13090
.pdfрт.ст.; 3) уменьшением насыщения артериальной крови до 60-50 % и ниже.
При этом резко нарушается сердечная деятельность, дыхание замедляется, становится агональным (апнейзис, или гаспинг) и, наконец, полностью исчезает. Наступает клиническая, а если не оказать своевременную помощь, то и необратимая биологическая смерть.
5. ХАРАКТЕРИСТИКА ЭНДОГЕННЫХ (РЕСПИРАТОРНОГО, ЦИРКУЛЯТОРНОГО, КРОВЯНОГО, ТКАНЕВОГО) ТИПОВ ГИПОКСИИ
5.1. Респираторный тип гипоксии
Респираторная гипоксия (дыхательный тип гипоксии) развивается на фоне нарушения основных процессов внешнего дыхания (вен-
тиляции, диффузии и перфузии). Может иметь различное (деструктивное, воспалительное, дистрофическое, опухолевое) происхождение.
Возникает преимущественно в результате расстройств: 1) центральных и периферических механизмов регуляции внешнего дыхания; 2) строения костно-хрящевого аппарата грудной клетки; 3) функций дыхательных мышц (межреберных, диафрагмы и вспомогательных); 4) проходимости верхних и нижних дыхательных путей (их сужении); 5) эластичности ткани легких (уменьшение их дыхательной поверхности); 6) изменения толщины и плотности альвео- лярно-капиллярной диффузионной мембраны; 7) состояния кровотока в обменных и шунтирующих микрососудах легочного круга в виде ишемии или застоя; 8) герметичности плевральной полости и т.д.
Респираторная гипоксия характеризуется резко выраженной активизацией компенсаторно-приспособительных механизмов со стороны различных систем (сердечно-сосудистой, метаболической, крови).
Данная гипоксия приводит к развитию следующих патологических изменений:
1)уменьшению оксигенации крови (гипоксемии);
2)снижению доставки кислорода в связанном с гемоглобином и растворенном в плазме крови состоянии;
3)падению напряжения кислорода в тканях;
160
4)уменьшению процессов окислительного фосфорилирования в тканях с нарушением образования макроэргов;
5)активированию анаэробных процессов (с накоплением недоокисленных метаболитов);
6)нарушению метаболизма, структуры и функций различных клеток, тканей, органов и всего организма.
5.2. Циркуляторный тип гипоксии
Циркуляторный тип кислородного голодания может возникать не только при абсолютной, но и при относительной недостаточности кровоснабжения органов как большого, так и малого круга. При относительной недостаточности кровообращения потребности тканей в кислороде всегда превышают его доставку к ним.
Циркуляторная гипоксия развивается в результате расстройств деятельности сердца (как левого, так и правого его отделов), кровеносных сосудов (артерий, вен, капилляров), лимфатических сосудов (особенно их лимфангионов), уменьшения объема циркулирующей крови (ОЦК) либо различных их сочетаний.
При расстройствах кровообращения в сосудах большого круга рО2 артериальной крови обычно нормальное, но доставка кислорода к тканям снижена. При расстройствах кровообращения в сосудах малого круга главным образом снижается оксигенация крови. Этот тип гипоксии развивается вследствие не только системных, но и региональных (местных) нарушений кровообращения.
Циркуляторная гипоксия может возникать в результате развития либо ишемии, либо венозной гиперемии, либо стаза (ишемического, венозного или капиллярного). При таком типе гипоксии как рО2 в легких, так и насыщение гемоглобина кислородом в крови капилляров и вен легкого соответствует нормальным значениям.
При циркуляторной гипоксии, так же, как и при дыхательной гипоксии, отмечают интенсивное (хотя и менее выраженное) включение компенсаторно-приспособительных механизмов, ответствен-
ных за улучшение обеспечения тканей кислородом. В частности, активизируются дыхание, сердечная деятельность, происходит выброс крови из депо.
На фоне снижения рО2 в артериальной крови отмечают увеличение диссоциации HbО2 (в результате нарастания времени контакта HbO2 с клеточно-тканевыми структурами и повышения утилизации
161
последними кислорода). В итоге увеличивается артериовенозная разница по кислороду и снижается рО2 в венозной крови. При этом общая доставка кислорода к тканям снижается, и они испытывают ту или иную степень кислородного голодания.
