Причинами гипоксии первично тканевого типа могут быть. Тема: Характеристика гипоксии

Термин «гипоксия» происходит от 2 корней: греческого hypo – мало и латинского oxy (от oxygenium) – кислород. Предложил американский физиолог Уигерс в 1940 году.

Определение понятия. Гипоксия – типовой патологический процесс, возникающий при недостаточном снабжении тканей кислородом и/или при нарушении его утилизации в ходе биологического окисления. Синонимами понятия «гипоксия» являются: «кислородное голодание» и «кислородная недостаточность».

Не самое удачное определение, поскольку в нем в самом общем виде обозначены лишь причины развития гипоксии (нарушение снабжения и нарушение утилизации). Однако гипоксия как таковая – это как раз то, что происходит в клетках, тканях, органах и системах из-за недостатка кислорода (патологические и компенсаторные изменения).

Гипоксия является составной частью патогенеза (или патогенетическим фактором) очень многих заболеваний сердечно-сосудистой системы, дыхания, крови, почек и т.д. Поэтому причины, приводящие к ее развитию весьма разнообразны. Однако проявления и механизмы компенсации при этом сходны, что позволяет относить гипоксию к категории типовых патологических процессов.

Гипоксия есть нарушение кислородного режима организма. Для количественной оценки состояния кислородного режима используют ряд 5 мм рт. ст.;

3. Насыщение (сатурация) гемоглобина кислородом артериальной крови (HbO 2 а) – 95-97%;

4. Насыщение гемоглобина кислородом венозной крови (HbO 2 v) – 50-75%;

5. Объемное содержание кислорода (VO 2), или КЕК (количество мл О 2 , способное связаться с Hb в 100 мл крови). КЕК артериальной крови (VaO 2) составляет 19-21 об%, а КЕК венозной (VvO 2) – 12-15 об%. Это означает, что Hb 100 мл артериальной крови способен связать 19-21 мл О 2 .

6. Напряжение углекислого газа в артериальной (PaCO 2) и венозной (PvCO 2) крови: 38-41 (35-45) мм рт.ст. и 46 ммрт.ст. соответственно.

7. Кривая диссоциации оксигемоглобина (КДО). Отражает зависимость между РО 2 и HbO 2 , фактически – сродство гемоглобина к кислороду. Имеет форму латинской S на графике, где по горизонтали - РО 2 , а по вертикали – Hb 2 O. Сдвиг КДО вправо означает снижение способности Hb связывать О 2 . Сдвиг КДО влево означает увеличение способности Hb связывать О 2 . Сродство Hb к О 2 зависит от рН, t°, содержания в эритроцитах органических фосфатов (ДФГ и АТФ).

Алкалоз, снижение t, уменьшение содержания ДФГ в эритроцитах увеличивают сродство Hb к О 2 и уменьшают отдачу его тканям. Ацидоз, повышение t, увеличение содержания ДФГ в эритроцитах, напротив, - уменьшают сродство и увеличивают отдачу кислорода тканям.

Уменьшение содержания ДФГ в эритроцитах наблюдается в старых эритроцитах, при длительном хранении консервированной крови, при голодании, рвоте, СД, алкогольной абстиненции, алкалозе. Увеличение содержания ДФГ в эритроцитах наблюдается в молодых эритроцитах, а также при уремии и циррозе печени.

Классификации гипоксий

По скорости развития различают :

Острейшую, или молниеносную (в течение нескольких десятков секунд);

Острую (в течение нескольких десятков минут, в переделах часа);

Подострую (в течение нескольких часов, в пределах суток);

Хроническую (длится недели, месяцы, годы)

По тяжести (выраженности расстройств функций органов и систем и КЩР):

Средняя,

Тяжелая,

Критическая (летальная). Критическое PаO 2 – 27-33 мм рт.ст.

По этиологии и патогенезу . Общепринятой является классификация, предложенная И.Р. Петровым (1967):

I. Экзогенная гипоксия (вследствие снижения PO 2 во вдыхаемом воздухе);

II. Группа эндогенных гипоксий (вследствие тех или иных нарушений в самом организме):

1. дыхательная (легочная);

2. циркуляторная (сердечно-сосудистая);

3. гемическая (кровяная);

4. тканевая (гистотоксическая);

5. смешанная.

В 1981 г Колчинская дополнила классификацию Петрова 3 позициями:

Гипероксическая,

Гипербарическая,

Гипоксия нагрузки.

В последнее время в рамках экзогенной гипоксии выделяют отдельные ее варианты.

Характеристика отдельных видов гипоксий

Экзогенная (гипоксическая) гипоксия. Причина – снижение парциального давления кислорода (PO 2) во вдыхаемом воздухе. Это может иметь место при нормальном, пониженном и повышенном барометрическом давлении. Соответственно различают: нормобарическую, гипобарическую и гипербарическую экзогенную гипоксию.

Нормобарическая экзогенная гипоксия возникает во время пребывания людей в небольших, плохо вентилируемых помещениях, при нарушении подачи кислородной смеси в летательных или глубинных аппаратах или автономных костюмах, при нарушении режима ИВЛ.

Гипобарическая экзогенная гипоксия развивается при подъеме в горы, в открытых летательных аппаратах, при разгерметизации летательного аппарата, в условиях барокамеры.

Гипербарическая экзогенная гипоксия (гипербарическая, по классификации Колчинской) может возникать в условиях барокамеры, т.е. при использовании гипербарической оксигенации с лечебной целью («дача» кислорода под давлением). Парадоксальное развитие гипоксии в этом случае связано с усилением процессов ПОЛ и образованием активных форм кислорода, которые разрушают мембраны клеток и блокируют ферменты дыхательной цепи. Для того, чтобы избежать развития гипоксии в этой ситуации, метод применяют под защитой антиоксидантов.

Патогенез экзогенной гипоксии : снижение РО 2 во вдыхаемом воздухе ведет к снижению РО 2 в альвеолярном воздухе и артериальной крови. То есть, развивается артериальная гипоксемия (главное звено патогенеза). Снижается РО 2 и в венозной крови. Гипоксемия ведет к уменьшению насыщения Hb кислородом (HbО 2 в артериальной и венозной крови).

Гипоксемия, кроме того, ведет к возбуждению хеморецепторов синокаротидной зоны и дуги аорты и развитию компенсаторной гипервентиляции. Вследствие гипервентиляции происходит вымывание СО 2 , что наряду с уменьшением образования СО 2 в тканях из-за гипоксии ведет к развитию гипокапнии (снижение РСО 2) и респираторный (газовый) алкалоз.

Гипокапния вызывает расширение сосудов и снижение системного АД. Однако при значительной гипокапнии происходит сужение сосудов мозга и сердца, что может привести к ухудшению кровоснабжения этих органов и развитию обморока или стенокардии.

Прогрессирующая гипокапния ведет к угнетению дыхательного центра, урежению дыхания, что наряду с накоплением в тканях недоокисленных продуктов может привести к смене респираторного алкалоза метаболическим ацидозом.

Основные показатели: РО 2 и HbO 2 ¯ и в артериальной, и в венозной крови; РСО 2 ¯; КЕК и МОС в норме или компенсаторно повышены.

Дыхательная (легочная) гипоксия

Причина развития дыхательной гипоксии – нарушение оксигенации крови в легких, что может быть следствием недостаточной вентиляции, перфузии или диффузии. Нарушение этих процессов наблюдается при различных заболеваниях или патологических процессах в самих легких или бронхах, или при нарушении механизмов регуляции дыхания.

Патогенез дыхательной гипоксии в основном совпадает с патогенезом экзогенной гипоксии. Есть 2 отличия. Во-первых, гипоксемия, которая также является основным звеном патогенеза дыхательной гипоксии, связана не со снижением РО 2 во вдыхаемом воздухе, а с нарушением газообмена в легких. И, во-вторых, при дыхательной гипоксии наблюдается увеличение РСО 2 , то есть гиперкапния из-за гиповентиляции альвеол. Гиперкапния и ацидоз уменьшают сродство гемоглобина к кислороду и еще больше затрудняют процесс оксигенации крови в легких.

Основные показатели: РО 2 и HbO 2 ¯ и в артериальной, и в венозной крови; РСО 2 ­; КЕК и МОС в норме или компенсаторно повышены.

Циркуляторная (сердечно-сосудистая) гипоксия. Причина – недостаточное кровоснабжение тканей. Это может наблюдаться при кровопотере, обезвоживании, хронической сердечной недостаточности, шоке, коллапсе, артериальной гипо- и гипертензии, типовых нарушениях периферического кровообращения, патологии сосудистой стенки. Нарушения кровоснабжения тканей в этих ситуациях связаны со снижением ОЦК, замедлением скорости кровотока, расстройствами микроциркуляции или нарушением диффузии кислорода через сосудистую стенку в ткань. Однако чаще имеет место сочетание нескольких факторов.

Виды циркуляторной гипоксии. В зависимости от этиологического фактора различают местную и системную циркуляторную гипоксию. В основе местной циркуляторной гипоксии лежат типовые нарушения местного (регионарного, органного, периферического) кровообращения: ишемия, венозная гиперемия, стаз. Нарушение циркуляции крови при таких состояниях, как шок, коллапс, ХСН и т.д., носит системный характер, поэтому при них развивается системная циркуляторная гипоксия.

Патогенез циркуляторной гипоксии. При нарушении кровоснабжения тканей проблемы возникают только на этапе доставки к ним кислорода и связаны они с замедлением скорости кровотока. В этой ситуации артериальная кровь, содержащая нормальное количество кислорода и оксигемоглобина, успевает отдать тканям больше кислорода и поэтому в оттекающей венозной крови оксигемоглобина становится меньше нормы. Артериовенозная разница по кислороду растет (если только нет сброса по шунтам). Ткани, однако все равно испытывают гипоксию, поскольку скорость перехода кислорода в ткань отстает от скорости метаболических процессов. Развивается метаболический ацидоз.

Основные показатели : РО 2 и HbO 2 артериальной крови в норме, а те же показатели в венозной понижены (артериовенозная разница по кислороду увеличена). МОС снижен, КЕК в норме или компенсаторно повышена.

Гемическая (кровяная) гипоксия. В основе гемической гипоксии – снижение кислородтранспортной функции крови. Способность крови переносить кислород определяется количеством и качеством гемоглобина, а показатель, отражающий эту способность – КЕК. Количественные нарушения гемоглобина сводятся к снижению содержания гемоглобина в единице объема крови и наблюдаются при анемиях.

Качественные нарушения гемоглобина (гемоглобинопатии) сводятся к наличию или образованию патологического гемоглобина, у которого нарушена способность связываться с кислородом в легких или отдавать кислород тканям (способность к оксигенации и дезоксигенации). Гемоглобинопатии бывают наследственными и приобретенными. В основе наследственных гемоглобинопатий лежат генные мутации, ведущие к нарушению аминокислотного состава глобина. Примеры заболеваний: талассемия, серповидноклеточная анемия и др.

Приобретенные гемоглобинопатии развиваются под действием окиси углерода, метгемоглобинобразователей, сильных окислителей. Так при отравлении угарным газом образуется карбоксигемоглобин (HbCO), сродство которого к гемоглобину почти в 300 раз выше, чем у кислорода, а скорость диссоциации очень низка. При отравлении метгемоглобинобразователями (нитриты, нитраты, хиноны, сульфаниламиды, фенацетин, амидопирин) образуется метгемоглобин (MetHb), который не способен переносить кислород.

Транспортные свойства гемоглобина и способность отдавать кислород тканям нарушаются также при изменении рН, осмотического давления, реологических свойств крови, содержания ДФГ.

Основные показатели . Отличительной особенностью гемической гипоксии является снижение КЕК и в артериальной, и в венозной крови. РО2 в артериальной крови остается нормальным, в венозной – снижается. АВР по кислороду увеличивается. Развивается метаболический ацидоз.

Тканевая (гистотоксическая) гипоксия. В основе тканевой гипоксии – снижение эффективности утилизации кислорода клетками и/или сопряжения окисления и фосфорилирования.

В свою очередь, снижение эффективности утилизации кислорода клетками может быть связано со следующими причинами:

Подавление активности ферментов биологического окисления (специфическое подавление при отравлении цианидами и неспецифическое под действием ионов серебра, ртути, меди).

Изменение физико-химических параметров в ткани (t, рН, электролитного состава) при гипо- и гипертермии, анемиях, сердечной, почечной, печеночной недостаточности и др.

Снижение синтеза ферментов биологического окисления при белковом голодании, гиповитаминозах, нарушениях минерального обмена.

Повреждение мембран митохондрий под действием свободных радикалов и продуктов ПОЛ, лизосомальных ферментов.

Снижение сопряжения окисления и фосфорилирования макроэргических соединений в дыхательной цепи (а значит – увеличение расхода кислорода) развивается под действием избытка ионов кальция, водорода, ВЖК, гормонов щитовидной железы, некоторых лекарств (дикумарин, грамицидин).

Основные показатели. Поскольку клетки плохо утилизируют кислород, РО 2 и HbO 2 и КЕК в венозной крови практически не отличаются от таковых в артериальной крови, то есть значительно выше нормы, а в артериальной эти показатели в норме. АВР по кислороду резко уменьшается. В тяжелых случаях кровь, какая притекает к тканям, такая и оттекает. Развивается метаболический ацидоз.

Гипероксическая (по Колчинской) гипоксия. Развивается при дыхании чистым кислородом или кислородно-воздушной смесью с высоким %-содержанием кислорода. Парадоксальное развитие гипоксии при этом связано с замедлением скорости транспорта кислорода, сужением сосудов и, значит, ухудшением доставки кислорода к клеткам.

Гипоксию нагрузки следует относить к физиологической гипоксии, поскольку причина ее развития – не патологический процесс, а физиологический. К физиологической гипоксии относятся также гипоксия матери и плода, а также гипоксия у стариков. В обоих случаях также имеется несоответствие между потребностью и доставкой кислорода, однако в первом случае - по причине повышенной потребности, а во втором – из-за ухудшения доставки.

