Изменения газового состава и рН крови
• Снижение объёмного содержания кислорода в артериальной крови (VaO2 в . норме равно 19,5-21 объёмных %).
•Нормальное (!) парциальное напряжение кислорода в артериальной крови.
•Снижение PVO2 (венозная гипоксемия).
• •Уменьшение VVO2.
• Негазовый ацидоз.
•Снижение артериовенозной разницы по кислороду.
¯Тканевая гипоксия
Причины: факторы, снижающие эффективность утилизации кислорода клеткам тканей и / или сопряжения окисления и фосфорилирования.
Патогенез
• Снижение эффективности усвоения кислорода клетками наиболее часто является результатом ингибирования активности ферментов биологического окисления, значительного изменения физико-химических параметров в тканях, торможения синтеза ферментов биологического окисления и повреждения мембран клеток.
ØПодавление активности ферментов биологического окисления набл
дается при:
–Специфическом ингибировании ферментов. Примером могут служить ионы циана (CN ), препятствующие окислению цитохрома. В результате блокируется восстановление железа дыхательного фермента и транспорта кислорода к цитохрому. При этом реакции тканевого дыхания, активируемые другими агентами (не содержащими железо), не ингибируюгся, Однако эффективность этих реакций весьма мала и не предотвращает развития гипоксии и нарущ ний жизнедеятельности.
Аналогичные последствия вызывает блокада активных центров ферментов тканевого дыхания антимицином А, соединениями, содержащими сульфид ион S2-, и некоторыми другими веществами.
–Неспецифическом ингибировании ферментов биологического окисления ионами металлов (Ag2+, Hg2+, Cu2+). При этом указанные металлы обратимо взаимодействуют с SH-группами фермента с образованием его неактивной меркаптоидной формы.
–Конкурентном ингибировании ферментов биологического окисления. Оно заключается в блокировании активного центра фермента веществом, имеющим структурную аналогию с естественным субстратом реакции. Эффект конкурентного ингибирования фермента может быть устранён или снижен при возрастании содержания в клетке истинного субстрата. В роли конкурентных ингибиторов могут выступать оксалат и малонат, блокирующие взаимодействие сукцината с сукцинатдегидрогеназой в цикле трикарбоновых кислот; фторлимонная кислота, конкурирующая за активный центр аконитазыс цитратом.
ØИзменения физико-химических параметров в тканях (температуры, электролитного состава, рН, фазового состояния мембранных компонентов) в более или менее выраженной мере снижают эффективность биологического окисления. Отклонение от нормы указанных и других параметров наблюдается при многих болезнях и патологических состояниях: гипертермиях и гипотермиях, недостаточности различных органов (сердца, почек, печени), анемиях и ряде других.
ØТорможение синтеза ферментов биологического окисления может наблюдаться при общем или частичном (особенно белковом) голодании; при большинстве гипо- и дисвитаминозов; нарушении обмена минеральных веществ, необходимых для синтеза ферментов.
ØПовреждение мембран. В наибольшей мере это относится к мембранам митохондрий. Повреждение и деструкция мембран являются результатом:
–Чрезмерной интенсификации свободнорадикальных и липопероксидных процессов.
–Активации гидролаз лизосом.
– Детергентного действия избытка амфифильных соединений.
– Перерастяжения и разрыва набухших клеток и их митохондрий.
Указанные механизмы повреждения клеточных мембран реализуются при многих патологических процессах и болезнях неинфекционного и инфекционного генеза, сопровождающихся расстройствами дыхания, кровообращения, питания, развитием иммунопатологических реакций и ряда других состояний. Важно, что выраженная гипоксия любого типа сама по себе активирует многие механизмы, приводящие к повреждению мембран и ферментов клеток с развитием тканевой гипоксии.
•Снижение степени сопряжения окисления и фосфорилирования макроэргических соединений в дыхательной цепи.
ØВ этих условиях увеличиваются расход кислорода тканями и интенсивность функционирования компонентов дыхательной цепи. Однако большая часть энергии транспорта электронов трансформируется в тепло и не используется для ресинтеза макроэргов. Эффективность биологического окисления снижается. Клетки не получают энергетического обеспечения. В связи с этим нарушаются их функции и жизнедеятельность организма в целом.
ØВыраженной способностью разобщать процессы окисления и фосфорилирования обладают многие эндогенные агенты (например, избыток Са2+, Н+. ВЖК, йодсодержащие гормоны щитовидной железы), а также экзогенные вещества (2,4-динитрофенол, дикумарин, пентахлорфенол, гра-S. мицидин и др.).
• Увеличение парциального напряжения кислорода в венозной крови.
•Повышение сатурации НЬ кислородом в венозной крови.
•Увеличение объёмного содержания кислорода в венозной кропи.
'Нормальный диапазон рО2, SO2 и VO2 в артериальной крови (в типичных случаях).
•Уменьшение артериовенозной разницы по кислороду (исключение — тканевая гипоксия, развившаяся при действии разобщителей окисления и фосфорилирования).
¯Субстратный тип гипоксии
Причина: дефицит в клетках субстратов биологического окисления. При этом доставка к клеткам кислорода значительно не нарушена.
Патогенез субстратной гипоксии заключается в прогрессирующем торможении биологического окисления. В связи с этим в клетках быстро снижаются уровень АТФ и креатинфосфата, величина МП. Изменяются и другие электрофизиологические показатели, нарушаются различные пути метаболизма и пластические процессы.
•Увеличение парциального напряжения кислорода в венозной крови
•Повышение сатурации кислородом НЬ эритроцитов венозной крови,
•Возрастание объёмного содержания кислорода в венозной крови.
•Уменьшение артерио-венозной разницы по кислороду.
•Нормальные значения ра02, SaO2, VaO2.
•Ацидоз, развивающийся в результате нарушений обмена веществ, гемодинамики, внешнего дыхания и других изменений, обусловленных болезнью или патологическим процессом, вызвавшим гипоксию субстратного типа.
•Например, при СД — дефицит глюкозы в клетках, в организме накапливаются КТ, лактат, пируват (в связи с нарушением липидного и углеводного обмена), что приводит к метаболическому ацидозу.
¯Перегрузочный тип гипоксии
Причина перегрузочной гипоксии: значительное и/или длительное увеличение функции тканей, органов или их систем. При этом интенсификация доставки к ним кислорода и субстратов метаболизма, обмена веществ, реакций сопряжения окисления и фосфорилирования не способны устранить дефицит макроэргических соединений, развившийся в результате гиперфункции клетки. Наиболее часто речь идёт о ситуациях, вызывающих повышенное и/или продолжительное функционирование скелетных мышц и миокарда.
Патогенез. Чрезмерная по уровню и/или длительности нагрузка на мышцу (скелетную или сердца) обусловливает:
· относительную (по сравнению с требуемым при данном уровне функции) недостаточность кровоснабжения мышцы.
· Дефицит кислорода в миоцитах. Последний вызывает недостаточность процессов биологического окисления в них.
Изменения газового состава и рН
• Снижение парциального напряжения кислорода в венозной крови (венозная гипоксемия), опекающей от гиперфункционирующей мышцы.
• Уменьшение степени сатурации НЬ эритроцитов в венозной крови. .Увеличение артериовенозной разницы по кислороду.
• Увеличение парциального напряжения углекислого газа (гиперкапния) в венозной крови, что является результатом активированного метаболизма в ткани мышцы. Ацидоз в пробах крови, взятой из вены гиперфункнионирующей мышцы.
¯Смешанный тип гипоксии
Смешанный тип гипоксии является результатом сочетания нескольких разновидностей гипоксии.
Причины
•Факторы, нарушающие два и более механизма доставки и использования кислорода и субстратов метаболизма в процессе биологического окисления.
ØПримером могут служить наркотические вещества, способные в высоких дозах угнетать функцию сердца, нейронов дыхательного центра и активность ферментов тканевого дыхания. В результате развивается смешанная гипоксия гемодинамического, дыхательного и тканевого типов.
ØОстрая массивная кровопотеря приводит как к снижению кислородной ёмкости крови (в связи с уменьшением содержания НЬ), гак и к расстройству кровообращения: развиваются гемический и гемодинамический типы гипоксии.
• Последовательное влияние факторов, ведущих к повреждению различных механизмов транспорта кислорода и субстратов метаболизма, а также процессов биологического окисления. Такая картина наблюдается при развитии тяжёлой гипоксии любого происхождения.
Например, острая массивная потеря крови приводит к гемической гипоксии. Снижение притока крови к сердцу ведёт к уменьшению выброса крови, расстройствам гемодинамики, в том числе коронарного и мозгового кровотока. Ишемия ткани мозга может обусловить расстройство функции дыхательного центра и вызвать респираторный тип гипоксии. Взаимное потенцирование нарушений гемодинамики и внешнего дыхания приводит к значительному дефициту в тканях кислорода и субстратов метаболизма, к грубым повреждениям мембран клеток, а также ферментов биологического окисления и как следствие — к гипоксии тканевого типа
Патогенез гипоксии смешанного типа включает звенья механизмов развития разных типов гипоксии. Смешанная гипоксия часто характеризуется взаимопотенцированием отдельных её типов с развитием тяжёлых, экстремальных и даже терминальных состояний.
Изменения газового состава и рН крови при смешанной гипоксии определяются доминирующими расстройствами механизмов транспорта и утилизации кислорода, субстратов обмена веществ, а также процессов биологического окисления в разных тканях. Характер изменений при этом может быть разным и весьма динамичным.
Литература
1. Хитров Н.К., Пауков В.С., Адаптация сердца к гипоксии, М., Медицина, 1991
2. Литвицкий П.Ф., Патофизиология, М., ГЭОТАР-МЕД, 2002
3. Вторичная тканевая гипоксия, Под.ред. Колочинской А. З., Киев, 1983
4. Гипоксии. Адаптация, патогенез, клиника. С.-П., 2000
5. Гольдберг Е.Д., Гольдберг А.М., Дыгай А.М., Зюзьков Г.Н., Гипоксия и система крови, Издательство Томского университета, 2006
Страницы: 1, 2, 3