В динамике нарастающей циркуляторной гипоксии сначала развивается компенсированная, затем субкомпенсированная и, наконец, некомпенсированная ее форма.
5.3. Кровяной тип гипоксии
Кровяной (гемический) тип гипоксии возникает из-за уменьшения кислородной емкости крови, обусловленного снижением количества эритроцитов и функционально активного гемоглобина крови. В нор-
ме гемоглобин, находящийся в 100 мл крови, связывает около 20,1 мл
кислорода (О2).
Основными причинами уменьшения кислородной емкости крови могут быть:
1)острая или хроническая кровопотеря (вызываемая повреждением стенок кровеносных сосудов);
2)разрушение эритроцитов крови (возникающее под влиянием температурных, токсических, осмотических, гемолитических повреждающих агентов);
3)деструкция или инактивация гемоглобина под действием различных патогенных факторов (обычно при контакте с различными активными токсическими химическими веществами и соединениями);
4)угнетение эритропоэза (обусловленное действием гемопоэтических ядов, повреждением, вплоть до разрушения красного кровяного ростка, дефицитом субстратов, витаминов, особенно ви-
тамина В12, В6, В1, фолиевой и аскорбиновой кислот, а также недостатком эритропоэтинов и избытком эритрогенинов).
Так, при отравлениях различными сильными окислителями и восстановителями, в частности нитратами и нитритами, образуется метгемоглобин, трехвалентное железо которого не способно присоединять и переносить к тканям О2.
В патогенезе гипоксических состояний большое значение имеет накопление в организме (в том числе в мозге) оксида азота (NO), ионов NO2 и NO3. NO образуется в результате восстановления в крови и тканях NO2 в NO (происходящего с участием НАДФ, НАДФН, фла-
162
вопротеидов, цитохромоксидазы, цитохрома Р-450 и дезоксигемоглобина). В крови увеличивается содержание комплексов HbNO, HbNO2 и HbNO3. NO2 образуется в результате окисления NO. Накопление в крови и тканях NO, NO2 и NO3, которые являются свободнорадикальными соединениями, сопровождается повреждением белков, ненасыщенных жирных кислот, снижением активности многих ферментов, разобщением окислительного фосфорилирования, уменьшением количества тканевых и кровяных макрофагов, нарушением целостности клеточных мембран и органелл, а также окислением гемоглобина.
Гемическая гипоксия может развиваться и в результате действия на организм соединений, содержащих группы NO2.
При отравлении организма оксидом углерода (СО, угарный газ), возникающем при концентрации его в воздухе 0,1 % и более, образуется прочное соединение – карбоксигемоглобин. Известно, что сродство гемоглобина к СО примерно в 300 раз выше, чем к О2.
При избытке СО2 во вдыхаемом воздухе или крови образуется довольно прочное соединение – карбгемоглобин, который приводит к развитию гемической гипоксии.
Возможны и наследственно обусловленные дефекты строения гемоглобина, например, образование НbS, способность которого связывать и переносить с кровью кислород мала. Последнее также способствует развитию гемической гипоксии.
Кровяной тип гипоксии, в отличие от дыхательного и циркуляторного, характеризуется незначительной (слабо выраженной) активизацией компенсаторно-приспособительных механизмов. Такая гипоксия протекает относительно бессимптомно, так как количество доставляемого легкими в кровь О2 в целом нормальное, следовательно, в крови присутствует и нормальное количество физически растворенного кислорода.
5.4. Тканевой тип гипоксии
Тканевую гипоксию делят на первичную (цитотоксическую) и вторичную (как следствие гипоксической, респираторной, циркуляторной и / или гемической гипоксии).