Смешанный тип гипоксии является результатом сочетания 2 или более типов гипоксии. Примеры. При массивной кровопотере развивается и гемическая гипоксия (из-за уменьшения содержания гемоглобина), и циркуляторная (из-за снижения ОЦК). При ХСН развивается циркуляторная гипоксия (из-за застоя крови и снижения МОС), и дыхательная (из-за застоя крови в легких и нарушения процесса оксигенации). Гипоксия при отравлении наркотическими веществами развивается из-за угнетения функции сердца, дыхательного центра и активности дыхательных ферментов. То есть развивается циркуляторная, дыхательная и тканевая гипоксия.

Адаптивные реакции при гипоксии

Адаптивные реакции при гипоксии делятся на экстренные и долговременные.

Экстренные механизмы адаптации . Предсуществуют в каждом организме, поэтому включаются тотчас же. Направлены на срочное усиление доставки кислорода и субстратов к тканям. Носят несовершенный и неустойчивый характер. К ним относятся:

1. увеличение частоты, глубины дыхания, числа функционирующих альвеол; механизм рефлекторный, связан с активацией хеморецепторов при изменении химического и газового состава крови;

2. увеличение ударного и минутного объема сердца, а значит, МОС и скорости кровотока; механизм связан с активацией симпатоадреналовой системы;

3. централизация кровообращения (перераспределение кровотока в пользу ЖВО); механизм – активация САС и выброс КХА, а также накопление в миокарде метаболитов с сосудорасширяющим эффектом (аденозин, ПГЕ, кинины и др.);

4. выброс крови из депо и костного мозга (выброс КХА, тиреоидных и кортикостеридных гормонов); повышение сродства гемоглобина к кислороду в легких; усиление диссоциации оксигемоглобина в тканях (из-за гипоксемии, ацидоза, повышения содержания ДФГ и АДФ в эритроцитах);

5. активация тканевого дыхания, активация гликолиза (из-за снижения содержания АТФ в клетке и ослабления его ингибирующего влияния на ферменты гликолиза, а также активации этих ферментов под влиянием продуктов деградации АТФ), повышение сопряженности окисления и фосфорилирования;

Механизмы долговременной адаптации к гипоксии

Формируются постепенно. Носят устойчивый и более совершенный характер. В основе – активация синтетических процессов, прежде всего - синтез нуклеиновых кислот и белков, особенно в органах и системах, обеспечивающих доставку кислорода и субстратов. Иными словами обеспечивается структурная основа адаптации. Благодаря этому повышается мощность, экономичность и надежность систем доставки и биологического окисления. К механизмам долговременной адаптации при гипоксии относятся:

1. снижение интенсивности и увеличение экономичности обменных процессов; преобладание анаболических процессов;

2. увеличение числа митохондрий, их крист, ферментов, повышение сопряженности окисления и фосфорилирования;

3. гипертрофия легких с увеличением числа альвеол и капилляров в них;

4. гипертрофия дыхательной мускулатуры;

5. гипертрофия миокарда с увеличением капилляров и митохондрий;

6. гипертрофия нейронов и увеличение числа нервных окончаний в тканях и органах;

7. увеличение количества капилляров во всех органах и тканях, усиление перфузии;

8. активация эритропоэза; повышение сродства гемоглобина к кислороду в легких и облегчение отдачи его в тканях;

9. повышение эффективности и надежности систем нейрогуморальной регуляции работы сердца, тонуса сосудов;

При несостоятельности компенсаторно-приспособительных реакций проявляется повреждающее действие гипоксии. Степень повреждающего действия гипоксии зависит от мощности компенсаторно-приспособительных реакций, от тяжести гипоксии, скорости ее развития, степенью чувствительности тканей к гипоксии. Проявляется повреждающее действие гипоксии в отношении обмена веществ, функций и структуры клеток, тканей, органов.

Нарушения обмена веществ при гипоксии

В условиях недостатка кислорода подавляются процессы биологического окисления, как следствие, снижается содержание АТФ и креатинфосфата, нарастает концентрация АДФ, АМФ и неорганического фосфора (энергодефицит). Как следствие, активируется гликолиз, накапливаются недоокисленные продукты, развивается ацидоз. Ацидоз активирует липолиз, протеолиз и неферментный гидролиз белков. Ресинтез липидов, синтез белка и нуклеиновых кислот, напротив, тормозится. В результате развивается кетоз, формируется отрицательный азотистый баланс, повышается уровень остаточного азота и ВЖК в крови. ВЖК разобщают ОФ, а ацидоз подавляет гликолиз, что усугубляет дефицит АТФ.

Дефицит макроэргов ведет к нарушению работы ионных насосов, вследствие чего клетки теряют калий, в цитоплазме накапливается натрий и кальций, в митохондриях – кальций. Избыток кальция в митохондриях разобщает ОФ и усугубляет энергодефицит. Избыток натрия в цитозоле притягивает воду, клетки набухают, может произойти осмотический лизис. Этому способствует и повышение онкотического давления внутри клеток, связанное с распадом белоксодержащих молекул (полипептидов, липопротеидов).

Метаболические нарушения при гипоксии неизбежно ведут к нарушению специфических и неспецифических функций клеток, а в тяжелых случаях – и к структурным повреждениям, вплоть до необратимых.

Нарушения функций органов и тканей при гипоксии

Нарушение функций ЦНС – самое ранней и самое тяжелое последствие гипоксии. Проявляется снижением критики, неадекватностью поведения и восприятия, головной болью, нарушениями координации движений, логического мышления, эйфорией, а затем прогрессирующим угнетением сознания вплоть до потери, развитием комы, судорог, нарушением бульбарных функций, а значит, расстройствами дыхания и кровообращения.

Расстройства кровообращения при гипоксии включают в себя: снижение сократительной функции миокарда, нарушения коронарного кровотока, аритмии, повышение, а затем снижение АД, расстройства микроциркуляции.

Нарушения функции внешнего дыхания проявляются развитием дыхательной недостаточности, в основе которой – нарушения вентиляции, перфузии и диффузии. ДН усугубляет имеющуюся гипоксию.

Функция почек также может нарушаться вплоть до развития ОПН при тяжелой гипоксии. В основе - нарушение фильтрации или реабсорбции (в зависимости от причины гипоксии).

Расстройства функций печени наблюдаются в основном при хронической гипоксии и выражаются в нарушениях обмена веществ, нарушениях антитоксической функции печени, пигментного обмена, нарушениях свертывания крови и др.

Нарушения пищеварения при гипоксии проявляются снижением аппетита, нарушением моторной и эвакуаторной функций желудка и кишечника. При тяжелой и длительной гипоксии возможно образование эрозий и язв слизистой ЖКТ.

Иммунная система. При тяжелой и длительной гипоксии происходит снижение эффективности специфической и неспецифической защиты (лизоцим, интерфероны, БОФ, естественные киллеры, комплемент и др.).

Принципы профилактики и терапии гипоксии

1. Этиотропный. При экзогенной гипоксии – нормализация РО 2 во вдыхаемом воздухе, при гипокапнии - добавление СО 2 , при измененном барометрическом давлении – нормализация его; При эндогенных гипоксиях – лечение болезни или патологического процесса, ставшего причиной развития гипоксии, а также нормобарическая или гипербарическая оксигенотерапия;

2. Патогенетический предполагает:

Ликвидация ацидоза,

Дисбаланса ионов в клетках и крови,

Защита мембран и ферментов,

Повышение интенсивности биологического окисления,

Снижение уровня функционирования органов и систем (для соответствия потребности и доставки)

3. Симптоматический – устранение тягостных субъективных ощущений (анальгетики, анестетики, транквилизаторы и др.).

Нормобарическая оксигенотерапия – дача кислородно-воздушной смеси с высоким содержанием кислорода или 100%-кислорода в условиях нормального атмосферного давления. Гипербарическая оксигенотерапия – то же, но в условиях повышенного атмосферного давления (создается в барокамере).

У каждого метода свои показания и противопоказания (с учетом вида гипоксии, ее причины и величин показателей газового состава крови). Оба метода позволяют устранить гипоксию и ее патогенные эффекты. Однако при необоснованном или неправильном использовании этих лечебных методов возможно развитие неблагоприятных последствий. Они связаны :

1. с образованием активных форм кислорода и их прямым повреждающим действием на мембраны клеток, ферменты, нуклеиновые кислоты, белки.

2. с чрезмерным усилением процессов ПОЛ.

Проявления токсического действия избытка кислорода встречаются в 3 вариантах:

1. судорожный (при преимущественном поражении головного и спинного мозга);

2. гиповентиляционный (при преимущественном поражении легких: ателектазы, отек);

3. общетоксический (заключается в развитии ПОН).

Глава 3. Недостаточность внутреннего дыхания. Гипоксия

Внутреннее дыхание включает транспорт кислорода от легких к тканям, транспорт углекислоты от тканей к легким и использование кислорода тканями (тканевое дыхание).

§ 273. Нарушение транспорта кислорода и углекислоты

Нарушение транспорта кислорода от легких к тканям возникает по разным причинам: уменьшение количества гемоглобина в крови (анемии, кровопотери), замедление тока крови при сердечно-сосудистой недостаточности, сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина при различных патологических процессах. Во всех этих случаях возникает кислородное голодание тканей - гипоксия.

Большая часть СO 2 транспортируется кровью в виде бикарбонатов плазмы и эритроцитов. Значение физически растворенного в плазме углекислого газа для общего его транспорта невелико. Кроме того, углекислота вступает в химическую связь с гемоглобином, образуя карбаминогемоглобин (или карбгемоглобин). При этом восстановленный гемоглобин связывает больше углекислоты, чем оксигемоглобин. Оксиге-нация гемоглобина в легочных капиллярах способствует расщеплению карбгемоглобина и выведению СO 2 из крови, а восстановление НbO 2 в тканях приводит к связыванию этого газа гемоглобином, т. е. облегчает выведение СO 2 из тканей. Таким образом, гемоглобин оказывается главным переносчиком не только кислорода, но и углекислоты.

Нарушения транспорта СO 2 из тканей чаще всего возникают при анемиях по следующим причинам:

1. потеря гемоглобина приводит к уменьшению связывания СO 2 восстановленным гемоглобином, углекислота задерживается в тканях, выделение ее легкими уменьшается - возникает гиперкапния тканей и газовый ацидоз;
2. потеря бикарбонатов, содержащихся в эритроцитах, понижает емкость крови по отношению к углекислому газу, что также способствует задержке СO 2 в тканях.

§ 274. Гипоксия

Гипоксия (от греч. hypo - мало, oxygenium - кислород), кислородное голодание тканей, состояние, возникающее в организме человека и животных в результате нарушения как доставки кислорода к тканям, так и использования его в них, т. е. тканевого дыхания.

Тканевое дыхание представляет собой процесс поглощения тканями кислорода. В обеспечении тканей кислородом участвуют и аппарат кровообращения, и система крови и аппарат внешнего дыхания. Отсюда нарушения функции каждой из этих систем в той или иной мере отражаются и на функции тканевого дыхания. В то же время расстройства функции одной из этих систем компенсируются усилением другой, что поддерживает постоянство тканевого дыхания. Так, при анемиях увеличивается скорость кровотока, так что даже при уменьшенной кислородной емкости крови ткани получают в единицу времени достаточное количество кислорода. При недостаточности кровообращения, когда скорость кровотока снижена, увеличивается использование кислорода тканями; кроме того, возрастает кислородная емкость крови благодаря поступлению новых эритроцитов из депо крови. При снижении парциального напряжения O 2 в альвеолах увеличивается скорость кровотока и возрастает кислородная емкость крови благодаря эритроцитозу.

При недостаточности этих компенсаторных реакций и при нарушении способности самих тканей утилизировать кислород возникает состояние кислородного голодания тканей - гипоксия.

§ 275. Типы гипоксий

Первая классификация гипоксических состояний (по тогдашней терминологии "аноксий") была дана Баркрофтом в 1925 г. В дальнейшем она подвергалась дополнениям. В нашей стране в 1949 г. на конференции по гипоксии была рекомендована следующая классификация. Все формы гипоксий делятся на 4 основных типа:

1. Гипоксическая гипоксия, которая в свою очередь делится на три вида:
   1. от понижения парциального давления O 2 во вдыхаемом воздухе;
   2. в результате затруднения проникновения O 2 в кровь через дыхательные пути;
   3. вследствие расстройств дыхания.
2. Гемическая гипоксия. Делится на 2 вида:
   1. анемический тип;
   2. в результате инактивации гемоглобина.
3. Циркуляторная гипоксия делится на 2 вида:
   1. застойная форма;
   2. ишемическая форма.
4. Тканевая гипоксия.

Более совершенной является патогенетическая классификация, предложенная патофизиологом И.Р. Петровым, согласно которой различают 2 основных типа кислородной недостаточности:

1. Гипоксия в результате понижения парциального давления O 2 во вдыхаемом воздухе.
2. Гипоксия, возникающая при патологических процессах в организме, которая делится на 5 видов:
   1. дыхательный (легочный);
   2. сердечно-сосудистый (циркуляторный);
   3. кровяной (гемический); тканевой;
   4. смешанный.

Гипоксия в результате понижения парциального давления O 2 во вдыхаемом воздухе возникает главным образом при подъеме на высоту, где атмосфера разрежена и парциальное давление O 2 в воздухе снижено. Это состояние может быть моделировано в специальных барокамерах с регулируемым давлением. Подобная гипоксия может возникнуть и в тех случаях, когда общее барометрическое давление нормально, но парциальное напряжение O 2 во вдыхаемом воздухе снижено, например, при работах в шахтах, колодцах, при неполадках в системе кислородо-снабжения кабин летательных аппаратов, подводных лодок, водолазных скафандров и т. п., а также во время хирургических операций при неисправности наркозно-дыхательной аппаратуры.

В результате недостаточного поступления кислорода в дыхательные пути развивается гипоксемия - уменьшение рO 2 в артериальной крови, падает насыщение гемоглобина кислородом и общее его содержание в крови. Уменьшение градиента концентрации кислорода между кровью и тканями сопровождается замедлением перехода кислорода в клетки, возникает кислородное голодание тканей с последующим нарушением обменных процессов в них и физиологических функций органов.

