Эндогендік гипоксиялар

Эндогендік гипоксия организмді оттегімен қамтамасыз ететін жүйелердің дерттері және тіндерде оттегінің пайдаланылуы бұзылыстары нәтижесінде байқалады. Бұл гипоксияны пайда болу себебіне және даму жолдарына қарай:

● тыныстық немесе респирациялық;

● қанайналымдық немесе циркуляциялық;

● қандық немесе гемдік;

● тіндік немесе гистотоксиндік;

● араласқан — деп бес түрге ажыратады.

Тыныстық немесе респирациялық гипоксия. Бұл гипоксияның себептері болып сыртқы тыныстың бұзылыстары есептеледі. Олар тыныс алу орталығының қызметтері бұзылғанда, тыныс алу жолдарының тарылуында, кеуде қуысы мен тыныс алуға қатысатын бұлшықеттердің ауытқуларында, өкпеқап пен өкпенің дерттерінде, өкпеде қанайналым бұзылыстарында байқалады. Бұл гипоксияның даму жолдарында, экзогендік гипоксия сияқты, өкпе ұяшықтарының ауасында оттегі азайып, артериалық қанның оттегіге қанығуы төмендеуі маңызды орын алады. Содан артериалық гипоксемия дамиды. Бұл кезде қанның оттегіге сыйымдылығы қалыпты мөлшерде сақталады.

Артериалық гипоксемия мына себептерден пайда болады:

● өкпе ұяшықтарының желдетілуі азаюынан олардың ішіндегі ауада оттегінің үлестік қысымы төмендеуінен;

● өкпе ұяшықтарының қабықтары арқылы газдардың (О₂ мен СО₂) диффузиясы бұзылыстарынан;

● өкпе ұяшықтарының желдетілуі мен олардың қабырғалары арқылы қан өтуінің арақатынасы өзгерістерінен;

● өкпеде веналық қанның оттегіге қанықпай сол жақ жүрекке өтіп кетуінен.

Артериалық гипоксемияның нәтижесінде артериалық және веналық қанда оксигемоглобин (S_aO₂, S_vO₂) азаяды. Өкпенің гиповентиляциясы болуынан СО₂ газының сыртқа шығарылуы шектеледі. Содан өкпе ұяшықтарының ауасында СО₂ деңгейі көбейіп, оттегінің мөлшері азаяды. Бұл өз алдына артериалық гипоксемия дамуын үдетеді.

Өкпенің гиповентиляциясынан дамыған гипоксия кезінде артериалық қанда рСО₂ көбейеді, ал, оның қалыпты деңгейде болуы сыртқы тыныс жеткіліксіздігінің үдеуін көрсетеді. Сол себепті кеңірдекшелік демікпе ұстамасы бар науқас адамдарға өкпені жасанды желдету қажеттігі пайда болады. Артериалық қанда рСО₂ көбеюі газдық ацидоз дамуына әкеліп, қанда рН төмендетеді. Артынан бұл ацидозға гипоксияның нәтижесінде дамитын газдық емес (метаболизмдік) ацидоз қосылады.

Өкпеде газдардың диффузиясы мен вентиляциялық-перфузиялық арақатынастың бұзылыстарынан дамитын артериалық гипоксемия гиперкапния дамымай-ақ өтеді. СО₂ қан сұйығында гидрокарбонат аниондары түрінде тасымалданатын болғандықтан оның диффузиялық қасиеті, оттегіге қарағанда, 20 еседен артық болады. Бұл кездерде метаболизмдік ацидоз байқалады.

Тыныстық гипоксия ұзаққа созылса артынан жүрек қызметінің бұзылыстарына әкеліп, қанайналымдық гипоксиямен қабаттасады.

Қандық немесе гемдік гипоксия қанмен оттегі тасымалдануы бұзылыстарынан пайда болады. Бұл кезде қанның оттегіге сыйымдылығы азаяды.

