Этиология и патогенез основных видов гипоксии. Экстренные и долговременные адаптивные реакции при гипоксии, их механизмы.

К экзогенным типам гипоксии относят нормо- и гипобарическую гипоксию. Причина их развития: уменьшение парциального давления кислорода (р0₂) в воздухе, поступающем в организм.

• При нормальном барометрическом давлении говорят о нормобарической экзогенной гипоксии.

• При снижении барометрического давления экзогенную гипоксию называ­ют гипобарической.

Причинынормобарической экзогенной гипоксии: ограничение поступления в организм кислорода с воздухом при нормальном барометрическом давлении. Причиныгипобарической экзогенной гипоксии: снижение барометрическо­го давления при подъёме на высоту (более 3 000—3 500 м, где р0₂ воздуха снижено примерно до 100 мм рт.ст.) или в барокамере. В этих условиях возможно развитие либо горной, либо высотной, либо декомпрессионной болезни.

• Горная болезньнаблюдается при подъёме в горы, где организм подвергает­ся воздействию не только пониженного содержания кислорода в воздухе и пониженного барометрического давления, но также более или менее выра­женной физической нагрузки, охлаждения, повышенной инсоляции и дру­гих факторов средне- и высокогорья.

• Высотная болезньразвивается у людей, поднятых на большую высоту в открытых летательных аппаратах, на креслах-подъёмниках, а также при снижении давления в барокамере. В этих случаях на организм действуют в основном сниженные р0₂ во вдыхаемом воздухе и барометрическое давление.

• Декомпрессионная болезньнаблюдается при резком снижении барометри­ческого давления (например, в результате разгерметизации летательных аппаратов на высоте более 10 000 —11 000 м). При этом формируется опас­ное для жизни состояние, отличающееся от горной и высотной болезни острым или даже молниеносным течением.

Патогенез экзогенных гипоксии

К основным звеньям патогенеза экзогенной гипоксии (независимо от её при­чины) относятся артериальная гипоксемия, гипокапния, газовый алкалоз, сме­няющийся ацидозом; артериальная гипотензия, сочетающаяся с гипоперфузи-ей органов и тканей.

• Снижение напряжения кислорода в плазме артериальной крови (арте­риальная гипоксемия) — инициальное и главное звено экзогенной ги­поксии. Гипоксемия ведёт к уменьшению насыщения кислородом НЬ, общего содержания кислорода в крови и как следствие — к нарушени­ям газообмена и метаболизма в тканях.

• Снижение напряжения в крови углекислого газа (гипокапния). Она воз­никает в результате компенсаторной гипервентиляции лёгких (в связи с гипоксемией).

• Газовый алкалоз является результатом гипокапнии.

• Снижение системного АД (артериальная гипотензия), сочетающееся с гипоперфузией тканей, в значительной мере является следствием гипо­капнии. С0₂ относится к числу основных факторов регуляции тонуса сосудов мозга. Значительное снижение Р_аС0₂ является сигналом к су­жению просвета артериол мозга, сердца и уменьшения их кровоснабже­ния. Эти изменения служат причиной существенных расстройств жиз­недеятельности организма, включая развитие обморока и коронарной недостаточности (проявляющейся стенокардией, а иногда — инфарк­том миокарда).

• Параллельно с указанными отклонениями выявляются нарушения ионного баланса как в клетках, так и в биологических жидкостях: межклеточной, плазме крови (гипернатриемия, гипокалиемия и гипокальциемия), лимфе, ликворе. Описанные выше отклонения могут быть уменьшены или устра­нены путём добавления к вдыхаемому воздуху необходимого (расчётного) количества углекислого газа.

Эндогенные гипоксические состояния в большинстве случаев являются резуль­татом патологических процессов и болезней, приводящих к недостаточному транспорту к органам кислорода, субстратов обмена веществ и/или использо­вания их тканями. Гипоксия различной выраженности и длительности может также развиться в результате резкого увеличения потребности организма в энер­гии в связи со значительно возросшими нагрузками. При этом даже максимальная активация кислородтранспортных и энергопродуцирующих систем не способна ликвиди­ровать энергодефицита (перегрузочная гипоксия).

Дыхательная гипоксия. Причина— недостаточность газообме­на в лёгких — дыхательная недостаточность.

