2. Принципы классификации гипоксических состояний. Типы гипоксий.

Классификация:

• По этиологии (В зависимости от причин и механизма развития различают следующие виды гипоксии):

1. Экзогенная: – гипоксическая (гипо- и нормобарическая), гипероксическая (гипер- и нормобарическая);

2. Эндогенная: дыхательная (респираторная); циркуляторную (сердечно-сосудистая: ишемическая и застойная); кровяная (гемическая: анемическая и как следствие инактивации гемоглобина); тканевая (при на­рушении способности тканей поглощать кислород или при разобщении процессов биологического окисления и фосфорилирования); перегрузочная («гипоксия нагрузки»); субстрат­ная (при дефиците субстратов); смешанная.

• По скорости развития (течению):

1. Молниеносная (острейшая) гипоксия развивается в течение нескольких секунд. Как правило, через несколько десятков секунд (в пределах первой минуты) после действия причины гипоксии выявляется тяжёлое состояние пациента, нередко служащее причиной его смерти (например, при разгерметизации летательных аппаратов на большой (более 9000–11000 м) высоте или в результате быстрой потери большого количества крови (например, при ранениях крупных артериальных сосудов или разрыве аневризмы их стенки).

2. Острая гипоксия развивается через несколько минут (как правило, в пределах первого часа) после воздействия причины гипоксии (например, в результате острой кровопотери или острой дыхательной недостаточности).

3. Подострая гипоксия формируется в течение нескольких часов (но в пределах первых суток). Примерами такой разновидности могут быть гипоксические состояния, развивающиеся в результате попадания в организм метгемоглобинообразователей (нитратов, окислов азота, бензола), венозной кровопотери, медленно нарастающей дыхательной или сердечной недостаточности.

4. Хроническая гипоксия развивается и/или длится более чем несколько суток (недели, месяцы, годы), например, при хронической анемии, сердечной или дыхательной недостаточности.

   • По выраженности расстройств (по степени тяжести):

Лёгкая, средняя (умеренная), тяжёлая, критическая (опасная для жизни, летальная).

• По распространенности - общая и регионарная;

3. Этиология и патогенез основных типов гипоксий: гипоксического, гипероксического, респираторного, циркуляторного, гемического, тканевого, смешанного генеза.

• По этиологии (В зависимости от причин и механизма развития различают следующие виды гипоксии):

Патогенез. Экзогенные гипоксии возникают при изменениях содер­жания во вдыхаемом воздухе кислорода и (или) общего бароме­трического давления, сказывающихся на системе обеспечения кислородом.

Гипобарическая форма гипоксической гипоксии развивается при понижении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе в условиях разреженной атмосферы. Имеет место при подъеме в горы (горная болезнь) или при по­летах на летательных аппаратах (высотная болезнь, болезнь лет­чиков). Основными факторами, вызывающими при этом патоло­гические сдвиги, являются: 1) понижение парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе (гипоксия); 2) пони­жение атмосферного давления (декомпрессия или дизбаризм).

Нормобарическая форма возникает в тех случаях, когда об­щее барометрическое давление нормальное, но парциальное давление кислорода во вдыхаемом воздухе понижено. Возни­кает главным образом в производственных условиях (работа в шахтах, неполадках в системе кислородного обеспечения ка­бины летательного аппарата, на подводных лодках, имеет ме­сто также при нахождении в помещениях малого объема в слу­чае большой скученности людей).

Гипербарическая гипероксическая гипоксия возникает в условиях избытка кислорода («голод среди изобилия»). «Лиш­ний» кислород не потребляется в энергетических и пластиче­ских целях; угнетает процессы биологического окисления; по­давляет тканевое дыхание; является источником свободных радикалов, стимулирующих перекисное окисление липидов; вызывает накопление токсических продуктов, а также повреж­дение легочного эпителия, некардиогенный отек легких, сни­жение потребления кислорода и в конечном счете нарушение обмена веществ, возникновение судорог, коматозное состояние (осложнения при гипербарической оксигенации).

Нормобарическая гипероксическая гипоксия развивается как осложнение при кислородной терапии, если длительно ис­пользуются высокие концентрации кислорода, особенно у по­жилых людей, поскольку у них с возрастом падает активность антиоксидантной системы.

Основные звенья патогенеза эндогенных гипоксий:

Дыхательная гипоксия развивается в результате недо­статочности газообмена в легких в связи с альвеолярной гиповентиляцией, нарушением вентиляционно-перфузионных от­ношений, затруднением диффузии кислорода (болезни легких, трахеи, бронхов, нарушение функции дыхательного центра; пневмо-, гидро-, гемоторакс; воспаление, эмфизема легких, саркоидоз, асбестоз легких; механические препятствия для по­ступления воздуха; локальное запустевание сосудов легких, врожденные пороки сердца).

