XV. АДАПТАЦИЯ К ГИПОКСИИ

Гипоксия является не только повреждающим, но и тренирующим фактором, действие которого на организм в определенном режиме (интенсивность, периодичность и продолжительность) приводит к формированию долговременной адаптации к кислородному голоданию. Это состояние характеризуется повышенной устойчивостью организма к гипоксии, в результате чего при высокой ее степени животное или человек не только сохраняют жизнь, но могут осуществлять многообразные формы деятельности, включая сложные поведенческие акты (Меерсон Ф.З., 1981; Хитров И.К., Пауков В.С., 1991). К проблеме адаптации к гипоксии давно привлечено пристальное внимание как биологов, так и медиков. И это понятно, т.к. тренировка гипоксией оказалась перспективным способом профилактики ряда заболеваний кровообращения, обмена веществ, эндокринной системы, вторичных иммунодефицитов и др., а в случае их возникновения – способом, снижающим тяжесть течения этих процессов (Меерсон Ф.З. с соавт., 1989).

Рассматривая механизмы адаптации к гипоксии, необходимо подчеркнуть, что в своей основе этот процесс не является какой-то особой формой адаптации. Напротив, адаптация к гипоксии формируется в соответствии с общими закономерностями обучения и приобретения организмом опыта экономного реагирования на разнообразные воздействия окружающей среды. Во время тренирующих воздействий таким же образом развивается адаптация организма к физическому напряжению, действию ядов, антигенным раздражителям и ко многим другим факторам.

Ранее (глава XI) рассматривались компенсаторно-приспособительные реакции организма при острой гипоксии, которые характеризовали т.н. срочный этап фенотипической адаптации. Этот этап адаптации связан с мобилизацией готовых ранее сформировавшихся механизмов, объединенных в доминирующую функциональную систему, определяющую возможности выхода из сложившейся ситуации, ее преодоления или привыкания к ней. Реализация этих возможностей требует напряжения деятельности определенных органов и систем (дыхания, кровообращения, гемопоэза и др.), что значительно снижает их функциональные резервы. В связи с этим защитный порог срочного этапа адаптации ограничен как по силе гипоксического воздействия, так и по его продолжительности. Об этом свидетельствуют данные, характеризующие зоны влияния кислородной недостаточности при подъеме на высоту (см. рис. 4). Таким образом, «наличие готовой функциональной системы, ответственной за адаптацию к данному фактору и моментальная активация этой системы сами по себе не означают моментальной устойчивой эффективной адаптации» (Меерсон Ф.З., 1993).

Долговременный этап фенотипической адаптации (долговременная адаптация) к гипоксии формируется в результате длительного постоянного или многократно повторяющегося (периодического) влияния на организм гипоксического воздействия. По существу этот этап развивается на основе многократной реализации механизмов срочной адаптации и характеризуется тем, что в итоге постепенного количественного накопления определенных изменений, организм приобретает новое качество – из неадаптированного превращается в адаптированный (Меерсон Ф.З., 1993).