Гипоксии, возникающие при патологических процессах в организме , делятся, как говорилось выше, на 5 типов.

§ 276. Нарушение функций организма при гипоксии

Гипоксия вызывает типичные нарушения функций и структуры различных органов.

• Нервная система. Наиболее чувствительна к гипоксии центральная нервная система, но не все отделы ее одинаково поражаются при кислородном голодании. Более чувствительны филогенетически молодые образования (кора головного мозга), значительно менее чувствительны более древние образования (ствол мозга, продолговатый и спинной мозг). Через 2,5-3 мин после полного прекращения снабжения кислородом в коре головного мозга и в мозжечке возникают фокусы некроза. В то же время в продолговатом мозге даже через 10-15 мин асфиксии погибают лишь единичные клетки. Показа’телями кислородной недостаточности головного мозга являются вначале возбуждение (эйфория), затем торможение, сонливость, головная боль, нарушение координации движений (атаксия).
• Дыхание. При резкой степени кислородной недостаточности дыхание становится частым, поверхностным, вентиляция уменьшается. Может возникать периодическое дыхание типа Чейна-Стокса.
• Кровообращение. Острая гипоксия вызывает увеличение частоты сердечных сокращений (тахикардия). Систолическое давление либо сохраняется, либо постепенно понижается, а пульсовое давление не изменяется или повышается. Увеличивается минутный объем крови.

  Коронарный кровоток при снижении содержания кислорода в артериальной крови до 8-9 об. % значительно возрастает, что происходит, по-видимому, в результате расширения коронарных сосудов и усиления венозного оттока вследствие повышения интенсивности сердечных сокращений.

• Обмен веществ. Изменения обмена веществ при гипоксии начинаются с нарушений углеводного и энергетического обменов, тесно связанных с биологическим окислением.

  Для гипоксии характерно уменьшение содержания в клетках макроэргов-АТФ и увеличение коннентрации продуктов его распада - АДФ, АМФ и неорганического фосфата. В тканях мозга уменьшается и содержание креатинфосфата. Следствием уменьшения макроэргов является усиление гликолиза, что в свою очередь приводит к уменьшению содержания гликогена и увеличению пирувата и лактата. Избыток пирувата и лактата и некоторых других органических кислот способствует развитию метаболического (негазового) ацидоза, характерного для кислородного голодания.

  По мере нарастания ацидоза замедляется интенсивность обмена фосфопротеинов и фосфолипидов, снижается содержание в сыворотке основных аминокислот, возрастает содержание в тканях аммиака, возникает отрицательный азотистый баланс. В результате расстройств липидного обмена развивается гиперкетонемия, с мочой выделяется ацетон, ацетоуксусная кислота и β-оксимасляная кислота.

• Нарушается обмен электролитов и прежде всего процесс активного перемещения и распределения ионов на биологических мембранах. Возрастает количество внеклеточного калия. Нарушаются процессы синтеза и ферментативного разрушения основных медиаторов нервного возбуждения, их взаимодействие с рецепторами и ряд других важных метаболических процессов, протекающих с потреблением энергии макроэргических связей.

Наряду с нарушениями функций жизненно важных органов при гипоксии включается и целый ряд приспособительных реакций, компенсирующих в известной мере недостаточность кислорода и обеспечивающих возможность существования организма в условиях кислородного голодания.

Ткани, малочувствительные к гипоксии - например, кости, хрящи, соединительная ткань, поперечнополосатые мышцы - могут сохранять жизнедеятельность продолжительное время даже при резком уменьшении снабжения кислородом.

§ 277. Компенсаторные механизмы при гипоксии

Приспособительные явления при гипоксии осуществляются благодаря рефлекторному усилению дыхания, кровообращения, а также путем увеличения транспорта кислорода и изменений тканевого обмена.

• Дыхательные компенсаторные механизмы:
  • увеличение легочной вентиляции возникает рефлекторно за счет возбуждения хеморецепторов кровеносных сосудов недостатком кислорода;
  • увеличение дыхательной поверхности легких происходит за счет вентиляции дополнительных альвеол при углублении и учащении дыхательных движений.
• Гемодинамические компенсаторные механизмы. Возникают также рефлекторно с хеморецепторов сосудов. К ним относятся:
  • повышение минутного объема сердца вследствие увеличения ударного объема и тахикардии;
  • повышение тонуса кровеносных сосудов и ускорение тока крови, что приводит к некоторому уменьшению ар-териовенозной разницы по кислороду, т. е. количество его, отдаваемое тканям в капиллярах, уменьшается; однако увеличение минутного объема сердца вполне компенсирует неблагоприятные условия отдачи кислорода тканям;
  • перераспределение крови в кровеносных сосудах при начинающейся гипоксии способствует усилению кровоснабжения головного мозга и других жизненно важных органов за счет уменьшения снабжения кровью поперечнополосатых мышц, кожи и других органов.
• Гематогенные компенсаторные механизмы:
  • эритроцитоз - увеличение содержания эритроцитов в периферической крови за счет мобилизации их из депо (относительный эритроцитоз в начальных фазах развития гипоксии) или усиления гемопоэза (абсолютный эритроцитоз) при хронической гипоксии;
  • способность гемоглобина связывать почти нормальное количество кислорода даже при значительном уменьшении его напряжения в крови. Действительно, при парциальном давлении кислорода в 100 мм рт. ст. оксигемоглобин в артериальной крови составляет 95-97%, при давлении в 80 мм рт. ст. гемоглобин артериальной крови насыщен на 90% и при давлении 50 мм почти на 80%. Лишь дальнейшее уменьшение напряжения кислорода сопровождается резким снижением насыщения им гемоглобина крови;
  • увеличение диссоциации оксигемоглобина на кислород и гемоглобин при кислородном голодании возникает в связи с поступлением в кровь кислых продуктов обмена и увеличением содержания углекислого газа.
• Тканевые компенсаторные механизмы:
  • ткани более активно поглощают кислород из притекающей к ним крови;
  • в тканях происходит перестройка обмена веществ, выражением чего является преобладание анаэробного гликолиза.

При кислородном голодании сначала приходят в действие наиболее динамичные и эффективные приспособительные механизмы: дыхательные, гемодинамические и относительный эритроцитоз, возникающие рефлекторно. Несколько позднее усиливается функция костного мозга, благодаря чему происходит истинное увеличение числа эритроцитов.

Гипоксия наблюдается весьма часто и служит патогенетической основой разнообразных патологический процессов; в основе её лежит недостаточное энергетическое обеспечение процессов жизнедеятельности. Гипоксия является одной из центральных проблем патологии.

В нормальных условиях эффективность биол. окисления, являющегося основным источником богатых энергией фосфорных соединений, необходимых для функции и обновления структур, соответствует функциональной активности органов и тканей (смотри Окисление биологическое). При нарушении этого соответствия возникает состояние энергетического дефицита, приводящее к разнообразным функциональным и морфологически нарушениям, вплоть до гибели ткани.

В зависимости от этиологического фактора, темпа нарастания и продолжительности гипоксического состояния, степени Гипоксия, реактивности организма и другие проявления Гипоксия могут значительно варьировать. Возникающие в организме изменения представляют собой совокупность непосредственных последствий воздействия гипоксического фактора, вторично возникающих нарушений, а также развивающихся компенсаторных и приспособительных реакций. Эти явления находятся в тесной связи между собой и не всегда поддаются чёткому разграничению.

Большую роль в изучении проблемы Гипоксия сыграли отечественные учёные. Основу разработки проблемы Гипоксия заложил И. М. Сеченов фундаментальными работами по физиологии дыхания и газообменной функции крови в условиях нормального, пониженного и повышенного атмосферного давления. В. В. Пашутин впервые создал общее учение о кислородном голодании как одной из основных проблем общей патологии и в значительной мере определил дальнейшее развитие этой проблемы в России. В «Лекциях общей патологии» Пашутин (1881) дал близкую к современной классификацию гипоксических состояний. П. М. Альбицкий (1853-1922) установил значение фактора времени в развитии Гипоксия, изучил компенсаторные реакции организма при недостатке кислорода и описал Гипоксия, возникающую при первичных нарушениях тканевого обмена. Проблему Гипоксия разрабатывали Е. А. Карташевский, Н. В. Веселкин, Н. Н. Сиротинин, И. Р. Петров, особое внимание уделявший роли нервной системы при развитии гипоксических состояний.

За рубежом Бер (P. Bert) изучал влияние колебаний барометрического давления на живые организмы; исследования высотной и некоторых других форм Гипоксия принадлежат Цунтцу и Леви (N. Zuntz, A. Loewy, 1906), Ван-Лиру (Е. Van Liere, 1942); механизмы нарушений системы внешнего дыхания и их роль в развитии Гипоксия описали Дж. Холдейн, Пристли (J. Priestley). Значение крови для транспорта кислорода в организме было изучено Дж. Баркрофтом (1925). Роль тканевых дыхательных ферментов в развитии Гипоксия подробно исследовал О. Варбург (1948).

История

Классификация

Широкое распространение получила классификация Баркрофта (1925), различавшего три типа Гипоксия (аноксий): 1) аноксическая аноксия, при которой понижено парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе и содержание кислорода в артериальной крови; 2) анехмическая аноксия, в основе которой лежит уменьшение кислородной ёмкости крови при нормальном парциальном давлении кислорода в альвеолах и его напряжении в крови; 3) застойная аноксия, возникающая вследствие недостаточности кровообращения при нормальном содержании кислорода в артериальной крови. Питерс и Ван-Слайк (J. P. Peters, D. D. Van Slyke, 1932) предложили различать и четвёртый тип - гисто-токсическую аноксию, к-рая возникает при некоторых отравлениях в результате неспособности тканей в должной мере использовать кислород. Термин «аноксия», применяемый этими авторами и означающий полное отсутствие кислорода или полное прекращение окислительных процессов, неудачен и постепенно выходит из употребления, так как полное отсутствие кислорода, как и прекращение окисления, в организме при жизни практически никогда не встречается.

На конференции по проблеме Гипоксия в Киеве (1949) была рекомендована следующая классификация. 1. Гипоксическая Гипоксия: а) от понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе; б) в результате затруднения проникновения кислорода в кровь через дыхательные пути; в) вследствие расстройств дыхания. 2. Гемическая Гипоксия: а) анемический тип; б) в результате инактивации гемоглобина. 3. Циркуляторная Гипоксия: а) застойная форма; б) ишемическая форма. 4. Тканевая Гипоксия.

В СССР распространена также классификация, предложенная И. Р. Петровым (1949); в её основу положены причины и механизмы Гипоксия.

1. Гипоксия вследствие понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе (экзогенная Гипоксия). 2. Гипоксия при патологический процессах, нарушающих снабжение тканей кислородом при нормальном содержании его в окружающей среде или утилизацию кислорода из крови при нормальном её насыщении кислородом; сюда относятся следующие типы: 1) дыхательный (лёгочный); 2) сердечно-сосудистый (циркуляторный); 3) кровяной (гемический); тканевой (гистотоксический) и смешанный.

Кроме того, И. Р. Петров считал целесообразным разграничивать общее и местное гипоксическое состояние.

Согласно современным представлениям, Гипоксия (обычно кратковременная) может возникать и без наличия в организме каких-либо патологический процессов, нарушающих транспорт кислорода или его утилизацию в тканях. Это наблюдается в тех случаях, когда функциональные резервы систем транспорта и утилизации кислорода даже при максимальной их мобилизации оказываются неспособными удовлетворить резко возросшую в связи с чрезвычайной интенсивностью его функциональной активности потребность организма в энергии. Гипоксия может также возникать в условиях нормального или повышенного, по сравнению с нормой, потребления тканями кислорода в результате уменьшения энергетической эффективности биол. окисления и снижения синтеза макроэргических соединений, прежде всего АТФ, на единицу поглощённого кислорода.

Помимо классификации Гипоксия, основанной на причинах и механизмах её возникновения, принято различать острые и хронический Гипоксия; иногда выделяют подострые и молниеносные формы. Точных критериев для разграничения Гипоксия по темпу развития и продолжительности течения пока не существует; однако в клин, практике принято относить к молниеносной форме Гипоксия, развившуюся в течение нескольких десятков секунд, к острой - в течение нескольких минут или десятков минут, под острой - в течение нескольких часов или десятков часов; к хронический формам относят Гипоксия, продолжающуюся неделями, месяцами и годами.

Этиология и патогенез

Гипоксия вследствие понижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе (экзогенный тип) возникает главным образом при подъёме на высоту (смотри Высотная болезнь, Горная болезнь). При очень быстром снижении барометрического давления (напр., при нарушении герметичности высотных летательных аппаратов) возникает симптомокомплекс, отличающийся по патогенезу и проявлениям от высотной болезни и называемый декомпрессионной болезнью (смотри). Экзогенный тип Гипоксия возникает и в тех случаях, когда общее барометрическое давление нормально, но парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе понижено, например, при работах в шахтах, колодцах, при неполадках в системе кислородообеспечения кабины летательного аппарата, в подводных лодках, глубинных аппаратах, водолазных и защитных костюмах и тому подобное, а также во время операций при неисправности наркозно-дыхательной аппаратуры.

При экзогенной Гипоксия развивается гипоксемия, то есть уменьшается напряжение кислорода в артериальной крови, насыщение гемоглобина кислородом и общее его содержание в крови. Непосредственным патогенетическим фактором, вызывающим наблюдаемые в организме при экзогенной Гипоксия расстройства, являются пониженное напряжение кислорода и связанный с ним неблагоприятный для газообмена сдвиг градиента давления кислорода между капиллярной кровью и тканевой средой. Отрицательное влияние на организм может оказывать также гипокапния (смотри), нередко развивающаяся при экзогенной Гипоксия в связи с компенсаторной гипервентиляцией лёгких (смотри Лёгочная вентиляция). Выраженная гипокапния приводит к ухудшению кровоснабжения мозга и сердца, алкалозу, нарушению баланса электролитов во внутренней среде организма и повышению потребления тканями кислорода. В подобных случаях добавление к вдыхаемому воздуху небольших количеств углекислого газа, устраняя гипокапнию, может существенно облегчить состояние.