Первичная тканевая гипоксия развивается в результате первичного повреждения аппарата клеточного дыхания на субклеточном (митохондрии), молекулярном (ферменты) уровне. В частности, она возникает при отравлении организма цианидами, спиртами, уретаном и
163
различными лекарственными веществами, а также при дефиците витаминов, особенно рибофлавина (витамина В2) и никотиновой кислоты (витамина РР). При этом происходит инактивация или снижение синтеза дыхательных ферментов (дегидрогеназ, цитохромоксидазы, цитохрома С и др.), коферментов, повреждение системы НАД-НАДФ, образуется избыток НАДН (восстановленного НАД) и т.д. В результате развивающейся биоэнергетической и метаболической гипоксии уменьшается образование и использование макроэргов (АТФ и др.), накапливаются АДФ, АМФ, цАМФ, активизируется анаэробный гликолиз (сопровождающийся накоплением недоокисленных продуктов, приводящих к развитию ацидоза). Недоокисленные метаболиты вместе с образующимися и накапливающимися свободными радикалами и перекисями (особенно перекисями липидов) вызывают активизацию фосфолипаз, повреждение мембран клеток и органелл (особенно митохондрий и лизосом). Многообразные структурные, метаболические и функциональные расстройства нарастают при угнетении антиоксидантных систем (СОД, каталазы, пероксидазы, глутатионовой системы и др.).
При первичной (цитотоксической) гипоксии напряжение кислорода в артериальной крови и тканях соответствует нормальным значениям, в венозной – возрастает. Уменьшается артерио-венозная разность по кислороду. Это связано с существенным снижением потребления О2 тканями, а также падением образования в них макроэргов.
Вторичная тканевая гипоксия возникает, когда потребление О2 тканями (и потребность их в О2) превышает способность дыхательной, сердечно-сосудистой системы и системы крови обеспечивать их адекватным количеством кислорода.
Такой вид гипоксии характеризуется снижением: 1) напряжения кислорода в тканях; 2) активности дыхательных ферментов; 3) антиокислительных процессов в тканях; 4) синтеза макроэргических соединений; 5) функциональной активности клеточно-тканевых структур.
При вторичной тканевой гипоксии напряжение кислорода как в крови, так и в тканях снижено (ниже критического уровня) и также уменьшено образование в тканях макроэргов. В механизме снижения синтеза АТФ в тканях при вторичной гипоксии важное место занимает дефицит АДФ, КРФ и неорганического фосфора, а также цитохрома С. Критический уровень потребления кислорода при вторичной
164
тканевой гипоксии соответствует его напряжению в артериальной крови, равному 50 мм рт.ст.
6. ХАРАКТЕРИСТИКА ГИПЕРМЕТАБОЛИЧЕСКОЙ ГИПОКСИИ, ИЛИ ГИПОКСИИ НАГРУЗКИ
Гиперметаболическая гипоксия возникает при неадекватности доставки кислорода тканям организма при резко возросшем потреб-
лении его последними. Это происходит при значительном усилении функций различных тканей, особенно мышечной, повышении их потребностей в кислороде и неспособности организма адекватно увеличить к ним приток крови, богатой кислородом. При гипоксии нагрузки скорость доставки кислорода к тканям отстает от скорости его потребления последними, что проявляется снижением запасов кислорода и макроэргов в гиперфункционирующих клеточно-тканевых структурах организма.
Усиленно работающие ткани, особенно мышечная, потребляют из притекающей к ним крови большое количество кислорода, что сопровождается временным снижением насыщения кислородом венозной крови (т.е. проявляется развитием венозной гипоксемии). Это характерно для первой (скрытой, латентной) степени гипоксии нагрузки.
В дальнейшем в результате активизации компенсаторноприспособительных реакций и механизмов в организме отмечают усиление доставки кислорода к тканям, соответствующее их кисло-
родным запросам. Это характерно для второй (компенсированной)
степени гипоксии нагрузки. Отмечают ослабление венозной гипоксемии и тканевой гипоксии. Компенсаторно-приспособительные изменения проявляются высокой эффективностью и экономичностью (увеличение легочной вентиляции, МОД, кислородного эффекта каждого дыхательного цикла, МОК, артерио-венозной разницы по кислороду, кислородного пульса, перераспределение кровотока в пользу усиленно работающих мышц и т.д.). Все эти изменения способствуют поддержанию достаточного для работы мышечных тканей рО2, превышающего критический его уровень, что обеспечено существенно возрастающей скоростью поэтапной доставки кислорода к работающим тканям. Дефицит АТФ и КРФ в тканях уменьшается.