Для перехода к долговременной адаптации внутри возникшей доминирующей функциональной системы должен осуществиться определенный процесс, обеспечивающий фиксацию сложившихся адаптационных механизмов и увеличение их мощности до уровня, диктуемого средой. Основу данного процесса составляет активация генетического аппарата в клетках доминирующей функциональной системы с соответствующим усилением в них синтеза нуклеиновых кислот и белков. Наиболее распространенные и фундаментальные последствия подобного усиления – увеличение массы субклеточных структур, клеток и органов доминирующей системы вследствие гипертрофических и (или) гиперпластических процессов. Так, гиперплазия клеток при гипоксии отчетливо реализуется в виде активации эритропоэза. В центральной нервной системе, в мышце сердца, в ткани легких увеличение массы клеток и органов происходит вследствие гипертрофии и гиперплазии внутриклеточных структур. Синтезирующиеся в рибосомах белки идут на построение эндоплазматической сети, клеточных мембран, ферментов митохондрий, повышенное образование и встраивание в мембраны рецепторов и т.д. В результате формируется т.н. системный структурный след, характеризующий возрастание функциональных возможностей системы, ответственной за адаптацию. По сути речь идет о том, что одной и той же величине гипоксического воздействия (мера нагрузки) на адаптированный и неадаптированный к гипоксии организм, противостоит, соответственно, большее или меньшее количество клеток и субклеточных структур в органах и тканях, обеспечивающих устойчивость к этому воздействию. В их числе - гипертрофированные кардиомиоциты с увеличенной массой митохондрий и общей площадью поверхности митохондриальной мембраны, а также с возросшей массой и площадью систем транспорта кальция; увеличенное количество альвеол и рост площади альвеолярной мембраны в легких; гипертрофия дыхательных мышц и мотонейронов; увеличение в крови числа эритроцитов, содержания гемоглобина и возрастание кислородной емкости крови. Благодаря этим сдвигам, т.е. формированию системного структурного следа, структурно-функциональные резервы органов и тканей, объединенных в единую функциональную систему, увеличиваются, а интенсивность нагрузки на каждый структурно-функциональный элемент – снижается. И если рост структурно-функциональных резервов сопровождается увеличением энергетического потенциала системы в целом, то снижение интенсивности нагрузки имеет четко выраженный энергосберегающий характер, поскольку системный структурный след обеспечивает снижение объема работы, выполняемой каждой структурой на преодоление нагрузки и возрастание в них удельного содержания нерастраченной энергии. Очевидно, что в этих условиях создается возможность более эффективного и продолжительного противодействия гипоксическому фактору. Таким образом, именно системный структурный след делает возможным превращение первоначальной срочной, но ненадежной адаптации в устойчивую долговременную адаптацию.

Формирование системного структурного следа и устойчивой адаптации осуществляется при необходимом участии стресс-реакции,которая закономерно возникает на любой элемент новизны и за счет широкого спектра гормонов и медиаторов играет важную роль как в формировании самой функциональной системы, составляющей основу адаптации, так и в формировании системного структурного следа, т.е. в превращении срочной адаптации в долговременную. Существенно, что после того, как системный структурный след сформировался, устойчивая адаптация устраняет нарушения гомеостаза и, как следствие, исчезает стресс-реакция, ставшая излишней (Меерсон Ф.З., 1993). Рис. 37. Это общее положение носит универсальный характер и не зависит от адаптации к конкретному фактору среды: холоду, физической нагрузке, гипоксии и т.д.

Системный структурный след подразумевает не только количественный рост функционирующих структур, противодействующих нагрузке и снижающих ее интенсивность, но и качественные изменения структур, определяющие повышение коэффициента полезного действия совершаемой ими работы. Другими словами эффективность использования энергетического потенциала в условиях долговременной адаптации определяется не только снижением интенсивности нагрузки и, соответственно, энергозатрат на ее преодоление, но и путем высокой экономичности функционирования структур доминирующей системы. Именно экономичность работы системы рассматривается в качестве главной черты успешной адаптации к самым различным факторам среды, включая гипоксию (Меерсон Ф.З., 1993).