Циркуляторная (сердечно-сосудистая) гипоксия воз­никает при нарушениях кровообращения, приводящих к недо­статочному кровоснабжению органов и тканей. Важнейшим показателем и патогенетической основой ее развития является уменьшение минутного объема крови. Причинами могут быть расстройства сердечной деятельности (инфаркт, кардиоскле­роз, перегрузка сердца, нарушения электролитного баланса, нейрогуморальной регуляции функции сердца, тампонада сердца, облитерация полости перикарда); гиповолемии (мас­сивная кровопотеря, уменьшение притока венозной крови к сердцу); нарушения сосудистого тонуса, микроциркуляции, повышение вязкости крови и др.

Кровяная (гемическая) гипоксия развивается при уменьшении кислородной емкости крови. Причины: анемия, гидремия; нарушение способности гемоглобина связывать, транспортировать и отдавать тканям кислород, качественные изменения гемоглобина: образование карбоксигемоглобина (отравление оксидом углерода), метгемоглобинобразование (действие нитратов, нитритов, мышьяковистого водорода, не­которых токсинов, ряда лекарственных веществ - фенацетина, антипирина и др.), генетически обусловленные аномалии ге­моглобина (серповидноклеточная анемия, талассемия).

Тканевая гипоксия бывает первичной и вторичной.

К первичной тканевой (целлюлярной) гипоксии относят со­стояния, при которых имеет место первичное поражение аппа­рата клеточного дыхания. Основными патогенетическими фак­торами являются: снижение активности дыхательных ферментов (цитохромоксидазы при отравлении цианидами), дегидрогеназ (действие больших доз алкоголя, уретана, эфира), снижение синтеза дыхательных ферментов (недостаток рибофлавина, ни­котиновой кислоты); активация процессов перекисного окисле­ния липидов, ведущая к дестабилизации и декомпозиции мем­бран митохондрий и лизосом (ионизирующее излучение, дефицит естественных антиоксидантов - рутина, аскорбиновой кислоты, глютатиона, каталазы и др.); разобщение процессов биологического окисления и фосфорилирования, при котором потребление кислорода тканями может возрастать, но значи­тельная часть энергии рассеивается в виде тепла и, несмотря на высокую интенсивность функционирования дыхательной цепи, ресинтез макроергических соединений не покрывает потребно­сти тканей; в результате возникает относительная недостаточ­ность биологического окисления и ткани оказываются в состоя­нии гипоксии.

Вторичная тканевая гипоксия может развиться при всех других видах гипоксии.

Перегрузочная гипоксия возникает при напряженной деятельности органа или ткани, когда функциональные резер­вы систем транспорта и утилизации кислорода при отсутствии в них патологических изменений оказываются недостаточны­ми для обеспечения резко увеличенной потребности в кисло­роде. Так, чрезмерная мышечная работа вызывает гипоксию скелетных мышц, перераспределение кровотока, гипоксию других тканей, развитие общей гипоксии. При перегрузке серд­ца развивается относительная коронарная недостаточность, локальная гипоксия сердца, вторичная общая циркуляторная гипоксия.

Субстратная гипоксия развивается в тех случаях, ког­да при адекватной доставке кислорода к органам и тканям, нормальном состоянии мембран и ферментных систем возни­кает первичный дефицит субстратов, приводящий к наруше­нию всех звеньев биологического окисления. В большинстве случаев такая гипоксия обусловлена дефицитом в клетках глю­козы (например, при расстройствах углеводного обмена - са­харный диабет и др.) или других субстратов (жирных кислот в миокарде), а также тяжелым голоданием.

Смешанная гипоксия - сочетание различных типов ги­поксии. Гипоксия любого типа, достигнув определенной сте­пени, неизбежно вызывает нарушения функции различных ор­ганов и систем, участвующих в обеспечении доставки к ним кислорода и его утилизации. Сочетание различных типов ги­поксии возможно, в частности, при шоке, отравлении боевыми отравляющими веществами, заболеваниях сердца, коматозных состояниях и др.

Схема: Смешанная — любая тяжелая/длительная гипоксия приобретает тканевой компонент (гипоксия → ацидоз → блокада гликолиза → отсутствие субстрата для окисления → блокада окисления → тканевая гипоксия).

Минимальное напряжение кислорода, при котором еще мо­жет осуществляться тканевое дыхание, называется критическим. Для артериальной крови оно соответствует 27-33 мм рт. ст., для венозной - 19 мм рт. ст. (табл. 11).

Патогенез гипоксии.