Если наряду с недостатком кислорода в воздухе имеется значительная концентрация углекислого газа, что встречается главным образом в различных производственных условиях, Гипоксия может сочетаться с гиперкапнией (смотри). Умеренная гиперкапния не оказывает отрицательного влияния на течение экзогенной Гипоксия и даже может оказывать благоприятный эффект, который связывают главным образом с увеличением кровоснабжения мозга и миокарда. Значительная гиперкапния сопровождается ацидозом, нарушением ионного равновесия, снижением насыщения артериальной крови кислородом и другими неблагоприятными последствиями.

Гипоксия при патологических процессах, нарушающих снабжение или утилизацию кислорода тканями.

Дыхательный (лёгочный) тип Гипоксия возникает в результате недостаточности газообмена в лёгких в связи с альвеолярной гиповентиляцией, нарушениями вентиляционно-перфузионных отношений, избыточным шунтированием венозной крови или при затруднении диффузии кислорода. Альвеолярная гиповентиляция может быть обусловлена нарушением проходимости дыхательных путей (воспалительный процесс, инородные тела, спазм), уменьшением дыхательной поверхности лёгких (отёк лёгкого, пневмония), препятствием для расправления лёгких (пневмоторакс, экссудат в плевральной полости). Она может быть вызвана также уменьшением подвижности костнохрящевого аппарата грудной клетки, параличом или спастическим состоянием дыхательной мускулатуры (миастения, отравление кураре, столбняк), а также расстройством центральной регуляции дыхания в связи с рефлекторным или непосредственным влиянием на дыхательный центр патогенных факторов.

Гиповентиляция может возникнуть при сильном раздражении рецепторов дыхательных путей, резкой болезненности дыхательных движений, кровоизлияний, опухоли, травме в области продолговатого мозга, передозировке наркотических и снотворных средств. Во всех этих случаях минутный объем вентиляции не соответствует потребности организма, снижается парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе и напряжение кислорода в крови, протекающей через лёгкие, в результате чего может значительно уменьшиться насыщение гемоглобина и содержание кислорода в артериальной крови. Обычно нарушается также выведение из организма углекислоты, и к Гипоксия присоединяется гиперкапния. При остро развивающейся альвеолярной гиповентиляции (напр., при закупорке дыхательных путей инородным телом, параличе дыхательных мышц, двустороннем пневмотораксе) возникает асфиксия (смотри).

Нарушения вентиляционно-перфузионных отношений в виде неравномерной вентиляции и перфузии могут быть обусловлены локальным нарушением проходимости дыхательных путей, растяжимости и эластичности альвеол, неравномерностью вдоха и выдоха или местными нарушениями лёгочного кровотока (при спазме бронхиол, эмфиземе лёгких, пневмосклерозе, локальном запустевании сосудистого русла лёгких). В таких случаях лёгочная перфузия или лёгочная вентиляция становится с точки зрения газообмена недостаточно эффективной и кровь, оттекающая от лёгких, недостаточно обогащается кислородом даже при нормальном общем минутном объёме дыхания и лёгочного кровотока.

При большом количестве артерио-венозных анастомозов венозная (по газовому составу) кровь переходит в артериальную систему большого круга кровообращения, минуя альвеолы, по внутрилёгочным артерио-венозным анастомозам (шунтам): из бронхиальных вен в лёгочную вену, из лёгочной артерии в лёгочную вену и тому подобное При внутрисердечном шунтировании (смотри Пороки сердца врождённые) происходит сброс венозной крови из правых отделов сердца в левые. Такого рода нарушения по своим последствиям для газообмена аналогичны истинной недостаточности внешнего дыхания, хотя и относятся, строго говоря, к циркуляторным расстройствам.

Дыхательный тип Гипоксия, связанный с затруднением диффузии кислорода, наблюдается при болезнях, сопровождающихся так называемый альвеолокапиллярной блокадой, когда уплотнены мембраны, разделяющие газовую среду альвеол и кровь (саркоидоз лёгкого, асбестоз, эмфизема), а также при интерстициальном отёке лёгкого.

Сердечно-сосудистый (циркуляторный) тип Гипоксия возникает при нарушениях кровообращения, приводящих к недостаточному кровоснабжению органов и тканей. Уменьшение количества крови, протекающей через ткани в единицу времени, может быть обусловлено гиповолемией, то есть общим уменьшением массы крови в организме (при массивной кровопотере, обезвоживании организма при ожогах, холере и другие), падением сердечно-сосудистой деятельности. Часто встречаются различные комбинации этих факторов. Расстройства сердечной деятельности могут быть обусловлены поражением сердечной мышцы (напр., инфаркт, кардиосклероз), перегрузкой сердца, нарушениями электролитного баланса и экстракардиальной регуляции сердечной деятельности, а также механическими факторами, затрудняющими работу сердца (тампонада, облитерация полости перикарда и другие). В большинстве случаев важнейшим показателем и патогенетической основой циркуляторной Гипоксия сердечного происхождения является уменьшение минутного объёма сердца.

Циркуляторная Гипоксия сосудистого происхождения развивается при чрезмерном увеличении ёмкости сосудистого русла вследствие рефлекторных и центрогенных нарушений вазомоторной регуляции (например, массивное раздражение брюшины, угнетение вазомоторного центра) или пареза сосудов в результате токсических влияний (например, при тяжёлых инфекционных болезнях), аллергических реакций, нарушений электролитного баланса, при недостаточности катехоламинов, глюкокортикоидов и других патологический состояниях, при которых нарушается тонус сосудистых стеноколо Гипоксия может возникать в связи с распространенными изменениями стенок сосудов системы микроциркуляции (смотри), повышением вязкости крови и другими факторами, препятствующими нормальному продвижению крови через капиллярную сеть. Циркуляторная Гипоксия может носить локальный характер при недостаточном притоке артериальной крови к органу или участку ткани (смотри Ишемия) или затруднении оттока венозной крови (смотри Гиперемия).

Нередко в основе циркуляторной Гипоксия лежат сложные комбинации различных факторов, изменяющиеся при развитии патологический процесса, например, острая сердечно-сосудистая недостаточность при коллапсе различного происхождения, шоке, аддисоновой болезни и другие

Гемодинамические показатели в разных случаях циркуляторной Гипоксия могут варьировать в широких пределах. Для газового состава крови в типичных случаях характерно нормальное напряжение и содержание кислорода в артериальной крови, снижение этих показателей в венозной крови и высокая артерио-венозная разница по кислороду.

Кровяной (гемический) тип Гипоксия возникает в результате уменьшения кислородной ёмкости крови при анемиях, гидремии и нарушении способности гемоглобина связывать, транспортировать и отдавать тканям кислород. Выраженные симптомы Гипоксия при анемиях (смотри) развиваются лишь при значительном абсолютном уменьшении эритроцитарной массы или резко пониженном содержании гемоглобина в эритроцитах. Такого типа анемии возникают при истощении костномозгового кроветворения на почве хронический кровотечений (при туберкулёзе, язвенной болезни и другие), гемолиза (при отравлении гемолитическими ядами, тяжёлых ожогах, малярии и другие), при угнетении эритропоэза токсическими факторами (напр., свинцом, ионизирующей радиацией), при аплазии костного мозга, а также при дефиците компонентов, необходимых для нормального эритропоэза и синтеза гемоглобина (недостаток железа, витаминов и другие).

Кислородная ёмкость крови понижается при гидремии (смотри), при гидремической плеторе (смотри). Нарушения транспортных свойств крови в отношении кислорода могут быть обусловлены качественными изменениями гемоглобина. Наиболее часто такая форма гемической Гипоксия наблюдается при отравлении окисью углерода (образование карбоксигемоглобина), метгемоглобинообразователями (смотри Метгемоглобинемия), а также при некоторых генетически обусловленных аномалиях гемоглобина.

Для гемической Гипоксия характерно сочетание нормального напряжения кислорода в артериальной крови с пониженным его содержанием, в тяжёлых случаях - до 4-5 общих%. При образовании карбоксигемоглобина и метгемоглобина насыщение оставшегося гемоглобина и диссоциация оксигемоглобина в тканях могут быть затруднены, вследствие чего напряжение кислорода в тканях и в венозной крови оказывается значительно пониженным при одновременном уменьшении артерио-венозной разницы содержания кислорода.

Тканевой тип Гипоксия (не вполне точно - гистотоксическая Гипоксия) возникает вследствие нарушения способности тканей поглощать кислород из крови или в связи с уменьшением эффективности биол. окисления из-за резкого уменьшения сопряжения окисления и фосфорилирования. Утилизация кислорода тканями может затрудняться в результате угнетения биол. окисления различными ингибиторами, нарушения синтеза ферментов или повреждения мембранных структур клетки.

Причиной тканевой Гипоксия может быть нарушение синтеза дыхательных ферментов при дефиците некоторых витаминов (тиамина, рибофлавина, пантотеновой кислоты и другие). Нарушение окислительных процессов происходит в результате повреждения мембран митохондрий и других клеточных элементов, что наблюдается при лучевых поражениях, перегревании, интоксикации, тяжёлых инфекциях, уремии, кахексии и тому подобное Нередко тканевая Гипоксия возникает как вторичный патологический процесс при Гипоксия экзогенного, респираторного, циркуляторного или гемического типа.

При тканевой Гипоксия, связанной с нарушением способности тканей поглощать кислород, напряжение, насыщение и содержание кислорода в артериальной крови могут оставаться до известного момента нормальными, а в венозной крови значительно превышают нормальные величины. Уменьшение артерио-венозной разницы содержания кислорода является характерным признаком тканевой Гипоксия, возникающей при нарушении тканевого дыхания.

Своеобразный вариант Гипоксия тканевого типа возникает при резко выраженном разобщении процессов окисления и фосфорилирования в дыхательной цепи. Потребление тканями кислорода при этом может возрастать, однако значительное увеличение доли энергии, рассеиваемой в виде тепла, приводит к энергетическому «обесцениванию» тканевого дыхания. Возникает относительная недостаточность биол. окисления, при которой, несмотря на высокую интенсивность функционирования дыхательной цепи, ресинтез макроэргических соединений не покрывает потребности тканей, и последние находятся по существу в гипоксическом состоянии.

К агентам, разобщающим процессы окисления и фосфорилирования, относится целый ряд веществ экзо-и эндогенного происхождения: динитрофенол, дикумарин, грамицидин, пентахлорфенол, некоторые микробные токсины и другие, а также гормоны щитовидной железы - тироксин и трийодтиронин. Одним из наиболее активных разобщающих веществ является 2-4-динитрофенол (ДНФ), под действием определённых концентраций которого усиливается потребление кислорода тканями и наряду с этим возникают метаболические сдвиги, характерные для гипоксических состояний. Гормоны щитовидной железы - тироксин и трийодтиронин в здоровом организме наряду с другими функциями выполняют роль физиол. регулятора степени сопряжения окисления и фосфорилирования, влияя, таким образом, на теплообразование. Избыток тиреоидных гормонов приводит к неадекватному усилению теплопродукции, повышенному потреблению кислорода тканями и наряду с этим к дефициту макро-эргов. Некоторые из основных клинической, симптомов тиреотоксикоза (смотри) имеют в основе Гипоксия, возникающую в результате относительной недостаточности биологических окисления.

Механизмы действия различных разобщающих агентов на тканевое дыхание неодинаковы и в ряде случаев ещё недостаточно изучены.

В развитии некоторых форм тканевой Гипоксия важную роль играют процессы свободно-радикального (неферментативного) окисления, идущие с участием молекулярного кислорода и тканевых катализаторов. Эти процессы активируются при воздействии ионизирующих излучений, повышенного давления кислорода, дефиците некоторых витаминов (например, токоферола), являющихся естественными антиоксидантами, то есть ингибиторами свободно-радикальных процессов в биол. структурах, а также при недостаточном снабжении клеток кислородом. Активация свободно-радикальных процессов приводит к дестабилизации мембранных структур (в частности, липидных компонентов), изменению их проницаемости и специфической функции. В митохондриях это сопровождается разобщением окисления и фосфорилирования, то есть приводит к развитию описанной выше формы тканевой гипоксии. Таким образом, усиление свободнорадикального окисления может выступать в качестве первопричины тканевой Гипоксия или являться вторичным фактором, возникающим при других типах Гипоксия и приводящим к развитию её смешанных форм.

5. Смешанный тип Гипоксия наблюдается наиболее часто и представляет собой сочетание двух или более основных типов Гипоксия. В некоторых случаях гипоксический фактор сам по себе влияет на несколько звеньев физиол. систем транспорта и утилизации кислорода. Например, окись углерода, активно вступая в связь с двухвалентным железом гемоглобина, в повышенных концентрациях оказывает также непосредственное токсическое действие на клетки, ингибируя цитохромэнзимную систему; нитриты наряду с образованием метгемоглобина могут выступать в качестве разобщающих агентов; барбитураты подавляют окислительные процессы в тканях и одновременно угнетают дыхательный центр, вызывая гиповентиляцию. В подобных случаях возникают гипоксические состояния смешанного типа. Аналогичные состояния возникают при одновременном воздействии на организм нескольких различных по механизму действия факторов, вызывающих Гипоксия.

Более сложное патологический состояние возникает, напр., после массивной кровопотери, когда наряду с нарушениями гемодинамики развивается гидремия в результате усиленного притока жидкости из тканей и повышенной реабсорбции воды в почечных канальцах. Это приводит к уменьшению кислородной ёмкости крови, и на определённой стадии постгеморрагического состояния к циркуляторной Гипоксия может присоединиться гемическая Гипоксия, то есть реакции организма на постгеморрагическую гиповолемию, носящие с точки зрения гемодинамики приспособительный характер, становятся причиной перехода циркуляторной Гипоксия в смешанную.

