Хроническая гипоксия и ее влияние на организм

Хроническая гипоксия и ее влияние на функциональные и метаболические изменения в организме. Наибольший интерес исследователей к хронической гипоксии обусловлен тем, что она вызывает множественные изменения практически во всех органах и метаболических системах организма. Необходимо отметить, что функциональ­ные и энергетические изменения в тканях при хронической гипоксии обязаны своим возникновением не только недостатку кислорода. Расстройство гемодина­мики влечет за собой нарушения доставки в ткани и органы энергетических ве­ществ и веществ, необходимых для синтеза тканевых белков и их комплексов, а также несвоевременное удаление из тканей продуктов обмена веществ, особенно ядовитых.

Следует отметить, что приспособление организма в целом к хронической ги­поксии имеет пределы, определяемые в основном интенсивностью нагрузки, предъявляемой к больному организму. Таким образом, факторы, способствующие развитию хронической гипоксии, весьма многочисленны.

В результате хронической гипоксии могут развиваться такие заболевания как: сердечно-сосудистые, легочные, анемия, интоксикация. Так, у больных, стра­дающих различными формами анемии; пернициозной анемией, апластической анемией, полицитемией, наследственным сфероцитозом, наследственным дефи­цитом гдюкоэо-6-фосфатдегидрогеназы, — было обнаружено повышенное содер­жание карбоксигемоглобина в крови. Известно, что содержание его в крови явля­ется одним из наиболее чувствительных биохимических показателей гипоксичес-ких нарушений, так как в результате гипоксии и ацидоза усиливается эндогенное образование оксида углерода (СО), вызывающее превращение гемоглобина в кар-боксигемоглобин [2].

Клинические исследования подтверждают, что при некоторых заболеваниях системы крови, ожирении и желтухе, при воздействии гиподинамии и изменении температуры воздуха также обнаруживается накопление продуктов метаболизма СО в организме [3,4].

Метаболические изменения раньше всего наступают в энергетическом и уг­леводном обмене; уменьшается содержание в клетках АТФ при одновременном увеличений концентрации продуктов его гидролиза — ДЦФ, АМФ и неорганического фосфата; в некоторых тканях (особенно в головном мозге) еще раньше падает содержание креатинфосфата. Значительно активируется гликолиз, вследствие чего падает содержание гликогена и увеличивается концентрация пирувата и лактата Это способствует также общему замедлению окислительных процессов и затруд­нению энергозависимых процессов ресинтеза гликогена из молочной кислоты. Недостаточность окислительных процессов влечет за собой ряд других обменных сдвигов, нарастающих по мере углубления гипоксии; нарушается обмен липидов, белков, электролитов, нейромедиаторов; возникают метаболический ацидоз, от­рицательный азотистый баланс. При дальнейшем усугублении гипоксии угнетает­ся и гликолиз, усиливаются процессы деструкции и распада.

Нарушения функции нервной системы обычно начинаются в сфере высшей нервной деятельности (ВНД) и проявляются в расстройстве наиболее сложных аяалитико-синтетических процессов. Нередко наблюдается своеобразная эйфория, теряется способность адекватно оценивать обстановку. При усугублении гипоксии возникают грубые нарушения ВНД, вплоть до утрата способности к простому счету, помрачнения и полной потери сознания. Уже на ранних стадиях гипоксии наблюдается расстройство координации вначале сложных, а затем и простейших движений, переходящих в адинамию [1].

Нарушения кровообращения выражаются в тахикардии, ослаблении сокра­тительной способности сердца, аритмиях вплоть до фибрилляции предсердий, и желудочков. Артериальное давление вначале может повышаться, а затем прогрес­сивно падает вплоть до развития коллапса; возникают расстройства микроцирку­ляции. Уменьшение насыщения крови кислородом приводит вначале к усилению активности работы органов и систем за счет компенсаторных возможностей, а за­тем наступает их угнетение, что при усугублении течения заболевания может при­вести к необратимым последствиям [5, б].

Результаты исследований многократного повторного воздействия гипоксии на лабораторных животных разных видов (белые мыши, крысы, морские свинки, кролики, собаки) свидетельствуют, что хроническая гипоксия вызывает развитие хронической кислородной недостаточности, следствием которой являются увели­чение уровня карбокеигемоглобина в крови до 20 — 30% и торможение тканевого дыхания [7, 8].