На клеточном уровнетакая экономичность достигается прежде всего оптимизацией работы субклеточных структур, детерминирующих преобразование энергии. Проявлением подобной оптимизации служит изменение кинетических свойств митохондриальных ферментных комплексовв ответ на дефицит кислорода и, в первую очередь, ферментов субстратного участка дыхательной цепи (Лукьянова Л.Д., 2002). Показано, что экономизация энергетического обмена при адаптации гипоксии происходит за счет образования новой популяции митохондрий, обладающих меньшим размером, сниженным содержанием цитохромов, но характеризующихся более высокой активностью ферментов (сукцинатдегидрогеназы, НАДН-дегидрогеназы в ткани миокарда), высокой эффективностью сопрояжения окислительного фосфорилирования и высокой устойчивостью к разобщителям биологического окисления (2,4 ДНФ). При этом происходит увеличение количества митохондрий в клетке с одновременным возрастанием мощности мембранных механизмов транспорта Са²⁺. Это обеспечивает ускоренное удаление ионов Са²⁺ из саркоплазмы, снижение Са²⁺ нагрузки на митохондрии и в силу этого – повышение эффективности ресинтеза в них АТФ. Постулируется (Лукьянова Л.Д., 2002), что подобная перестройка биоэнергетического аппарата клетки является результатом как непосредственного воздействия на него гипоксического фактора, так и опосредованной стрессорной активации нейрогуморальных механизмов, запускающих каскад функционально-метаболических реакций, влияющих на биоэнергетику клетки. Следствием отмеченных «экономизирующих» внутриклеточных преобразований биоэнергетического аппарата является возрастание аэробной мощности клетки и значительный экономический эффект, проявляющийся для миокарда снижением на 1/3 потребления кислорода и субстратов окисления у адаптированных к гипоксии людей по сравнению с неадаптированными при выполнении равного объема работы.

Рис. 37. Механизмы индивидуальной адаптации(Ф.З. Меерсон, 1993)

Соответственно происходит повышение физической выносливости (работоспособности). Необходимо отметить, что возможности перестройки кинетических свойств митохондриальных ферментных комплексов генетически детерминированы (Лукьянова Л.Д., 2002) и это обстоятельство обусловливает особенности формирования индивидуальной адаптации к гипоксии, что необходимо принимать во внимание при использовании данного метода в качестве немедикаментозного способа увеличения неспецифической резистености организма.

Наряду с митохондриями при адаптации к гипоксии перестройке подвергаются и другие внутриклеточные структуры. В частности, происходит повышение активности функционирования в кардиомиоцитах Са²⁺-насоса саркоплазматического ретикулума (СПР), что приводит к увеличению начальной скорости транспорта кальция из саркоплазмы (Сазонтова Т.Г. с соавт., 1995). В результате возрастает устойчивость клеток к высоким концентрациям Са²⁺, сокращается время диастолического расслабления кардиомиоцитов и предупреждается развитие их контрактуры. Подобная перестройка в работе Са²⁺-насоса в СПР имеет существенное энергосберегающее значение в виде ограничения участия в депрессии уровня Са²⁺ в саркоплазме во время релаксации Na⁺/ Са²⁺ - обменника сарколеммы, потребляющего в 2 раза больше молекул АТФ, чем кальциевый насос (Агеев Ф.Т., Овчинников А.Г., 2002). Кроме того, как отмечалось выше, снижение кальциевой нагрузки на митохондрии повышает эффективность ресинтеза АТФ. Адаптивное возрастание мощности кальциевого механизма СПР расценивается как важный защитный механизм в отношении возникновения сердечных аритмий ишемического и реперфузионного генеза (Белкина Л.М. с соавт., 1995).

Значительные изменения происходят и в системе микросомальных монооксигеназ цитохрома Р 450 (SYP 450 s), осуществляющих биотрансформацию эндогенных липофильных соединений (стероиды, арахидонаты, ретиноиды) и ксенобиотиков. Механизм такой биотрансформации связан с внедрением активированного кислорода (АФК) в молекулы различных липофильных субстратов с образованием окисленных гидрофильных метаболитов и молекулы воды. Показано, что адаптация к гипоксии увеличивает содержание в микросомальной фракции печени цитохромов Р 450 и b₅, потенцирует их химическую индукцию, стимулирует деметилазную активность, а также активность ферментов, участвующих в биотрансформации холестерина (7α-гидроксилаза холестерина) и этанола (Твердохлиб В.П., 1989; Никоноров А.А., 1990; Кондрыкинская И.И. с соавт., 1993; Красиков С.И., 1995). Тем самым в условиях адаптации осуществляется высокоэффективная детоксикация организма и поддержание в нем адекватного уровня холестерина. В данном контексте принципиальное значение приобретает то обстоятельство, что гипохолестеринемический эффект адаптации к гипоксии носит выраженный и закономерный характер, реализуясь как у больных с ИБС, так и у пациентов с первичной гиперхолестеринемией (Кондрыкинская И.И. с соавт., 1993; Ляпков Б.Г., 1993; Прокофьев А.Б. с соавт., 2005). Это положение находит свое выражение в снижении индекса атерогенности и изменения соотношения молекулярных форм этерифицированного холестерина в виде падения уровня эфиров холестерина с насыщенными жирными кислотами и повышения содержания эфиров холестерина с полиеновыми жирными кислотами.