Қанның оттегіге сыйымдылығы – деп 100 мл қанның оттегіні ең көп байланыстыру мүмкіншілігін айтады. Қанда оттегі еріген күйінде өте аз, мөлшермен 0,3 мл-дей ғана, болады. Оттегі негізінен гемоглобинмен байланысып тасымалданады. 1 грамм гемоглобин 1,34 мл оттегіні байланыстырады. Сонда 1 литр қанда 145-160 грамм гемоглобин болғанда 100 мл қанда 19,4-21,4 мл оттегі байланыстырылады. Осы алынған оттегінің мөлшеріне 100 мл қанда еріген 0,3 мл оттегіні қосқанда қанның оттегіге сыйымдылығы 19,7-21,7 мл болады. Ол 100 мл қанда есептелетін болғандықтан көлемдік пайыз (көл.%) өлшемімен белгіленеді.

Қанның оттегіге сыйымдылығы онда:

● гемоглобин мөлшері азайып кетуінен;

● гемоглобиннің оттегіні байланыстыру қабілеті өзгерістерінен - азаяды.

Сондықтан бұл гипоксияны анемиялық және гемоглобиннің әсерсізденуінен болатын гипоксия деп екіге ажыратады. Анемия кездерінде гипоксия эритроциттер мен гемоглобиннің жалпы мөлшерінің азаюынан болады. Бұл кезде қандағы бар гемоглобиннің оттегіге қанығуы (95-98%-ға дейін) қалыпты деңгейде сақталады. Көрсетілген екі жағдайда да тіндерге оттегі аз тасымалданады. Содан гипоксия дамиды.

Гемоглобиннің оттегіні байланыстыру қабілетінің өзгерістері мына жағдайларда байқалуы мүмкін:

● гемоглобиннің оттегіге деген үйірлігі тым артып кетуінен; бұл кезде гемоглобин тіндерге оттегіні беріп тотықсызданбайды;

● гемоглобин әсерсізденуінен.

Гемоглобиннің оттегіге үйірлігін оксигемоглобиннің оттегіден ажырау сызығы арқылы анықтайды.

сурет. Гемоглобиннің оттегіден ажырасу сызығына әсер ететін ықпалдар.

А- температураның әсері, Ә- рН деңгейінің әсері, Б- рСО₂ деңгейінің әсері.

Оксигемоглобиннің диссоциациялық сызығы оң жаққа немесе сол жаққа қарай ығысуы мүмкін. Мәселен, келтірілген А-суретінде дене қызымы 30˚ мөлшеріндегі оксигемоглобиннің диссоциациялық сызығы қалыпты –деп есептеледі. Дене қызымы төмендегенде (20˚ және 10˚ - қа дейін) бұл сызық сол жаққа қарай ығысады. Бұл кезде гемоглобиннің оттегіге үйірлігі артып, дем алатын ауада оттегінің үлестік қысымы аз болғанның өзінде гемоглобин оттегіні жақсы байланыстырады. Бірақ оттегі онымен қатты байланысып, оксигемоглобиннің оттегіден ажырасуы нашарлайды. Осыдан оксигемоглобиннен оттегінің тіндерге берілуі бұзылуы мүмкін. Бірақ бұл кезде эритроциттердің іштерінде 2,3-дифосфоглицерат жиналып, оттегінің тіндерге берілуін жақсартады.

Дене қызымы қатты көтерілгенде оксигемоглобиннің диссоциациялық сызығы оң жаққа қарай жылжиды. Осындай жағдай рН төмендеп, ацидоз дамығанда, қанда көмірқышқылы газының үлестік қысымы көтерілгенде байқалады. Ол дегеніміз гемоглобиннің оттегіге үйірлігі азаюын көрсетеді. Бұл кездерде оксигемоглобиннің оттегіден ажырасуы артып, оны тіндерге беруі көбейеді. Дегенмен, гемоглобиннің оттегіге үйірлігі тым аз болса, онда өкпе ұяшықтарында оттегі жеткілікті болуына қарамай, гемоглобиннің оттегіні байланыстыруы мен артериялық қанның оттегіге қанығуы нашарлайды.