При дальнейшем увеличении мышечной нагрузки скорость поэтапной доставки кислорода снижается, потребность организма в ки-
165
слороде растет. Развивается третья (субкомпенсированная) степень гипоксии нагрузки. Энергия дополнительно получается за счет активизации анаэробного гликолиза. Нарушается кровоток в легких (усиливается активность шунтирования крови). Развивается артериальная гипоксемия. В крови накапливаются недоокисленные метаболиты. Ослабляются компенсаторные механизмы (отсутствует увеличение ДО, кислородного эффекта дыхательного цикла, УО и нарастает ЧСС и т.д.). Усиливается несоответствие между уменьшающейся доставкой кислорода к тканям и сначала усиливающейся, а затем снижающейся утилизацией его последними. Гипоксия нарастает. Увеличивается дефицит макроэргов.
При интенсивной, продолжительной или нарастающей физической нагрузке происходит прогрессирование гипоксии. Развивается четвертая (декомпенсированная) степень гипоксии. Организм ока-
зывается неспособным обеспечить соответствие снижающейся поэтапно доставки кислорода возрастающему запросу работающих тканей в кислороде. ДО, МОД, УО, МОК, кислородный эффект каждого дыхательного и сердечного цикла еще больше уменьшаются, а количество дыхательных движений и сердечных сокращений максимально увеличивается. Кислород расходуется неэффективно и неэкономично. В организме растет кислородный долг, дефицит макроэргов, прогрессивно накапливаются недоокисленные продукты. На фоне усиления тканевой гипоксии нарастает дефицит макроэргов и повреждаются и даже погибают мембраны, органеллы и целые клетки различных тканей и органов. Организм оказывается неспособным не только продолжить работу, но и восстановить поврежденные клеточно-тканевые структуры. Без оказания медицинской помощи человек может погибнуть.
7. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОФИЛАКТИКИ ГИПОКСИИ
Профилактика гипоксии и ее отрицательных последствий не только возможна, но целесообразна и достаточно эффективна. В этих целях можно искусственно, в течение длительного времени, вызывать многократную, прерывистую, ступенчатую гипоксическую гипоксию в нормобарических и гипобарических условиях.
Проводя тренировки в условиях гипоксической гипоксии, вызываемой вдыханием воздуха с постепенным снижением в нем парциального давления кислорода, можно повысить устойчивость организ-
166
ма к действию разнообразных (механических, термических, химических, биологических) повреждающих факторов, в частности, к действию травматических (в т.ч. операционных), токсических (в т.ч. ядов), инфекционных (в т.ч. вирусов, бактерий, грибов) и других патогенных факторов.
Вэкспериментах на разных видах животных показано, что после многократных тренировок к недостатку кислорода во вдыхаемом воздухе, физическим (мышечным), особенно нарастающим, нагрузкам, артериальной гипотензии, вызываемой дробными кровопусканиями, повышается резистентность организма к различным видам патологии,
втом числе к умеренной и даже тяжелой гипоксии экзогенного и эндогенного происхождения.
Вцелях профилактики различных видов (в том числе и гипокси-
ческой) гипоксии можно использовать различные группы лекарственных препаратов: фитоадаптогены растений семейств аралиевых (элеутерококк, левзея, женьшень и др.), толокнянковых (родиола розовая и др.), антигипоксанты (гутимин, олифен и др.), актопротекторы (этилтиобензимидазола гибробромид и др.), антиоксиданты (витамины А, Е, С, препараты селена).
8.ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ТЕРАПИИ ГИПОКСИИ
8.1. Этиотропная терапия
Включает пути, мероприятия, способы и средства, направленные на ликвидацию или ослабление действия на организм причинных факторов и неблагоприятных условий. Особенности и эффективность этиотропного лечения зависят от типа, вида и стадии гипоксии.
При экзогенной гипоксии необходимо как можно быстрее и эффективнее нормализовать барометрическое давление (путем ликвидации или ослабления вызвавших его нарушения причин) и рО2 во вдыхаемом воздухе (путем добавления к нему необходимого количе-
ства О2).
