2 курс / Нормальная физиология / Вегетативные_пароксизмальные_состояния_и_терморегуляция_организма
.pdfчен избыток карболинов у ряда больных с тревожными расстройствами.
Изменения в системе преобразования аминокислот и минералокортикоидов определяются функциями переноса кислорода из легочных капилляров в ткани и переноса углекислоты в обратном направлении. Движущей силой при этом является работа левого сердца, которая обеспечивается соответствующей температурой, обеспечивающей нормальную диффузионную способность капиллярно-тканевой мембраны. При нарушении этих механизмов возникают изменения в доставке к митохондриям субстратов биологического окисления (такими субстратами для гидрогеназ являются аминокислоты, жирные кислоты, моносахариды и другие простые вещества, возникающие в желудочнокишечном тракте печени). Возникающие ферментные нарушения можно разделить на пять типов: 1) нарушение биологического окисления; 2) нарушение свободного использования энергии (свободного окисления); 3) нарушение окислительного фосфорилирования; 4) нарушение декарбоксилирования; 5) нарушение освобождения энергии из АТФ, приводящего к изменениям синтеза кортикостероидов и к повышенному выделению теплоты с возникновением энергетического голодания клетки.
Большое значение в ходе реакций биологического окисления имеют временные параметры взаимосвязей, отражающие динамику температурныз показателей между сонными артериями и абдоминальной областью. По этим временным параметрам производилась косвенная оценка качественного обмена информации между лимбикоретикулярным комплексом и желудочно-кишечным трактом. (табл. 3- 17).
Таблица 3-17
Средние временные параметры обмена информации между ЛРК и ЖКТ
|
|
Латентный |
Амплитуда (мкв) |
Длительность (мсек.) |
||
Н(х) |
Н(у) |
период |
Положитель- |
Отрицательная |
Положительная |
Отрицатель- |
|
|
(мсек.) |
ная фаза |
фаза |
фаза |
ная фаза |
1,890 |
2,887 |
22±2,6 |
48±8,0 |
102±20,9 |
20±1,6 |
29±2,2 |
2,804 |
2,695 |
22±2,2 |
59±11,7 |
108±14,7 |
25±3,9 |
26±4,8 |
2,802 |
2,710 |
21±2,3 |
51±10,6 |
75±11,3 |
22±2,1 |
25±3,4 |
2,488 |
2,688 |
24±1,6 |
57±10,0 |
60±12,1 |
25±2,8 |
29±6,2 |
2,446 |
2,875 |
25±3,8 |
83±17,0 |
61±10,6 |
27±6,0 |
27±5,0 |
2,535 |
2,724 |
26±2,6 |
77±15,1 |
98±28,1 |
27±4,0 |
31±2,3 |
1,916 |
2,253 |
16±4,5 |
61±18,3 |
130±9,0 |
20±3,6 |
20±3,6 |
1,868 |
2,861 |
12±0,7 |
42±6,8 |
120±15,8 |
17±2,1 |
45±10,5 |
1,857 |
2,494 |
11±0,6 |
97±8,9 |
81±19,4 |
25±1,8 |
59±7,5 |
1,846 |
2,448 |
11±0,5 |
116±14,5 |
116±17,8 |
26±1,8 |
71±4,7 |
|
|
|
|
|
|
241 |
Временные параметры зависели от значений базовой формулы и показателей:
ммоль / л |
энталпий реакций |
: |
CN CO2 |
|
C СO2 |
, |
|
энталпий воды и этанола |
CO2 |
Cи.г. |
|||||
|
|
|
|
||||
|
(3.20) |
|
|
|
|
|
взятых по отношению к сумме показателей всех исследуемых точек. Изменение временных параметров приводит к изменениям активности ферментов, локализованных в печени, сердечной мышце, скелетной мускулатуре, в эритроцитах. В ходе этих реакций, обусловленных взаимодействием аспартатаминотрансферазы, аланинаминатрансферазы, глутаматдегидрогиназы, лактатдегидрогиназы, креатинкиназы образуется средние значения минутного объема кровообращения, минутного объема дыхания с образованием аммиака. Последний образуется в результате дезаминирования аминокислот в тканях, кишечнике, дезаминирования аминов, при распаде азотистых (пуриновых и пиримидиновых) оснований. Последние взаимосвязаны с пигментами крови. Билирубин образуется при распаде гемопротеидов, большая часть которых приходится на долю гемоглобина. Нормальные величины: 8,5-20,5 мкмоль/л.
