanje i potpuniji razvoj. adaptivne reakcije u tlačnoj komori ili uvjetima na velikoj nadmorskoj visini.
Treniranje hipoksije povećava otpornost tijela ne samo na ovaj učinak, već i na mnoge druge. nepovoljni faktori, posebno, za tjelesna aktivnost, promjene temperature okoline, infekcije, trovanja, učinci ubrzanja, ionizirajuće zračenje.
Dakle, vježbanje hipoksije povećava opću nespecifičnu otpornost tijela.
OSNOVNE DEFINICIJE
Hipoksija je tipičan patološki proces koji nastaje kao posljedica nedovoljne opskrbe tijela kisikom ili njegove nepotpune iskorištenosti tkiva.
Hipoksemija - nedovoljan sadržaj kisika u krvi.
T a x i k a r d i i - ubrzan rad srca.
UTILIZACIJA - uporaba, asimilacija.
E y f o r i i - neadekvatno povišeno, samozadovoljno raspoloženje.
Zadatak 1. Navedite koji od navedenih razloga mogu dovesti do razvoja hipoksične hipoksije (A), hemične (B), cirkulacijske (C), respiratorne (D), tkivne (E). Kombinirajte slovne oznake (A, B...) s brojevima u svom odgovoru.
Indeks Uzroci hipoksije
1 Smanjena dostava kisika u tkiva (za bolesti srčanog mišića).
2 Smanjena aktivnost respiratornih enzima (na primjer, kod trovanja cijanovodičnom kiselinom).
3 Poremećeno vanjsko disanje.
4 Smanjeni kapacitet kisika u krvi (na primjer, kod trovanja nitritima).
5 Nedovoljan sadržaj kisika u udahnutom zraku (na primjer, kod penjanja na planine).
Zadatak 2. Navedite koji spoj hemoglobina nastaje kod trovanja natrijevim nitritom (A). Kombinirajte indeks slova (A) s brojem u svom odgovoru.
Indeks Hemoglobinski spoj
1 karboksihemoglobin.
2 Methemoglobin.
3 Oksihemoglobin.
4 Ugljikohemoglobin.
Zadatak 3. Odredite koja se vrsta hipoksije razvija kada je poremećen dovod kisika u tkiva (A). Kombinirajte indeks slova (A) s brojem u svom odgovoru.
Indeks Vrsta hipoksije
Zadatak 4. Navedite koja je hipoksija karakteristična za akutni gubitak krvi (A). Kombinirajte indeks slova (A) s brojem u svom odgovoru.
Indeks Vrsta hipoksije
1 Cirkulacijski.
2 Hipoksičan.
3 Hemic (krv).
4 Tkanina.
5 Mješoviti.
EKSPERIMENTALNI RAD STUDENATA Zadatak 1. Proučiti osobitosti tijeka i ishoda hipoksične hipoksije u životinja. razne vrste i klase.
Napredak: postavite životinje ( bijeli štakor, 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 razinu kisika u komori oduzimanjem tlaka prema monometru od stvarnog atmosferskog tlaka (112 kPa ili 760 mm Hg) Prema tablici. izračunati nadmorsku visinu, parcijalni tlak kisika (PO2) i njegov sadržaj u zraku (u postocima), koji odgovaraju tlaku u tlačnoj komori).
Nakon svakog kilometra "uspona na visinu", ispitajte kod pokusnih životinja takve pokazatelje kao što su motorička aktivnost, držanje, učestalost i obrazac disanja, boja kože i vidljivih sluznica, prisutnost nehotičnog mokrenja i defekacije. Usporediti tijek i ishode hipoksije kod različitih vrsta i klasa životinja, donijeti zaključke.
Zadatak 2. Proučite značajke tijeka hemične hipoksije. Postupak: Supkutano ubrizgati 1% otopinu natrijeva nitrata u količini od 0,1 ml na 1 g tjelesne težine životinje. Stavite bijelog miša pod stakleni lijevak i promatrajte promjene u dinamici razvoja poremećaja vanjskog disanja, ponašanja, obojenosti kože i sluznice s povećanjem vrijednosti deprivacije kisika. Nakon smrti, prebacite životinju u pladanj od emajla i otvorite ga. Objasnite promjenu boje krvi, kože, unutarnjih organa, serozne membrane. Izvući zaključak.
Utvrđivanje početne razine znanja
Zadatak 1. Navedite koji su od navedenih mehanizama prilagodbe tijekom hipoksije hitni (A) i dugotrajni (B). Kombinirajte slovne i numeričke indekse u svom odgovoru.
Mehanizam prilagodbe indeksa
1 Mobilizacija funkcije cirkulacijskih organa.
2 Jačanje sposobnosti tkivnih enzima da koriste kisik.
3 Povećana ventilacija pluća.
4 Izbacivanje krvi iz depoa.
5 Jačanje procesa anaerobne glikolize.
6 Promjene u krivulji disocijacije oksihemoglobina.
7 Ekonomično korištenje energije iz oksidativnih procesa.
8 Hipertrofija dišni mišići, plućne alveole, miokard, neuroni respiratornog centra.
9 Hiperplazija koštane srži.
Zadatak 2. Navedite koje od navedenih definicija karakteriziraju pojmove hipoksija (A), hipoksemija (B), hiperkapnija (C). Kombinirajte slovne i numeričke indekse u svom odgovoru.
Definicija indeksa
1 Nedostatak kisika u tkivima.
2 Nedostatak i višak kisika ugljikov dioksid u tijelu.
3 Smanjeni sadržaj kisika u krvi.
4 Smanjeni sadržaj kisika u tkivima.
Zadatak 3. Navedite pod utjecajem kojih od navedenih čimbenika nastaje: hipoksična (A), cirkulacijska (B), krvna (C), respiratorna (D), tkivna (E) hipoksija. Kombinirajte slovne i numeričke indekse u svom odgovoru.
Indeks Vrsta hipoksije
|
Ugljični monoksid(TAKO). |
|
|
Penjanje u visine. |
|
|
Kalijev cijanid. |
|
|
Upala pluća. |
|
|
Natrijev nitrit. |
|
|
Napadi bronhijalne astme. |
|
|
Ateroskleroza. |
Zadatak 1. Dok se penjao na planinu do visine od 3000 m, jedan od penjača iznenada je razvio radosno raspoloženje, koje se izražavalo emocionalnim i motoričkim uzbuđenjem, te osjećajem samozadovoljstva. Navedite razlog za takvo stanje penjača. Objasnite mehanizam razvoja.
Zadatak 2. Nakon oštećenja femoralne arterije i velikog gubitka krvi (oko 2 litre) unesrećeni je izgubio svijest, snizio mu se arterijski i venski tlak, ubrzao puls, blijedjela koža, učestalo i pliće disanje. Utvrdite koja se vrsta hipoksije razvila u ovom slučaju; objasniti mehanizam razvoja.
Zadatak 3. U jednoj od dječjih ustanova umjesto kuhinjske soli za kuhanje je korišten natrijev nitrit. U centar za kontrolu trovanja odvedeno je 17 djece sa simptomima trovanja. U krvi djece zabilježen je visok sadržaj methemoglobina i pad sadržaja oksihemoglobina. Koja je hipoksija uočena u djece?
KNJIŽEVNOST
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.