Часто наблюдается смешанная форма Гипоксия, механизм которой заключается в том, что первично возникшее гипоксическое состояние любого типа, достигнув определённой степени, неизбежно вызывает нарушения функции различных органов и систем, участвующих в обеспечении доставки кислорода ж его утилизации в организме. Так, при тяжёлой Гипоксия, вызванной недостаточностью внешнего дыхания, страдает функция вазомоторных центров, проводящей системы сердца, уменьшается сократительная способность миокарда, нарушается проницаемость сосудистых стенок, синтез дыхательных ферментов, происходит дезорганизация мембранных структур клеток и другие. Это приводит к нарушению кровоснабжения и усвоения тканями кислорода, в результате чего к первичному дыхательному типу Гипоксия присоединяются циркуляторный и тканевой. Практически любое тяжёлое гипоксическое состояние носит смешанный характер (например, при травматическом и других видах шока, коме различного происхождения и другие).

Приспособительные и компенсаторные реакции. При воздействии факторов, вызывающих Гипоксия, первые изменения в организме связаны с включением реакций, направленных на сохранение гомеостаза (смотри). Если приспособительные реакции оказываются недостаточными, в организме начинаются функциональные нарушения; при выраженной степени Гипоксия происходят структурные изменения.

Приспособительные и компенсаторные реакции координированно осуществляются на всех уровнях интеграции организма и лишь условно могут быть рассмотрены раздельно. Различают реакции, направленные на приспособление к относительно кратковременной острой Гипоксия, и реакции, обеспечивающие устойчивое приспособление к менее выраженной, но длительно существующей или повторяющейся Гипоксия Реакции на кратковременную Гипоксия осуществляются посредством имеющихся в организме физиол. механизмов и обычно возникают немедленно или вскоре после начала действия гипоксического фактора. Для адаптации к долговременной Гипоксия в организме нет проформированных механизмов, а имеются лишь генетически детерминированные предпосылки, обеспечивающие постепенное формирование механизмов приспособления к постоянной или повторяющейся Гипоксия Важное место среди приспособительных механизмов принадлежит системам транспорта кислорода: дыхательной, сердечно-сосудистой и крови, а также тканевым системам утилизации кислорода.

Реакции системы дыхания на Гипоксия выражаются в увеличении альвеолярной вентиляции за счёт углубления дыхания, учащения дыхательных экскурсий и мобилизации резервных альвеол. Эти реакции возникают рефлекторно вследствие раздражения главным образом хеморецепторов аортально-каротидной зоны и ствола мозга изменившимся газовым составом крови или веществами, вызывающими тканевую Гипоксия Увеличение вентиляции сопровождается усилением лёгочного кровообращения. При повторяющейся или хронический Гипоксия в процессе адаптации организма корреляция между лёгочной вентиляцией и перфузией может становиться более совершенной. Компенсаторная гипервентиляция может вызвать гипокапнию, которая в свою очередь компенсируется обменом ионов между плазмой и эритроцитами, усиленным выведением бикарбонатов и основных фосфатов с мочой и другие Длительная Гипоксия в некоторых случаях (например, при жизни в горах) сопровождается увеличением диффузионной поверхности лёгочных альвеол за счёт гипертрофии лёгочной ткани.

Компенсаторные реакции системы кровообращения выражаются учащением сердечных сокращений, увеличением массы циркулирующей крови за счёт опорожнения кровяных депо, увеличения венозного притока, ударного и минутного объёма сердца, скорости кровотока и перераспределительными реакциями, обеспечивающими преимущественное кровоснабжение мозга, сердца и других жизненно важных органов посредством расширения в них артериол и капилляров. Эти реакции обусловлены рефлекторными влияниями с барорецепторов сосудистого русла и общими нейрогуморальными сдвигами, свойственными Гипоксия

Регионарные сосудистые реакции в значительной мере определяются также сосудорасширяющим действием продуктов распада АТФ (АДФ, АМФ, аденина, аденозина и неорганического фосфора), которые накапливаются в испытывающих гипоксию тканях. При адаптации к более длительной Гипоксия может происходить образование новых капилляров, что приводит наряду со стабильным улучшением кровоснабжения органа к уменьшению диффузионного расстояния между капиллярной стенкой и митохондриями клеток. В связи с гиперфункцией сердца и изменениями нейро-эндокринной регуляции может наступить гипертрофия миокарда, носящая компенсаторно-приспособительный характер.

Реакции системы крови проявляются повышением кислородной ёмкости крови за счёт усиленного вымывания эритроцитов из костного мозга и активации эритропоэза, обусловленной усиленным образованием эритропоэтических факторов (смотри Эритропоэтины). Большое значение имеют свойства гемоглобина (смотри), позволяющие связывать почти нормальное количество кислорода даже при значительном снижении парциального давления кислорода в альвеолярном воздухе и в крови лёгочных сосудов. Так, при рO 2 , равном 100 миллиметров ртутного столба, оксигемоглобин составляет 95-97%, при рO 2 80 миллиметров ртутного столба - около 90% , а при рO 2 50 миллиметров ртутного столба - почти 80%. Наряду с этим оксигемоглобин способен отдавать тканям большое количество кислорода даже при умеренном снижении рO 2 в тканевой жидкости. Усиленной диссоциации оксигемоглобина в испытывающих гипоксию тканях способствует развивающийся в них ацидоз, так как при повышении концентрации водородных ионов оксигемоглобин более легко отщепляет кислород. Развитие ацидоза связано с изменением обменных процессов, обусловливающих накопление молочной, пировиноградной и других органических к-т (смотри ниже). При адаптации к хронический Гипоксия наблюдается стойкое повышение содержания в крови эритроцитов и гемоглобина.

В мышечных органах приспособительное значение имеет увеличение содержания миоглобина (смотри), обладающего способностью связывать кислород даже при низком его напряжении в крови; образующийся оксимиоглобин служит резервом кислорода, который он отдаёт при резком снижении рO 2 , способствуя поддержанию окислительных процессов.

Тканевые приспособительные механизмы реализуются на уровне систем утилизации кислорода, синтеза макроэргов и их расходования. Такими механизмами являются ограничение функциональной активности органов и тканей, непосредственно не участвующих в обеспечении транспорта кислорода, увеличение сопряжённости окисления и фосфорилирования, усиление анаэробного синтеза АТФ за счёт активации гликолиза. Устойчивость тканей к Гипоксия повышается также в результате возбуждения гипоталамо-гипофизарной системы и усиленной продукции глюкокортикоидов, которые стабилизируют мембраны лизосом. Одновременно глюкокортикоиды активируют некоторые ферменты дыхательной цепи и способствуют ряду других метаболических эффектов приспособительного характера.

Для стойкой адаптации к Гипоксия большое значение имеет увеличение количества митохондрий на единицу массы клетки и соответственно возрастание мощности системы утилизации кислорода. В основе этого процесса лежит активация генетического аппарата клеток, ответственного за синтез белков митохондрий. Считают, что побудительным сигналом для такой активации служит определённая степень дефицита макроэргов и соответственное увеличение потенциала фосфорилирования.

Однако компенсаторные и приспособительные механизмы имеют определённый предел функциональных резервов, в связи с чем состояние адаптации к Гипоксия при чрезмерной интенсивности или большой длительности воздействия факторов, вызывающих Гипоксия, может сменяться стадией истощения и декомпенсации, приводящей к выраженным функциональным и структурным нарушениям вплоть до необратимых. Эти нарушения в различных органах и тканях не одинаковы. Напр., кость, хрящ, сухожилие малочувствительны к Гипоксия и могут сохранять нормальную структуру и жизнеспособность в течение многих часов при полном прекращении снабжения кислородом. Наиболее чувствительна к Гипоксия нервная система; различные её отделы отличаются неодинаковой чувствительностью. Так, при полном прекращении снабжения кислородом признаки нарушения в коре больших полушарий головного мозга обнаруживаются через 2½ -3 минут, в продолговатом мозге - через 10- 15 минут, в ганглиях симпатической нервной системы и нейронах кишечных сплетений - более чем через 1 час. При этом отделы мозга, находящиеся в возбуждённом состоянии, страдают в большей степени, чем заторможенные.

В процессе развития Гипоксия происходят изменения электрической активности головного мозга. После некоторого скрытого периода в большинстве случаев возникает реакция активации, выражающаяся в десинхронизации электрической активности коры больших полушарий и усилении колебаний высокой частоты. За реакцией активации следует стадия смешанной электрической активности, состоящей из дельта- и бета-волн при сохранении частых колебаний. В дальнейшем дельта-волны начинают доминировать. Иногда переход на дельтаритм происходит внезапно. При дальнейшем углублении Гипоксия электрокортикограмма (ЭКоГ) распадается на отдельные группы колебаний неправильной формы, включающие полиморфные дельта-волны в сочетании с невысокими колебаниями более высокой частоты. Постепенно амплитуда всех видов волн падает и наступает полное электрическое молчание, что соответствует глубоким структурным нарушениям. Иногда ему предшествуют появляющиеся на ЭКоГ после исчезновения медленной активности низкоамплитудные частые колебания. Указанные изменения ЭКоГ могут развиваться очень быстро. Так, после прекращения дыхания биоэлектрическая активность падает до нуля уже через 4-5 минут, а после остановки кровообращения ещё быстрее.

Последовательность и выраженность функциональных нарушений при Гипоксия зависит от этиологического фактора, темпа развития Гипоксия и другие. Например, при циркуляторной Гипоксия, вызванной острой кровопотерей, в течение длительного времени может наблюдаться перераспределение крови, в результате которого головной мозг снабжается кровью лучше других органов и тканей (так называемый централизация кровообращения), и поэтому, несмотря на высокую чувствительность головного мозга к Гипоксия, он может страдать в меньшей степени, чем периферические органы, например, почки, печень, где могут развиваться необратимые изменения, приводящие к гибели уже после выхода организма из гипоксического состояния.

Изменение обмена веществ раньше всего возникает в сфере углеводного и энергетического обмена, тесно связанных с биологических окислением. Во всех случаях Гипоксия первичным сдвигом является дефицит макроэргов, выражающийся в уменьшении содержания АТФ в клетках при одновременном увеличении концентрации продуктов его распада - АДФ, АМФ и неорганического фосфата. Характерным показателем Гипоксия служит увеличение так называемый потенциала фосфорилирования, представляющего собой отношение АДФ×ФН/АТФ. В некоторых тканях (особенно в головном мозге) ещё более ранним признаком Гипоксия является уменьшение содержания креатинфосфата. Так, после полного прекращения кровоснабжения мозговая ткань уже через несколько секунд теряет около 70% креатинфосфата, а через 40-45 секунд он полностью исчезает; несколько медленнее, но в весьма короткие сроки падает содержание АТФ. Эти сдвиги обусловлены отставанием образования АТФ от его расходования в процессах жизнедеятельности и возникают тем легче, чем выше функциональная активность ткани. Следствием указанных сдвигов является усиление гликолиза в связи с выпадением ингибирующего действия АТФ на ключевые ферменты гликолиза, а также в результате активации последнего продуктами распада АТФ (возможны и другие пути активации гликолиза при Гипоксия). Усиление гликолиза приводит к падению содержания гликогена и к увеличению концентрации пирувата и лактата. Значительному повышению содержания молочной кислоты способствует также замедленное включение её в дальнейшие превращения в дыхательной цепи и затруднение процессов ресинтеза гликогена, идущих в нормальных условиях с потреблением АТФ. Избыток молочной, пировиноградной и некоторых других органических кислот способствует развитию метаболического ацидоза (смотри).

Недостаточность окислительных процессов влечёт за собой ряд других обменных сдвигов, нарастающих по мере углубления Гипоксия Замедляется интенсивность обмена фосфопротеинов и фосфолипидов, снижается содержание в сыворотке основных аминокислот, возрастает содержание в тканях аммиака и падает содержание глутамина, возникает отрицательный азотистый баланс.

В результате расстройств липидного обмена развивается гиперкетонемия, с мочой выделяются ацетон, ацетоуксусная и бета-оксимасляная кислоты.

Нарушается обмен электролитов, и в первую очередь процессы активного перемещения и распределения ионов на биологических мембранах; возрастает, в частности, количество внеклеточного калия. Нарушаются процессы синтеза и ферментативного разрушения основных медиаторов нервного возбуждения, их взаимодействие с рецепторами и ряд других важных метаболических процессов, протекающих с потреблением энергии макроэргических связей.

Возникают также вторичные нарушения обмена веществ, связанные с ацидозом, электролитными, гормональными и другими сдвигами, свойственными Гипоксия. При дальнейшем углублении Гипоксия угнетается и гликолиз, усиливаются процессы деструкции и распада.

Патологическая анатомия

Макроскопические признаки Гипоксия немногочисленны и неспецифичны. При некоторых формах гипоксии могут наблюдаться застойные явления в коже и слизистых оболочках, венозное полнокровие и отёк внутренних органов, особенно головного мозга, лёгких, органов брюшной полости, точечные кровоизлияния в серозные и слизистые оболочки.

Рис. 1. Электронограмма нейроцита коры больших полушарий головного мозга. Выражены явления хроматолиза: 1 - набухшие, лишённые крист митохондрии указывают на внутриклеточный отёк и являются ранним признаком гипоксии; 2- осмиофильные включения, свидетельствующие о нарушении липидно-белкового обмена и являющиеся признаком гипоксии; 3 - вакуоли, чаще образующиеся на месте митохондрий, являются следствием гипоксии; 4 - скопление глыбок хроматина в ядре; × 6 300.

Рис. 2. Электронограмма нейроцита коры больших полушарий головного мозга с осмиофилией ядра: 1 - изменённые митохондрии; 2 - вакуоли; 3 - тёмные осмиофильные тела, свидетельствующие об аутофагических процессах в клетке вследствие нарушения белкового обмена при гипоксии; 4 - расширенные цистерны гранулярного ретикулума (показатель внутриклеточного отёка при гипоксии); 5 - набухшие отростки астроцитов, окружающие нервную клетку, что указывает на изменение транспорта питательных веществ к клетке и является реакцией глиальной клетки на гипоксию; × 6 300.

Наиболее универсальным признаком гипоксического состояния клеток и тканей и важным патогенетическим элементом Гипоксия является повышение пассивной проницаемости биол. мембран (базальных мембран сосудов, клеточных оболочек, мембран митохондрий и другие). Дезорганизация мембран приводит к выходу из субклеточных структур и клеток ферментов в тканевую жидкость и кровь, что играет существенную роль в механизмах вторичной гипоксической альтерации тканей.

Ранним признаком Гипоксия является нарушение микроциркуляторного русла - стазы, плазматическое пропитывание и некробиотические изменения сосудистых стенок с нарушением их проницаемости, выходом плазмы в перикапиллярное пространство.

Микроскопические изменения паренхиматозных органов при острой Гипоксия выражаются в зернистой, вакуольной или жировой дистрофии паренхиматозных клеток, исчезновении из клеток гликогена. При резко выраженной Гипоксия могут возникать участки некроза. В межклеточном пространстве развиваются отёк, мукоидное или фибриноидное набухание вплоть до фибриноидного некроза.

При тяжёлой форме острой Гипоксия рано выявляются различной степени поражения нейроцитов вплоть до необратимых.

В клетках головного мозга обнаруживают вакуолизацию, хроматолиз, гиперхроматоз, кристаллические включения, пикноз, острое набухание, ишемическое и гомогенизирующее состояние нейронов, клетки-тени. При хроматолизе наблюдается резкое уменьшение числа рибосом и элементов гранулярного и агранулярного ретикулума, количество вакуолей увеличивается (рисунок 1). При резком повышении осмиофилии ядра и цитоплазмы митохондрий резко изменяются, появляются многочисленные вакуоли и тёмные осмиофильные тела, цистерны гранулярного ретикулума расширены (рисунок 2).

Изменения ультраструктуры позволяют выделить следующие типы повреждения нейроцитов: 1) клетки со светлой цитоплазмой, уменьшением количества органелл, повреждённым ядром, очаговой деструкцией цитоплазмы; 2) клетки с повышением осмиофилии ядра и цитоплазмы, что сопровождается изменениями почти всех компонентов нейрона; 3) клетки с увеличением количества лизосом.

В дендритах появляются вакуоли различных размеров, реже мелкогранулярный осмиофильный материал. Ранним симптомом повреждения аксонов является набухание митохондрий и деструкция нейрофибрилл. Заметно изменяются некоторые синапсы: пресинаптический отросток набухает, увеличивается в размерах, количество синаптических пузырьков уменьшается, иногда они склеиваются и располагаются на некотором расстоянии от синаптических мембран. В цитоплазме пре-синаптических отростков появляются осмиофильные нити, которые не достигают значительной длины и не приобретают формы кольца, заметно изменяются митохондрии, появляются вакуоли, тёмные осмиофильные тела.

Выраженность изменений клеток зависит от тяжести Гипоксия. В случаях тяжёлой Гипоксия может происходить углубление патологии клетки после устранения причины, вызвавшей Гипоксия; в клетках, не имеющих признаков серьёзных повреждений в течение нескольких часов, спустя 1 - 3 суток и позже можно обнаружить структурные изменения различной тяжести. В дальнейшем такие клетки подвергаются распаду и фагоцитозу, что приводит к образованию очагов размягчения; однако возможно и постепенное восстановление нормальной структуры клеток.

В глиальных клетках также наблюдаются дистрофические изменения. В астроцитах появляется большое количество темных осмиофильных гранул гликогена. Олигодендроглия имеет тенденцию к пролиферации, количество клеток-сателлитов увеличивается; в них видны набухшие, лишённые крист митохондрии, крупные лизосомы и скопления липидов, избыточное количество элементов гранулярного ретикулума.

В эндотелиальных клетках капилляров изменяется толщина базальной мембраны, появляется большое количество фагосом, лизосом, вакуолей; это сочетается с перикапиллярным отёком. Изменения капилляров и увеличение числа и объёма отростков астроцитов свидетельствуют об отёке мозга.

При хронический Гипоксия морфологически изменения нервных клеток обычно менее выражены; глиальные клетки центральная нервная система при хронический Гипоксия активизируются и усиленно пролиферируют. Нарушения в периферической нервной системе заключаются в утолщении, извитости и распаде осевых цилиндров, набухании и распаде миелиновых оболочек, шаровидных вздутиях нервных окончаний.

Для хронический Гипоксия характерно замедление регенеративных процессов при повреждении тканей: угнетение воспалительной реакции, замедление формирования грануляций и эпителизации. Угнетение пролиферации может быть связано не только с недостаточным энергетическим обеспечением анаболических процессов, но и с избыточным поступлением в кровь глюкокортикоидов, что приводит к удлинению всех фаз клеточного цикла; при этом особенно отчётливо блокируется переход клеток из постмитотической фазы в фазу синтеза ДНК. Хронический Гипоксия приводит к снижению липолитической активности, в связи с чем ускоряется развитие атеросклероза.

Клинические признаки

Нарушения дыхания в типичных случаях острой нарастающей Гипоксия характеризуются несколькими стадиями: после активации, выражающейся в углублении дыхания и (или) учащении дыхательных движений, возникает диспноэтическая стадия, проявляющаяся различными нарушениями ритма, неравномерностью амплитуд дыхательных движений. Далее следует терминальная пауза в виде временной остановки дыхания и терминальное (агональное) дыхание, представленное редкими, короткими мощными дыхательными экскурсиями, постепенно ослабевающими до полного прекращения дыхания. Переход к агональному дыханию может происходить и без терминальной паузы через стадию так называемый апнейстического дыхания, характеризующегося длительными инспираторными задержками, или через стадию чередования агональных дыхательных экскурсий с обычным и постепенным редуцированием последних (смотри Агония). Иногда некоторые из этих стадий могут отсутствовать. Динамика дыхания при нарастающей Гипоксия определяется афферентацией, поступающей в дыхательный центр от различных рецепторных образований, возбуждаемых происходящими при гипоксии сдвигами во внутренней среде организма, и изменением функционального состояния дыхательного центра (Смотри).

Нарушения сердечной деятельности и кровообращения могут выражаться в тахикардии, усиливающейся параллельно ослаблению механической деятельности сердца и уменьшению ударного объёма (так называемый нитевидный пульс). В других случаях резкая тахикардия внезапно сменяется брадикардией, сопровождающейся побледнением лица, похолоданием конечностей, холодным потом и обморочным состоянием. Нередко возникают различные нарушения проводящей системы сердца и расстройства ритма вплоть до фибрилляции предсердий и желудочков (смотри Аритмии сердца).

АД вначале имеет тенденцию к повышению (если Гипоксия не вызвана недостаточностью кровообращения), а затем по мере развития гипоксического состояния более или менее быстро снижается, что обусловлено угнетением вазомоторного центра, нарушением свойств сосудистых стенок, уменьшением сердечного выброса и минутного объёма сердца. В связи с гипоксической альтерацией мельчайших сосудов, изменением кровотока через ткани возникает расстройство системы микроциркуляции, сопровождающееся затруднением диффузии кислорода из капиллярной крови в клетки.

Нарушаются функции органов пищеварения: секреция пищеварительных желёз, моторная функция пищеварительного тракта.

Функция почек претерпевает сложные и неоднозначные изменения, которые связаны с нарушениями общей и локальной гемодинамики, гормональным влиянием на почки, сдвигами кислотно-щелочного и электролитного баланса и другие. При значительной гипоксической альтерации почек развивается недостаточность их функции вплоть до полного прекращения образования мочи и уремии.

При так называемый молниеносной Гипоксия, наступающей, например, при вдыхании азота, метана, гелия без кислорода, синильной к-ты высокой концентрации, наблюдается фибрилляция и остановка сердца, большая часть клинической, изменений отсутствует, так как очень быстро происходит полное прекращение жизненно важных функций организма.

Хронический формы Гипоксия, возникающие при длительной недостаточности кровообращения, дыхания, при болезнях крови и других состояниях, сопровождающихся стойкими нарушениями окислительных процессов в тканях, клинически характеризуются повышенной утомляемостью, одышкой и сердцебиением при небольшой физических нагрузке, снижением иммунной реактивности, репродуктивной способности и другими расстройствами, связанными с постепенно развивающимися дистрофическими изменениями в различных органах и тканях. В коре больших полушарий как при острой, так и при хронический Гипоксия развиваются функциональные и структурные изменения, являющиеся основными в клин, картине Гипоксия и в прогностическом отношении.

Гипоксия головного мозга наблюдается при нарушениях мозгового кровообращения, шоковых состояниях, острой сердечнососудистой недостаточности, поперечной блокаде сердца, отравлении окисью углерода и при асфиксии различного происхождения. Гипоксия головного мозга может возникать как осложнение при операциях на сердце и магистральных сосудах, а также в раннем послеоперационном периоде. При этом развиваются разнообразные неврологический синдромы и психические сдвиги, причём преобладают общемозговые симптомы, диффузное расстройство функций центральная нервная система

Первоначально нарушается активное внутреннее торможение; развивается возбуждение, эйфория, снижается критическая оценка своего

состояния, появляется двигательное беспокойство. Вслед за периодом возбуждения, а нередко и без него появляются симптомы угнетения коры головного мозга: вялость, сонливость, шум в ушах, головная боль, головокружение, позывы к рвоте, потливость, общая заторможенность, оглушённость и более выраженные расстройства сознания. Могут появиться клонические и тонические судороги, непроизвольное мочеиспускание и дефекация.

При выраженной Гипоксия развивается сопорозное состояние: больные оглушены, заторможены, иногда выполняют элементарные задания, но после неоднократного повторения, и быстро прекращают активную деятельность. Продолжительность сопорозного состояния колеблется от 1½-2 часов до 6-7 суток, иногда до 3- 4 недель. Периодически сознание проясняется, однако больные остаются оглушёнными. Выявляются неравенство зрачков (смотри Анизокория), неравномерность глазных щелей, нистагм (смотри), асимметрия носо-губных складок, дистония мышц, повышение сухожильных рефлексов, брюшные рефлексы угнетены или отсутствуют; появляются патологический пирамидные симптомы Бабинского и другие

При более длительном и глубоком кислородном голодании могут возникать психические расстройства в виде корсаковского синдрома (смотри), который иногда сочетается с эйфорией, апатико-абулическим и астено-депрессивным синдромами (смотри Апатический синдром, Астенический синдром, Депрессивные синдромы), нарушениями сенсорного синтеза (голова, конечности или все тело кажутся как бы онемевшими, чужими, размеры частей тела и окружающих предметов - изменёнными и другие). Психотическое состояние с параноидно-ипохондрическими переживаниями часто сочетается с вербальными галлюцинациями на тоскливо-тревожном аффективном фоне. В вечерние и ночные часы могут возникать эпизоды в виде делириозных, делириозно-онейроидных и делириозно-аментивных состояний (смотри Аментивный синдром, Делириозный синдром).

Судорожный синдром и гиперкинезы (смотри) при Гипоксия проявляются разнообразно. Обычно судороги возникают сериями под влиянием внешнего раздражителя; наиболее часто отмечаются миоклонии, начинающиеся с мышц лица, кистей рук, затем вовлекаются другие группы мышц верхних и нижних конечностей, брюшной стенки; нередко вслед за этим появляются тонические судороги: сгибание верхних и разгибание нижних конечностей, иногда преобладает тонус разгибателей, возникает опистотонус (смотри), иногда горметония (смотри). В некоторых случаях судорожный синдром начинается с опистотонуса. Обычно у больного один вид судорог сменяется другим. Расстройство сознания при судорожном синдроме - от оглушённости и сопора до лёгкой степени комы. При судорожном синдроме миоклонического характера или при миоклониях (смотри) в сочетании с подкорковыми гиперкинезами отмечается затяжное течение сопорознокоматозного состояния.

При тяжёлой Гипоксия развивается коматозное состояние, больные не реагируют на раздражители.

При лёгкой коме нередко определяются незначительные менингеальные симптомы. Зрачки сужены, реакция их на свет снижена, тонус мышц конечностей обычно понижен. Корнеальные рефлексы сохранены, сухожильные рефлексы повышены или угнетены. Появляются двусторонний рефлекс Бабинского (смотри Бабинского рефлекс), иногда рефлексы орального автоматизма, защитные рефлексы (смотри).

При дальнейшем нарастании Гипоксия происходит углубление коматозного состояния. Ритм дыхания нарушен, иногда развивается патологический дыхание Чейна - Стокса, Куссмауля и другие Гемодинамические показатели неустойчивые. Корнеальные рефлексы снижены, могут выявляться расходящееся косоглазие, анизокория, плавающие движения глазных яблок. Тонус мышц конечностей ослаблен, сухожильные рефлексы чаще угнетены, реже повышены, иногда выявляется двусторонний рефлекс Бабинского.

Клинически можно выделить четыре степени острой гипоксии головного мозга. I степень Гипоксия проявляется заторможенностью, оглушённостью, тревожным состоянием или психомоторным возбуждением, эйфорией, повышением АД, тахикардией, дистонией мышц, клонусом стоп (смотри Клонус). Сухожильные рефлексы повышены с расширением рефлексогенных зон, брюшные рефлексы угнетены; возникает патологический рефлекс Бабинского и другие Незначительная анизокория, неравномерность глазных щелей, нистагм, слабость конвергенции, асимметрия носо-губных складок, девиация (отклонение) языка. Эти нарушения сохраняются у больного от нескольких часов до нескольких суток, степень характеризуется сопорозным состоянием в течение от нескольких часов до 4-5 суток реже нескольких недель. У больного наблюдаются анизокория, неравномерность глазных щелей, парез лицевого нерва по центральному типу, рефлексы со слизистых оболочек (корнеальные, глоточный) снижены. Сухожильные рефлексы повышены или понижены; появляются рефлексы орального автоматизма, двусторонние пирамидные симптомы. Могут периодически возникать клонические судороги, обычно начинающиеся с лица, затем переходящие на конечности и туловище; дезориентированность, ослабление памяти, нарушения мнестических функций, психомоторное возбуждение, делириозно-аментивные состояния.

Степень проявляется глубоким сопором, лёгкой, а иногда и выраженной комой. Нередко возникают клонические судороги; миоклонии мышц лица и конечностей, тонические судороги со сгибанием верхних и разгибанием нижних конечностей, гиперкинезы типа хореи (смотри) и автоматизированной жестикуляции, глазодвигательные нарушения. Наблюдаются рефлексы орального автоматизма, двусторонние патологический рефлексы, сухожильные рефлексы чаще снижены, появляются хватательные и сосательные рефлексы, мышечный тонус снижен. При Гипоксия II - III степени возникают гипергидроз, гиперсаливация, слезотечение; может наблюдаться стойкий гипертермический синдром (смотри).

При IV степени Гипоксия развивается глубокая кома: угнетение функций коры больших полушарий головного мозга, подкорковых и стволовых образований. Кожа холодна на ощупь, лицо больных амимично, глазные яблоки неподвижны, зрачки широкие, реакция на свет отсутствует; рот полуоткрыт, приоткрытые веки приподнимаются в такт дыханию, которое прерывисто, аритмично (смотри Биотовское дыхание, Чейна - Стокса дыхание). Сердечная деятельность и сосудистый тонус падают, резкий цианоз.

Затем развивается терминальная, или запредельная, кома; угасают функции коры больших полушарий, подкорковых и стволовых образований головного мозга.

Иногда угнетены вегетативные функции, нарушается трофика, изменяется водно-солевой обмен, развивается ацидоз тканей. Жизнь поддерживается искусственным дыханием и средствами, тонизирующими сердечно-сосудистую деятельность.

При выводе больного из комы вначале восстанавливаются функции подкорковых центров, далее - коры мозжечка, высшие корковые функции, психическая деятельность; остаются преходящие двигательные расстройства - непроизвольные беспорядочные движения конечностей или атаксия; промахивание и интенционный тремор при выполнении пальце-носовой пробы. Обычно на второй день после выхода из комы и нормализации дыхания наблюдаются ступор и выраженная астения; в течение нескольких дней при исследовании вызываются рефлексы орального автоматизма, двусторонние пирамидные и защитные рефлексы, иногда отмечаются зрительная и слуховая агнозия, апраксия.

Психические нарушения (ночные эпизоды абортивного делирия, расстройства восприятия) сохраняются в течение 3-5 дней. Больные в течение месяца находятся в выраженном астеническом состоянии.

При хронический Гипоксия отмечаются повышенная утомляемость, раздражительность, несдержанность, истощаемость, снижение интеллектуально-мнестических функций, расстройства эмоционально-волевой сферы: сужение круга интересов, эмоциональная неустойчивость. В далеко зашедших случаях определяются интеллектуальная недостаточность, ослабление памяти и снижение активного внимания; настроение подавленное, плаксивость, апатия, безучастность, реже благодушие, эйфория. Больные жалуются на головную боль, головокружение, тошноту, расстройства сна. Они часто сонливы днём и страдают от бессонницы ночью, засыпают с трудом, сон неглубокий, прерывистый, нередко с кошмарными сновидениями. После сна больные чувствуют себя усталыми.

Отмечаются вегетативные нарушения: пульсация, шум и звон в голове, потемнение в глазах, ощущение жара и приливов к голове, учащённое сердцебиение, боли в сердце, одышка. Иногда возникают приступы с потерей сознания и судорогами (эпилептиформные припадки). В тяжёлых случаях хронический Гипоксия могут возникать симптомы диффузного расстройства функций центральная нервная система, соответствующие таковым при острой Гипоксия

При электроэнцефалографическом исследовании головного мозга (смотри Электроэнцефалография) при Гипоксия I степени на ЭЭГ (рисунок 3, II) отмечается снижение амплитуды биопотенциалов, появление смешанного ритма с преобладанием тета-волн частотой 5 колебаний в 1 секунд, амплитудой 50-60 микровольт/секунд повышение реактивности мозга на внешние раздражители. При Гипоксия II степени на ЭЭГ (рисунок 3, III) регистрируются диффузные медленные волны, вспышки тета- и дельта-волн во всех отведениях. Альфа-ритм редуцирован по амплитуде, недостаточно регулярный. Иногда выявляется состояние так называемый судорожной готовности мозга в виде острых волн, множественных спайковых потенциалов пароксизмальных разрядов высокоамплитудных волн. Реактивность мозга на внешние раздражения повышена. На ЭЭГ больных с Гипоксия III степени (рисунок 3, IV) регистрируется смешанный ритм с преобладанием медленных волн, иногда пароксизмальные вспышки медленных волн, у некоторых больных отмечается низкий амплитудный уровень кривой, монотонная кривая, состоящая из высокоамплитудных (до 300 микровольт) регулярных медленных волн тета-и дельта-ритма. Реактивность мозга снижена или отсутствует; по мере усиления Гипоксия на ЭЭГ начинают преобладать медленные волны, кривая ЭЭГ постепенно уплощается.

Рис. 3. Электроэнцефалограммы больных с гипоксией головного мозга (многоканальная запись). Представлены затылочно-центральные отведения: d - справа, s - слева. I. Нормальный тип электроэнцефалограммы (для сравнения). Регистрируется альфа-ритм, хорошо модулированный, с частотой 10-11 колебаний в секунду, с амплитудой 50-100 микровольт. II. Электроэнцефалограмма больного с гипоксией головного мозга I степени. Регистрируются вспышки билатерально-синхронных колебаний тета-волн , что указывает на изменения функционального состояния глубинных структур мозга и на нарушение корково-стволовых взаимоотношений. III. Электроэнцефалограмма больного с гипоксией головного мозга II степени. На фоне доминирования по всем областям множественных (медленных) тета-волн нерегулярного бета-ритма , преимущественно низкой частоты, регистрируются вспышки билатерально-синхронных групп колебаний тета-волн с заострёнными вершинами . Это указывает на изменение функционального состояния мезо-диэнцефальных образований и на состояние «судорожной готовности» головного мозга. IV. Электроэнцефалограмма больного с гипоксией головного мозга III степени. Значительные диффузные изменения в виде отсутствия альфа-ритма, доминирования по всем областям нерегулярной медленной активности - высокоамплитудных тета- и дельта- и волн, отдельных острых волн . Это указывает на признаки диффузного нарушения корковой нейродинамики, широкой диффузной реакции коры больших полушарий мозга на патологический процесс. V. Электроэнцефалограмма больного с гипоксией головного мозга IV степени (при коме). Значительные диффузные изменения в виде доминирования по всем областям медленной активности, преимущественно в дельта-ритме . VI. Электроэнцефалограмма того же больного в состоянии запредельной комы. Диффузное снижение биоэлектрической активности мозга, постепенное «уплощение» кривых и приближение их к изолинии, вплоть до полного «биоэлектрического молчания».

У больных с IV степенью Гипоксия на ЭЭГ (рисунок 3, V) регистрируется очень медленный, нерегулярный, неправильной формы ритм (0,5-1,5 колебания в 1 секунд). Реактивность мозга отсутствует. У больных в состоянии запредельной комы реактивность мозга отсутствует и постепенно наступает так называемый биоэлектрическое молчание мозга (рисунок 3, VI).

При уменьшении коматозных явлений и при выведении больного из коматозного состояния иногда на ЭЭГ отмечается мономорфная электроэнцефалографическая кривая, состоящая из высокоамплитудных тета- и дельта-волн, что выявляет грубые патологический изменения - диффузное поражение структур нейронов мозга.

Реоэнцефалографическим исследованием (смотри Реоэнцефалография) при Гипоксия I и II степени выявляется увеличение амплитуды РЭГ-волн, иногда повышение тонуса мозговых сосудов. При Гипоксия III и IV степени регистрируется уменьшение и прогрессирующее снижение амплитуды РЭГ-волн. Уменьшение амплитуды РЭГ-волн у больных с Гипоксия III и IV степени и прогредиентным течением отражает ухудшение кровоснабжения мозга вследствие нарушения общей гемодинамики и развития отёка головного мозга.

Диагностика

Диагностика основывается на симптомах, характеризующих активацию компенсаторных механизмов (одышка, тахикардия), признаках поражения головного мозга и динамике неврологических расстройств, данных исследования гемодинамики (АД, ЭКГ, сердечный выброс и другие), газообмена, кислотно-щелочного равновесия, гематологических (гемоглобин, эритроциты, гематокрит) и биохимических (молочная и пировиноградная кислоты в крови, сахар, мочевина крови и другие) анализов. Особое значение имеет учёт динамики клинической, симптомов и сопоставление их с динамикой электроэнцефалографических данных, а также показателями газового состава крови и кислотнощелочного равновесия.

Для выяснения причин возникновения и развития Гипоксия имеет большое значение диагностика таких заболеваний и состояний, как эмболия сосудов головного мозга, кровоизлияние в мозг (смотри Инсульт), интоксикация организма при острой почечной недостаточности (смотри) и печёночной недостаточности (смотри Гепатаргия), а также гипергликемия (смотри) и гипогликемия (смотри).

Лечение и профилактика

В связи с тем что в клинической практике обычно встречаются смешанные формы Гипоксия, бывает необходимо применение комплекса лечебно-профилактические мер, характер которых зависит от причины Гипоксия в каждом конкретном случае.

Во всех случаях Гипоксия, вызванной недостатком кислорода во вдыхаемом воздухе, переход на дыхание нормальным воздухом или кислородом приводит к быстрой и, если Гипоксия не зашла далеко, к полной ликвидации всех функциональных нарушений; в ряде случаев бывает целесообразно добавление 3-7% углекислого газа для стимуляции дыхательного центра, расширения сосудов мозга и сердца, предотвращения гипокапнии. При вдыхании чистого кислорода после относительно длительной экзогенной Гипоксия могут иметь место неугрожающие кратковременные головокружения, помутнение сознания.

При дыхательной Гипоксия наряду с кислородной терапией и стимуляцией дыхательного центра принимают меры к устранению препятствий в дыхательных путях (изменение положения больного, удерживание языка, при необходимости - интубация и трахеотомия), проводят хирургическое лечение пневмоторакса.

Больным с выраженной дыхательной недостаточностью или в случаях отсутствия спонтанного дыхания проводят вспомогательное (искусственное углубление самостоятельного дыхания) или искусственное дыхание, искусственную вентиляцию лёгких (смотри). Оксигенотерапия должна быть длительной, непрерывной при содержании во вдыхаемой смеси 40-50% кислорода, иногда необходимо кратковременное применение 100% кислорода. При циркуляторной Гипоксия назначают сердечные и гипертензивные средства, переливание крови, электроимпульсную терапию (смотри) и другие меры, нормализующие кровообращение; в ряде случаев показана кислородная терапия (смотри). При остановке сердца непрямой массаж сердца, электрическая дифибрилляция, по показаниям - эндокардиальная электрическая стимуляция сердца, вводят адреналин, атропин и проводят другие меры реанимации (смотри).

При гемическом типе Гипоксия проводят переливание крови или эритроцитарной массы, стимулируют гемопоэз. В случаях отравления метгемоглобинообразователями - массивное кровопускание и обменная гемотрансфузия; при отравлении окисью углерода наряду с вдыханием кислорода или карбогена назначают обменную гемотрансфузию (смотри Переливание крови).

Для лечения в некоторых случаях применяют гипер барическую оксигенацию (смотри) - метод, заключающийся в применении кислорода под повышенным давлением, что ведёт к увеличению его диффузии в гипоксические участки тканей.

Для терапии и профилактики Гипоксия применяют также лекарственные средства, обладающие антигипоксическим действием, не связанным с влиянием на системы доставки кислорода в ткани; некоторые из них повышают устойчивость к Гипоксия за счёт снижения общего уровня жизнедеятельности, в основном функциональной активности нервной системы, и уменьшения расхода энергии. К фармакологических средствам такого типа относятся наркотические и нейролептические средства, средства, понижающие температуру тела, и другие; некоторые из них применяют при хирургических вмешательствах вместе с общей или локальной (краниоцеребральной) гипотермией для временного повышения устойчивости организма к Гипоксия Благоприятное действие в ряде случаев оказывают глюкокортикоиды.

При нарушении кислотно-щелочного равновесия и электролитного баланса проводят соответствующую медикаментозную коррекцию и симптоматическую терапию (смотри Алкалоз, Ацидоз).

Для интенсификации углеводного обмена в некоторых случаях внутривенно вводят 5% раствор глюкозы (или глюкозу с инсулином). Улучшение энергетического баланса и уменьшение потребности в кислороде при ишемических инсультах, по мнению некоторых авторов (Б. С. Виленский и другие, 1976), может быть достигнуто введением лекарственных средств, способствующих повышению резистентности ткани мозга к Гипоксия: оксибутират-натрия воздействует на корковые структуры, дроперидол и диазепам (седуксен) - преимущественно на подкорково-стволовые отделы. Активация энергетического обмена осуществляется введением АТФ и кокарбоксилазы, аминокислотного звена - внутривенным введением гаммалона и церебролизина; применяют препараты, улучшающие усвоение кислорода клетками мозга (десклидиум и другие).

Среди химиотерапевтических средств, перспективных в плане использования для уменьшения проявлений острой Гипоксия, находятся бензохиноны - соединения с выраженными окислительно-восстановительными свойствами. Защитными свойствами обладают препараты типа гутимина и его производных.

Для предупреждения и лечения отёка мозга применяют соответствующие лечебный меры (смотри Отёк и набухание головного мозга).

При психомоторном возбуждении вводят растворы нейролептиков, транквилизаторов, оксибутирата натрия в дозировках, соответствующих состоянию и возрасту больного. В отдельных случаях, если возбуждение не купируется, то проводят барбитуровый наркоз. При судорогах назначают седуксен внутривенно или барбитуровый наркоз. При отсутствии эффекта и повторяющихся припадках делают искусственную вентиляцию лёгких с введением мышечных релаксантов и противосудорожных средств, ингаляционный закисно-кислородный наркоз и другие

Для лечения последствий Гипоксия применяют в соответствующих сочетаниях дибазол, галантамин, глутаминовую кислоту, оксибутират натрия, препараты гаммааминомасляной кислоты, церебролизин, АТФ, кокарбоксилазу, пиридоксин, метандростенолон (неробол), транквилизаторы, общеукрепляющие средства, а также массаж и лечебный физкультуру.

В экспериментальных и отчасти в клин. условиях исследован ряд веществ - так называемый антигипоксантов, противо-гипоксическое действие которых связано с их непосредственным влиянием на процессы биологического окисления. Эти вещества могут быть разделены на четыре группы.

К первой группе относятся вещества, являющиеся искусственными переносчиками электронов, способные разгружать от избытка электронов дыхательную цепь и НАД-зависимые дегидрогеназы цитоплазмы. Возможное включение этих веществ в качестве акцепторов электронов в цепь дыхательных ферментов при Гипоксия определяется их окислительно-восстановительным потенциалом и особенностями хим. структуры. Среди веществ данной группы исследованы препарат цитохром С, гидрохинон и его дериваты, метил феназин, феназин-метасульфат и некоторые другие.

Действие второй группы антигипоксантов основано на свойстве ингибировать энергетически малоценное свободное (нефосфорилирующее) окисление в микросомах и внешней дыхательной цепи митохондрий, что экономит кислород для сопряжённого с фосфорилированием окисления. Подобным свойством обладает ряд тиоамидинов группы гутимина.

Третья группа антигипоксических средств (например, фруктозо-1-6-дифосфат) представляет собой фосфорилированные углеводы, допускающие образование АТФ анаэробным путём и позволяющие осуществляться некоторым промежуточным реакциям в дыхательной цепи без участия АТФ. Возможность непосредственного использования вводимых извне в кровь препаратов АТФ в качестве источника энергии для клеток сомнительна: в реально допустимых дозах эти препараты могут покрыть лишь весьма незначительную часть потребности организма в энергии. Кроме того, экзогенная АТФ может распадаться уже в крови или подвергаться расщеплению нуклеозидфосфатазами эндотелия кровеносных капилляров и других биологических мембран, не донося богатые энергией связи до клеток жизненно важных органов, однако нельзя полностью исключить возможность положительного влияния экзогенной АТФ на гипоксическое состояние.

К четвертой группе относят вещества (например, пангамовая кислота), отводящие продукты анаэробного обмена и тем самым облегчающие кислород-независимые пути образования энергетически богатых соединений.

Улучшение энергообеспечения может быть осуществлено и посредством комбинации витаминов (С, B 1 , В 2 , В 6 , В 12 , РР, фолиевая, пантотеновая кислота и другие) глюкозы, веществ, повышающих сопряжение окисления и фосфорилирования.

Большое значение в профилактике гипоксии имеют специальные тренировки, повышающие возможности адаптации к гипоксии (смотри ниже).

Прогноз

Прогноз зависит прежде всего от степени и длительности Гипоксия, а также от тяжести поражения нервной системы. Умеренные структурные изменения клеток головного мозга обычно более или менее обратимы, при выраженных изменениях могут образоваться очаги размягчения мозга.

У больных, перенёсших острую Гипоксия I степени, астенические явления сохраняются обычно не более 1-2 недель. После выведения из Гипоксия II степени у некоторых больных общие судороги могут возникать в течение нескольких суток; в этот же период могут наблюдаться преходящие гиперкинезы, агнозия, корковая слепота, галлюцинации, приступы возбуждения и агрессивности, деменция. Выраженная астения и некоторые расстройства психики могут сохраняться иногда в течение года.

У больных, перенёсших Гипоксия III степени, интеллектуально-мнестические нарушения, расстройства корковых функций, судорожные припадки, нарушения движений и чувствительности, симптомы поражения ствола мозга и спинальные нарушения могут обнаруживаться и в отдалённых. периодах; длительно сохраняется психопатизация личности.

Прогноз ухудшается при нарастающих явлениях отёка и поражения ствола мозга (паралитический мидриаз, плавающие движения глазных яблок, угнетение зрачковой реакции на свет, корнеальных рефлексов), продолжительном и глубоком коматозном состоянии, некупирующемся эпилептическом синдроме, при продолжительном угнетении биоэлектрической активности головного мозга.

Гипоксия в условиях авиационного и космического полёта

Современные герметические кабины самолётов и кислородно-дыхательная аппаратура уменьшили опасность Гипоксия для пилотов и пассажиров, однако в полете нельзя полностью исключить возможность аварийной ситуации (разгерметизация кабин, неполадки в кисло-родно-дыхательной аппаратуре и установках, регенерирующих воздух в кабинах космических кораблей).

В герметических кабинах различных типов высотных самолётов по техническим соображениям поддерживается несколько более низкое давление воздуха, чем атмосферное, поэтому у экипажа и пассажиров в полете может возникать небольшая степень Гипоксия, как, например, при подъёме на высоту 2000 метров. Хотя индивидуальные комплекты высотного оборудования создают на больших высотах избыточное давление кислорода в лёгких, все же и при их эксплуатации возможно возникновение умеренной Гипоксия

Для лётного состава определены границы снижения парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе и, следовательно, границы допустимой в полете Гипоксия. Эти границы были основаны на наблюдениях за пребыванием здоровых людей в течение нескольких часов на высотах до 4000 метров, в условиях барокамеры или в полете; при этом увеличивается лёгочная вентиляция и минутный объем крови, увеличивается кровоснабжение мозга, лёгких и сердца. Эти приспособительные реакции позволяют сохранять работоспособность пилотов на уровне, близком к нормальному.

Установлено, что лётчики в дневное время могут осуществлять полёты без использования кислорода для дыхания на высотах до 4000 метров. В ночное время на высотах 1500 - 2000 метров проявляются нарушения сумеречного зрения, а на высотах 2500 - 3000 метров - расстройства цветного и глубинного зрения, что может неблагоприятно сказаться на управлении самолётом, особенно при посадке. В связи с этим лётчикам в полете рекомендовано не превышать высоту 2000 метров в ночное время или начинать дыхание кислородом с высоты 2000 метров. С высоты 4000 метров дыхание кислородом или газовой смесью, обогащённой кислородом, обязательно, так как на высоте 4000- 4500 метров появляются симптомы высотной болезни (смотри). При оценке возникших симптомов необходимо учитывать, что в некоторых случаях причиной их может быть гипокапния (смотри), при которой нарушается кислотно-щелочное равновесие и развивается газовый алкалоз.

Большая опасность острой Гипоксия в полете связана с тем, что развитие нарушений деятельности нервной системы, приводящих к потере работоспособности, протекает вначале субъективно незаметно; в некоторых случаях возникает эйфория и поступки лётчика и космонавта становятся неадекватными. Это вызвало необходимость разработки специальной электроаппаратуры, предназначенной для предупреждения лётного состава и лиц, испытуемых в барокамере, о развитии у них Гипоксия Работа этих автоматических сигнализаторов гипоксического состояния основана либо на определении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе, либо на анализе физиол. показателей у лиц, подвергнутых влиянию Гипоксия. По характеру изменений биоэлектрической активности мозга, снижению насыщения артериальной крови кислородом, характеру изменения частоты сердечных сокращений и другим параметрам прибором определяется и сигнализируется наличие и степень Гипоксия

В условиях космических полётов развитие Гипоксия возможно в случае отказа системы регенерации атмосферы в кабине корабля, системы кислородообеспечения скафандра при выходе в космос, а также в случае внезапной разгерметизации кабины космического корабля во время полёта. Сверхострое течение Гипоксия, обусловленное процессом дезоксигенации, приведёт в таких случаях к острому развитию тяжёлого патологический состояния, которое осложняется бурным процессом газообразования - выхода растворенного в тканях и крови азота (декомпрессионные расстройства в узком смысле слова).

Вопрос о допустимой границе снижения парциального давления кислорода в воздухе кабины космического корабля и допустимой степени Гипоксия у космонавтов решается с большой осторожностью. Существует мнение, что в продолжительных космических полётах, учитывая неблагоприятное влияние невесомости, не следует допускать Гипоксия, превышающую ту, к-рая возникает при подъёме на высоту 2000 метров. Следовательно, при наличии в кабине нормальной земной атмосферы (давление 760 миллиметров ртутного столба и 21 % кислорода во вдыхаемой газовой смеси, как это создаётся в кабинах советских космических кораблей) временное снижение содержания кислорода допускается до 16%. С целью тренировок для создания адаптации к Гипоксия изучаются возможность и целесообразность применения в кабинах космических кораблей так называемый динамической атмосферы с периодическим понижением парциального давления кислорода в физиологически допустимых пределах, сочетающимся в отдельные моменты с небольшим повышением (до 1,5 - 2%) парциального давления углекислого газа.

Адаптация к гипоксии

Адаптация к гипоксии - постепенно развивающийся процесс увеличения устойчивости организма к Гипоксия, в результате которого организм приобретает способность осуществлять активные поведенческие реакции при таком недостатке кислорода, который ранее был несовместим с нормальной жизнедеятельностью. Исследования позволяют выделить в адаптации к Гипоксия четыре координированных между собой приспособительных механизма. 1. Механизмы, мобилизация которых может обеспечить достаточное поступление кислорода в организм, несмотря на дефицит его в окружающей среде: гипервентиляция лёгких, гиперфункция сердца, обеспечивающая движение увеличенного количества крови от лёгких к тканям, полицитемия, увеличение кислородной ёмкости крови. 2. Механизмы, обеспечивающие, несмотря на гипоксемию, достаточное поступление кислорода к мозгу, сердцу и другим жизненно важным органам, а именно: расширение артерий и капилляров (мозга, сердца и тому подобное), уменьшение расстояния для диффузии кислорода между капиллярной стенкой и митохондриями клеток за счёт образования новых капилляров, изменения свойств клеточных мембран и увеличение способности клеток утилизировать кислород за счёт увеличения концентрации миоглобина. 3. Увеличение способности клеток и тканей утилизировать кислород из крови и образовывать АТФ, несмотря на гипоксемию. Эта возможность может быть реализована за счёт увеличения сродства цитохромоксидазы (конечного фермента дыхательной цепи) к кислороду, то есть путём изменения качества митохондрий, либо увеличения количества митохондрий на единицу массы клетки, или за счёт увеличения степени сопряжения окисления с фосфорилированием. 4. Увеличение анаэробного ресинтеза АТФ за счёт активации гликолиза (смотри), что оценивается многими исследователями как существенный механизм адаптации.

Соотношение этих компонентов адаптации в целом организме таково, что на раннем этапе Гипоксия (в аварийной стадии адаптационного процесса) возникает гипервентиляция (смотри Лёгочная вентиляция). Увеличивается минутный объем сердца, немного повышается АД, то есть возникает синдром мобилизации транспортных систем, сочетающийся с более или менее выраженными явлениями функциональной недостаточности - адинамией, нарушениями условно-рефлекторной деятельности, снижением всех видов поведенческой активности, падением веса. В дальнейшем, с реализацией других адаптационных сдвигов, и в частности тех, которые протекают на клеточном уровне, энергетически расточительная гиперфункция транспортных систем становится как бы излишней и устанавливается стадия относительно устойчивой адаптации с небольшой гипервентиляцией и гиперфункцией сердца, но с высокой поведенческой или трудовой активностью организма. Стадия экономной и достаточно эффективной адаптации может смениться стадией истощения адаптационных возможностей, к-рая проявляется синдромом хронический высотной болезни.

Установлено, что в основе увеличения мощности транспортных систем и систем утилизации кислорода при адаптации к Гипоксия лежит активация синтеза нуклеиновых кислот и белков. Именно эта активация обеспечивает увеличение количества капилляров и митохондрий в мозге и сердце, увеличение массы лёгких и их дыхательной поверхности, развитие полицитемии и другие адаптационные явления. Введение животным факторов, ингибирующих синтез РНК, устраняет данную активацию и делает невозможным развитие адаптационного процесса, а введение Ко-факторов синтеза и предшественников нуклеиновых кислот ускоряет развитие адаптации. Активация синтеза нуклеиновых кислот и белков обеспечивает формирование всех структурных изменений, составляющих основу этого процесса.

Развивающееся при адаптации к Гипоксия увеличение мощности систем транспорта кислорода и ресинтеза АТФ увеличивает способность людей и животных адаптироваться к другим факторам окружающей среды. Адаптация к Гипоксия увеличивает силу и скорость сердечных сокращений, максимальную работу, к-рую может осуществить сердце; увеличивает мощность симпатико-адреналовой системы и предотвращает истощение резервов катехоламинов в сердечной мышце, наблюдаемое обычно при чрезмерных физ. нагрузках.

Предварительная адаптация к Гипоксия потенцирует развитие последующей адаптации к физ. нагрузкам. У адаптированных к Гипоксия животных установлено увеличение степени сохранения временных связей и ускорение превращения кратковременной, легко стираемой чрезвычайными раздражителями памяти в долговременную, стабильную память. Это изменение функций мозга является результатом активации синтеза нуклеиновых кислот и белков в нейронах и глиальных клетках коры головного мозга адаптированных животных. При предварительной адаптации к Гипоксия повышается резистентность организма к различным повреждениям системы кровообращения, системы крови и мозга. Адаптация к Гипоксия была успешно использована для профилактики недостаточности сердца при экспериментальных пороках, ишемических и симпатомиметических некрозах миокарда, ДОК-солевой гипертензии, последствий кровопотери, а также для профилактики нарушения поведения животных в конфликтной ситуации, эпилептиформных судорог, эффекта галлюциногенов.

Возможность использования адаптации к Гипоксия для повышения устойчивости человека к этому фактору и повышения общей резистентности организма в специальных условиях деятельности, в частности в космических полётах, а также для профилактики и терапии заболеваний человека является предметом клинико-физиологические исследований. Смотри также Адаптация, Адаптация к высоте.

Вас категорически не устраивает перспектива безвозвратно исчезнуть из этого мира? Вы не желаете закончить свой жизненный путь в виде омерзительной гниющей органической массы пожираемой копошащимися в ней могильными червями? Вы желаете вернувшись в молодость прожить ещё одну жизнь? Начать всё заново? Исправить совершённые ошибки? Осуществить несбывшиеся мечты? Перейдите по ссылке: