Патфиз ч.2. Патфиз ч. Гл. 11 Нарушения водного обмена Гл. 12 Нарушения ионного обмена
 Скачать 7.84 Mb.
|
|
§ площади альвеол, § капилляров в межальвеолярных перегородках, § уровня кровотока в этих капиллярах. † Увеличению диффузионной способности аэрогематического барьера лёгких. † Повышению эффективности соотношения вентиляции альвеол и перфузии их кровью (вентиляционноперфузионного соотношения). † Гипертрофии и возрастанию мощности дыхательной мускулатуры. † Возрастанию жизненной ёмкости лёгких (ЖЁЛ). Сердце При долговременной адаптации к гипоксии увеличивается сила, а также скорость процессов сокращения и расслабления миокарда. В результате происходит возрастание объёма и скорости выбрасываемой в сосудистое русло крови — ударного и сердечного (минутного) выбросов. Эти эффекты становятся возможными благодаря: † Умеренной сбалансированной гипертрофии всех структурных элементов сердца: миокарда, сосудистого русла, нервных волокон. † Увеличению числа функционирующих капилляров в сердце. † Уменьшению расстояния между стенкой капилляра и сарколеммой кардиомиоцита. † Увеличению числа митохондрий в кардиомиоцитах и эффективности реакций биологического окисления. В связи с этим сердце расходует на 30–35% меньше кислорода и субстратов обмена веществ, чем в неадаптированном к гипоксии состоянии. † Повышению эффективности трансмембранных процессов (транспорта ионов, субстратов и продуктов метаболизма, кислорода и др.). † Возрастанию мощности и скорости взаимодействия актина и миозина в миофибриллах кардиомиоцитов. † Повышению эффективности адрен и холинергических систем регуляции сердца. Сосудистая система В адаптированном организме сосудистая система способна обеспечивать такой уровень перфузии тканей кровью, который необходим для осуществления их функции даже в условиях гипоксии. В основе этого лежат следующие механизмы: † Увеличение количества функционирующих капилляров в тканях и органах. † Снижение миогенного тонуса артериол и уменьшение реактивных свойств стенок резистивных сосудов к вазоконстрикторам: катехоламинам, АДГ, лейкотриенам, отдельным Пг и другим. Это создаёт условия для развития устойчивой артериальной гиперемии в функционирующих органах и тканях. Система крови При устойчивой адаптации организма к гипоксии существенно возрастают кислородная ёмкость крови, скорость диссоциации HbO2, сродство дезоксигемоглобина к кислороду в капиллярах лёгких. Увеличение кислородной ёмкости крови является результатом стимуляции эритропоэза и развития эритроцитоза. Механизм эритроцитоза: Активация под влиянием ишемии и гипоксии образования в почках эритропоэтина. Эритропоэтин стимулирует эритропоэз. Метаболизм Метаболические процессы в тканях при достижении состояния устойчивой адаптированности к гипоксии характеризуются: † Снижением их интенсивности. † Экономным использованием кислорода и субстратов обмена веществ в реакциях биологического окисления и пластических процессах. † Высокой эффективностью и лабильностью реакций анаэробного ресинтеза АТФ. † Доминированием анаболических процессов в тканях по сравнению с катаболическими. † Высокой мощностью и мобильностью механизмов трансмембранного переноса ионов. В значительной мере это является следствием повышения эффективности работы мембранных АТФаз, что обеспечивает регуляцию трансмембранного распределения ионов, миогенного тонуса артериол, водносолевого обмена и др. важных процессов. Системы регуляции Системы регуляции адаптированного к гипоксии организма обеспечивают достаточную эффективность, экономичность и надёжность управления его жизнедеятельностью. Это достигается благодаря включению механизмов нервной и гуморальной регуляции функций. Нервная регуляция Значительные изменения как в высших отделах мозга, так и в вегетативной нервной системе адаптированного к гипоксии организма характеризуются: † Повышенной резистентностью нейронов к гипоксии и дефициту АТФ, а также некоторым другим факторам (например, токсинам, недостатку субстратов метаболизма). † Гипертрофией нейронов и увеличением числа нервных окончаний в тканях и органах. † Увеличенной чувствительностью рецепторных структур к нейромедиаторам. Последнее, как правило, сочетается с уменьшением синтеза и высвобождения нейромедиаторов. Указанные, а также, повидимому, и другие изменения в нервной системе способствуют: † Развитию мобильных и эффективно регулирующих функции органов влияний на них. † Быстрой выработке и сохранению новых условных рефлексов. † Переходу приобретённых навыков из кратковременных в долговременные. † Устойчивости нервной