PLAN Oblici respiratornog zatajenja 2. Ventilacija zatajenje disanja 2.1. opstruktivna insuficijencija 2.2. restriktivna insuficijencija 2.3. poremećaji centralne regulacije disanja 3. Alveolo - respiratorno zatajenje 3.1. Uloga omjera ventilacija/perfuzija 3.2. Uloga difuzijskih poremećaja
Definicija respiratornog zatajenja Zatajenje disanja - što je to? patološko stanje kada: 1. Napon kisika (pO 2) u arterijskoj krvi je smanjen - arterijska hipoksemija 2. Napon ugljičnog dioksida (pCO 2) prelazi 50 mm Hg. Umjetnost. - hiperkapnija
ASFIKSIJA min. Ovo je po život opasno stanje u kojem akutno zatajenje disanja dostiže takav stupanj da O 2 ne ulazi u krv i CO 2 se ne uklanja iz krvi. Uzroci: Gušenje Ulazak stranih tijela Alergijski edem grkljana Utapanje Aspiracija povraćenim sadržajem. Plućni edem Bilateralni pneumotoraks Teška depresija respiratornog centra Poremećaji neuromuskularnog prijenosa Masivna ozljeda prsnog koša
Razdoblja asfiksije Prvo razdoblje 1. Ekscitacija respiratornog centra 2. Učestalo i duboko disanje 3. Ubrzan rad srca 4. Povišen krvni tlak 5. Na početku prvog razdoblja - inspiratorna zaduha 6. Na kraju prvog period - ekspiratorna zaduha Mehanizmi hipertenzije tijekom asfiksije: a) refleksni učinak CO 2 na vazomotorni centar b) otpuštanje norepinefrina i adrenalina nadbubrežnim žlijezdama c) kontrakcija vena d) povećanje volumena cirkulirajuće tekućine e) povećanje minutnog volumena srca
Drugo razdoblje 1. Rijetko disanje 2. Ekspiratorna otežano disanje 3. Teška hipoksemija 4. Hipoksija mozga 5. Bradikardija 6. Arterijska hipotenzija Treće razdoblje 1. Supresija učestalosti i dubine disanja 2. Preterminalna pauza 3. Gašping disanje (terminalno) 4 Potpuni respiratorni zastoj
Procesi koji osiguravaju vanjsko disanje 1. Ventilacija pluća 2. Difuzija O 2 i CO 2 kroz stijenku alveola 3. Perfuzija krvi kroz kapilare pluća Oblici respiratornog zatajenja (prema patogenezi) 1. Ventilacija 2. Alveola -respiratorni 1. Ventilacija pluća 2. Difuzija O 2 i CO 2 kroz stijenku alveole 3. Prokrvljenost kroz kapilare pluća Oblici respiratornog zatajenja (prema patogenezi) 1. Ventilacija 2. Alveolo - respiratorni
Ventilacijsko respiratorno zatajenje Bit: manje zraka ulazi u alveole po jedinici vremena nego što je normalno Bit: manje zraka ulazi u alveole po jedinici vremena nego što je normalno (alveolarna hipoventilacija) Uzroci alveolarne hipoventilacije 1. Vezani za dišni aparat (alveolarna hipoventilacija) Uzroci alveolarna hipoventilacija hipoventilacija 1. Povezano s dišnim sustavom (plućni uzroci) 2. Nije povezano s dišnim sustavom (izvanplućni uzroci) (plućni uzroci) 2. Nije povezano s dišnim sustavom (izvanplućni uzroci)
Izvanplućni uzroci zatajenja ventilacije Izvanplućni uzroci zatajenja ventilacije 1. Disfunkcija respiratornog centra 2. Disfunkcija motornih neurona kičmena moždina 3. Disfunkcija neuromuskularnog respiratornog aparata 4. Ograničenje pokretljivosti prsnog koša 5. Narušavanje integriteta prsnog koša 1. Disfunkcija respiratornog centra 2. Disfunkcija motornih neurona leđne moždine 3. Disfunkcija neuromuskularnog respiratornog aparata 4. Ograničenje pokretljivosti prsnog koša 5. Narušavanje integriteta prsnog koša
Plućni uzroci zatajenja ventilacije 1. Poremećena prohodnost dišnih putova 2. Poremećena elastična svojstva plućnog tkiva 3. Smanjen broj funkcionalnih alveola 1. Poremećena prohodnost dišnih putova 2. Poremećena elastična svojstva plućnog tkiva 3. Smanjen broj funkcionalnih alveola
Uzroci opstrukcije gornjih dišnih putova Unutarnja trauma gornjih dišnih putova Opekline i udisanje otrovnih plinova Vanjska mehanička trauma Krvarenje u respiratorni trakt Aspiracija stranog tijela Nekrotizirajuća Ludwigova angina Retrofaringealni apsces Angioedem Unutarnja trauma gornjih dišnih putova Opekline i udisanje otrovnih plinova Vanjska mehanička trauma Krvarenje u respiratorni trakt Aspiracija stranog tijela Nekrotizirajuća Ludwigova angina Retrofaringealni apsces Angioedem
Mehanizam opstrukcije bronhijalna astma Nakupljanje viskozne staklaste sluzi u bronhima Nakupljanje viskozne staklaste sluzi u bronhima Edem bronhijalne sluznice Edem bronhijalne sluznice Spazam cirkularnog i uzdužnog glatkih mišića bronhi Spazam cirkularnih i uzdužnih glatkih mišića bronha
Restriktivna insuficijencija Upala pluća Upala pluća Plućni edem Plućna fibroza Plućna fibroza Poremećaji surfaktantnog sustava Poremećaji surfaktantnog sustava Atelektaza Atelektaza Pneumotoraks Deformacija prsnog koša Paraliza respiratornih mišića Paraliza respir atorni mišići
Alveolo - respiratorno zatajenje 1. Zbog neusklađenosti u omjeru ventilacije/perfuzije pluća 1. Zbog neusklađenosti u omjeru ventilacije/perfuzije pluća 2. Zbog poteškoće u difuziji plinova kroz stijenku alveole 2. Zbog na poteškoće u difuziji plinova kroz stijenku alveole
UZROCI SMANJENE plućne perfuzije Infarkt miokarda Miokarditis Eksudativni perikarditis Stenoza desne atrioventrikularne arterije Vaskularna insuficijencija - šok Plućna embolija Infarkt miokarda Kardioskleroza Miokarditis Eksudativni perikarditis Stenoza desne atrioventrikularne ušća s Vaskularna insuficijencija - šok Plućna embolija
UZROCI POREMEĆAJA DIFUZIJE 1. Smanjenje alveolarne površine - resekcija pluća, kavitet, apsces, atelektaza, emfizem 2. Zadebljanje alveolarne membrane - fibroza, sarkoidoza, pneumokonioza, emfizem, sklerodermija, pneumonija, plućni edem 3. Infektivne bolesti - inter statični upala pluća, gripa, ospice, tuberkuloza, gljivične bolesti 1. Smanjenje alveolarne površine - resekcija pluća, kavitet, apsces, atelektaza, emfizem 2. Zadebljanje alveolarne membrane - fibroza, sarkoidoza, pneumokonioza, emfizem, sklerodermija, pneumonija, plućni edem 3. Zarazne bolesti - intersticijska pneumonija, gripa, ospice, tuberkuloza, gljivične bolesti
4. Kemijski agensi koji uzrokuju upalu pluća - klor, fosgen, dušikov oksid, prašina od brašna 5. Kronične bolesti - uremija sistemski lupus eritematozus periarteritis nodoza sarkoidoza sklerodermija 6. Profesionalne lezije pluća konioze: azbestoza talkoza silikoza berilioza 4. Kemijski agensi koji uzrokuju pneumonije umonija - klor, fosgen, dušikov oksid, prašina od brašna 5. Kronične bolesti - uremija sistemski eritematozni lupus periarteritis nodoza sarkoidoza sklerodermija 6. Profesionalne lezije pluća konioze: azbestoza talkoza sideroza silikoza berilioza
Hipoksična hipoksija Uzroci: 1. Pad parcijalnog tlaka kisika u udahnutom zraku 2. Otežano vanjsko disanje 3. Miješanje arterijskog i venske krvi 1. Pad parcijalnog tlaka kisika u udahnutom zraku 2. Otežano vanjsko disanje 3. Miješanje arterijske i venske krvi
Hemična hipoksija Bit hipoksije je smanjenje kapaciteta krvi za kisik Oblici: a) anemični b) toksični uzroci: 1. Anemični oblik: Gubitak krvi Hemoliza crvenih krvnih stanica Inhibicija eritropoeze 2. Toksični oblik: stvaranje karboksihemoglobina stvaranje methemoglobina Bit hipoksije je smanjenje kisikovog kapaciteta krvi Oblici: a) anemični b) toksični uzroci: 1. Anemični oblik: Gubitak krvi Hemoliza eritrocita Inhibicija eritropoeze 2. Toksični oblik: stvaranje karboksihemoglobina methemoglobina
