Гипоксия как патологический процесс

1. Активация гипоталамо-гипофизарной системы и коры надпочечников;

2. Увеличение мощности систем захвата и транспорта кислорода:

а) гипертрофия и гиперплазия нейронов дыхательного центра, улучшающая регуляцию систем обеспечения кислородом;

б) гипертрофия легких, увеличение их дыхательной поверхности, увеличение мощности дыхательной мускулатуры, гиперфункция легких;

в) гипертрофия сердца, увеличение сократительной способности миокарда, возрастание мощности систем энергообеспечения сердца, гиперфункция сердца;

г) полицитемия, увеличение кислородной емкости крови, образование новых капилляров в мозге и сердце;

д) аэробная трансформация клеток - закрепленная клеточной наследственностью, повышенная способность к поглощению кислорода, основанная на увеличении числа митохондрий на одну клетку, увеличении активной поверхности каждой митохондрии, увеличении химического сродства митохондрий к кислороду, увеличение транспорта кислорода из крови в клетки (эпигеномная изменчивость соматических клеток);

е) увеличение активности антиоксидантной к дезоксидационной систем;

Эти механизмы обеспечивают достаточное поступление кислорода в организм, несмотря на его дефицит во внешней среде, и снабжение тканей кислородом.

Таблица 2. Основные сдвиги физиологических показателей у человека при развитии хронической гипоборической гипоксии

Адаптация считается полной, если щелочной резерв уменьшается до такой величины, что рН крови устанавливается в пределах нормы. Если тренирующее гипоксическое воздействие прекращается (сразу или постепенно), адаптация к нему утрачивается, развивается дезадаптация. При этом происходит "обратное развитие" тех структурных изменений, которые обеспечивали повышенную устойчивость организма (уменьшение до нормы числа гиперплазированных внутриклеточных структур, гипертрофированные мышцы приобретают обычные размеры и др.). В случае длительного продолжающегося и нарастающего действия гипоксического фактора происходит постепенное истощение адаптационных возможностей организма, может наступить "срыв" долговременной адаптации (дезадаптации) и явление декомпенсации, которая сопровождается нарастанием деструктивных изменений органов и рядом функциональных нарушений (четвертая стадия, которая может проявляться синдромом хронической горной болезни).

Установлено, что в основе увеличения мощности транспортных систем и систем утилизации кислорода при адаптации к гипоксии лежит активация синтеза нуклеиновых кислот и белка. Возникающее при срочной адаптации увеличение функции приводит к внутриклеточной активации синтеза нуклеиновых кислот и белка, в клетке увеличивается скорость транскрипции РНК на структурных генах ДНК в ядре. Это вызывает увеличение синтеза специфических белков в рибосомах, а в дальнейшем гиперплазию или гипертрофию клетки. Сигнал для этой активации - определенная степень дефицита макроэргов и соответствующее увеличение потенциала фосфорилирования.

Введение животным факторов, угнетающих синтез нуклеиновых кислот и белка, например, актиномицина Д, устраняет эту активацию и делает невозможным развитие адаптационного процесса. Введение Ко-факторов синтеза, предшественников нуклеиновых кислот, адаптогенов, ускоряет развитие адаптации.

В последнее время установлено, что изолированные органы и клеточные структуры (ядра, митохондрии и др.), взятые у адаптированных к гипоксии животных обладают сами по себе высокой устойчивостью к гипоксии - «феномен адаптационной стабилизации структур» (ФАСС). В молекулярном механизме этого феномена важную роль играет увеличение экспрессии отдельных генов и, как следствие, накопление в клетках стресс-белков, предотвращающих денатурацию белков, защищающих клеточные структуры от повреждения.

Долговременная адаптация не возникает, если в организме имеются дефекты систем, обеспечивающих приспособление к гипоксии. В этом случае тренировки гипоксическим воздействиям выявляют недостаточность определенной системы, имеющиеся нарушения усугубляются, что может быть опасно для организма.

Устойчивость гипоксии зависит:

1) от возраста: чем моложе организм, тем легче переносится гипоксия. Крысенок в возрасте 12-15 часов живет без доступа воздуха 30 мин; 6-дневный - 15 минут, 20-дневный - 2 минуты; взрослый человек 3-6 минут, новорожденный ребенок 10-20 минут.