Аминотрансферазы играют центральную роль в скорости реакций, путем обмена белков и взаимосвязи с обменом углеводов. Небелковой частью этих ферментов является витамин В6 (фосфопиридоксаль). Избирательная тканевая специализация позволяет считать их маркерными ферментами – АлАТ – для печени, АсАТ – для миокарда.
Особенностью этих реакций является то, что для их оценки применимы четыре типа органических реакций: замещение, присоединение, отщепление, перегруппировка. В ходе этих реакций используются два типа разрыва связи: гомолитический разрыв опосредует образование свободных радикалов (ацетальальдегид). Последний очень реакционный и вызывает гетеролитический разрыв связей. При этом этот разрыв осуществляется так, что электронная пара создается из атомов с превращением их в анионы. Восстановителями при этих реакциях являются металлы, которые при взаимодействии с водой являются источниками водорода. Данные бурно протекающей реакции с образованием водорода имеют важное значение для функционирования трансмембранных белков и образования ионных каналов для азота, калия, кальция, хлора. За счет транспорта последних происходит трансмембранная поляризация и деполяризация клетки, таким образом формируется трансмембранный потенциал и регуляция цАМФ и
242
цГМФ. Последние определяют взаимодействие организма и внешней среды путем оптимизации гемодинамики и метаболизма, взаимосвязанных преобразованием энергии Гибса (Рис. 3.7.)
Вне шнее воз-
действие
Оптимальный график работы (на-
грузки)
|
Ком |
|
А |
пенсаторные |
|
и регулятив- |
||
|
||
|
ные реакции |
|
|
организма |
Ре |
|
|
|
|
зервные |
|
|
С |
|
источники |
|
|
вободная |
|
энергии |
|
|
эн |
|
(энергети- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Био |
|
|
|
|
логический |
|
|
|
ритм энерго- |
|
|
|
|
|
продукции |
|
С
остояние неспецифиче-
Н
азвитие
Периферический состав кро-
Ре
зервные
источники
энергии (энергети-
Скорость образования и выведения вазоак-
тивных ве-
Вне шнее воз-
действие
Неоптимальный график работы
(нагрузки)
Н
Р
п
Ком
пенсаторные и регулятив- А ные реакции
организма
С
вободная
эн
Био
логический ритм энергопродукции
Рис. 3.7. Принципиальная схема нарушений гомеостаза в зависимости от потребления кислорода
Энергетические преобразования связаны с регуляцией тромбинплазминовой системы, определяющей скорость окислительновосстановительных процессов с помощью активации гемоглобина и микрофлоры. Наиболее вероятным нуклеофильным агентом являются атомы азота имидазольного кольца гистидина, триптофана и тирозина. Предполагается, что в качестве катализатора в этой реакции выступает Fe. Особенностью этих реакций является то, что среди их продуктов образуются не только конечные вещества, но и свободные радикалы, которые вовлекают в процесс новые молекулы субстрата, что создает более или менее длинную цепь повторяющихся циклов, выражающихся в образовании фибрина и плазмина с участием газа.
Wp = – Pex V = – Pex · Vгаз. (3.21.)
243
Эти реакции осуществляются под контролем центрального управления неспецифических лимбикоретикулярных систем головного мозга и обеспечивают контроль системы химической реакции (изменение энергии Гиббса в реакции Gрц). Эти реакции обусловлены энергией перехода nx молей вещества от существующей концентрации к равновесной с фазовыми переходами вещества. Рассматриваемую реакцию можно разбить на три стадии:
|
|
G1 |
|
G2 |
|
|
G3 |
|
|||
aA + bB |
|
↔ |
aA + bB |
↔ |
cC + dC |
|
↔ |
|
cC + dC |
||
Исходные |
|
|
Равновесные |
|
Равновесные |
|
|
|
|
Исходные |
|
концентр. |
|
|
концентр. |
|
концентр. |
|
|
|
|
концентр. |
|
В этом случае энергию Гиббса можно записать для каждой ста- |
|||||||||||
дии: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
G1 |
G осм(реаг енты) vi RT In |
Cxi |
|
(3.22.) |
|||||||
X i |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
При условии термического и механического равновесий система находится при постоянном давлении и температуре. Тогда термодинамическим потенциалом в этой системе является энергия Гиббса. Если в системе происходит перемещение некоторого количества dni компонента Yi из фазы а в фазу , то изменение энергии каждой фазы таково:
dG(a) (a)dni , dG( ) ( )dni (3.23.)
Эти процессы обеспечиваются в организме взаимодействием комплекса эритроцит-гемоглобин и минеральными компонентами с определенным молярным весом: калий ; натрий ; аммиак, хлор, сернистые соединения. Компоненты реакций формируют продукты реакций в зависимости от температур и органа, обеспечивающего фазовые переходы вещества. Фазовые переходы вещества взаимосвязаны с изотермическим расширением газа от V1 до V2 при температуре T1; поглощается теплота Q1; адиабатическим расширением от V2 до V3 (при этом Q = 0, а температура снижается от Т1 до Т2); изотермическим сжатием от V3 до V4 при температуре T2; отдается теплота Q2; адиабатическим сжатием от V4 до V1 (вновь Q = 0, а температура увеличивается до T1). Эти процессы регистрируются путем снятия числовых показателей температур в активных точках, времени их стабилизации, асимметрией их.
При этом взаимоотношения организма и внешней среды регулируются отдачей тепла в окружающую атмосферу около 250кДж/час,
244
возникающий в результате преобразований химических связей субстратов и продуктов реакций азотсодержащих аминокислот.
Рис. 3.8.
На рисунке 3.8. обозначены ферменты, действующие на отдельных этапах обмена: ТГ — тирозингидроксилаза, ДАК — декарбоксилаза ароматических кислот, ДБГ — дофамин-Р-гидроксилаза, МАО — моно-аминоксидаза, КОМТ — катехол-0-метилтрансфераза (КОМТ), АДГ — алкогольдегидрогеназа.
Алкогольдегидрогеназа, вступая в реакции с карбонильной группировкой ацетатальдегида, легко участвует в различного рода неферментативных процессах – взаимодействие с аминогруппами, участие в реакциях дисмутации и альдольной конденсации. Специфическое подавление ацетальальдегидом окисления в митохондриях глютамата и а-кетоглутарата свидетельствует о том, что функционирование цепи переноса электронов нарушается при этом на уровне НАДНубихиноноксидоредуктазы.
Ход биохимических реакций взаимосвязан с морфологическими изменениями сегментарной вегетативной нервной системы, определяемыми соотношением эрго и трофотропных функций надсегментарных регуляторных механизмов ЛРК. К ним относятся супраоптическое, паравентрикулярное и мелкоклеточное ядра серого бугра. В супраоптическом и паравентрикулярном ядрах образуется антидиуретический гормон (АДГ), спускающийся по аксонам гипоталамо-гипофизарного тракта в заднюю долю гипофиза. В нейронах гипоталамуса образуются рилизинг-факторы, которые, попадая в аденогипофиз, регулируют сек-
245
рецию тройных гормонов: адренокортикотропного (АКТГ), лютеинизирующего (ЛГ), фолликулинстимулирующего (ФСГ), тиреотропного (ТТГ). Зонами образования реализующих факторов для АКТГ и ТТГ являются ядра переднего отдела срединного возвышения и преоптической области, а для ГТГ – задние отделы серого бугра.