Гемоглобиннің 20 астам туа біткен ақаулары белгілі. Бұл кездерде гемоглобиннің оттегіге деген үйірлігі қатты артып, оксигемоглобиннің оттегімен ажырасу сызығы дерттік түрде сол жаққа қарай ығысып кетеді. Содан шеткері ағзалар мен тіндерге гемоглобинмен қатты байланысқан оттегі берілмейді немесе ол тым аз беріледі. Мәселен, α-талассемия кезінде, төрт β-тізбектен тұратын, Барт гемоглобині оттегімен қатты байланысып қалудан іштегі ұрықта аноксемия дамып, бала өлі туады немесе туғаннан кейін ілезде өліп қалады;

Бұндай жағдайларда артериалық қанда оксигемоглобиннің деңгейі қалыпты болуы мүмкін, ал көктамыр қанында ол көбейеді. Содан оттегінің мөлшері бойынша артериалық-веналық қанның айырмашылығы қатты азаяды.

Гемоглобиннің әсерсізденуі қанда метгемоглобин мен карбокси-гемоглобин т.б. гемоглобин түрлері артық құрылғанда байқалады.

Организмде метгемоглобин ұдайы құрылып тұрады. Бірақ оның мөлшері қалыпты гемоглобиннің 1%-нан аспайды. Метгемоглобиннің молекуласында темір иондары екі валенттіктен үш валенттік тотыққан түріне ауысып кетеді. Бұл кезде метгемоглобиннің молекуласы, оттегінің бос радикалы супероксиданион радикал мен сутегінің асқын тотығы әрекеттесуінен пайда болатын, гидроксил радикалымен (ОН^●) қатты байланысып қалады. Содан гемоглобин оттегіні тасымалдау қабілетінен айырылып, қанның оттегіге сыйымдылығы азаяды. Оған организм жасушаларындағы каталаза және глутатионның антиоксиданттық жүйелері қарсы тұрады.

Метгемоглобиннің деңгейі 15 г/л-ге дейін көбейіп кетуі гемдік гипоксия дамуына әкеледі. Оның түсі қою қоңыр болғандықтан қан мен тіндердің түсіде осындай болады.

Метгемоглобин құрылуының тым көбеюі:

● организмде антиоксиданттық жүйенің тұқым қуалайтын немесе жүре пайда болған жеткіліксіздігінен;

● метгемоглобиннің ыдыратылуы мен сыртқа шығарылуын қамтамасыз ететін физиологиялық тетіктерге тұрақты, дерттік өзгерістерге ұшыраған гемоглобин түрлерінің қанда болуынан;

● тотықсызданған гемоглобин молекуласында екі валентті темір иондарының басқа уытты заттардың әсерлерінен артық тотығып кетуінен – болады.

Туа біткен гемоглобинопатиялар кездерінде гем молекуласына жақын орналасқан глобин молекуласының аминқышқылдық құрамында өзгерістер байқалады. Осыдан бұндай өзгерген гемоглобин молекуласындағы темір иондарының тотығуы жиі метгемоглобин құрылуына әкеледі. Содан қанда метгемоглобин көбеюден қанның оттегіге сыйымдылығы азаяды.

Көптеген дәрі-дәрмектердің және уытты заттардың (нитриттер, нитраттар, анилин бояутектер, сульфаниламидтер, фенацетин, амидопирин т.б.) әсерлерінен қанда метгемоглобин мөлшері артып кетеді. Бұндай жағдайларға деген организмнің тұқым қуалаушылыққа бейімділігі болады.

Гемоглобиннің көміртегі тотығына (СО) байланысу қабілеті, оттегіге қарағанда, 300 есе жоғары болады. Гемоглобин көміртегі тотығымен байланысып, карбоксигемоглобин құрады, тіндерге оттегіні тасымалдай алмайды. Сонымен бірге, көміртегі тотығы организмге уытты әсер етіп, тіндерде тотығу-тотықсыздану ферменттерінің белсенділігін азайтады. Осылай гемдік гипоксия тіндік гипоксиямен ушығады.