системы к патогенным воздействиям. Гуморальная регуляция Перестройка функционирования эндокринной системы при гипоксии обусловливает: † Меньшую степень стимуляции мозгового вещества надпочечников, гипоталамогипофизарнонадпочечниковой и других систем. Это ограничивает активацию механизмов стрессреакции и её возможные патогенные эффекты. † Повышение чувствительности рецепторов клеток к гормонам, что способствует уменьшению объёма их синтеза в железах внутренней секреции. В целом изменения в системах регуляции потенцируют как системные, так и органные приспособительные реакции организма, жизнедеятельность которого осуществляется в условиях гипоксии. РАССТРОЙСТВА ПРИ ГИПОКСИИ Характер, динамика и степень изменений жизнедеятельности организма зависят от ряда факторов: типа гипоксии, её степени, скорости развития, а также от состояния реактивности организма. • Острейшая (молниеносная) тяжёлая гипоксия приводит к быстрой потере сознания, подавлению функций организма и его гибели. Такая картина наблюдается, например, при вдыхании газовых смесей, не содержащих кислорода или содержащих его в малых количествах. Это может быть при авариях в производственных условиях (например, в шахтах), в летательных аппаратах, в подводных лодках, при поломке скафандров. Молниеносная гипоксия развивается также при фибрилляции желудочков сердца, при острой массивной (артериальной) кровопотере, отравлении цианидами и других подобных ситуациях. • Хроническая (постоянная или прерывистая) умеренная гипоксия сопровождается, как правило, адаптацией организма к гипоксии. Ниже приводится характеристика расстройств в организме при острой и подострой формах гипоксии. РАССТРОЙСТВА ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ Расстройства обмена веществ (рис. 15–10) являются одним из ранних проявлений гипоксии.  Рис. 15–10. Расстройства обмена веществ при острой гипоксии. • Содержание АТФ и креатинфосфата при гипоксии любого типа прогрессирующе снижаются вследствие подавления процессов биологического окисления (особенно — аэробных) и сопряжения их с фосфорилированием. • Содержание АДФ, АМФ и креатина нарастают вследствие нарушения их фосфорилирования. • Концентрация неорганического фосфата в тканях увеличивается. Причины: † Повышенный гидролиз АТФ, АДФ, АМФ и креатинфосфата. † Подавление реакций окислительного фосфорилирования. • Процессы тканевого дыхания в клетках подавлены вследствие дефицита кислорода, недостатка субстратов обмена веществ, подавление активности ферментов тканевого дыхания. • Гликолиз на начальном этапе гипоксии активируется. Причины † Дефицит АТФ и снижение его ингибирующего влияния на ключевые ферменты гликолиза. † Активация гликолитических ферментов продуктами гидролиза АТФ: АДФ и АМФ. Проявления † Снижение содержания гликогена и глюкозы в клетках. † Увеличение внутриклеточного содержания молочной и пировиноградной кислот. Последнее является также результатом торможения их окисления в дыхательной цепи и ресинтеза из них гликогена, требующего энергии АТФ. • Содержание H+ в клетках и биологических жидкостях прогрессирующе нарастает и развивается ацидоз вследствие торможения окисления субстратов, особенно — лактата и пирувата, КТ и в меньшей мере — жирных кислот и аминокислот. • Биосинтез нуклеиновых кислот и белков подавлен вследствие дефицита энергии, необходимой для этих процессов. Параллельно активируется протеолиз, обусловленный активацией в условиях ацидоза протеаз, а также — неферментного гидролиза белков. • Азотистый баланс становится отрицательным. Это сочетается с повышением уровня остаточного азота в плазме крови и аммиака в тканях. Причины: активация реакций протеолиза и торможение процессов протеосинтеза. • Жировой обмен характеризуется: † Активацией липолиза вследствие повышения активности липаз и ацидоза. † Торможением ресинтеза липидов. Причина: дефицит макроэргических соединений. † Накоплением в результате вышеуказанных процессов избытка КТ (ацетоуксусной, • Обмен электролитов и жидкости в тканях существенно нарушен. Причины † Дефицит АТФ, энергия которой необходима для АТФаз: Na+,K+АТФазы, Ca2+зависимой АТФазы и др. † Повреждение мембран и их ионных каналов, обеспечивающих энерго и электрозависимый перенос, а также пассивный транспорт ионов. † Изменение содержания в организме гормонов, регулирующих обмен ионов: минералокортикоидов, кальцитонина и др. Проявления † Нарушение соотношения ионов в клетках: ‡ Трансмембранного (обычно в условиях гипоксии клетки теряют K+, в цитозоле накапливаются Na+ и Ca2+, в митохондриях — Ca2+). ‡ Между отдельными ионами (например, в цитозоле уменьшается соотношение K+/Na+, K+/Ca2+). † Увеличение в крови содержания Na+, Cl–, отдельных микроэлементов. Изменения содержания разных ионов различно. Оно зависит от степени гипоксии, преимущественного повреждения того или иного органа, изменений гормонального статуса и других факторов. † Накопление избытка жидкости в клетках (набухание клеток). Причины: ‡ Увеличение осмотического давления в цитоплазме клеток в связи с накопление в них Na+, Ca2+ и некоторых других ионов, а также — в результате гидролиза крупных молекул органических веществ (например, гликогена, белка). ‡ Повышение онкотического давления в клетках в результате распада полипептидов, ЛП и других белоксодержащих молекул, обладающих гидрофильными свойствами. • В тканях и органах могут развиваться и другие нарушения метаболизма. Во многом они зависят от причины, типа, степени и длительности гипоксии, преимущественно поражённых при гипоксии органов и тканей и ряда других факторов. НАРУШЕНИЯ ФУНКЦИЙ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ При гипоксии нарушения функций органов и тканей выражены в разной мере. Это определяется различной резистентностью органов к гипоксии, а также скоростью её развития, степенью и длительностью её воздействия на организм. РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНОВ К ГИПОКСИИ • Наибольшая устойчивость к гипоксии у костей, хрящей, сухожилий, связок. Даже в условиях тяжёлой гипоксии в них не обнаруживается значительных морфологических отклонений. • В скелетной мускулатуре изменения структуры миофибрилл, а также их сократимости выявляются через 100–120 мин, а в миокарде — уже через 15–20 мин. • В почках и печени морфологические отклонения и расстройства функций обнаруживаются обычно через 20–30 мин после начала гипоксии. • Наименьшей резистентностью к гипоксии обладает ткань нервной системы. При этом различные её структуры по-разному устойчивы к гипоксии одинаковой степени и длительности. Резистентность нервных клеток уменьшается в следующем порядке: периферические нервные узлы Отсюда следует, что последствия гипоксии для организма в целом определяются степенью повреждения нейронов коры больших полушарий и временем их развития. Проявления Проявления расстройств функций органов и тканей при острой гипоксии приведены на рис. 15–11.  Рис. 15–11. Проявления расстройств функций организма при острой гипоксии. Нарушения ВНД Нарушения ВНД в условиях гипоксии выявляются наиболее рано — уже через несколько секунд. Это проявляется: • Снижением способности адекватно оценивать происходящие события и окружающую обстановку. • Ощущениями дискомфорта, тяжести в голове, головной боли. • Дискоординацией движений. • Замедлением логического мышления и принятия решений (в том числе простых). • Расстройством сознания и его потерей в тяжёлых случаях. • Нарушением бульбарных функций, что приводит к расстройствам функций сердца и дыхания, вплоть до их прекращения. Расстройства кровообращения Расстройства кровообращения выражаются: • Снижением сократительной функции миокарда, уменьшением ударного и сердечного выбросов. • Расстройством кровотока в сосудах сердца и развитием коронарной недостаточности, обусловливающей эпизоды стенокардии и даже инфаркт миокарда. • Развитием аритмий сердца, включая мерцание и фибрилляцию предсердий и желудочков. • Гипертензивными реакциями (за исключением отдельных разновидностей гипоксии циркуляторного типа), сменяющимися артериальной гипотензией, в том числе — острой (коллапсом). • Изменением объёма и реологических свойств крови. Так, при гипоксии гемического типа, вызванной острой кровопотерей, развиваются характерные стадийные их изменения. † При других типах гипоксии вязкость и ОЦК могут повышаться в связи с выбросом эритроцитов из костного мозга и мобилизацией депонированной фракции крови. † Возможны расстройства микроциркуляции, проявляющиеся чрезмерным замедлением тока крови в капиллярах, турбулентным его характером, артериолярновенулярным шунтированием, трансмуральными и экстраваскулярными нарушениями микроциркуляции. В тяжёлых случаях эти расстройства завершаются сладжем и капилляротрофической недостаточностью. Система внешнего дыхания Отклонения функции системы внешнего дыхания проявляются: • Вначале увеличением объёма альвеолярной вентиляции, а затем (при нарастании степени гипоксии и повреждения нервной системы) прогрессирующим её снижением. • Уменьшением общей и регионарной перфузии ткани лёгких. Это обусловлено падением сердечного выброса, а также регионарной вазоконстрикцией в условиях гипоксии. • Нарушением вентиляционноперфузионного соотношения (вследствие местных расстройств перфузии и вентиляции в различных участках лёгких). • Снижением диффузии газов через аэрогематический барьер (в связи с развитием отёка и набуханием клеток межальвеолярной перегородки). В итоге развивается дыхательная недостаточность, усугубляющая степень гипоксии. Нарушения функций почек Нарушения функций почек разнообразны. Они зависят от степени, длительности и типа гипоксии. Как правило, при гипоксии развиваются: • Расстройства диуреза (от полиурии до олиго и анурии). † Олигурия развивается, как правило, при гипоксии, вызванной острой кровопотерей. В данном случае олигурия является адаптивной реакцией, препятствующей уменьшению ОЦК. Олигурия наблюдается и при гемической гипоксии, вызванной гемолизом эритроцитов. В этих условиях снижение диуреза обусловлено нарушением фильтрации в клубочках почек в связи с накоплением в их капиллярах детрита из разрушенных эритроцитов. † Полиурия наблюдается при выраженной гипоксический альтерации почек (например, у пациентов с хронической циркуляторной, дыхательной или гемической — постгеморрагической гипоксией). При этом развивается почечная недостаточность и полиурия. • Нарушения состава мочи † Относительная плотность меняется разнонаправленно. На различных этапах гипоксии наблюдается: ‡ Повышение плотности мочи (гиперстенурия). ‡ Понижение её (гипостенурия). ‡ Мало изменяющаяся в течение суток плотность (изостенурия). • Компоненты мочи: ‡ Отклонение за пределы нормального диапазона содержания глюкозы, ионов, азотистых соединений и других веществ, имеющихся и в норме. ‡ Появление в моче отсутствующих в норме компонентов: эритроцитов, лейкоцитов, цилиндров, белка. Выраженные повреждения почек при тяжёлых формах гипоксии могут привести к развитию почечной недостаточности, уремии и комы. Расстройства функций печени В условиях гипоксии расстройства функций печени развиваются, как правило, при хронически протекающей гипоксии. Их проявления зависят от особенностей патогенеза основной формы патологии (например, сердечной или дыхательной недостаточности, анемического состояния, расстройств обмена веществ, биологического окисления и др.). В любом случае При гипоксии выявляются признаки парциального или тотального нарушения функций печени: • Расстройства обмена веществ (углеводного, липидного, белкового, витаминов). • Нарушения антитоксической функции. • Угнетение образования различных веществ (например, факторов системы гемостаза, коферментов, мочевины, жёлчных пигментов и др.). Система пищеварения Нарушения системы пищеварения проявляются: • Расстройствами аппетита (как правило, его снижением). • Нарушением моторики желудка и кишечника (обычно — снижением перистальтики, тонуса и замедлением эвакуации желудочного и/или кишечного содержимого). • Развитием эрозий и язв (особенно при длительной тяжёлой гипоксии). Иммунная система При хронических и выраженных гипоксических состояниях происходит снижение эффективности системы ИБН, что проявляется: • Низкой активностью иммунокомпетентных клеток. • Недостаточной эффективностью факторов неспецифической защиты организма: комплемента, ИФН, мураминидазы, белков острой фазы, естественных киллеров и др. Указанные и некоторые другие изменения в системе ИБН при выраженной длительной гипоксии могут привести к развитию различных иммунопатологических состояний: иммунодефицитов, патологической иммунной толерантности, аллергических реакций, состояний иммунной аутоагрессии. ПРИНЦИПЫ УСТРАНЕНИЯ И ПРОФИЛАКТИКИ ГИПОКСИИ Устранение или снижение выраженности гипоксических состояний базируется на нескольких принципах (рис. 1512):  Рис. 15–12. Принципы и методы устранения/снижения тяжести гипоксии. ЭТИОТРОПНЫЙ ПРИНЦИП Этиотропный лечение включает мероприятия, направленные на ликвидацию либо снижение степени или длительности воздействия на организма причины гипоксии. Терапия осуществляется при непременном учёте типа гипоксии. ГИПОКСИЯ ЭКЗОГЕННОГО ТИПА При гипоксии экзогенного типа необходимо нормализовать содержание кислорода во вдыхаемом воздухе. • Гипобарическая гипоксия † Восстанавливают оптимальное парциальное давление кислорода во вдыхаемой газовой смеси (например, при разгерметизации летательных аппаратов, индивидуальных скафандров, дыхательных приборов и т.п.). † Обеспечивают восстановление нормального барометрического давления и как следствие — парциального давления кислорода в воздухе. Это достигается путём снижения высоты полёта, восстановления герметичности летательных аппаратов и необходимых условий подачи воздуха для дыхания в скафандре, индивидуальном дыхательном приборе или кабине аппарата. • Нормобарическая гипоксия † Обеспечивают нормализацию содержания кислорода во вдыхаемом воздухе путём интенсивного проветривания помещения или подачи в него воздуха с нормальным содержанием кислорода. † Добавляют во вдыхаемый воздух с нормальным содержанием кислорода малые количества углекислого газа. Оптимальным считается повышение парциального содержания CO2 до 3–7%. Это обеспечивает: ‡ Стимуляцию инспираторных нейронов дыхательного центра и активацию дыхания. ‡ Расширение артериол мозга и сердца, что способствует нормализации газообмена в них, доставки субстратов, оттоку CO2 и продуктов метаболизма. ‡ Уменьшению степени гиперкапнии и её патогенных последствий: нарушений кровоснабжения мозга, миокарда и некоторых других органов, расстройств ВНД, дыхательного ацидоза и др. ЭНДОГЕННЫЕ ТИПЫ ГИПОКСИИ При эндогенных типах гипоксии необходимо: • Лечение заболевания или патологического процесса, приведшего к гипоксии. • Обеспечение организма оптимальным содержанием кислорода во вдыхаемом воздухе. Это достигается путём дыхания газовыми смесями, обогащёнными кислородом при нормальном или повышенном давлении (нормобарическая и гипербарическая оксигенотерапия соответственно). Гипероксигенация При нормобарической оксигенации pО2 может достигать 760 мм рт.ст. (при дыхании 100% кислородом), в условиях гипербарической оксигенации — любой необходимой величины. При этом важно знать возможные реакции и последствия, развивающиеся в условиях гипероксигенации. • Реакции организма на гипероксигенацию. † Нормализация (или тенденция к ней) объёма альвеолярной вентиляции, в основном, за счёт снижения частоты дыханий. † Оптимизация сердечного выброса в связи с урежением сокращений сердца. † Уменьшение ОЦК в результате редепонирования крови. • Последствия реакций организма на гипероксигенацию. † Устранение гипоксии и её патогенных эффектов. Это достигается при своевременном и адекватном проведении оксигенотерапии, а также других лечебных мероприятий. † Развитие патогенных реакций, усугубление гипоксического состояния и расстройств жизнедеятельности организма: Причина: токсическое действие избытка кислорода. К этому приводит необоснованное или неправильное проведение гипероксигенотерапии. Патогенез ‡ Образование избытка активных форм кислорода и их прямое повреждающее действие на мембраны клеток, ферменты, нуклеиновые кислоты, белки и их соединения с другими веществами. ‡ Чрезмерная неконтролируемая интенсификация СПОЛ и других органических соединений. ‡ Прямое и опосредованное подавление тканевого дыхания, усугубляющее нарушения энергообеспечения клеток. Проявления. Токсическое действие избытка кислорода манифестируется тремя вариантами патологических состояний: ‡ Судорожным. Причиной является преимущественное повреждение головного и спинного мозга, обусловливающее избыточное возбуждение нейронов ряда нервных центров, а также мотонейронов. ‡ Гиповентиляционным (характеризуется дыхательной недостаточностью). Причины:: ателектазы в лёгких, снижение проницаемости аэрогематического барьера, отёк лёгкого. ‡ Общетоксическим. Заключается в развитии полиорганной недостаточности. Последняя нередко наблюдается при отсутствии на раннем этапе судорог и выраженной дыхательной недостаточности. Если гипоксия продолжается, то у пациента появляются судороги и признаки асфиксии. Устранение кислородного отравления достигается путём перехода на дыхание воздухом с нормальным содержанием кислорода. ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП Патогенетическая терапия направлена на разрыв цепи патогенеза гипоксического состояния и/или устранение его ключевых звеньев. Патогенетическое лечение включает следующие мероприятия: • Ликвидацию или снижение степени ацидоза в организме. • Уменьшение выраженности дисбаланса ионов в клетках, межклеточной жидкости, крови. • Предотвращение или снижение степени повреждения клеточных мембран. • Профилактику или уменьшение выраженности альтерации ферментов в клетках и биологических жидкостях. • Снижение расхода энергии макроэргических соединений за счёт ограничения интенсивности жизнедеятельности организма. СИМПТОМАТИЧЕСКИЙ ПРИНЦИП Цель: снятие или уменьшение тягостных, усугубляющих состояние пациента ощущений, а также вторичных симптомов, связанных с последствиями эффектов гипоксии на организм. Для устранения указанных и других симптомов применяют анестетики, анальгетики, транквилизаторы
|