Egzogeni tvorci methemoglobina 1. Dušikovi spojevi - oksidi, nitriti 2. Amino spojevi - hidroksilamin, anilin, fenilhidrazin, PABA 3. Oksidanti - klorati, permanganati, kinoni, piridin, naftalen 4. Redoks bojila - metilen modro, krezil modro 5. Lijekovi- novokain, pilokarpin, fenacetin, barbiturati, aspirin, resorcinol
Histotoksična hipoksija Bit: nesposobnost tkiva da iskoriste kisik Glavni pokazatelj: mala arterio-venska razlika Glavni pokazatelj: mala arterio-venska razlika Razlog: smanjena aktivnost respiratornih enzima Razlog: smanjena aktivnost respiratornih enzima
Enzimi dišnog lanca 1. Piridin-ovisne dehidrogenaze, oko 150), za koje su NAD ili NADP koenzimi 2. Flavin-ovisne dehidrogenaze, oko 30), čije su prostetičke skupine flavinadenin nukleotid (FAD) ili flavin mononukleotid (FMN) 3. Citokromi, u čijoj se prostetičnoj skupini nalazi porfirinski prsten sa željezom 4. Citokrom oksidaze 1. Piridin-ovisne dehidrogenaze, oko 150), kojima su NAD ili NADP koenzimi 2. Flavin-ovisne dehidrogenaze, oko 30), čije su prostetske skupine flavin adenin nukleotid (FAD) ili flavin mononukleotid (FMN) 3. Citokromi u čijoj se prostetskoj skupini nalazi porfirinski prsten sa željezom 4. Citokrom oksidaze
Poremećaj metabolizma masti tijekom hipoksije 1. Intenzivna razgradnja masti u depou 2. Spora sinteza masti 3. Akumulacija masne kiseline u tkivima 4. Nakupljanje ketonskih tijela 5. Jačanje acidoze 1. Intenzivna razgradnja masti u depou 2. Usporena sinteza masti 3. Nakupljanje masnih kiselina u tkivima 4. Nakupljanje ketonskih tijela 5. Porast acidoze
Osjetljivost na hipoksiju Neuroni kore velikog mozga min Neuroni produžene moždine min Neuroni leđne moždine - 60 min Neuroni kore velikog mozga min Neuroni produžene moždine min Neuroni leđne moždine - 60 min
Kompenzacijske reakcije s hipoksijom 1. Respiratorni mehanizmi a) hipoksična zaduha 2. Hemodinamski mehanizmi a) tahikardija b) povećanje udarnog volumena c) povećanje minutnog volumena d) ubrzanje krvotoka e) centralizacija krvotoka
3. Krvni mehanizmi a) eritrocitoza b) povećanje hemoglobina c) povećanje afiniteta Hb za kisik d) olakšavanje disocijacije oksihemoglobina 4. Tkivni mehanizmi a) smanjenje metabolizma b) aktivacija anaerobne glikolize c) aktivacija dišnih enzima
TERMINOLOGIJA
Hipoksija- tipičan patološki proces koji se razvija kao posljedica nedovoljne biološke oksidacije. Dovodi do poremećaja opskrbe energijom funkcija i plastičnih procesa u tijelu.
Hipoksija se često kombinira s hipoksemijom.
U eksperimentu se stvaraju uvjeti anoksije za pojedine organe, tkiva, stanice ili subcelularne strukture, kao i anoksije unutar malih područja krvotoka (primjerice, izolirani organ).
♦ Anoksija - prestanak bioloških oksidacijskih procesa, u pravilu, u nedostatku kisika u tkivima.
♦ Anoksemija – nedostatak kisika u krvi.
U cjelovitom živom organizmu nastanak ovih stanja je nemoguć.
KLASIFIKACIJA
Hipoksija se klasificira uzimajući u obzir etiologiju, težinu poremećaja, brzinu razvoja i trajanje.
Ovisno o etiologiji, postoje dvije skupine hipoksijskih stanja:
♦ egzogena hipoksija (normo- i hipobarična);
♦ endogena hipoksija(tkiva, respiratorni, supstrat, kardiovaskularni, preopterećenje, krv).
Prema kriteriju težine životnih poremećaja razlikuju se blaga, umjerena (umjerena), teška i kritična (smrtonosna) hipoksija.
Prema brzini nastanka i trajanju razlikujemo nekoliko vrsta hipoksije:
♦ Munjevita (akutna) hipoksija. Razvija se unutar nekoliko sekundi (na primjer, tijekom depresurizacije zrakoplova
uređaja na nadmorskoj visini većoj od 9000 m ili kao posljedica brzog masivnog gubitka krvi).
♦ Akutna hipoksija. Razvija se unutar prvog sata nakon izlaganja uzročniku hipoksije (na primjer, kao rezultat akutnog gubitka krvi ili akutnog respiratornog zatajenja).
♦ Subakutna hipoksija. Nastaje unutar jednog dana (na primjer, kada u tijelo uđu nitrati, dušikovi oksidi, benzen).
♦ Kronična hipoksija. Razvija se i traje više od nekoliko dana (tjedana, mjeseci, godina), na primjer, s kroničnom anemijom, srčanim ili respiratornim zatajenjem.
ETIOLOGIJA I PATOGENEZA HIPOKSIJE Egzogeni tip hipoksije
Etiologija
Uzrok egzogene hipoksije je nedovoljna opskrba kisikom udahnutim zrakom.
Normobarična egzogena hipoksija. Uzrokovano ograničenjem kisika koji ulazi u tijelo sa zrakom u uvjetima normalnog barometarskog tlaka na:
♦ Pronalaženje ljudi u malom i nedovoljno prozračenom prostoru (npr. u rudniku, bunaru, dizalu).
♦ U slučaju kršenja regeneracije zraka ili opskrbe smjesom kisika za disanje u zrakoplovima i dubokomorskim vozilima, autonomna odijela (kozmonauti, piloti, ronioci, spasioci, vatrogasci).
♦ Ako se ne poštuje tehnika ventilacije.
Hipobarična egzogena hipoksija. Uzrokovano smanjenjem barometarskog tlaka pri dizanju na visinu (više od 3000-3500 m, gdje je pO 2 zraka ispod 100 mm Hg) ili u tlačnoj komori. U tim uvjetima moguće je razviti planinsku, visinsku ili dekompresijsku bolest.
♦ Visinska bolest javlja se prilikom penjanja na planine, gdje je tijelo izloženo postupan pad barometarskog tlaka i pO 2 u udahnutom zraku te hlađenje i pojačana insolacija.
♦ Visinska bolest razvija se kod ljudi podignutih na velike visine u otvorenim zrakoplovima, kao i kada se tlak u tlačnoj komori smanji. U tim slučajevima tijelo je relativno pogođeno brzo pad barometarskog tlaka i pO 2 u udahnutom zraku.
♦ Dekompresija bolest se opaža kada oštar smanjenje barometarskog tlaka (na primjer, kao rezultat depresurizacije zrakoplova na visini većoj od 9000 m).
Patogeneza egzogene hipoksije
Na glavne karike patogeneze egzogena hipoksija(bez obzira na uzrok) uključuju: arterijsku hipoksemiju, hipokapniju, plinsku alkalozu i arterijsku hipotenziju.
♦ Arterijska hipoksemija početna je 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).
♦ Plinska alkaloza nastaje kao posljedica hipokapnije.
♦ Pad sustavnog krvnog tlaka (hipotenzija), u kombinaciji s hipoperfuzijom tkiva, uvelike je posljedica hipokapnije. Izrazito smanjenje p a CO 2 signal je za suženje lumena arteriola mozga i srca.
Endogeni tipovi hipoksije
Endogene vrste hipoksije rezultat su mnogih patoloških procesa i bolesti, a mogu se razviti i uz značajno povećanje tjelesne potrebe za energijom.
Respiratorni tip hipoksije
Uzrok- respiratorno zatajenje (nedovoljna izmjena plinova u plućima, detaljno opisano u Poglavlju 23) može biti uzrokovano:
♦ alveolarna hipoventilacija;
♦ smanjena prokrvljenost pluća;
♦ kršenje difuzije kisika kroz zračno-hematsku barijeru;
♦ disocijacija omjera ventilacije i perfuzije.
Patogeneza. Početna patogenetska poveznica 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 pada, p a C0 2 raste.
Cirkulacijski (hemodinamski) tip hipoksije
Uzrok- nedovoljna opskrba krvlju tkiva i organa. Nekoliko je čimbenika koji dovode do nedovoljne opskrbe krvlju:
♦ Hipovolemija.
♦ Smanjenje IOC-a kod zatajenja srca (vidi Poglavlje 22), kao i kod smanjenog tonusa vaskularnih stijenki (i arterijskih i venskih).