На уровне доминирующей системы «экономизирующее» влияние адаптации определяется перестройкой органов, образующих систему и приводящей к меньшей трате энергии при реализации ее адаптивной реакции на нагрузку. Примером такой перестройки может служить адаптивная стимуляция продукции эритропоэтина и активация эритропоэза (Гуляева Н.В., Ткачук Е.Н., 1998), обусловливающих увеличение кислородной емкости крови с одновременным возрастанием аэробной мощности тканей. При этом весьма важное значение приобретает то обстоятельство, что изменения, развивающиеся в определенных звеньях системы, ответственной за адаптацию, обеспечивают экономическую эффективность других ее звеньев и системы в целом. Например, повышение кислородной емкости крови и утилизации кислорода тканями снижают необходимость увеличения дыхательной функции легких и сердечного выброса, сопряженных с расходом энергии. Соответственно, проявляется эффект сбережения энергетических и пластических ресурсов.

На уровне нейроэндокринной регуляции «экономизирующее» влияние адаптации к гипоксии связано с повышением устойчивости управляющих систем к возмущающим воздействиям, возрастанием эффективности управления эффекторными органами, в том числе – за счет повышения их реактивности к управляющим сигналам и с предупреждением функциональной изоляции доминирующей системы от афферентных влияний, поступающих из различных рефлексогенных зон(Меерсон Ф.З., 1993; Хитров И.К., Пауков В.С., 1993). Ведущая роль в этих процессах принадлежит перестройке в самих управляющих системах.

Данное положение наиболее ярко проявляется в отношении адренергической регуляции. Показано (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988), что адаптация к умеренной высотной гипоксии характеризуется увеличением запасов катехоламинов надпочечников, гипертрофией адренергических нейронов в исполнительных органах (миокард) и повышением их адренореактивности. В то же время на фоне возрастания мощности симпато-адреналовой системы (САС) как регуляторного компонента системного структурного следа долговременной адаптации, выраженность ее мобилизации при различных ситуациях, и, прежде всего – при стрессорных воздействиях, оказывается значительно более низкой, чем у неадаптированного организма. Последнее проявляется снижением выброса катехоламинов в ответ на нагрузку. По сути это означает, что в условиях адаптации к гипоксии не только возрастает мощность симпато-адреналовой системы, но и повышается ее резистентность к нагрузкам и стрессорным ситуациям, т.е. к воздействиям, вызывающим у неадаптированных организмов истощение запасов катехоламинов в надпочечниках и исполнительных органах с нарушением их адренергической регуляции.

Повышение резистентности к нагрузкам и к стрессорным ситуациям при адаптации к гипоксии обусловлены изменениями и в других звеньях нейроэндокринной регуляции, относящихся к стресс-реализующим системам. Так, адаптация к гипоксии способствует снижению продукции вазопрессина, обеспечивающего не только поддержание осмотического гомеостаза, но и проявляющего кортикотропин-рилизинг-активность. Центральные эффекты вазопрессина имеют отношение и к формированию чувства тревоги. В связи с этим снижение продукции данного гормона может оказывать антистрессорный эффект и позитивно влиять на психофизиологические процессы в центральной нервной системе.

На фоне снижения выраженности мобилизации стресс-реализующих систем на возмущающие воздействия, адаптация к гипоксии сопровождается мобилизацией стресс-лимитирующих механизмов. Этот сдвиг, в частности, характеризуется увеличением продукции β-эндорфина – опиоидного пептида, содержание которого в крови в условиях адаптации существенно возрастает (Лямина Н.П., 1995).

Заслуживает внимания и стимулирующее влияние адаптации к гипоксии на продукцию гормона роста – ГР (Давыдов А.Л. с соавт., 2002). На уровне центральной нервной системы оптимизация регуляторных процессов при участии ГР связана с его ограничивающим влиянием на формирование эмоциональной лабильности, утомляемости, на снижение памяти и способности к концентрации внимания. Тем самым адаптация способствует повышению качества жизни, предупреждению развития эмоциональной депрессии и социальной изоляции.

Наряду с этим в числе физиологических эффектов этого гормона – усиление синтеза белка, активация липолиза и мобилизация жирных кислот из жировых депо с повышением их утилизации в мышечной ткани. Благодаря этим метаболическим сдвигам ГР препятствует увеличению массы жировой ткани, особенно у лиц с избыточной массой тела (Давыдов А.А. с соавт., 2002) – антистеатогенный эффект адаптации, снижая тем самым один из важнейших факторов риска ишемической болезни сердца (ИБС) и сахарного диабета II типа (СД-II).

Адаптация к гипоксии приводит не только к функциональным, но и к структурным изменениям в нейронах и глиальных клетках головного мозга, что проявляется, в частности, в умеренной гипертрофии нейронов. Считается, что такие изменения способствуют возрастанию функциональных возможностей мозга, что проявляется увеличением степени сохранения условных рефлексов, ускоренным переходом кратковременной памяти в долговременную и, что особенно существенно – к увеличению устойчивости мозга к чрезмерным раздражителям, конфликтным ситуациям и эпилептогенам (Меерсон Ф.З., Пшенникова М.Г., 1988). Повышение адаптивных возможностей ЦНС в условиях психоэмоционального напряжения проявляется переключением реакции тревоги с соматического и эмоционального уровня на поведенческий и сокращением сроков использования в поведении незрелых способов психофизиологической защиты (Акопов Г.П. и др., 1997). Подобные изменения психофизиологического статуса в свою очередь сами могут играть важную роль и в ограничении стрессорной реакции.

Таким образом, адаптивная перестройка нейроэндокринной регуляции обеспечивает снижение восприятия организмом возмущающих воздействий, оптимизирует его реакции на эти воздействия, что делает их не только более эффективными, но и более экономными.

Наряду с экономичностью, еще одной важнейшей чертой важнейшей адаптации является повышение устойчивости клеток и субклеточных структур к повреждающим воздействиям. Этот прямой защитный эффект адаптации, получивший название феномена адаптационной стабилизации структур – ФАСС (Меерсон Ф.З., Малышев И.Ю., 1993), определяется участием ряда механизмов (рис. 37), в числе которых ограничение избыточной активации в клетке свободно-радикальных процессов, в частности, ПОЛ. Основу такого ограничения составляют изменения как регуляторных звеньев кислородного метаболизма (активность цитохром-С-оксидазы, сопряженность дыхания и фосфорилирования), так и увеличения мощностисистемы антиоксидантной защиты (Маньковская И.Н., 1993; Манухина Е.Б. с соавт., 1994; Сазонтова Т.Г. с соавт., 1994; 2003). Последняя представляет собой «многокомпонентную систему, которая позволяет поддерживать интенсивность свободнорадикальных процессов на оптимальном уровне без угрозы их резкой активации и участия в развитии различных патологических состояний» (Сазонтова Т.Г., Архипенко Ю.В., 2007). Вместе с тем, увеличение мощности механизмов антиоксидантной защитыимеет место при адаптации к периодической (интервальной) нормо- и гипобарической гипоксии, но не в условиях постоянного воздействия гипоксического фактора (пребывание в горах). Отсутствие мобилизации антиоксидантных механизмов при постоянном гипоксическом воздействии обусловлено тем, что такое воздействие сопровождается ослаблением свободнорадикальных процессов. Данное обстоятельство является решающим в уменьшении выраженности механизмов антиоксидантной защиты для сохранения оптимального редокс-баланса клетки как необходимого условия ее нормальной жизнедеятельности.

Использование же периодического (интервального) гипоксического воздействия подразумевает влияние на организм не только гипоксического фактора, но и последующей (после прекращения такого воздействия) реоксигенации, в ходе которой клетки подвергаются «кислородному удару». Очевидно, что необходимым условием, предупреждающим избыточное образование АФК и чрезмерную активацию свободнорадикального окисления при подобной методике адаптации, служит повышение мощности антиоксидантной системы. Т.е. и в этом случае реализуется поддержание сбалансированного (равновесного) соотношения между прооксидантами и антиоксидантами. Защитный смысл поддержания такого равновесия очевиден, поскольку оно обеспечивает предупреждение и (или) ограничение повреждения клеточных структур, прежде всего, клеточных мембран.

Мембранопротекторный эффект адаптации носит универсальный характер и реализуется в различных органах и тканях. Следствием этого эффекта является стабилизация клеточных мембран и ограничение изменений их физико-химических свойств (например, повышения микровязкости за счет убыли непредельных жирных кислот, вовлекаемых в процесс липопероксидации), что, в свою очередь, обеспечивает сохранность эффективности работы мембраносвязанных механизмов и функции структур. Например, увеличение антирадикальной защиты нигро-стриарной дофаминергической системы мозга, повышает ее резистентность к развитию паркинсонического синдрома при действии провоцирующих факторов (Гуляева Н.В. с соавт., 1996).

Цитопротекторный эффект адаптации к факторам среды связывают и с ее индуцирующим воздействием на синтез т.н. стрессорных белков, получивших название белков теплового шока (heat shock protein) – БТШ, в частности БТШ-70. Продукция этих протеинов происходит не только при адаптации к стрессорным воздействиям, но и (хотя и в гораздо меньшей степени) – при адаптации к гипоксии. Будучи маркерами клеток, подлежащих элиминации (Баев Д.В., Сапожников А.М., 2001), они выступают и как один из механизмов неспецифической клеточной защиты, обеспечивая корректную структуру (фолдинг) биомакромолекул и препятствуя их агрегации. Существенно, что нарастание продукции БТШ-70 происходит синхронно с увеличением внутриклеточной концентрации активных форм кислорода (АФК), что подтверждает гипотезу о тесной взаимосвязи системы синтеза БТШ и системы антиоксидантной защиты, при которой факторы транскрипции генов стресс-белков активируются на фоне оксидативного стресса (Фунт В.А., 2006). Не исключено, что такая активация представляет собой механизм отрицательной обратной связи, поскольку взаимодействуя с кальмодулином, БТШ-70 уменьшают его сродство к кальцию, ограничивая тем самым Са²⁺-кальмодулинзависимые процессы, включая протеолиз, фосфолиполиз, ПОЛ и др.

Наряду с БТШ важную роль в приобретении устойчивости к действию повреждающего фактора играет Са²⁺/кальмодулин-зависимая активация эндотелиальной и нейрональной NO-синтаз (Реутов В.П. с соавт., 2004; Максимович Н.Е. с соавт., 2004), имеющих преимущественно физиологическое значение. Образующийся при этом оксид азота (NO) выступает, соответственно, как вазоделататор, а также как нейромедиатор и вторичный мессенджер. Продукция NO коррелирует с падением РО₂ (Доломан Л.Б. с соавт., 2004), а часть образующихся молекул депонируется в стенке сосуда (Манухина Е.Б. с соавт., 2001), обеспечивая пролонгацию защитного эффекта.