В общем случае гипоксию можно определить как несоответствие энергопродукции энергетическим потребностям клетки. Основное звено патогенеза — нарушение окислительного фосфорилирования в митохондриях, имеющее 2 последствия:

1. Нарушение образования АТФ → энергодефицит → нарушение энергозависимых процессов, а именно:

• сокращения — контрактура всех сократимых структур,

• синтеза — белков, липидов, нуклеиновых кислот,

• активного транспорта — потеря потенциала покоя, поступление в клетку ионов кальция и воды.

2. Накопление молочной кислоты и кислот цикла Кребса → ацидоз, вызывающий:

• блокаду гликолиза, единственного пути получения АТФ без кислорода;

• повышение проницаемости плазматической мембраны;

• активацию лизосомальных ферментов в цитоплазме с последующим аутолизом клетки.

Патогенез гипоксии. Первые признаки кислородного голодания возникают со стороны высшей нервной деятельности. Они связаны с нару­шениями процессов внутреннего торможения. Наблюдаются расстройства сложных аналитико-синтетических функций, возбуждение ЦНС, эйфория, напоминающая легкое алкоголь­ное опьянение; появляется ощущение самодовольства и соб­ственной силы, человек становится веселым, поет или кричит; могут быть эмоциональные расстройства; затем развиваются расстройства почерка, пропуски букв, притупление и потеря самокритики, способности реально оценивать события; могут совершаться необдуманные поступки. Через некоторое время первоначальное возбуждение сменяется депрессией, угрюмостью, сварливостью, даже драчливостью или опасны­ми приступами раздражительности.

Уже на ранних стадиях отмечаются расстройства координа­ции движений (вначале сложных, а затем и простых). Даже умеренная гипоксия сопровождается замедлением принятия решений в сложных ситуациях и удлинением скрытого перио­да реакции, что наряду с расстройством координации может стать причиной аварий и несчастных случаев в производствен­ных условиях.

С нарастанием острой гипоксии вслед за активацией про­цесса дыхания нарушаются ритм и равномерность амплитуды дыхательных движений; редкие, короткие дыхательные экс­курсии постепенно ослабевают до полного прекращения дыха­ния. Возникает тахикардия, усиливающаяся параллельно с ос­лаблением деятельности сердца, затем появляются нитевидный пульс, фибрилляция предсердий и желудочков. Постепенно снижается систолическое давление. Нарушаются пищеварение и функция почек. Снижается температура тела. Возможны су­дороги, потеря сознания, непроизвольное мочеиспускание, де­фекация.

Универсальным (хотя и неспецифическим) признаком гипоксических состояний, гипоксического повреждения клеток и тканей служит повышение пассивной проницаемости биологи­ческих мембран, их дезорганизация. Это ведет к выходу фер­ментов в межтканевую жидкость и кровь, вызывая тем самым нарушения обмена веществ и вторичную гипоксическую аль­терацию тканей.

Изменения в углеводном и энергетическом обмене приво­дят к дефициту макроергов, уменьшению содержания АТФ в клетках, усилению процесса гликолиза, снижению содержания гликогена в печени, угнетению процессов его ресинтеза. В ре­зультате в организме повышается содержание молочной и дру­гих органических кислот, в крови - массивные количества недоокисленных продуктов распада. Развивается метаболический ацидоз. Недостаточность окислительных процессов приводит к нарушению обмена липидов и белков. Кроме того, снижается концентрация в крови основных аминокислот, возрастает со­держание в тканях аммиака, возникает отрицательный азоти­стый баланс, развивается гиперкетонемия, резко активизиру­ются процессы перекисного окисления липидов. Вследствие нарушения обменных процессов возникают структурно-функ­циональные изменения, повреждаются клетки, а в последую­щем развивается гипоксический и свободнорадикальный не­кробиоз, гибнут клетки, в первую очередь нейроны. Описанные изменения характерны для острой и подострой гипоксии.

При молниеносной гипоксии, развивающейся, в частности, при вдыхании азота, метана, гелия без кислорода, синильной кислоты высокой концентрации большая часть клинических изменений отсутствует, так как очень быстро происходит фи­брилляция и остановка сердца, полное прекращение жизненно важных функций организма.

При длительной недостаточности кровообращения, дыха­ния, болезнях крови, возникает хроническая некомпенсиро­ванная гипоксия, характеризующаяся стойким нарушением окислительных процессов в тканях, общим дискомфортом, по­нижением работоспособности, одышкой, болями в сердце, го­ловными болями, головокружением. В различных органах раз­виваются морфологические изменения: обратимые (жировое перерождение в поперечно-полосатых мышцах, миокарде, гепатоцитах) или необратимые (очаговые кровоизлияния во вну­тренние органы и головной мозг, дегенеративные изменения в ЦНС и др.).