По устойчивости гипоксии различают следующие периода в жизни человека:

- период наибольшей устойчивости и наименьшей чувствительности - у новорожденных и в ближайшие дни после рождения;

- период высокой устойчивости и умеренной чувствительности - у лиц зрелого возраста;

- период низкой устойчивости и высокой чувствительности - в детском, юношеском, пожилом и старческом возрастах.

2) Наследственных особенностей. Устойчивость к гипоксии наследственно детерминирована.

3) Состояния ЦДС, гипофиза, коры надпочечников. В наркозе, гипотермии, зимней спячке - устойчивость к гипоксии повышена, чувствительность - понижена. У животных с различными типологическими особенностями высшей нервной деятельности кислородное голодание протекает неодинаково. Искусственно изменяя функциональное состояние нервной и эндокринной систем в эксперименте можно направлять, определять характер течения процесса и его исход. При этой возможно как утяжелять, так и облегчать течение кислородного голодания.

3.1 Защитные эффекты адаптации к гипоксии

Развивающиеся при адаптации к гипоксии увеличение мощности систем транспорта кислорода и ресинтеза АТФ - повышает способность людей и животных адаптироваться к другим факторам окружающей среды, например, к физическим нагрузкам. У адаптированных к гипоксии животных установлено увеличение степени сохранения временных связей и ускорение превращения кратковременной памяти в долговременную, стабильную. Это изменение функций мозга - результат активации синтеза нуклеиновых кислот и белков в нейронах и глиальных клетках коры головного мозга адаптированных животных.

При адаптации к гипоксии повышается неспецифическая резистентность организма, легче протекают повреждения системы кровообращения, крови, мозга. Адаптация к гипоксии используется для профилактики и терапии заболеваний, содержащих гипоксический компонент - недостаточности сердца при экспериментальных пороках, некрозах сердца, последствий кровопотери, профилактики нарушения поведения животных в конфликтной ситуации, эпилептиформных судорогах и др.

Н.Н. Сиротинин и сотрудники провели 35 научных экспедиций в высокогорные районы Кавказа и Памира. Ими предложен ступенчатый метод адаптации к гипоксии. Разработка этого метода проводилась в течение ряда лет на разных высотах Эльбруса на специально созданных высокогорных базах. Изучены возможности использования ступенчатой адаптации к условиям гор для лечения больных шизофренией, бронхиальной астмой, анемией. Ступенчатая адаптация используется для повышения устойчивости организма к экстремальным воздействиям, для улучшения спортивных результатов.

Таблица 3 иллюстрирует защитные эффекты адаптации к гипоксии.

Таблица 3. Системный структурный след и защитные эффекты долговременной адаптации к периодической гипоксии (перекрестный защитный эффект адаптации - по Ф.З. Меерсону)

3.2 Принципы патогенетической терапии гипоксических состояний

1. Ликвидация причин и первичных нарушений, с которыми связано развитие гипоксии.

2. Мероприятия, направленные на улучшение поступления кислорода в организм и доставки его к тканям:

а) улучшение показателей внешнего дыхания и кровообращения;

б) предотвращение нарушений микроциркуляции;

в) улучшение кислородтранспортных свойств крови;

г) вдыхание газовых смесей, обогащенных кислородом при обычном и повышенном давлении (оксигенотерапия, оксигенобаротерапия).

3. При этом необходим индивидуальный подход к выбору интенсивности и продолжительности воздействия. Следует учитывать, что кислород - мощный окислитель, его избыток токсичен для организма, поэтому в случае умеренной гипоксии разного происхождения применяют периодическое дыхание газовыми смесями с содержанием 10-12% кислорода. При глубокой гипоксии, когда компенсаторно-приспособительные реакции полностью исчерпаны, эффективно гипербарическая оксигенация, дыхание газовыми смесями с увеличенным содержанием кислорода.

4. Стимуляция образования энергии (ферменты дыхательной цепи, коферменты, стимуляция гликолиза).

5. Коррекция КОС, обезвреживание продуктов, вызывающих метаболический ацидоз.

Список использованных источников

1. Эдельштейн Э.А., Бондаренко Е.С., Быкова Л.И. Перинатальные гипоксические синдромы. Учебное пособие. М., 1988.

2. Шанин В.Ю. Клиническая патофизиология (п/р Шевченко Ю.Л.) // Учебник для медицинских вузов.- СПб. "Специальная литература", 1998. - С. 569.

3. Парамонова Н.С., Лискович В.А., Наумов И.А. и др. Неонатология // Учебное пособие. - ГрГМУ, 2005.

Размещено на Allbest.ru