Глава 4. Гипоксия

Гипоксия - кислородное голодание - это типовой патологический процесс, возникающий в результате недостаточного поступления кислорода в организм и его регионы. Причиной гипоксии может быть неполная утилизация кислорода тканями.

Даже временное уменьшение поступления кислорода может привести к патологическим изменениям в тканях. Наиболее уязвима к гипоксии центральная нервная система, затем по степени чувствительности следуют миокард, ткань почек и печени. Менее чувствительны к гипоксии скелетные мышцы.

Гипоксия может вызываться различными причинами:

1. Гипоксическая гипоксия наблюдается при понижении парциального напряжения кислорода во вдыхаемом воздухе. Она развивается, например, при подъеме на высоту (гипобарическая гипоксия). В экспериментальной биологии этот вид гипоксии моделируется созданием разряжения (отрицательного давления) в камере с находящимися в ней животными. Умеренную гипоксию у людей можно получить, искусственно задерживая дыхание. Дозированную гипоксию иногда используют для повышения адаптационных возможностей организма. Это объясняется тем, что при умеренной дозированной гипоксии включаются механизмы адаптации, имеющие универсальное значение и поэтому адаптация носит перекрестный характер (табл. 4.1.).

Таблица 4.1

Структурно-функциональные изменения при гипоксии

2. Респираторная гипоксия наступает в результате нарушений внешнего дыхания, то есть вентиляции и газообмена в лёгких. Она развивается под действием веществ, подавляющих дыхательный центр продолговатого мозга (алкоголь, эфир, хлороформ, снотворные средства). К респираторной относится гипоксия, развивающаяся вследствие перекрытия дыхательных путей (при дифтерии, кори),спазма бронхов (при бронхиальной астме), заполнения альвеол экссудатом (при воспалении лёгких), спадения ткани лёгких (при пневмотораксе - поступлении воздуха в полость плевры при проникающем ранении грудной клетки).

3. Гемическая гипоксия развивается в результате повреждения эритроцитов, что нарушает транспорт кислорода кровью. Она возникает, например, при превращении оксигемоглобина в карбоксигемоглобин под влиянием СО - угарного газа, образующегося при неполном сгорании бензина, угля и других видов топлива. Гипоксия может развиваться даже при очень низких концентрациях в воздухе угарного газа, так как сродство гемоглобина к СО в 300 раз выше, чем к кислороду. Нарушение транспорта кислорода кровью наблюдается и при отравлении некоторыми лекарственными веществами (нитратами, нитритами, фенацетином и др.). Эти препараты взаимодействуют с гемоглобином, образуя метгемоглобин, который не способен присоединять кислород. Гемическая гипоксия может быть следствием анемий, вызванных дефицитом витамина В₁₂, фолиевой кислоты, железа, а также результатом гемолиза эритроцитов. Гемолиз эритроцитов может развиться после внутривенного введения гипотонических растворов или при использовании ряда лекарственных веществ (хлорохин, сульфаниламиды) у лиц с наследственной недостаточностью некоторых ферментов, обеспечивающих целостность мембран эритроцитов.

4. Циркуляторная гипоксия развивается при нарушении доставки крови к органам и тканям по кровеносному руслу. Она может затрагивать весь организм или отдельные регионы тела, в которых наблюдаются местные нарушения кровообращения. Циркуляторную гипоксию вызывают те же причины, которые обусловливают ишемию тканей: ангиоспазм, тромбоз и эмболия, сужение просвета артерий атеросклеротической бляшкой, сдавление сосудов опухолью, рубцами, сердечная недостаточность, вызванная патологией сердца, а также нарушения микроциркуляции. Гипоксия наблюдается при гипотонии и коллапсе (резком падении артериального давления).

5. Тканевая гипоксия является следствием нарушений в системе утилизации кислорода в клетках. Например, под воздействием яда цианида калия парализуются ферменты дыхательной цепи митохондрий (система цитохромов) и прекращается клеточное дыхание. Кровь при этом виде гипоксии остается алой, насыщенной оксигемоглобином, а в клетках нарушено использование кислорода. Тканевая гипоксия развивается также из-за недостаточности ферментов, осуществляющих заключительные этапы окисления глюкозы и жирных кислот в митохондриях. Вначале в клетках развиваются обратимые изменения. Снижается ферментативная активность цикла трикарбоновых кислот, тормозится окисление жирных кислот и активизируется анаэробное окисление глюкозы. Накапливается ацетилкофермент А, увеличивается содержание жирных кислот и недоокисленных продуктов окисления глюкозы - молочной и пировиноградной кислот, развивается кетоацидоз. Недостаточное образование АТФ и креатинфосфата приводит к энергетическому голоданию тканей. Далее наступает комплекс необратимых изменений: повреждение клеточных мембран за счёт липидной триады:

¨ интенсификации активности липазы и фосфолипазы - ферментов, разрушающих мембраны;

¨ детергентного эффекта жирных кислот;

¨ активации перекисного окисления липидов продуктами метаболизма адреналина, что часто наблюдается при стрессе.

В результате этих изменений нарастает ацидоз, высвобождаются и активизируются лизосомальные ферменты, происходит аутолиз клетки.

Терапия гипоксических состояний должна включать комплекс мероприятий, направленных прежде всего на ликвидацию причин, вызвавших гипоксию. Применяют сосудорасширяющие, противосклеротические и тромболитические средства. При коллапсе и гипотонии вводят препараты, повышающие артериальное давление. При гемической гипоксии назначают противоанемические средства. Находят применение вещества, снижающие уровень жизнедеятельности органа и расход энергии при неадекватно возросшем её потреблении. Например, бета-адреноблокаторы при приступах ишемической болезни сердца урежают работу сердца и оказывают экономящее действие на расход кислорода. Так как тканевая гипоксия является промежуточным патогенетическим звеном многих заболеваний, дают хороший эффект антигипоксические средства вследствие своей способности тормозить перекисное окисление липидов мембран. К ним относятся: аскорбиновая кислота, рутин, витамин Е и синтетические антиоксиданты (дибунол). Добавление селена усиливает антиоксидантный эффект витаминов и их антигипоксическое действие (препараты олигогал, триовит).