Изменения хода биохимических реакций приводят к изменениям кровообращения практически во всех органах, что проявляется в синтезе биогенных аминов и пептидных гормонов, приводящих к изменениям РН среды и составу бактериальной флоры кишечника. Нарушения микроэкологии кишечника в результате срыва адаптации, нарушения защитных и компенсаторных механизмов организма (А.Л.Верткин и сооавторы,1998г.), обусловливают нарушения соотношения анаэробов и аэробов (в норме 1000к 1). При этом клиника вегетососудистых состояний часто связана с изменениями микрофлоры пищеварительного тракта (ротовая полость – 107 – 1010 ; видовой состав – лактобактерии, стафилококки, фузобактерии; желудок – 102 - 107 ; видовой состав - лактобактерии, дрожжи и бактероиды; двенадцатиперстная и тощая кишка – 104 – 105 ;видовой состав – лактобактерии, энтерококки, дрожжи, грибы; подвздошная кишка - 102 - 108; видовой состав – энтеробактерии, стрептококки, стафилококки; толстая кишка - от 1 - 5 * 1011; видовой состав – преобладают анаэробные виды бифибактерий, лактобактерий.) (А.Я.Веселов, 1988г.).
Изменения количественного состава микрофлоры кишечника приводят к изменениям РН среды толстой кишки выше 6 (норма 5,3 – 5,8), что способствует размножению патогенной, гнилостной и газообразующей микрофлоры кишечника. Изменения РН среды кишечника снижает иммунологическую резистентность организма, угнетает функцию лимфоцитов, синтез иммуноглобулинов, активность интенферона.Помимо этого, снижается синтез биологически активных веществ, положительно влияющих на функцию желудочно-кишечного тракта, сердечно-сосудистую систему и систему кроветворения.Изменения РН среды желудочно-кишечного тракта предопределяют метаболизм холестерина и желчных кислот, которые замедляют всасывание воды и таким образом изменяют количественные показатели тромбинплазминовой системы – реологию крови.
246
247
Глава 4
РЕГУЛЯЦИЯ МОЗГОВОГО КРОВОТОКА НА ОСНОВЕ АНАЛИЗА ПАТОФИЗИОЛОГИИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ И РЕГУЛЯЦИИ КИСЛОТНООСНОВНОГО РАВНОВЕСИЯ – ИНИЦИИРУЮЩИХ ФАКТОРОВ ИЗМЕНЕНИЯ ХОДА ПЕРЕКИСНОГО ОКИСЛЕНИЯ ЛИПИДОВ И ТРОМБИНПЛАЗМИНОВОЙ СИСТЕМЫ
4.1. Этиопатогенетические факторы нарушений мозгового кровообращения, связанные с расстройством гемостаза
Известно, что адаптация человека к новым климатогеографическим условиям, физическим напряжениям протекает с активацией ПОЛ. Однако срыв механизмов контроля оптимального уровня ПОЛ, его значительное усиление ведут к накоплению продуктов ПОЛ, снижению резервных возможностей антиоксидантной системы и повреждению клеток. Активация ПОЛ является общим звеном стрес-
сорного влияния.(7, 20, 21, 38, 39, 40, 61, 64, 69, 73, 85, 95, 96, 106, 110, 116, 121).
К этиопатогенетическим факторам, участвующим в регуляции мозгового кровообращения, в первую очередь необходимо отнести гемовые ферменты, расщепляющие пероксид водорода на кислород и воду. К регуляторным механизмам активности этих ферментов относятся: факторы внешней среды, прежде всего ее газовый состав, кровь и органные системы кровообращения: сердце, легкие, печень, почки, желудочно-кишечный тракт, содержащие тромбооксан и глутатион. Вышеперечисленные органы объединены в системые механизмы управления кровообращением – гипоталамо-гипофизарную, гипотала- мо-надпочечниковую, продолговатого мозга с автоматической деятельностью дыхательного центра и регуляции кровообращения, локализующуюся в стволовых формациях. Перечисленные структурнофункциональные системы посредством эрготрофотропной функции ВНС, которая включает симпато-адреномедуллярную (САС) и гипофи- зарно-адренокортикальную систему (ГАС), дополняющие друг друга синтезом аскарбиновой кислоты и под воздействием меняющегося температурного режима изменяют биохимическую регуляцию активности ферментов и образование вазоактивных веществ (калликриин-
248