Наконец, в условиях активации нейроэндокринных систем, сопутствующей формированию системного структурного следа, устойчивость клеток определяется также ограничением рецепторного восприятия регуляторных мобилизующих сигналов (Копылов Ю.Н., 1992). Данное явление, обозначенное как десентизация рецепторов осуществляется с участием по меньшей мере трех механизмов (Ткачук В.А., 1998; Ломансия Дж.У., 2003), включающих разобщение лигандсвязывающего и каталитического доменов рецептора, его интернализацию и протеолитическую деградацию.

Универсальность феномена адаптационной стабилизации структур, реализуемого при участии системы антиоксидантной защиты и белков теплового шока, а также адаптивных изменений ферментных (NO-синтазы) и рецепторных (десенситизация рецепторов) систем клетки(рис. 37)определяет возможность не только прямого, но и перекрестного защитного эффекта адаптации.Под последним понимается ситуация, когда адаптация к действию определенного фактора повышает резистентность организма к действию совершенно другого фактора.

Практические аспекты адаптации к гипоксии сегодня нашли свое применение в ее использовании как средства вторичной профилактики коронарной болезни сердца (Тиньков А.Н., 1999; Прокофьев А.Б., 2005), как средства лечения больных экземой, атопическим дерматитом (Банников В.К., 1998) и атопической формой бронхиальной астмы (Воляник М.Н., 1993; Алеманова Г.Д., 2010), а также как средства повышения резистентности организма к физическим нагрузкам (Никоноров А.А., 2002). Перспективными являются данные о способности адаптации оказывать влияние на гуморальное и клеточное звенья иммунной системы (Смолягин А.И., 1997), а также клинические наблюдения, свидетельствующие о позитивном эффекте адаптации при лечении больных с аутоиммунным тиреоидитом и инсулиннезависимым сахарным диабетом (Фролова М.А., 1989; Соколов Е.И. и др., 1999).

Контрольные вопросы

1. Гипоксия. Определение понятия.

2. Классификация гипоксических состояний.

3. Гипобарическая гипоксическая гипоксия. Зависимость развития кислородной недостаточности и эффективности компенсаторных механизмов от высоты подъема.

4. Горная болезнь. Стадии развития. Патогенез. Направленность изменений параметров кислородного режима крови.

5. Горная болезнь. Защитно-компенсаторные и приспособительные механизмы.

6. Высотная болезнь. Причины. Патогенез развития гипоксии. Отличия от горной болезни.

7. Респираторный (дыхательный) тип гипоксии. Причины. Патогенез развития гипоксии. Направленность изменений параметров кислородного режима крови.

8. Нарушения легочной перфузии. Гипоперфузия легких. Причины и механизмы развития легочной пре- и посткапиллярной гипертензии. Гипоперфузия легких. Причины и механизмы развития.

9. Внутрилегочное шунтирование крови как механизм развития артериальной гипоксемии. Формирование шунтов при нарушениях легочной перфузии.

10. Кривая диссоциации оксигемоглобина как показатель зависимости насыщения гемоглобина кислородом от его напряжения. Интерпретация кривой и ее биологическое значение.

11. Факторы, влияющие на кривую диссоциации оксигемоглобина.

12. Гемическая гипоксия. Причины. Патогенез развития гипоксии. Направленность изменений параметров кислородного режима крови в зависимости от особенностей патогенетических факторов.

13. Карбоксигемоглобинемия. Причины. Патогенез развития гипоксии при отравлении угарным газом. Меры помощи.

14. Метгемоглобинемия. Причины. Патогенез развития гипоксии при метгемоглобинемии. Меры помощи.

15. Циркуляторная гипоксия. Причины. Патогенез развития гипоксии. Направленность изменений параметров кислородного режима крови.

16. Тканевая гипоксия. Экзергонические и эндергонические реакции. Понятие о биологическом окислении и окислительном фосфорилировании. Понятие о коэффициенте окислительного фосфорилирования и дыхательном контроле.