♦ Poremećaji mikrocirkulacije (vidi Poglavlje 22).
♦ Poremećena difuzija kisika kroz stijenku krvnih žila (npr. tijekom upale vaskularni zid- vaskulitis).
Patogeneza. Početna patogenetska veza je kršenje transporta oksigenirane arterijske krvi u tkiva.
Vrste cirkulatorne hipoksije. Postoje lokalni i oblik sustava cirkulatorna hipoksija.
♦ Lokalna hipoksija nastaje zbog lokalnih poremećaja cirkulacije krvi i difuzije kisika iz krvi u tkiva.
♦ Sistemska hipoksija nastaje kao posljedica hipovolemije, zatajenja srca i smanjenog perifernog vaskularnog otpora.
Promjene plinskog sastava i pH krvi: pH, p v 0 2, S v 0 2 se smanjuju, arteriovenska razlika u kisiku raste.
Hemički (krvni) tip hipoksije
Razlog je smanjenje efektivnog kisikovog kapaciteta krvi i, posljedično, njezine funkcije prijenosa kisika zbog:
♦ Teška anemija, praćena smanjenjem sadržaja Hb na manje od 60 g/l (vidi Poglavlje 22).
♦ Povrede transportnih svojstava Hb (hemoglobinopatije). Uzrokovana je promjenom njegove sposobnosti oksigenacije u kapilarama alveola i deoksigenacije 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 nastaju izlaganjem ugljičnom monoksidu, benzenu ili nitratima na normalnom Hb.
Patogeneza. Početna patogenetska poveznica je nemogućnost eritrocitnog Hb da veže kisik u kapilarama pluća, transportira i otpusti njegovu optimalnu količinu u tkiva.
Promjene u plinskom sastavu i pH krvi: V0 2, pH, p v 0 2 se smanjuju, arterio-venska razlika u kisiku raste i V a 0 2 se smanjuje pri normalnom p a 0 2.
Tkivni tip hipoksije
Uzroci - čimbenici koji smanjuju učinkovitost iskorištavanja kisika od strane stanica ili spajanje oksidacije i fosforilacije:
♦ Cijanidni ioni (CN), koji specifično inhibiraju enzime, i metalni ioni (Ag 2+, Hg 2+, Cu 2+), koji dovode do inhibicije bioloških oksidacijskih enzima.
♦ Promjene fizikalno-kemijskih parametara u tkivima (temperatura, sastav elektrolita, pH, fazno stanje komponenti membrane) u manje ili više izraženoj mjeri smanjuju učinkovitost biološke oksidacije.
♦ Post (osobito proteina), nedostatak hipo- i vitamina, metabolički poremećaji pojedinih minerala dovode do smanjenja sinteze bioloških oksidacijskih enzima.
♦ Odvajanje procesa oksidacije i fosforilacije, uzrokovanih mnogim endogenim agensima (na primjer, višak Ca 2+, H+, IVH, hormoni štitnjače koji sadrže jod), kao i egzogenim tvarima (2,4-dinitrofenol, gramicidin i neki drugi).
Patogeneza. Početna poveznica u patogenezi je nesposobnost bioloških oksidacijskih sustava da iskoriste kisik uz stvaranje visokoenergetskih spojeva.
Promjene plinskog sastava i pH krvi: pH i arteriovenska razlika u kisiku se smanjuju, SvO2, pvO2, V v O2 rastu.
Supstratni tip hipoksije
Razlog je nedostatak u stanicama bioloških oksidacijskih supstrata u uvjetima normalne dostave kisika 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 plinskog sastava i pH krvi: pH i arteriovenska razlika u kisiku se smanjuju, S v O 2, p v O 2 rastu,
Preopterećenje tipa hipoksije
Razlog je značajna hiperfunkcija tkiva, organa ili njihovih sustava. Najčešće se opaža tijekom intenzivnog rada skeletnih mišića i miokarda.
Patogeneza. Pretjerano opterećenje mišića (koštanog ili srčanog) uzrokuje relativnu (u usporedbi s onom koja je potrebna na određenoj razini funkcije) nedovoljnu opskrbu mišića krvlju i nedostatak kisika u miocitima.
Promjene u plinskom sastavu krvi i pH: Pokazatelji pH, S v O 2, p v O 2 se smanjuju, arterio-venska razlika kisika i pokazatelji p v CO 2 rastu.
Mješoviti tip hipoksije
Mješoviti tip hipoksije rezultat je kombinacije nekoliko tipova hipoksije.
Uzrok- čimbenici koji remete dva ili više mehanizama za dostavu i korištenje kisika i metaboličkih supstrata u procesu biološke oksidacije.
♦ Lijekovi u velikim dozama mogu inhibirati rad srca, neurona dišnog centra i aktivnost enzima disanje tkiva. Kao rezultat toga, razvijaju se hemodinamske, respiratorne i tkivne hipoksije.
♦ Akutni masivni gubitak krvi dovodi i do smanjenja kapaciteta kisika u krvi (zbog smanjenja sadržaja Hb) i do poremećaja cirkulacije: razvijaju se hemički i hemodinamski tipovi hipoksije.
♦ U teškoj hipoksiji bilo kojeg podrijetla dolazi do poremećaja mehanizama transporta kisika i metaboličkih supstrata, kao i intenziteta bioloških oksidacijskih procesa.
Patogeneza hipoksija mješoviti tip uključuje poveznice u mehanizmima razvoja različitih vrsta hipoksije. Mješovita hipoksija često je karakterizirana međusobnim potenciranjem pojedinih vrsta s razvojem teških ekstremnih, pa čak i terminalnih stanja.
Promjene u plinskom sastavu krvi i pH na mješovita hipoksija određeni su dominantnim poremećajima mehanizama transporta i iskorištavanja kisika, metaboličkih supstrata, kao i bioloških oksidacijskih procesa u različitim tkivima. Priroda promjena može biti različita i vrlo dinamična.
PRILAGOĐAVANJE TIJELA NA HIPOKSIJU
U uvjetima hipoksije u tijelu se formira dinamički funkcionalni sustav za postizanje i održavanje optimalne razine biološke oksidacije u stanicama.
Postoje hitni i dugoročni mehanizmi prilagodbe na hipoksiju.
Hitna adaptacija
Uzrok aktivacija hitnih mehanizama prilagodbe: nedovoljan sadržaj ATP-a u tkivima.
Mehanizmi. Proces hitne prilagodbe tijela na hipoksiju osigurava aktivaciju transportnih mehanizama O 2 i metaboličkih supstrata do stanica. Ti mehanizmi već postoje u svakom organizmu i aktiviraju se odmah kada nastupi hipoksija.
Sustav vanjskog disanja
♦ Učinak: povećanje volumena alveolarne ventilacije.
♦ Mehanizmi djelovanja: povećanje učestalosti i dubine disanja, broj funkcionalnih alveola.
♦ Mehanizam djelovanja: povećanje udarnog volumena i učestalosti kontrakcija.
Vaskularni sustav
♦ Učinak: preraspodjela krvotoka – njegova centralizacija.
♦ Mehanizam djelovanja: regionalna promjena promjera krvnih žila (povećanje mozga i srca).
Krvni sustav
♦ Mehanizmi djelovanja: oslobađanje crvenih krvnih stanica iz depoa, povećanje stupnja zasićenja Hb kisikom u plućima i disocijacija oksihemoglobina u tkivima.
♦ Učinak: povećanje učinkovitosti biološke oksidacije.
♦ Mehanizmi djelovanja: aktivacija enzima tkivnog disanja i glikolize, pojačano sprezanje oksidacije i fosforilacije.
Dugotrajna prilagodba
Uzrok uključivanje mehanizama dugotrajne prilagodbe na hipoksiju: ponovljena ili trajna insuficijencija biološke oksidacije.
Mehanizmi. Dugotrajna prilagodba na hipoksiju ostvaruje se na svim razinama vitalne aktivnosti: od tijela kao cjeline do staničnog metabolizma. Ti se mehanizmi formiraju postupno, osiguravajući optimalnu životnu aktivnost u novim, često ekstremnim uvjetima postojanja.
Glavni element dugoročne prilagodbe na hipoksiju je povećanje učinkovitosti bioloških oksidacijskih procesa u stanicama.
Biološki oksidacijski sustav
♦ Djelovanje: aktivacija biološke oksidacije koja je ključna u dugotrajnoj prilagodbi na hipoksiju.