В условиях хронической гипоксии на первый план выступают изменения со стороны нервной системы и головного мозга, изменяются параметры его био­электрической активности, нарушаются порфириновый обмен и метаболизм же­леза [9, 10],

При хронической гипоксии нарушения углеводного обмена проявляются в изменении активности трансаминаз, пероксидазы, уровня ДНК и РНК в печени, истощении гликогена в миокарде. Результаты исследований свидетельствуют, что при хронической гипоксии стимулируется гиперхолестеринемия, изменяется со­держание альфа-глобулинов крови, уменьшается соотношение альфа/бетта-липопротеидов, повышается содержание фосфолипидов в миокарде, почках, отме­чаются структурные нарушения в печени, надпочечниках и мозге; наблюдается ожирение внутренних органов, сопряженное с нарушением углеводного обмена, липоидоз клеток центральной нервной системы.

По чувствительности к кислородному голоданию второе место после нервной системы занимает сердечная мышца. Проводящая система сердца более устойчива, чем сократительные элементы. Нарушения возбудимости, проводимости и сокра­тимости миокарда клинически проявляются тахикардией и аритмией. Сердечная недостаточность, снижение тонуса сосудов в результате нарушения деятельности вазомоторного центра приводят к гипотензии, общему нарушению кровообраще­ния. В результате этого сильно осложняется течение патологического процесса, какой бы ни была первоначальная причина гипоксии [14, 15, 16].

Серьезные нарушения при гипоксии наблюдаются в печени и мышцах, где происходит уменьшение количества гликогена, а образующаяся глюкоза не до конца окисляется. Накапливающаяся при этом молочная кислота изменяет кислотно-основное равновесие в сторону ацидоза. Нарушения в других органах и системах находятся в тесной зависимости от нарушения регуляторной деятельности цент­ральной нервной системы, энергетического голодания, мощности гликолитической системы, т.е. способности вырабатывать энергию без участия кислорода и на­копления токсических продуктов обмена веществ [14, 17, 18, 19].

Как было отмечено выше, хроническая гипоксия любого генеза сопровожда­ется нарушениями окислительного метаболизма, поражением дыхательных фер­ментов и присоединением кислородной недостаточности тканевого характера. При разобщении окисления и фоефорилирования снижаются эффективность биологи­ческого окисления, ресинтез макроэргических соединений. Свою роль в этом про­цессе имеет и активация перекисного и свободнорадикального окисления, при котором органические вещества подвергаются неферментативному окислению мо­лекулярным кислородом. Перекиси липидов вызывают дестабилизацию мембран, особенно митохондрий и лизосом [18? 19].

В литературе широко обсуждается способность гипоксии выступать в роли фактора, запускающего каскад приспособительных реакций, не только восстанав­ливающих, но и повышающих «запас прочности» этих функций [б]. Одним из основоположников теории профилактических эффектов гипоксии является Ф.З.Ме-ерсон. Прогресс в понимании этой проблемы возможен при детальном изучении и решении в экспериментальных условиях ряда вопросов, таких как выяснение пус­ковых молекулярных механизмов, лежащих в основе процессов адаптации; на ка­ком этапе метаболического пути происходит нарушение окислительно-восстано­вительных механизмов и их значимость в развитии патологического состояния; пути развития адаптивных механизмов и ряд других вопросов [5].

При повышении уровня карбоксигемоглобина нарушаются процессы ткане­вой оксигенации, газообмена, транспорта питательных и биологически активных веществ. Возрастает уровень такой формы гемоглобина, как метгемоглобин, что, в свою очередь, еще более усугубляет описанные процессы [12,18].

Продукция карбоксигемоглобина в организме зависит от целого ряда факто­ров как физической, так и химической природы, хотя пусковым механизмом его образования является тканевый ацидоз, способствующий процессу расщепления гема. Кроме того, тканевый ацидоз, накопление цитотоксических аминокислот и производных кислородных радикалов, по современным данным, является основ­ным фактором повреждения и деструкции нервных клеток 110, 18].

Некоторые химические агенты обладают способностью метаболизироваться в организме с образованием окиси углерода. К ним в первую очередь относятся метанпроизводные и галогенированные углеводороды. Как известно, оксид угле­рода в кровеносном русле связывается гемоглобином эритроцитов. Однако часть его связывается с негеминовым железом, уровень которого при патологических процессах возрастает. Часть оксида углерода определяется в виде карбоксигемо­глобина в скелетной мышце и миокарде. Выявлено, что в условиях хронической гипоксии максимальное содержание карбоксигемоглобина отмечено в печени, хотя наиболее активен он в мозге. Накопление оксида углерода в ткани почек макси­мально зависит от его содержания в крови [18].

Таким образом, хроническая гипоксия развивается не только в связи с пони­жением содержания кислорода в крови, но и в результате нарушения обменных процессов в организме. Дальнейшие исследования в данной области позволят рас­ширить представления об адаптационных возможностях и метаболической гибко­сти обменных процессов под влиянием хронической гипоксии, что создаст пред­посылки для разработок, направленных на изыскание новых методов ее профи­лактики и лечения.

Поделитесь в социальных сетях:

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *