Характер, динамика и степень изменений жизнедеятельности организма в условиях гипоксии зависят от ряда факторов: типа гипоксии, ее степени, скорости развития, а также от состояния реактивности организма. Острая и острейшая (молниеносная) тяжелая 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 приведена характеристика расстройств в организме при острой и подострой формах гипоксии. Расстройства обмена веществ Расстройство обмена веществ (рис. 16-10) — одно из наиболее ранних проявлений гипоксии. В условиях острой и подострой гипоксии закономерно развивается ряд метаболических расстройств: уровень 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 в результате повышенного гидролиза АТФ, АДФ, АМФ, креатинфосфата и подавления реакций окислительного фосфорилирования; процессы тканевого дыхания в клетках подавлены вследствие дефицита кислорода, недостатка субстратов обмена веществ, подавления активности ферментов тканевого дыхания; гликолиз на начальном этапе гипоксии активируется. Основные причины этого заключаются в дефиците АТФ и снижении его ингибирующего влияния на ключевые ферменты гликолиза, а также в активации гликолитических ферментов продуктами гидролиза АТФ — АДФ и АМФ. Активация гликолиза приводит к снижению содержания гликогена и глюкозы в клетках и к увеличению 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 с этим активируется протеолиз, обусловленный активацией в условиях ацидоза протеаз, а также — неферментного гидролиза белков; азотистый баланс становится отрицательным. Это сочетается с повышением содержания остаточного азота в плазме крови и аммиака в тканях (вследствие активации реакций протеолиза и торможения процессов протеосинтеза); жировой обмен также существенно изменен и характеризуется: активацией липолиза (вследствие повышения активности липаз и ацидоза); торможением ресинтеза липидов (в результате дефицита макроэргических соединений); накоплением в результате вышеуказанных процессов избытка кетокислот (ацетоуксусной, -оксимасляной кислот, ацетона) и ВЖК в плазме крови, межклеточной жидкости, клетках. При этом ВЖК оказывают разобщающее влияние на процессы окисления и фосфорилирования, что усугубляет дефицит АТФ; обмен электролитов и жидкости в тканях нарушен. Это проявляется: отклонениями трансмембранного соотношения ионов в клетках (в условиях гипоксии клетки теряют K+, в цитозоле накапливаются Na+ и Ca2+, в митохондриях — Ca2+); дисбалансом между отдельными ионами (например, в цитозоле уменьшается соотношение K+/Na+, K+/Ca2+); увеличением в крови содержания Na+, Cl–, отдельных микроэлементов. Изменения содержания разных ионов различны. Это зависит от степени гипоксии, преимущественного повреждения того или иного органа, изменений гормонального статуса и других факторов; накоплением избытка жидкости в клетках и набуханием клеток (вследствие увеличения осмотического давления в цитоплазме клеток в связи с накопление в них Na+, Ca2+ и некоторых других ионов, а также повышения онкотического давления в клетках в результате распада полипептидов, липопротеинов и других белоксодержащих молекул, обладающих гидрофильными свойствами). Ы верстка! вставить рисунок «рис-16-10» Ы
Рис. 16-10. Расстройства обмена веществ при острой гипоксии.
В тканях и органах могут развиваться и другие нарушения метаболизма. Во многом они зависят от причины, типа, степени и длительности гипоксии, преимущественно пораженных при гипоксии органов и тканей и ряда других факторов. Нарушения функций органов и тканей при гипоксии При гипоксии нарушения функций органов и тканей выражены в разной мере. Это определяется: различной резистентностью органов к гипоксии; скоростью ее развития; степенью и длительностью ее воздействия на организм. Резистентность органов к гипоксии Наибольшая устойчивость к гипоксии у костей, хрящей, сухожилий, связок. Даже в условиях тяжелой 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 ее структуры по-разному устойчивы к гипоксии одинаковой степени и длительности. Резистентность нервных клеток уменьшается в следующем порядке: периферические нервные узлы спинной мозг продолговатый мозг гиппокамп мозжечок кора больших полушарий. Прекращение оксигенации коры мозга вызывает значительные структурные и функциональные изменения в ней уже через 2–3 мин, в продолговатом мозге — через 8–12 мин, а в ганглиях вегетативной нервной системы — через 50–60 мин. Отсюда следует, что последствия гипоксии для организма в целом определяются степенью повреждения нейронов коры больших полушарий и временем их развития. Скорость, степень и длительность гипоксии прямо коррелируют с выраженносью и тяжестью нарушений в организме. Проявления расстройств функций органов и тканей при острой гипоксии приведены на рисунке 16-11. Как правило, они включают: Нарушения высшей нервной деятельности В условиях гипоксии они развиваются раньше других (уже через несколько секунд) и проявляются: снижением способности адекватно оценивать происходящие события и окружающую обстановку; ощущениями дискомфорта, тяжестью в голове, головной болью; дискоординацией движений; замедлением логического мышления и принятия решений (в т.ч. простых); расстройствами сознания и его потерю в тяжелых случаях; нарушением бульбарных функций, что приводит к расстройствам функций сердца и дыхания, вплоть до их прекращения. Расстройства кровообращения Они характеризуются: 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 т.ч. острой т.е. коллапсом); изменением объема 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 также расстройства микроциркуляции, проявляющиеся чрезмерным замедлением тока крови в капиллярах, турбулентным его характером, артериолярно-венулярным шунтированием, трансмуральными и экстраваскулярными нарушениями микроциркуляции. В тяжелых случаях эти расстройства завершаются сладжем и капилляротрофической недостаточностью. Система внешнего дыхания Отклонения функции системы внешнего дыхания проявляются: вначале увеличением объема альвеолярной вентиляции, а затем (при нарастании степени гипоксии и повреждения нервной системы) прогрессирующим ее снижением; уменьшением общей и регионарной перфузии легких. Это обусловлено падением сердечного выброса, а также регионарной вазоконстрикцией в условиях гипоксии; нарушением вентиляционно-перфузионного соотношения (вследствие местных расстройств перфузии и вентиляции в различных участках легких); снижением диффузии газов через аэрогематический барьер (в связи с развитием отека 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 этом случае она 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 развивается при выраженной гипоксический альтерации почек (например, у пациентов с хронической циркуляторной, дыхательной или гемической — постгеморрагической гипоксией); нарушения состава мочи. При этом относительная плотность меняется разнонаправлено (на различных этапах гипоксии наблюдается и повышенная плотность мочи — гиперстенурия, и пониженная — гипостенурия, и мало изменяющаяся в течение суток — изостенурия). Выраженные повреждения почек при тяжелых формах гипоксии могут привести к развитию почечной недостаточности, уремии и комы. Расстройства функций печени В условиях гипоксии нарушение печеночных функций развивается, как правило, при ее хроническом течении. При этом выявляются признаки как парциальной так и тотальной дисфункции печени. К наиболее частым относят: расстройства обмена веществ (углеводного, липидного, белкового, витаминов); нарушения антитоксической функции печени; угнетение образования в ней различных веществ (например, факторов системы гемостаза, коферментов, мочевины, желчных пигментов и др.). Нарушения в системе пищеварения Они характеризуются: расстройствами аппетита (как правило, его снижением); неадекватной моторикой желудка и кишечника (обычно — снижением перистальтики, тонуса и замедлением эвакуации желудочного и/или кишечного содержимого); развитием эрозий и язв в стенках желудка и кишечника (особенно при длительной тяжелой гипоксии). Расстройства в системе иммунобиологического надзора 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. Ы верстка! вставить рисунок «рис-16-11» Ы
Рис. 16-11. Проявления расстройств функций организма при острой гипоксии.
|
Скачать 4.08 Mb.