90. Етіологія і патогенез тканинної гіпоксії. Причини порушення утилізації кисню. Зміни газового складу та рН крові.

Тканинна гіпоксія — це кисневе голодування, що виникає в результаті порушення утилізації кисню клітинами.

В її основі лежать два типи порушень:

а) пригнічення біологічного окиснення;

б) роз'єднання окиснення й фосфорування

Тканинна гіпоксія є наслідком розладів у системі утилізації кисню. У цьому випадку порушується біологічне окиснення на фоні достатнього постачання тканинам кисню. Причинами тканинної гіпоксії є зниження кількості або активності дихальних ферментів, роз’єднання процесів окиснення і фосфорування.

Зниження синтезу дихальних ферментів буває при гіповітамінозах. З вітамінів особливо важливими в цьому плані є рибофлавін і нікотинова кислота.

Внаслідок роз’єднання процесів окиснення і фосфорилювання знижується ефективність біологічного окиснення, енергія розсіюється у вигляді вільної теплоти. У виникненні тканинної гіпоксії може мати значення активація перекисного вільнорадикального окиснення, при якому органічні речовини піддаються неферментативному окисненню молекулярним киснем.

Активація вільнорадикального окиснення, а отже, і тканинна гіпоксія спостерігаються при дії іонізуючого випромінювання, у разі дефіциту природних антиоксидантів.

Газовий склад крові в типових випадках тканинної гіпоксії характеризується нормальними параметрами кисню в артеріальній крові (РаО2, SaО2, VaО2), значним їх підвищенням у венозній крові і відповідному зменшенні артеріовенозної різниці за киснем.

91. Порушення в системах організму при гіпоксії. Компенсаторно-пристосувальні реакції, значення експресії hif-1 – генетично-запрограмованої відповіді на гіпоксію.

Порушення в органах і фізіологічних системах.

В умовах гіпоксії ушкодження окремих органів і систем залежить від їх порівняльної чутливості до гіпоксії, яка зумовлена

1) інтенсивністю обміну речовин, тобто потребою тканини в кисні;

2) потужністю гліколітичної системи, тобто здатністю виробляти енергію без участі кисню;

3) запасами енергії у вигляді макроергічних сполук;

4) потенційною можливістю генетичного апарату забезпечити пластичне закріплення гіперфункції.

З усіх цих точок зору в найнесприятливіших умовах перебуває нервова система. Порушення збудливості, провідності і скоротливості міокарду клінічно виявляються аритмією, причому скорочувальні елементи більш стійкі, ніж провідна система. Порушення легеневої вентиляції супроводжується порушенням ритму дихання, набуваючого характер періодичного дихання Чейна-Стокса.

Спостерігається пригнічення рухової функції травного каналу, зниження секреторної активності шлунка, кишок і підшлункової залози.

В печінці порушується система мікросомального окиснення, страждає детоксикація ендогенних метаболітів і ліків,гальмуються синтетичні процеси.

Початкова поліурія змінюється порушенням функції нирок і сечоутворення.

У тяжких випадках гіпоксії знижується температура тіла внаслідок зниження обміну речовин і порушення терморегуляції.

У корі надниркових залоз первинна активізація змінюється виснадженням. Знижується імунітет, порушується система гемостазу

Всі захисно-компенсаторні реакції, що виникають при гіпоксії можна поділити на такі групи:

I. Захисно-компенсаторні реакції організму, спрямовані на збільшення доставки кисню тканинам.

1. Реакції зовнішнього дихання.

Спрямовані на збільшення р02 артеріальної крові, тому можуть бути ефективними тільки при гіпоксичній і дихальній гіпоксії.

Вони виявляють себе:

а) збільшенням глибини дихання;

б) збільшенням частоти дихання;

в) мобілізацією резервних альвеол.

Комплекс зазначених змін отримав назву гіпервенпгиляції.

2. Реакції системи кровообігу.

Спрямовані на збільшення кровопостачання тканин і є ефективними при всіх видах гіпоксії, крім тканинної. До цих реакцій відносять:

а) збільшення хвилинного об'єму крові за рахунок збільшення сили й частоти серцевих скорочень;

б) підвищення артеріального тиску;

в) перерозподіл течії крові - зменшення кровообігу в шкірі, скелетних м'язах, органах черевної порожнини і збільшення — у серці й головному мозку.

3. Реакції системи крові.

Спрямовані на збільшення кисневої ємності крові і виявляють себе збільшенням кількості еритроцитів та концентрації гемоглобіну в периферичній крові.

Це досягається за рахунок: а) виходу додаткової кількості еритроцитів з депо;

б) активації еритропоезу (при гіпоксії посилюється утворення ниркових еритропоетинів). Крім того, захисне значення має зміщення кривої дисоціації оксигемоглобіну вправо — ефект Бора.

II. Місцеві (тканинні) реакції, спрямовані на поліпшення забезпечення клітин киснем.

1. Посилення місцевого кровообігу — артеріальна гіперемія. Розвивається як наслідок безпосереднього впливу зменшення р02 на гладкі м'язи судин і дії на судини вазо-активних метаболітів (аденозину, молочної кислоти, іонів калію й водню та ін.) 2. Збільшення кількості капілярів, що функціонують. У результаті зменшується відстань дифузії кисню і збільшується загальна площа дифузійної поверхні. 3. Підвищення вмісту в клітинах міоглобіну, який у м'язах є внутрішньоклітинним депо кисню.

III. Реакції в системах утилізації кисню

1. Зниження функціональної активності клітин, унаслідок чого зменшується їхня потреба в кисні.

2. Збільшення кількості дихальних ферментів і мітохондрій у клітинах.

3. Збільшення спорідненості цитохромоксидази з киснем.

4. Підвищення ступеня спряженості окиснення й фосфорування до максимально можливої величини, що дорівнює 3.

5. Активація гліколізу.

Значення експресії HIF

Каскад сигналізації HIF опосередковує вплив гіпоксії, стану низької концентрації кисню, що впливає на клітину. Гіпоксія часто перешкоджає диференціювання клітин. Проте гіпоксія сприяє утворенню кровоносних судин і має важливе значення для формування судинної системи у ембріонів і злоякісних пухлин. Гіпоксія в ранах також сприяє міграції кератиноцитів і відновленню епітелію.

В цілому, клас HIFs має життєво важливе значення для розвитку. У ссавців видалення генів HIF-1 викликає перинатальну смерть.

Було показано, що HIF-1 має життєво важливе значення для виживання

хондроцитів, дозволяючи клітинам адаптуватися до умов з низьким вмістом кисню при ендохондріальній осифікації кісток. HIF відіграє центральну роль в регуляції метаболізму людини.