кининовая система, ПРФ) - регуляторов ПОЛ и АОС. При этом как ферменты, так и вазоактивные вещества возникают в ходе реакции взаимодействия крови клеток, интерстициального пространства, безазотистых соединений (Н, С, О) с образованием газообразных веществ типа оксидоазота (NО), азота. Этот процесс регулируется активностью образования аминотрансфераз – ферментов, катализирующих межмолекулярный перенос аминогрупп между аминокислотами и кетокислотами. Ход реакций при этом следующий: L-аспорагиновая кислота →-кетоглютаровая кислота → щавелево-уксусная кислота → глютаминовая кислота. В результате переаминирования, происходящего под действием АЛТ образуется пировиноградная кислота, являющаяся одним из центральных метаболитов углеводного обмена. Последняя под действием лактатдегидрогеназы (ЛДГ) восстанавливается в молочную кислоту. При этом происходит окисление восстановленного
никотинамидадининуклеотида |
(НАД |
· |
Н2): |
|
пируват НАД Н |
ЛДГ L лактат НАД |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
Равновесие этой реакции происходит при рН 6,9, когда превращение НАД·Н2 в НАД эквимолярно превращению пирувата в лак-
тат.(94, 95, 96, 121, 124, 127, 139, 151, 153, 162, 185, 187). При этом по изменению оптической плотности реакционной смеси при длине волны 340 нм , зависимой от хода фотохимических реакций гемоглобина и динамикой температурных показателей активных точек, можно судить об убыли НАД·Н2 и, следовательно, о концентрации пировиноградной кислоты. Количество пировиноградной кислоты в крови рассчитывается по формуле:
( Е1 Е2 ) 1525 d.эритроцита 30000 АтмД Тт1...т5мкмоль пирувата / л рм
в норме 89,1 ± 6,29мкмоль пируват/л, где Е1 – сумма температурных показателей областей бифуркации сонных артерий слева и справа; Е2 – показатель температур абдоминальной области; рм – плотность мочи;
1525 d.эритроцита 30000 АтмД Т п1...п5 мкмоль пирувата / л ;
Т п1...п5 – температурные показатели всех пяти точек (сон-
ная артерия слева и справа, подмышечная артерия слева и справа, пупочная область). (155 – 157).
249
Закономерности, определяющие ход вышеуказанных реакций, взаимосвязаны с циркуляторным обеспечением деятельности энергетического уровня деятельности центральной нервной системы (эрготрофотропной функции ее, определяемой состоянием кровообращения лимбико-ретикулярного комплекса и гипофизарнонадпочечниковой системы). Эти процессы занимают особое положение в регуляции органного кровообращения кардио-пульмональной системы и желудочно-кишечного тракта. Это обусловлено, прежде всего, зависимостью сосудистой системы головного мозга от скорости образования и доставки кислорода, а также его потребления для организма в целом. От качества и надежности регуляции средней скорости образования транспорта кислорода и его потребления зависит функциональное состояние центральной нервной системы. При этом ход биохимических реакций связан с клеточным составом крови, еѐ реологическим состоянием, обеспечивающим непрерывность и интенсивность притока питательных веществ, а взаимодействие лимбикоретикулярного комплекса и гипофизарно-надпочечниковой системы обеспечивают удаление продуктов обмена. Взаимодействие этих биохимических процессов (синтеза и распада) обеспечивается соотношением объемов и давлений жидких сред (кровь, спинномозговая жидкость), а также фазовых переходов вещества из газообразного в жидкое, кристаллическое, непрерывно происходящих в системе кровообращения внутренних органов и головного мозга, с образованием ПРФ, определяющего состояние активности тромбин-плазминовой системы. Особое значение в этих механизмах регуляции приобретают рефлексы из синокаротидной зоны – регуляторов взаимодействия артериального давления и кровообращения головного мозга (при повышении общего артериального давления понижается давление в мозговых сосудах). При этом хемо- и терморецепторные импульсы, идущие из области каротидного синуса, вызывают прессорные и депрессорные реакции, обусловленные изменением концентрации углекислоты и снижением потребления кислорода. Эти изменения сопровождаются вовлечением в регуляторный процесс периферического звена САС. Исполнительным механизмом при этом является медуллярный слой надпочечников, который в течение нескольких секунд способен выбросить в кровь адреналин и норадреналин в количествах, в десятки раз больших, чем в покое. Катехоламины выделяются также на окончаниях симпатических нервов, которые плотно оплетают гладкие мышцы кровеносных сосудов сердца, почек, органов желудочно-кишечного тракта, легких и головного мозга.
250