♦ Mehanizmi: povećanje broja mitohondrija, njihovih krista i enzima u njima, povećanje sprege oksidacije i fosforilacije.
Sustav vanjskog disanja
♦ Učinak: povećan stupanj oksigenacije krvi u plućima.
♦ Mehanizmi: hipertrofija pluća s povećanjem broja alveola i kapilara u njima.
♦ Učinak: povećan minutni volumen srca.
♦ Mehanizmi: hipertrofija miokarda, povećanje broja kapilara i mitohondrija u kardiomiocitima, povećanje brzine interakcije između aktina i miozina, povećanje učinkovitosti srčanih regulatornih sustava.
Vaskularni sustav
♦ Učinak: povećana prokrvljenost tkiva krvlju.
♦ Mehanizmi: povećanje broja funkcionalnih kapilara, razvoj arterijske hiperemije u organima i tkivima koji su izloženi hipoksiji.
Krvni sustav
♦ Djelovanje: povećanje kisikovog kapaciteta krvi.
♦ Mehanizmi: aktivacija eritropoeze, pojačana eliminacija crvenih krvnih stanica iz koštane srži, povećan stupanj zasićenja Hb kisikom u plućima i disocijacija oksihemoglobina u tkivima.
Organi i tkiva
♦ Učinak: povećanje učinkovitosti rada.
♦ Mehanizmi: prijelaz na optimalnu razinu funkcioniranja, povećana metabolička učinkovitost.
Regulacijski sustavi
♦ Učinak: povećana učinkovitost i pouzdanost regulatornih mehanizama.
♦ Mehanizmi: povećana otpornost neurona na hipoksiju, smanjen stupanj aktivacije simpatičko-nadbubrežnog i hipotalamo-hipofizno-nadbubrežnog sustava.
MANIFESTACIJE HIPOKSIJE
Promjene u vitalnim funkcijama organizma ovise o vrsti hipoksije, njezinom stupnju, brzini razvoja, kao io stanju reaktivnosti organizma.
Akutna (fulminantna) teška hipoksija dovodi do brzog gubitka svijesti, potiskivanja funkcija tijela i njegove smrti.
Kronična (konstantna ili povremena) hipoksija obično je popraćena prilagodbom tijela 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 uključena početni stadij aktivira se hipoksija, što je popraćeno nakupljanjem kiselih metabolita i razvojem acidoze.
♦ Sintetski procesi u stanicama su inhibirani zbog nedostatka energije.
♦ Proteoliza se povećava zbog aktivacije, u uvjetima acidoze, proteaza, kao i neenzimske hidrolize proteina. Bilanca dušika postaje negativna.
♦ Lipoliza se aktivira kao rezultat povećane aktivnosti lipaze i acidoze, što je popraćeno nakupljanjem viška CT i IVF. Potonji imaju disocijirajući učinak na procese oksidacije i fosforilacije, čime se pogoršava hipoksija.
♦ Vodeno-elektrolitna ravnoteža je poremećena zbog potiskivanja aktivnosti ATPaze, oštećenja membrana i ionskih kanala, kao i promjene u sadržaju niza hormona u organizmu (mineralokortikoidi, kalcitonin i dr.).
POREMEĆAJI FUNKCIJE ORGANA I TKIVA
Tijekom hipoksije disfunkcija organa i tkiva izražena je u različitim stupnjevima, što je određeno njihovom različitom otpornošću na hipoksiju. Najmanju otpornost na hipoksiju ima tkivo živčanog sustava, posebno neuroni kore velikog mozga. S progresijom hipoksije i njezinom dekompenzacijom, funkcioniranje svih organa i njihovih sustava je inhibirano.
Kršenja BND-a u uvjetima hipoksije otkrivaju se unutar nekoliko sekundi. Ovo se pokazuje:
♦ smanjena sposobnost adekvatne procjene aktualnih događaja i okoline;
♦ osjećaji nelagode, težine u glavi, glavobolja;
♦ nekoordinacija pokreta;
♦ usporavanje logičkog razmišljanja i donošenja odluka (uključujući i one jednostavne);
♦ poremećaj svijesti i njen gubitak u teškim slučajevima;
♦ kršenje bulbarnih funkcija, što dovodi do poremećaja srčanih i respiratornih funkcija i može uzrokovati smrt.
Kardiovaskularni sustav
♦ Smanjena kontraktilna funkcija miokarda i, s tim u vezi, smanjenje udarnog i minutnog volumena.
♦ Poremećaj protoka krvi u žilama srca s razvojem koronarna insuficijencija.
♦ Poremećaji srčanog ritma, uključujući fibrilaciju atrija i fibrilaciju.
♦ Razvoj hipertenzivnih reakcija (s iznimkom određenih tipova hipoksije cirkulacijskog tipa), naizmjenično arterijska hipotenzija, uključujući akutni (kolaps).
♦ Poremećaji mikrocirkulacije, koji se očituju prekomjernim usporavanjem protoka krvi u kapilarama, njegovom turbulentnom prirodom i arteriolarno-venularnim ranžiranjem.
Sustav vanjskog disanja
♦ Povećanje volumena alveolarne ventilacije u početnoj fazi hipoksije, praćeno (s povećanjem stupnja hipoksije i oštećenjem bulbarnih centara) progresivnim smanjenjem kako se razvija respiratorno zatajenje.
♦ Smanjena opća i regionalna prokrvljenost plućnog tkiva zbog poremećaja cirkulacije.
♦ Smanjena difuzija plinova kroz zračno-hematsku barijeru (zbog razvoja edema i bubrenja stanica interalveolarnog septuma).
Probavni sustav
♦ Poremećaji apetita (obično smanjen).
♦ Poremećaj motiliteta želuca i crijeva (obično smanjena peristaltika, tonus i usporena evakuacija sadržaja).
♦ Razvoj erozija i ulkusa (osobito s dugotrajnom teškom hipoksijom).
NAČELA OTKLANJANJA HIPOKSIJE
Korekcija stanja hipoksije temelji se na etiotropskim, patogenetskim i simptomatskim principima. Etiotropno liječenje usmjeren na uklanjanje uzroka hipoksije. U slučaju egzogene hipoksije potrebno je normalizirati sadržaj kisika u udahnutom zraku.
♦ Hipobarična hipoksija uklanja se uspostavljanjem normalnog barometrijskog i, kao posljedica toga, parcijalnog tlaka kisika u zraku.
♦ Normobarična hipoksija sprječava se intenzivnim provjetravanjem prostorija ili dovodom zraka s normalnim sadržajem kisika.
Liječenjem bolesti uklanjaju se endogeni tipovi hipoksije
ili patološki proces koji dovodi do hipoksije. Patogenetski princip osigurava eliminaciju ključnih karika i prekid lanca patogeneze hipoksičnog stanja. Patogenetski tretman uključuje sljedeće aktivnosti:
♦ Uklanjanje ili smanjenje stupnja acidoze u tijelu.
♦ Smanjenje ozbiljnosti ionske neravnoteže u stanicama, međustaničnoj tekućini, krvi.
Stranica 35 od 228
Hipoksija tijekom vježbanja javlja se tijekom intenzivne mišićne aktivnosti (teški fizički rad, grčevi i sl.). 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 aktiviraju mehanizmi za mobilizaciju rezervi, dolazi do potpune ili djelomične normalizacije ravnoteže kisika u tijelu zbog proizvodnje vazodilatatora, vazodilatacije, povećanja volumena protoka krvi, smanjenja veličine interkapilarnih prostora. te vrijeme potrebno da krv prođe kroz kapilare. To dovodi do smanjenja heterogenosti protoka krvi i njegovog izjednačavanja u radnim organima i tkivima.