Развитие ДН может быть обусловлено альвеолярной гиповентиляцией, сниженной перфузией кровью лёгких, нарушением диффу­зии кислорода через аэрогематический барьер, диссоциацией вентиляционно-перфузионного соотношения. Независимо от происхождения дыхательной ги­поксии инициальным патогенетическим звеном является артериальная гипоксемия, обычно сочетающаяся с гиперкапнией и ацидозом. При этомуменьшается минутный объем вентиляции, снижается парциальное давление O₂ в альвеолярном воздухе и напряжение O₂ в крови и к гипоксии присоединяется гиперкапния.

Циркуляторная гипоксия (сердечно-сосудистый тип) возникает при нарушениях кровообращения, приводящих к недостаточному кровоснабжению органов и тканей при массивной кровопотере, обезвоживании организма, падении сердечно-сосудистой деятельности. Циркуляторная гипоксия сосудистого происхождения развивается при чрезмерном увеличении емкости сосудистого русла вследствие рефлекторных и центрогенных нарушений вазомоторной регуляции недостаточности глюкокортикоидов, при повышении вязкости крови и наличии других факторов, препятствующих нормальному продвижению крови через капиллярную сеть. Для газового состава крови характерно нормальное напряжение и содержание O₂ в артериальной крови, снижение их в венозной и высокая артерио-венозная разница по O₂.

Кровяная гипоксия (гемический тип) возникает как следствие уменьшения кислородной емкости крови при анемиях, гидремии и нарушении способности Hb связывать, транспортировать и отдавать тканям O₂, при отравлении CO, при образовании метгемоглобина (MetHb) и некоторых аномалиях Hb. Для гемической гипоксии характерно сочетание нормального напряжения O₂ в артериальной крови с пониженным его содержанием в тяжелых случаях до 4-5 об%. При образовании карбоксигемоглобин (COHb) и MetHb насыщение оставшегося Hb и диссоциация оксиHb в тканях могут быть затруднены и поэтому напряжение O₂ в тканях и венозной крови оказывается значительно пониженным при одновременном уменьшении артерио-венозной разницы содержания кислорода.

Тканевая гипоксия (гистотоксическая) возникает вследствие нарушения способности тканей поглощать O₂ из крови или в связи с уменьшением эффективности биологического окисления из-за резкого уменьшения сопряжения окисления и фосфорилирования из-за угнетения биологического окисления различными ингибиторами, нарушения синтеза ферментов или повреждения мембранных структур клетки, например, отравление цианидами, тяжелыми металлами, барбитуратами. При этом напряжение, насыщение и содержание O₂ в артериальной крови может до определенного момента быть нормальными, а в венозной крови значительно превышают нормальные величины. Уменьшение артерио-венозной разницы по O₂ характерно для нарушения тканевого дыхания.

Субстратный тип гипоксии. Причина:дефицит в клетках субстратов биологического окисления. В клини­ческой практике речь чаще всего идёт о глюкозе. При этом доставка к клеткам кислорода существенно не нарушена. Патогенезсубстратной гипоксии заключается в прогрессирующем торможении биологического окисления. В связи с этим в клетках быстро снижаются уро­вень АТФ и креатинфосфата, величина МП. Изменяются и другие электрофи­зиологические показатели, нарушаются различные пути метаболизма и плас­тические процессы.

Перегрузочный тип гипоксии. Причинаперегрузочной гипоксии: значительное и/или длительное увеличение функции тканей, органов или их систем. При этом интенсификация доставки к ним кислорода и субстратов метаболизма, обмена веществ, реакций сопря­жения окисления и фосфорилирования не способны устранить дефицит мак-роэргических соединений, развившийся в результате гиперфункции клетки. Наиболее часто речь идёт о ситуациях, вызывающих повышенное и/или про­должительное функционирование скелетных мышц и миокарда.

Патогенез.Чрезмерная по уровню и/или длительности нагрузка на мышцу (ске­летную или сердца) обусловливает:

• Относительную (по сравнению с требуемым при данном уровне функции) недостаточность кровоснабжения мышцы.

• Дефицит кислорода в миоцитах. Последний вызывает недостаточность про­цессов биологического окисления в них.

Условно адаптивные реакции подразделены на две группы: экстренной адапта­ции и долговременной адаптации.

Экстренная адаптация. Механизмы