При эндогенной гипоксии, с одной стороны, устраняют или ослабляют причины, вызвавшие развитие соответствующих заболеваний или патологических процессов, с другой стороны, оптимизируют (адекватно потребностям организма) деятельность газотранспортных систем организма, а также процессы утилизации О2 его тканями. Причем для более быстрого устранения гипоксии и более эффектив-
167
ного насыщения крови и тканей кислородом используют метод гипероксигенации всего организма или его отдельных частей (например, конечностей). Гипероксигенацию проводят в условиях и нормобарии, и гипербарии (дают кислород при нормальном или повышенном барометрическом давлении). При этом важно учитывать возможность оказания на организм токсического действия избытка О2, проявляющегося преимущественно повреждением и перевозбуждением структур ЦНС, гиповентиляцией альвеол (из-за развития ателектаза и отека легких), развитием полиорганной недостаточности. При выявлении токсического действия О2 устраняют гипероксигенацию путем перевода больного (пострадавшего) на дыхание воздухом с нормальным рО2.
8.2. Патогенетическая терапия
Направлена на устранение или существенное ослабление основного, ведущих и второстепенных звеньев патогенеза гипоксии. Для этих целей используют следующие мероприятия, способы и средства.
Улучшение функционирования систем транспорта кислорода к тканям путем:
1)активизации деятельности сердечно-сосудистого и дыхательного центров, систем внешнего дыхания и системного, регионарного и микроциркуляторного кровообращения, что достигается добавлением к вдыхаемому воздуху СО2 (до 3-9 %);
2)путем улучшения доставки кислорода, субстратов и регуляторных веществ к органам (особенно к мозгу и сердцу);
3)восстановления количества эритроцитов, гемоглобина, ОЦК;
4)улучшения реологических свойств крови;
5)активизации процесса диссоциации НbО2 и др.
Улучшение функционирования систем удаления от тканей и органов недоокисленных продуктов метаболизма посредством восста-
новления нарушенного кровообращения (улучшения венозного оттока от тканей, а значит и удаления от них продуктов метаболизма (особенно недоокисленных веществ и соединений). Это также достигается добавлением к вдыхаемому воздуху повышенных количеств
СО2 (до 3-9 %).
Повышение адаптации и устойчивости тканей к гипоксии путем:
168
1)снижения общего уровня жизнедеятельности (в том числе расхода энергии), достигаемого: 1) активизацией процессов внутреннего торможения; 2) уменьшением процессов возбуждения нервной системы; 3) ослаблением избыточной активности эндокринной системы, особенно таких ее компонентов, как ГГТС,
ГГГС и ГГАС;
2)стабилизации клеточных и субклеточных мембран и снижения степени их повреждения;
3)ликвидации или ослабления дисбаланса ионов и воды в клеточ- но-тканевых структурах организма;
4)устранения имеющихся различных видов ферментопатий;
5)специфического вмешательства в процессы биологического окисления в клетках посредством применения лекарственных средств следующих различных механизмов действия, в частности призванных:
•повысить устойчивость «узких мест» цикла Кребса;
•ослабить или предотвратить патологическое влияние недостатка кислорода на дыхательные ферменты;
•разгрузить дыхательную цепь и НАД-зависимые дегидрогеназы цитоплазмы с помощью искусственных переносчиков электронов;
•ослабить повышенное образование перекисей и свободных радикалов в клетках;
•повысить сопряжение окисления фосфорилирования в органеллах (путем применения ферментов и субстратов Р-450, коферментов – витаминов В, Е, С и др.);
•обеспечить стимуляцию анаэробного образования макроэргов (путем активизации гликонеогенеза и гликолиза);
•активизировать выведение из организма метаболитов, особенно недоокисленных;
•ускорить отведение продуктов анаэробного обмена из обратимых реакций и т.д.;
•нормализовать рН внутренней среды (путем ликвидации или
снижения ацидоза).
Ведущее положение среди лекарственных средств, нормализующих расстройства биологического окисления в клетках занимают следующие.
Антигипоксанты (гутимин, олифен, амтизол, этимизол, полуальдегид янтарной кислоты, тримин, фитоадаптогены и др.), повышаю-
169