Akutna normobarična hipoksična hipoksija razvija se sa smanjenjem respiratorne površine pluća (pneumotoraks, uklanjanje dijela pluća), “ kratki spoj "(ispunjenje alveola eksudatom, transudatom, pogoršanje uvjeta difuzije), uz smanjenje parcijalne napetosti kisika u udahnutom zraku na 45 mm Hg. a niže, s prekomjernim otvaranjem arteriovenularnih anastomoza (hipertenzija plućne cirkulacije). U početku se razvija umjerena neravnoteža između isporuke kisika i potrebe tkiva za njim (smanjenje PC2 arterijske krvi na 19 mm Hg). Aktiviraju se neuroendokrini mehanizmi za mobilizaciju rezervi. Smanjenje PO2 u krvi uzrokuje potpunu ekscitaciju kemoreceptora, preko kojih se stimulira retikularna formacija i simpato-adrenalni sustav, a sadržaj kateholamina (20-50 puta) i inzulina u krvi se povećava. Povećanje simpatičkih utjecaja dovodi do povećanja volumena krvi, povećanja pumpne funkcije srca, brzine i volumena protoka krvi, arteriovenske razlike u kisiku na pozadini vazokonstrikcije i hipertenzije, produbljivanja i pojačanog disanja. Pojačano iskorištavanje norepinefrina, adrenalina, inzulina, vazopresina i drugih biološki aktivnih tvari u tkivima, pojačano stvaranje medijatora staničnih ekstremnih stanja (diacilglicerid, inozitol trifosfat, prostaglandin, tromboksan, leukotrien i dr.) doprinose dodatnoj aktivaciji metabolizma u stanicama, što dovodi do promjena u koncentraciji metaboličkih supstrata i koenzima, povećanja aktivnosti redoks enzima (aldolaza, piruvat kinaza, sukcindehidrogenaza) i smanjenja aktivnosti heksokinaze. Nastali nedostatak opskrbe energijom zbog glukoze nadomješta se pojačanom lipolizom i povećanjem koncentracije masnih kiselina u krvi. Visoka koncentracija masnih kiselina, inhibirajući unos glukoze u stanice, osigurava visoku razinu glukoneogeneze i razvoj hiperglikemije. Istodobno se aktivira glikolitička razgradnja ugljikohidrata, pentozni ciklus i katabolizam proteina uz oslobađanje glukogenih aminokiselina. Međutim, prekomjerno korištenje ATP-a u metaboličkim procesima se ne nadoknađuje. To je u kombinaciji s nakupljanjem ADP, AMP i drugih adenilnih spojeva u stanicama, što dovodi do nedovoljne iskorištenosti laktata i ketonskih tijela koja nastaju kada se razgradnja masnih kiselina aktivira u stanicama jetre i miokarda. Nakupljanje ketonskih tijela pridonosi pojavi ekstracelularne i intracelularne acidoze, nedostatku oksidiranog oblika NAD, inhibiciji aktivnosti Na+-K+-ovisne ATPaze, poremećaju aktivnosti Na+/K+-nacoca i razvoju staničnih edema. . Kombinacija nedostatka makroerga, ekstracelularne i intracelularne acidoze dovodi do poremećaja aktivnosti organa koji su vrlo osjetljivi na nedostatak kisika (središnji živčani sustav, jetra, bubrezi, srce itd.). ).
Slabljenje srčanih kontrakcija smanjuje udarni i minutni volumen, povećava venski tlak i vaskularnu propusnost, osobito u žilama plućne cirkulacije. To dovodi do razvoja intersticijalnog edema i poremećaja mikrocirkulacije, smanjenja vitalnog kapaciteta pluća, što dodatno pogoršava poremećaje u radu središnjeg živčanog sustava i pogoduje prijelazu faze kompenzacije u fazu dekompenzirane hipoksije. Stadij dekompenzacije razvija se s izraženom neravnotežom između isporuke kisika i potrebe tkiva za njim (smanjenje P02 arterijske krvi na 12 mm Hg i niže). U tim uvjetima ne postoji samo nedostatak neuroendokrinih mehanizama mobilizacije, već i gotovo potpuno iscrpljivanje rezervi. Tako se u krvi i tkivima uspostavlja trajni manjak CTA, glukokortikoida, vazopresina i drugih biološki aktivnih tvari, što slabi utjecaj regulacijskih sustava na organe i tkiva i olakšava progresivni razvoj poremećaja mikrocirkulacije, osobito u plućnoj cirkulaciji s mikroembolija plućnih žila. Istodobno, smanjenje osjetljivosti glatke muskulature krvnih žila na simpatičke utjecaje dovodi do inhibicije vaskularnih refleksa, patološkog taloženja krvi u mikrocirkulacijskom sustavu, pretjeranog otvaranja arteriovenularnih anastomoza, centralizacije cirkulacije krvi, jačanja hipoksemije, respiratornog i zatajenje srca.
Temelj gore navedene patologije je produbljivanje poremećaja u redoks procesima - razvoj nedostatka koenzima nikotinamida, prevlast njihovih reduciranih oblika, inhibicija procesa glikolize i stvaranja energije. U tkivima, pretvoreni ATP je gotovo potpuno odsutan, aktivnost superoksid dismutaze i drugih enzimskih komponenti antioksidativnog sustava se smanjuje, oksidacija slobodnih radikala se naglo aktivira, a stvaranje aktivnih radikala se povećava. U tim uvjetima dolazi do masivnog stvaranja toksičnih peroksidnih spojeva i ishemijskog proteinskog toksina. Teška oštećenja mitohondrija nastaju zbog poremećenog metabolizma dugih lanaca acetil-CoA, inhibira se translokacija adenin nukleotida, a povećava se propusnost unutarnjih membrana za Ca2+. Aktivacija endogenih fosfolipaza dovodi do pojačanog cijepanja membranskih fosfolipida, oštećenja ribosoma, supresije sinteze proteina i enzima, aktivacije lizosomalnih enzima, razvoja autolitičkih procesa, dezorganizacije molekularne heterogenosti citoplazme i redistribucije elektrolita. Aktivni energetski ovisan transport iona kroz membrane je potisnut, što dovodi do nepovratnog gubitka intracelularnog K+, enzima i stanične smrti.
Kronična normobarična hipoksična hipoksija razvija se s postupnim smanjenjem respiratorne površine pluća (pneumoskleroza, emfizem), pogoršanjem uvjeta difuzije (umjereni dugotrajni nedostatak sadržaja O2 u udahnutom zraku), insuficijencijom kardiovaskularni sustav. Na početku razvoja kronične hipoksije obično se održava blaga neravnoteža 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 kemoreceptora simpato-adrenalnog sustava. Koncentracija kateholamina u tekućim medijima i tkivima ostaje blizu normale zbog njihove ekonomičnije potrošnje u metaboličkim procesima. To je u kombinaciji s blagim povećanjem brzine protoka krvi u glavnim i otpornim žilama, te usporavanjem hranjivih žila kao rezultat povećane kapilarizacije tkiva i organa. Dolazi do povećanja oslobađanja i izvlačenja kisika iz krvi. U tom kontekstu primjećuje se umjerena stimulacija genetskog aparata stanica, aktivacija sinteze nukleinskih kiselina i proteina, povećanje biogeneze mitohondrija i drugih staničnih struktura te hipertrofija stanica. Povećanje koncentracije respiratornih enzima na kristama mitohondrija pojačava sposobnost stanica da koriste kisik uz smanjenje njegove koncentracije u izvanstaničnom okolišu kao rezultat povećane aktivnosti citokromoksidaza, dehidraza Krebsovog ciklusa i povećanja u stupnju sprezanja oksidacije i fosforilacije. Prilično visoka razina sinteze ATP-a također se održava zahvaljujući anaerobnoj glikolizi, istodobno s aktivacijom oksidacije drugih energetskih supstrata - masnih kiselina, piruvata i laktata i stimulacijom glukoneogeneze uglavnom u jetri i skeletni mišići. U uvjetima umjerene tkivne hipoksije povećava se stvaranje eritropoetina, potiče reprodukcija i diferencijacija eritroidnih stanica, skraćuje se vrijeme sazrijevanja eritrocita s povećanom glikolitičkom sposobnošću, povećava se otpuštanje eritrocita u krvotok, a s povećanjem dolazi do policitemije. u kapacitetu kisika u krvi.
Pogoršanje neravnoteže između isporuke i potrošnje kisika u tkivima i organima u kasnijem razdoblju potiče razvoj insuficijencije neuroendokrinih mehanizama za mobilizaciju rezervi. To je zbog smanjenja ekscitabilnosti kemoreceptora, uglavnom sinokarotidne zone, njihove prilagodbe na niske razine kisika u krvi, inhibicije aktivnosti simpatičko-nadbubrežnog sustava, smanjenja koncentracije CTA u tekućim medijima i tkivima. , razvoj intracelularnog nedostatka CTA i njihov sadržaj u mitohondrijima, inhibicija oksidativne aktivnosti -reduktivnih enzima. U organima s visokom osjetljivošću na nedostatak O2 to dovodi do razvoja oštećenja u obliku distrofičnih poremećaja s karakterističnim promjenama nuklearno-citoplazmatskih odnosa, inhibicijom proizvodnje proteina i enzima, vakuolizacijom i drugim promjenama. Aktivacija proliferacije elemenata vezivnog tkiva u tim 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 - pada tlaka u kabini zrakoplova tijekom letova na velikim visinama, penjanja visoke planine bez umjetne prilagodbe itd. Intenzitet patogenog djelovanja hipoksije na organizam izravno ovisi o stupnju sniženja atmosferskog tlaka.
Umjereni pad atmosferskog tlaka (do 460 mm Hg, nadmorska visina oko 4 km) smanjuje PO2 u arterijskoj krvi na 50 mm Hg. i oksigenaciju hemoglobina do 90%. Javlja se privremeni nedostatak opskrbe tkiva kisikom, koji se uklanja stimulacijom središnjeg živčanog sustava i uključivanjem neuroendokrinih mehanizama za mobilizaciju rezervi - respiratornih, hemodinamskih, tkivnih, eritropoetskih, koji u potpunosti nadoknađuju potrebu tkiva za kisik.
Značajno smanjenje atmosferskog tlaka (do 300 mm Hg, nadmorska visina 6-7 km iznad razine mora) dovodi do smanjenja PO2 u arterijskoj krvi na 40 mm Hg. a ispod i oksigenacija hemoglobina je manja od 90%. Razvoj ozbiljnog nedostatka kisika u tijelu popraćen je snažno uzbuđenje SŽS, prekomjerna aktivacija neuroendokrinih mehanizama za mobilizaciju rezervi, masivno otpuštanje kortikosteroidnih hormona s prevagom mineralokortikoidnog učinka. Međutim, u procesu uključivanja rezervi stvaraju se “začarani” krugovi u vidu pojačanog i ubrzanog disanja, povećanog gubitka CO2 izdahnutim zrakom pri naglo smanjenom atmosferskom tlaku. Razvija se hipokapnija, alkaloza i progresivno slabljenje vanjskog disanja. Inhibicija redoks procesa i proizvodnja makroerga povezanih s nedostatkom kisika zamjenjuju se povećanom anaerobnom glikolizom, zbog čega se unutarstanična acidoza razvija na pozadini izvanstanične alkaloze. U tim uvjetima dolazi do progresivnog smanjenja tonusa glatkih mišića krvnih žila, hipotenzije, povećanja vaskularne propusnosti i smanjenja ukupnog perifernog otpora. To uzrokuje zadržavanje tekućine, periferne edeme, oliguriju, širenje cerebralnih žila, pojačanu prokrvljenost i razvoj cerebralnog edema, koji su praćeni glavoboljom, nekoordinacijom pokreta, nesanicom, mučninom, au fazi teške dekompenzacije - gubitkom svijesti. .
Sindrom dekompresije na velikim visinama javlja se kada se u kabinama zrakoplova smanji tlak tijekom leta kada je atmosferski tlak 50 mmHg. ili manje na visini od 20 km ili više iznad razine mora. Depresurizacija dovodi do brzog gubitka plinova u tijelu i već kada njihov napon dosegne 50 mm Hg. dolazi do vrenja tekućih medija, budući da je pri tako niskom parcijalnom tlaku vrelište vode 37 °C. 1,5-3 minute nakon početka vrenja razvija se generalizirana zračna embolija krvnih žila i blokada protoka krvi. Nekoliko sekundi nakon toga javlja se anoksija, koja prvenstveno remeti funkciju središnjeg živčanog sustava, budući da u njegovim neuronima unutar 2,5-3 minute dolazi do anoksične depolarizacije uz masivno oslobađanje K+ i difuziju Cl prema unutra kroz citoplazmatsku membranu. Nakon što prođe kritično razdoblje za anoksiju živčanog sustava (5 minuta), neuroni se nepovratno oštećuju i odumiru.
Kronična hipobarična hipoksična hipoksija razvija se kod ljudi koji dugo borave na velikim nadmorskim visinama. Karakterizira ga dugotrajna aktivacija neuroendokrinih mehanizama za mobilizaciju rezervi kisika u organizmu. No, iu tom slučaju dolazi do diskordinacije fizioloških procesa i povezanih začaranih krugova.
Prekomjerna proizvodnja eritropoetina dovodi do razvoja policitemije i promjena reoloških svojstava krvi, uključujući viskoznost. S druge strane, povećanje viskoznosti povećava ukupni periferni vaskularni otpor, pri čemu se povećava opterećenje srca i razvija se hipertrofija miokarda. Postupno povećanje gubitka CO2 s izdahnutim zrakom popraćeno je povećanjem njegovog negativnog učinka na tonus vaskularnih glatkih mišićnih stanica, što pomaže usporavanju protoka krvi u plućnoj cirkulaciji i povećanju PCO2 u arterijskoj krvi. Spori proces promjena u sadržaju CO2 u izvanstaničnom okolišu obično malo utječe na ekscitabilnost kemoreceptora i ne izaziva njihovo adaptivno restrukturiranje. To slabi učinkovitost refleksne regulacije plinskog sastava krvi i rezultira pojavom hipoventilacije. Povećanje PCO2 u arterijskoj krvi dovodi do povećanja vaskularne propusnosti i ubrzanog transporta tekućine u intersticijski prostor. Nastala hipovolemija refleksno potiče proizvodnju hormona koji blokiraju oslobađanje vode. Njegovo nakupljanje u tijelu stvara oticanje tkiva i poremećaj prokrvljenosti središnjeg živčanog sustava, što se manifestira u obliku neuroloških poremećaja. Kod razrijeđenog zraka, pojačanog gubitka vlage s površine sluznice često dolazi do razvoja katara gornjih dišnih putova.
Citotoksična hipoksija je uzrokovana citotoksičnim otrovima koji imaju tropizam za enzime aerobne oksidacije u stanicama. U tom se slučaju ioni cijanida vežu na ione željeza u sastavu citokrom oksidaze, što dovodi do generaliziranog bloka disanja stanice. Ova vrsta hipoksije može biti uzrokovana alergijskom promjenom stanica neposrednog tipa (reakcije citolize). Citotoksična hipoksija karakterizirana je inaktivacijom enzimskih sustava koji kataliziraju biooksidacijske procese u stanicama tkiva kada je funkcija citokrom oksidaze isključena, prijenos O2 iz hemoglobina u tkiva je zaustavljen, unutarstanični redoks potencijal je oštro smanjen, oksidativna fosforilacija je blokirana, Smanjuje se aktivnost ATPaze, gliko-, lipo- i proteolitički procesi u stanici. Posljedica takvog oštećenja je razvoj Na+/K+-Hacoca poremećaja, inhibicija ekscitabilnosti živčanih, miokardijalnih i drugih vrsta stanica. S brzom pojavom nedostatka potrošnje O2 u tkivima (više od 50%), arteriovenska razlika u kisiku se smanjuje, omjer laktat / piruvat se povećava, kemoreceptori su oštro uzbuđeni, što prekomjerno povećava plućnu ventilaciju, smanjuje PCO2 arterijske krvi na 20. mm Hg, i povećava pH krvi i cerebrospinalne tekućine i uzrokuje smrt u pozadini teške respiratorne alkaloze.
Hemična 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 razina hemoglobina 50 g/l, veže se samo 8 ml O2. Nedostatak kisikovog kapaciteta krvi zbog kvantitativnog nedostatka hemoglobina razvija se kod posthemoragijske, željezodeficijentne i drugih vrsta anemije. Drugi uzrok hemičke hipoksije je ugljikova monooksidemija, koja se lako javlja u prisutnosti značajne količine CO u udahnutom zraku. Afinitet CO za hemoglobin je 250 puta veći od afiniteta O2. Stoga CO brže od O2 stupa u interakciju s hemoproteinima – hemoglobinom, mioglobinom, citokrom oksidazom, citokromom P-450, katalazom i peroksidazom. Funkcionalne manifestacije trovanja CO ovise o količini karboksihemoglobina u krvi. Kod 20-40% zasićenja krvi javlja se teški CO glavobolja; kod 40-50% vid, sluh i svijest su oštećeni; kod 50-60% razvija se koma, kardiorespiratorno zatajenje i smrt.
Vrsta hemijske hipoksije je anemična hipoksija, kod koje PO2 arterijske krvi može biti u granicama normale, dok je sadržaj kisika smanjen. Smanjenje kisikovog kapaciteta krvi i poremećena dostava kisika u tkiva uključuju neuroendokrine mehanizme za mobilizaciju rezervi s ciljem nadoknade potreba tkiva za kisikom. To se događa uglavnom zbog promjena hemodinamskih parametara - smanjenja OPS-a, koji izravno ovisi o viskoznosti krvi, povećanja minutnog volumena srca i disajnog volumena. Uz nedovoljnu kompenzaciju razvijaju se degenerativni procesi, uglavnom u parenhimskim stanicama (proliferacija vezivnog tkiva, skleroza unutarnjih organa – jetre i dr.).
Lokalna cirkulatorna hipoksija nastaje kada se na ud stavi hemostatski stez (turniket), sindrom dugotrajnog nagnječenja tkiva, replantacija organa, osobito jetre, u akutnoj crijevna opstrukcija, embolija, arterijska tromboza, infarkt miokarda.
Kratkotrajna blokada cirkulacije krvi (turniket do 2 sata) dovodi do naglog povećanja arteriovenske razlike kao rezultat potpunije ekstrakcije kisika, glukoze i drugih tkiva iz krvi. hranjive namirnice. Istodobno se aktivira glikogenoliza, a koncentracija ATP-a održava se blizu normale u tkivima na pozadini smanjenja sadržaja drugih makroerga - fosfokreatina, fosfoenolpiruvata itd. Koncentracija glukoze, glukoza-6-fosfata , mliječna kiselina se umjereno povećava, osmotičnost intersticijske tekućine se povećava bez razvoja značajnih poremećaja u staničnom transportu jedno- i dvovalentnih iona. Normalizacija metabolizma tkiva nakon obnove protoka krvi događa se unutar 5-30 minuta.
Dugotrajna blokada cirkulacije krvi (podvez dulje 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 se događa kao posljedica inhibicije aktivnosti u stanicama enzimskih sustava aerobnog i anaerobnog metabolizma, inhibicije sintetskih procesa, izraženog nedostatka ATP, ADP i viška AMP u tkivima, aktivacije proteolitičkih i lipolitičkih procesa u njima. Kod metaboličkih poremećaja slabi antioksidativna zaštita i pojačava se oksidacija slobodnih radikala, što dovodi do povećanja ionske propusnosti membrana. Nakupljanje Na+ i osobito Ca2+ u citosolu aktivira endogene fosfolipaze. U ovom slučaju, cijepanje fosfolipidnih membrana dovodi do pojave u području oslabljene cirkulacije velikog broja neživih stanica sa znakovima akutnog oštećenja, iz kojih se višak oslobađa u izvanstanični okoliš. otrovni proizvodi lipidna peroksidacija, ishemijski proteinski toksini, podoksidirani produkti, lizosomski enzimi, biološki aktivne tvari (histamin, kinini) i voda. U ovoj zoni dolazi i do duboke destrukcije krvnih žila, osobito mikrovaskulature. Ako se, u pozadini takvog oštećenja tkiva i krvnih žila, nastavi protok krvi, tada se to događa uglavnom kroz otvorene arteriovenularne anastomoze. Velika količina toksičnih produkata resorbira se iz ishemijskih tkiva u krv, izazivajući razvoj opće cirkulatorne hipoksije. U samoj zoni cirkulatorne hipoksije, nakon uspostave krvotoka, induciraju se postishemijski poremećaji. U rano razdoblje reperfuzija uzrokuje bubrenje endotela, budući da je O2 isporučen s krvlju početni produkt za stvaranje slobodnih radikala, potencirajući razaranje staničnih membrana peroksidacijom lipida. U stanicama i međustaničnoj tvari dolazi do poremećaja transporta elektrolita i promjene osmolarnosti. Zbog toga se povećava viskoznost krvi u kapilarama, dolazi do agregacije eritrocita i leukocita i pada osmotskog tlaka plazme. Zajedno, ti procesi mogu dovesti do nekroze (reperfuzijska nekroza).
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 srca u uvjetima pretjerano povećanog lučenja CTA, ACTH, glukokortikoida, renina i drugih vazoaktivnih produkata. . Spazam otpornih žila uzrokuje nagli porast potrebe tkiva za kisikom, razvoj nedostatka oksigenacije krvi u mikrocirkulacijskom sustavu, povećanje kapilarizacije tkiva i usporavanje protoka krvi. Pojavu stagnacije krvi i povećanu vaskularnu propusnost u mikrocirkulacijskom sustavu olakšava adhezija aktiviranih mikro- i makrofaga na endotel kapilara i postkapilarnih venula zbog ekspresije adhezivnih glikoproteina na citolemi i formiranja pseudopodija. Neučinkovitost mikrocirkulacije pogoršava se zbog otvaranja arteriovenularnih anastomoza, smanjenja volumena krvi i inhibicije srčane aktivnosti.
Smanjenje rezervi kisika za stanice organa i tkiva dovodi do disfunkcije mitohondrija, povećane propusnosti unutarnjih membrana za Ca2+ i druge ione, kao i do oštećenja ključnih enzima aerobnih metaboličkih procesa. Inhibicija redoks reakcija naglo povećava anaerobnu glikolizu i pridonosi pojavi intracelularne acidoze. Istodobno, oštećenje citoplazmatske membrane, povećanje koncentracije Ca u citosolu i aktivacija endogenih fosfolipaza dovode do razgradnje fosfolipidnih komponenti membrana. Aktivacija slobodnih radikalskih procesa u promijenjenim stanicama i prekomjerno nakupljanje produkata lipidne peroksidacije uzrokuju hidrolizu fosfolipida uz stvaranje monoacilglicerofosfata i slobodnih polien masnih kiselina. Njihova autooksidacija osigurava uključivanje oksidiranih polien masnih kiselina u mrežu metaboličkih transformacija kroz peroksidazne reakcije.
Tablica 7. Vrijeme preživljavanja stanica organa tijekom akutne cirkulacijske hipoksije u uvjetima normotermije
Orgulje |
Vrijeme |
Oštećena |
Mozak |
||
Cerebralni korteks, Amonov rog, mali mozak (Purkinjeove stanice) |
||
Bazalni gangliji |
||
Kičmena moždina |
Stanice prednjih rogova i ganglija |
|
Srce |
Provodni sustav |
|
papilarni mišići, |
||
lijeva klijetka |
||
Stanice perifernog dijela acinusa |
||
Stanice središnjeg dijela acinusa |
||
Tubularni epitel |
||
Glomeruli |
||
Alveolarne pregrade |
||
Bronhijalni epitel |
Kao rezultat, postiže se visok stupanj ekstra- i intracelularne acidoze, koja inhibira aktivnost enzima anaerobne glikolize. Ovi poremećaji su kombinirani s gotovo potpunim nedostatkom sinteze ATP-a i drugih vrsta makroerga u tkivima. Inhibicija metabolizma u stanicama tijekom ishemije parenhimskih organa uzrokuje ozbiljno oštećenje ne samo parenhimskih elemenata, već i endotela kapilara u obliku citoplazmatskog edema, povlačenja stanične membrane endotela u lumen žile, naglog povećanja propusnosti. sa smanjenjem broja pinocitnih vezikula, masivnim rubnim stajanjem leukocita, osobito u postkapilarnim venulama. Ovi poremećaji postaju najizraženiji tijekom reperfuzije. Mikrovaskularne reperfuzijske ozljede, poput ishemijskih, praćene su prekomjernim stvaranjem produkata oksidacije ksantin oksidazom. Reperfuzija dovodi do brzog aktiviranja reakcija slobodnih radikala i ispiranja intermedijarnih produkata metaboličkih procesa i otrovne tvari. Značajno povećanje sadržaja slobodnih aminokiselina i tkivnih toksina proteinske prirode u krvi i tkivima inhibira pumpnu aktivnost srca, uzrokuje razvoj akutnog zatajenja bubrega, narušava sintezu proteina, antitoksične i ekskretorne funkcije jetre. , i potiskuje aktivnost središnjeg živčanog sustava do smrti. Uvjeti iskustva raznih organa za akutnu cirkulatornu hipoksiju dani su u tablici. 7.