Карбоксигемоглобин ашық қызыл түсті болғандықтан онымен уланған адамдардың терісі мен шырышты қабықтары да қызғылтым болады. Бұл кездерде артериалық және веналық қанның оттегіге сыйымдылығы төмендейді, онда оксигемоглобиннің деңгейі азаяды, газдық емес ацидоз дамиды.

Қанайналымдық (циркуляциялық) гипоксия тіндер арқылы қанның көлемдік ағу жылдамдығы баяулауынан дамиды. Ол жүрек ауруларында (жүрек қызметінің әлсіздігінен), сілейме (шок), коллапс, организмнің сусыздануы (гипогидратациясы) кездеріндегі айналымдағы қан көлемі азаюынан, тамыр ішінде шашыранды қан ұю-синдромы дамуынан көптеген ағза тіндерінде қанайналым бұзылыстарынан байқалады. Бұл кезде артериалық гипоксемия дамымайды, қанның оттегіге сыйымдылығы қалыпты мөлшерде немесе жоғары деңгейде болуы мүмкін. Өйткені жүрек қызметінің созылмалы жеткіліксіздігі кезінде ұзаққа созылған гипоксия бүйректің шумақ жанындағы жасушаларда эритропоетин өндірілуін арттырып, эритроцитоз дамуына әкеледі.

Егер қанайналымының бұзылыстары үлкен қан айналым шеңберінде болса, онда өкпеде қанның оттегіге қанығуы қалыпты деңгейде болуына қарамай, оттегінің тіндерге тасымалдануы бұзылады. Қан айналымының кіші айналым шеңберінде бұзылуы артериялық қанның оттегімен қанығуы бұзылуына әкеледі. Бұл жағдайда қанайналымдық гипоксия тыныстық гипоксиямен қабаттасады.

Сонымен бірге, циркуляциялық гипоксия майда тамырларда қан мен лимфаның ағуы, қылтамырлар мен жасуша мембраналары арқылы газдардың жайылып тарауы (диффузиясы) бұзылуына әкелетін микроциркуляция бұзылыстарында байқалады. Жергілікті ишемиядан дамитын гипоксия кезінде тіндер мен жасушаларда пайда болған артық сутегі иондары мен аденозинмонофосфат т.б. өнімдер қанмен тасымалданып сыртқа шығарылмайды. Осыдан олар, жергілікті жасушаларда жиналып қалады да, жасушаларды бос энергиямен қамтамасыз ететін анаэробтық гликолизді тежейді.

Қорыта келгенде бұл гипоксия кезінде артериялық қанның оттегіге сыйымдылығы және гемоглобиннің оттегіге қанығуы қалыпты деңгейде болады. Бірақ тіндер арқылы өтетін қылтамырларда қанның ағу жылдамдығының баяулауы нәтижесінде тіндер қандағы оттегін толығынан пайдаланып үлгереді. Содан веналық қанда оттегінің деңгейі қатты азаяды. Осыдан циркуляциялық гипоксия кезінде оттегінің мөлшері бойынша артериалық қан меи веналық қанның арасында айырмашылық көбейіп кетеді. Қалыпты жағдайда бұл айырмашылық 5 көл % мөлшерінде болады.

Ағзалар мен тіндерде қанның ағуы баяулағандықтан тіндер мен қылтамырларда СО₂ жиналып қалады. Бұл оксигемоглобиннің оттегіден ажырауын тездетеді де, оттегінің тіндерге ауысуын арттырады. Бірақ тіндерге ағып келетін қанның аздығынан және оның ағу жылдамдығы қатты баяулауынан, ағзалар мен тіндерге оттегінің тасымалдануы бұзылады да, гипоксия және метаболизмдік ацидоз дамиды.

Тіндік гипоксия мына жағдайларда байқалуы мүмкін:

● тотығу-тотықсыздану ферменттерінің азайып кетуінен немесе, жиі, олардың белсенділігі төмендеп кетуінен биологиялық тотығу үрдістеріне оттегі тіндермен пайдаланылмауынан;

● тіндерде қоректік заттардың тотығуы мен фосфорлану үрдістерінің бір-біріне ұласпауынан.