АкушерствоАнатомияАнестезиологияВакцинопрофилактикаВалеологияВетеринарияГигиенаЗаболеванияИммунологияКардиологияНеврологияНефрологияОнкологияОториноларингологияОфтальмологияПаразитологияПедиатрияПервая помощьПсихиатрияПульмонологияРеанимацияРевматологияСтоматологияТерапияТоксикологияТравматологияУрологияФармакологияФармацевтикаФизиотерапияФтизиатрияХирургияЭндокринологияЭпидемиология

Патогенез. В определенной мере классификация гипоксии по патогенезу повторяет классификацию по этиологии, и, таким образом

В определенной мере классификация гипоксии по патогенезу повторяет классификацию по этиологии, и, таким образом, механизмы развития дыхательной, циркуляторной, гемической и тканевой гипоксии имеют свои специфические черты.

Дыхательная гипоксия. Дыхательный тип гипоксии возникает в результате недостаточности газо-обменной функции легких в связи с

(1) альвеолярной гиповентиляцией

(2) нарушениями процессов диффузии

(3) расстройство вентиляционно-перфузионных отношений

(4) патологического шунтирования крови (подробнее см. раздел "Дыхательная недостаточность).

Основными проявлениями и показателями дыхательной гипоксии являются следующие:

1. Снижение оксигенации артериальной крови, которое, в свою очередь, зависит от напряжения кислорода. Поэтому при дыхательной гипоксии количество кислорода в артериальной крови будет снижено, реже нормальное;

2. Насыщение гемоглобина кислородом будет снижено (менее 97%);

3. р_аО₂ ниже 90 мм рт.ст.;

4. Кислородная емкость крови не изменена, т.е. 19-21 об.%;

5. Количество кислорода в венозной крови снижено, реже нормальное;

6. Артериовенозная разница по кислороду снижена (возможна сопутствующая гипокапния, в далеко зашедшей форме дыхательной недостаточности – гиперкапния).

Патогенез циркуляторной гипоксии. Сердечно-сосудистая гипоксия возникает при недостаточности кровообращения, приводящей к нарушению кровоснабжению органов и тканей. Недостаточность кровообращения может быть связана с сердечной, сосудистой или комбинированной недостаточностью, а также с нарушениями в микроциркуляции и объеме крови (гиповолемия). При сердечной недостаточности патогенез гипоксии связан с уменьшением минутного объема крови, выбрасываемом сердцем, и многократным снижением вследствие этого скорости кровотока. Поэтому в единицу времени ткани получают меньше кислорода, чем обычно, хотя оксигенация крови и не страдает.

(1) Кислородная емкость крови не изменена (если нет сопутствующего эритроцитоза).

(2) Содержание кислорода в артериальной крови не изменено (или повышено).

(3) р_аО₂ нормальное.

(4) Напряжение кислорода в венозной крови может быть снижено, иногда значительно.

(5) Содержание кислорода в венозной крови может быть значительно снижено.

(6) Артериовенозная разница по кислороду значимо увеличена.

(7) Сатурация венозной крови снижена, и достигает 55% вместо 73% в норме.

При сосудистой недостаточности циркуляторная гипоксия может быть связана с чрезмерным увеличением емкости венозного русла и депонировании определенной фракции крови вследствие пареза гладкой мускулатуры сосудистых стенок в результате экзогенных и эндогенных токсических влияний, аллергических реакций, нарушений электролитного баланса, надпочечниковой недостаточности, а также при нарушении нервно-гуморальной регуляции сосудистого тонуса. Возможно развитие циркуляторной гипоксии в связи с расстройством микроциркуляции, связанной с изменением стенок капилляров, агрегацией форменных элементов крови, повышением ее вязкости, свертываемости, других реологических свойств, ведущих к затруднению продвижения крови по капиллярам вплоть до полного стаза. Причинами нарушений микроциркуляции может стать избыточное артерио-венулярное шунтирование крови, обусловленное спазмом прекапиллярных сфинктеров (например, при острой кровопотере). Важное место занимает циркуляторная гипоксия, связанная с нарушением транспорта кислорода на внесосудистом участке микроциркуляторного русла: периваскулярном, внеклеточном и внутриклеточном пространствах, базальной и клеточной мембранах. Такая форма гипоксии возникает как результат ухудшения проницаемости мембран для кислорода при интерстициальном отеке и других патологических изменениях межклеточной среды.

Циркуляторная гипоксия может носить локальный характер при недостаточном притоке крови к отдельному органу или участку ткани или затруднению оттока крови. Показатели газового состава крови при различных формах гипоксии, связанной с нарушениями циркуляции (шок, коллапс, гиповолемия, нарушения микроциркуляции и т.п.), могут варьировать, но в целом аналогичны таковым, регистрируемым при сердечной недостаточности. Однако в отличие от сердечной недостаточности патогенез гипоксии вследствие сосудистой недостаточности обусловлен

(1) резким уменьшением массы циркулирующей крови вследствие скопления ее в емкостных сосудах и/или

(2) изменением линейной скорости кровотока в сосудах микроциркуляторного русла вследствие вазоконстрикции (активация α-адренорецепторов), сменяемой ее снижением и стазом.

Исключением могут стать случаи распространенного прекапиллярного шунтирования, когда кровь переходит из артериального в венозное русло, минуя обменные микрососуды, в результате чего в венозной крови остается много кислорода, хотя ткани при этом испытывают кислородное голодание.

Патогенез гемической (кровяной) гипоксии. Она возникает в результате уменьшения эффективной кислородной емкости крови при анемиях (постгеморрагические, гемолитические, дизэритропоэтические), гидремии (гемодилюция в постгеморрагическом периоде, при трансфузии значительных масс физиологического раствора, переливании кровезаменителей) и при нарушении способности гемоглобина связывать, транспортировать и отдавать кислород тканям – качественных изменениях гемоглобина. Наиболее часто подобная форма гемической гипоксии наблюдается при отравлении окисью углерода (угарным газом, который образует в крови карбоксигемоглобин), метгемоглобинообразователями, при некоторых аномалиях молекулы гемоглобина, при отклонениях гомеостаза, приводящих к нарушениям в процессах оксигенации и деоксигенации гемоглобина, соответственно, в легких и тканях.

Окись углерода обладает чрезвычайно высоким сродством к гемоглобину, в 300 раз превосходя сродство Hb к кислороду. Она образует очень прочное и качественно измененное соединение с гемоглобином – карбоксигемоглобин. Вдыхание ничтожных концентраций угарного газа (0,005%) приводит к выключению из транспортной функции 30% всего гемоглобина; если же содержание окиси углерода во вдыхаемом воздухе близко к 0,01%, то уже около 70% всего гемоглобина превращается в карбоксигемоглобин (что является безусловно смертельным).

Качественное изменение гемоглобина встречается при образовании метгемоглобина (когда двухвалентное железо гема переходит в трехвалентное) вследствие дефицита в эритроцитах ферментных систем (метгемоглобинредуктаза). Метгемоглобин представляет собой истинно окисленную форму гемоглобина, причем к дополнительной валентности железа в качестве лиганда присоединяется гидроксильная группа [OH^-]. Так же, как и карбоксигемоглобин, метгемоглобин теряет способность переносить кислород. Небольшие «физиологические» количества метгемоглобина постоянно образуются в организме под действием активных форм кислорода; патологическая метгемоглобинемия возникает при воздействии на организм большой группы веществ, так называемых метгемоглобинообразователей. К ним относятся

(1) промышленные и мощные бытовые окислители (производные бензола, анилин, фенилгидразин, нитраты, нитриты, хиноны, метилнитрофос);

(2) лекарственные препараты (фенацетин, антипирин, нитриты, викасол, сульфаниламиды, противомалярийные препараты);

(3) некоторые токсины инфекционного происхождения;

(4) эндогенные перекиси и радикалы (в значительных количествах) и другие.

При различных интоксикациях возможно образование и других качественно измененных форм гемоглобина, плохо переносящих кислород: нитроксигемоглобин, карбиламингемоглобин и другие.

Ухудшение кислородтранспортных свойств гемоглобина может быть связано с наследственными дефектами его молекулы, что сопровождается нарушениями его оксигенации в легких и деоксигенации в тканях. Аналогично могут действовать измененные физико-химические сдвиги во внутренней среде: рН, рСО₂, электролитный баланс, гипероксия (последняя повреждает систему гликолиза и изменяет содержание в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерата) и другие. Наконец, изменение физических свойств эритроцитов (агрегация, сладжирование и т.п.) ухудшают перенос и отдачу кислорода.

Основными патогенетическими звеньями формирования гемической гипоксии являются:

(1) Снижение кислородной емкости крови (с 20 до 15 и ниже об.%).

(2) Уменьшение артериовенозной разницы по кислороду, а также

(3) Снижение содержания кислорода в артериальной и венозной крови.

(4) Падение сатурации гемоглобина венозной крови (цианоз).

(5) р_аО₂ остается в пределах 95 мм рт.ст.

Патогенез тканевой гипоксии. Тканевая гипоксия развивается в результате ограничения способности тканей и клеток

(1) поглощать кислород вследствие нарушения процессов биологического окисления, либо

(2) в связи с ограничением эффективности сопряжения тканевого дыхания и связанного с ним окислительного фосфорилирования.

Нарушения утилизации кислорода тканями в результате угнетения биологического окисления встречается в следующих случаях:

1) при действии различных ингибиторов;

2) при нарушении синтеза окислительно-восстановительных ферментов;

3) при нарушении гомеостатических условий действия ферментов;

4) при повреждении мембранных систем.

I. Влияние ингибиторов может происходить тремя путями:

1) неспецифическое связывание активных центров фермента – например, при отравлении цианидами имеет место активное блокирование ионом CN^- конечного звена дыхательной цепочки – цитохромоксидазы, которая обеспечивает перенос элементарных частиц на кислород. Выключение цитохромоксидазы на 93% блокирует тканевое дыхание. Аналогичная блокада возможна на уровне флавиновых ферментов, хотя их вклад в тканевое дыхание составляет лишь 7%. Алкоголь, наркотики угнетают активность дегидрогеназ. Специфическое подавление активности дыхательных ферментов вызывают также ионы сульфидов, антимицин и другие вещества.

2) Связывание функциональных групп белковой части молекулы фермента. Например, подобным действием обладают ионы тяжелых металлов, арсениты, монойодуксусная кислота и т.п. Отдельные вещества, такие, как барбитураты, антибиотики, боевые отравляющие вещества, эндо- и экзотоксины микроорганизмов могут ингибировать различные звенья дыхательной цепочки.

3) Конкурентное торможение путем блокады активного центра фермента псевдосубстратами, например, ингибирование сукцинатдегидрогеназы малоновой и другими дикарбоновыми кислотами.

II. Отклонения физико-химических параметров внутренней среды организма. Сюда следует отнести сдвиги в рН (ацидоз, алкалоз), температуры, концентрации электролитов, повышение уровня продуктов метаболизма (мочевина, билирубин, фенол, скатол и т.п.) и другие, возникающие при разнообразных заболеваниях и патологических процессах, могут существенно снижать активность ферментов биологического окисления.

III. Нарушение синтеза ферментов. Нарушение синтеза или экзогенный дефицит специфических компонентов, необходимых для образования витаминов В₁ (тиамин), В₂ (рибофлавин), В₃ (РР, никотиновая кислота), пантотеновой кислоты и других, а также при грубых нарушениях белкового и других видов обмена (например, кахексия и т.п.).

IV. Повреждение (дезинтеграция) мембранных структур. Повреждение биологических мембран является одним из важнейших факторов, приводящих к нарушению утилизации кислорода. Чаще всего дезинтеграция мембранных структур развивается при активации перекисного свободно радикального окисления липидов (ПСОЛ), при котором органические компоненты подвергаются неферментативному окислению кислородом. Перекиси дестабилизируют мембраны митохондрий и лизосом. Активация ПСОЛ наблюдается при дефиците естественных ингибиторов свободнорадикального окисления – токоферола, рутина, убихинона, глутатиона, стероидных гормонов. Подобные изменения обусловлены многочисленными патогенными воздействиями, вызывающими повреждение клетки: высокой и низкой температурой, экзогенными ядами и эндогенными продуктами нарушенного метаболизма, инфекционно-токсическими агентами, проникающей радиацией, повышенным барометрическим давлением, гипербарической оксигенацией, свободными радикалами, а также гипоксией любого происхождения.

Еще один вид тканевой гипоксии возникает при разобщении дыхания с окислительным фосфорилированием. Потребление кислорода тканями обычно возрастает, а образование макроэргов резко ограничивается, и поэтому большая часть энергии рассеивается в виде тепла, что приводит к энергетическому обесцениванию тканевого дыхания и его относительной недостаточности. Разобщающими свойствами обладают многие вещества экзогенной и эндогенной природы: избыток ионов водорода и кальция, свободных жирных кислот, адреналина, йодсодержащих гормонов щитовидной железы (тироксина, трийодтиронина, трийодтироуксусной кислоты), а также некоторые лекарственные вещества.

Газовый состав крови в типичных случаях тканевой гипоксии характеризуется нормальными показателями кислорода в артериальной крови (р_аО₂, объемом кислорода, сатурацией гемоглобина), значительным повышением этих параметров в венозной крови и соответственным уменьшением артериовенозной разницы по кислороду. (При гипоксии разобщения могут возникать иные соотношения).

Обращает на себя внимание правомерность существования перегрузочного и субстратного типов гипоксии. Перегрузочный тип гипоксии возникает при чрезмерных нагрузках чаще всего физического характера, когда функциональные резервы систем транспорта и утилизации кислорода даже в отсутствии патологии оказываются недостаточными для обеспечения возникшей усиленной в нем потребности организма. При чрезмерной нагрузке на сердце возможно развитие коронарной недостаточности, локальной гипоксии миокарда и вторичной общей циркуляторной гипоксии. При чрезмерной мышечной работе наряду с гипоксией самой скелетной мускулатуры возникают конкурентные отношения в распределении кровотока, приводящие к ишемии других тканей и развитию распространенной гипоксии. Для гипоксии нагрузки характерны значительный кислородный долг, венозная гипоксемия и гиперкапния.

Субстратный тип гипоксии. В абсолютном большинстве случаев этот тип гипоксии связан с недостаточным транспортом или нарушением утилизации кислорода. В нормальных условиях запас субстратов достаточно велик и намного превосходит резерв кислорода. Однако в некоторых случаях при нормальной доставке кислорода, когда нарушается состояние мембран и ферментных систем, возникает первичный дефицит субстратов, приводящий к нарушению работы всех взаимосвязанных звеньев биологического окисления. Практически такая гипоксия связана с дефицитом в клетках глюкозы. Так, прекращение поступления глюкозы в мозг уже через 5-6 мин (т.е. примерно через такой же срок, как после прекращения доставки кислорода) ведет к гибели наиболее чувствительных нервных клеток.

Углеводное голодание и гипоксия инсулинзависимых тканей возникает при некоторых формах сахарного диабета и других расстройствах углеводного обмена. Подобная форма гипоксии может появиться при дефиците некоторых других субстратов (например, жирных кислот в миокарде, при общем тяжелом голодании).

Патогенез смешанного типа гипоксии. Смешанная гипоксия наблюдается наиболее часто и представляет собой сочетание двух и более основных ее типов. В некоторых случаях гипоксический фактор сам по себе отрицательно влияет на несколько звеньев транспорта и утилизации кислорода (например, барбитураты подавляют окислительные процессы в клетках и одновременно угнетают дыхательный центр, вызывая альвеолярную гиповентиляцию). Аналогичное состояние возникает при одновременном действии на организм нескольких различных по точкам приложения гипоксических факторов. Часто первично возникшая гипоксия любого типа, достигнув определенной степени, вызывает нарушения других органов и систем, участвующих в обеспечении биологического окисления. Практически любая тяжелая гипоксия носит смешанный характер, а изменения газового состава крови определяется ведущим при данной гипоксии патогенетическим звеном.

Дата добавления: 2015-09-03 | Просмотры: 634 | Нарушение авторских прав