17. Тканевая гипоксия. Причины. Патогенез развития гипоксии. Направленность изменений параметров кислородного режима крови в зависимости от особенностей патогенетических факторов.

18. Субстратный тип гипоксии. Причины. Патогенез развития гипоксии. Направленность изменений параметров кислородного режима крови.

19. Перегрузочный тип гипоксии. Причины. Патогенез развития гипоксии. Направленность изменений параметров кислородного режима крови.

20. Смешанный тип гипоксии. Причины. Патогенез развития гипоксии.

21. Компенсаторно-приспособительные реакции при острой гипоксии как отражение срочного этапа фенотипической адаптации. Понятие о доминирующей функциональной системе. Стресс-реакция организма как неотъемлемый компонент срочной адаптации.

22. Компенсаторно-приспособительные реакции при острой гипоксии. Реакции систем дыхания, кровообращения, системы крови. Тканевые приспособительные механизмы.

23. Клинические проявления гипоксии. Изменения со стороны центральной нервной системы, систем дыхания и кровообращения. Поражения печени и почек. Цианоз как клинический признак некоторых типов гипоксии. Условия формирования. Понятие о центральном и периферическом цианозе.

24. Механизмы повреждения клеток (клеточной гибели) при гипоксии. Патогенез начальной стадии гипоксических повреждений – ингибирование основных метаболических путей.

25. Влияние гипоксии на развитие электролитного дисбаланса в клетках. Механизмы повышения внутриклеточной концентрации ионов Na⁺ и Cа²⁺.

26. Патогенетические последствия избытка ионов Cа²⁺ в цитоплазме. Активация липаз и фосфолипаз.

27. Патогенетические последствия избытка ионов Cа²⁺ в цитоплазме. Хаотропный эффект избытка жирных кислот и лизофосфатидов.

28. Перекисное окисление липидов как универсальный механизм модификации фосфолипидов клеточных мембран.

29. Структурно-функциональные особенности липидного бислоя мембран в условиях реализации действия липидной триады других факторов патогенеза острой гипоксии. Нарастающая утрата барьерной и матричной функций мембран как рубежный этап перехода обратимых изменений в необратимые.

30. Заключительная стадия (некробиоз) гипоксических повреждений клетки. Механизмы повреждения клеточных структур. Разрушение цитоскелета. Омыление и эндогенный детергентый эффект. Роль Cа²⁺-зависимых эндонуклеаз и кальпаинов.

31. Глутаматная гибель нейронов при гипоксии мозга.

32. Гипероксия. Определение понятия. Механизмы токсического влияния на организм. Первичная и вторичная реакции системы внешнего дыхания на гипероксию. Изменения со стороны системы кровообращения и системы крови. Параметры кислорода во вдыхаемой газовой смеси, используемой для лечебных целей.

33. Гипероксия. Особенности чувствительности мозговой ткани плода и новорожденного к действию избытка кислорода. Стабилизация кислородного гомеостаза фетального мозга. Роль маточно-плацентарных механизмов.

34. Гипероксия. Судорожная форма кислородного отравления. Стадии. Проявления.

35. Адаптация к гипоксии. Срочный и долговременный этапы фенотипической адаптации. Системный структурный след как основа формирования долговременной адаптации.

36. Экономичность работы доминирующей системы как главная черта успешной адаптации. Клеточные, системные и нейроэндокринные механизмы «экономизирующего» влияния адаптации.

37. Мембранопротекторный эффект адаптации к гипоксии. Роль механизмов антиоксидантной защиты. Отличия в изменениях антиоксидантного статуса при прерывистом и непрерывном гипоксическом воздействии.

38. Феномен адаптационной стабилизации структур. Механизмы формирования. Роль белков теплового шока, активации NO-синтаз, факторов антиоксидантной защиты и десенситизации рецепторов в реализации цитопротекторного эффекта адаптации.

39. Перекрестный защитный эффект адаптации. Адаптация к гипоксии как средство вторичной профилактики неинфекционных заболеваний.