pat_phy_book

поддерживающих постоянство ее морфологического, белкового,

электролитного, газового состава (нервная система, почки, легкие,

эндокринные железы). При этом нарушаются присущие крови функции,

например, дыхательная (перенос кислорода), транспортная (доставка к тканям питательных веществ, гормонов и удаление продуктов обмена),

защитная (процесс фагоцитоза, выработка антител) и др.

Кровяную гипоксию, или гемическую, вызывают острые и хронические кровотечения, анемии, отравления окисью углерода и нитритами. Гемическая гипоксия подразделяется на анемическую и гипоксию вследствие инактивации гемоглобина.

В патологических условиях возможно образование таких соединений гемоглобина, которые не могут выполнять дыхательную функцию. Таким является карбоксигемоглобин – соединение гемоглобина с окисью углерода

(СО). Сродство гемоглобина с СО в 300 раз выше, чем с кислородом, что обусловливает высокую ядовитость угарного газа: отравление наступает при ничтожных концентрациях СО в воздухе. При этом инактивируется не только гемоглобин, но и железосодержащие дыхательные ферменты.

Частичная замена гемоглобина на карбоксигемоглобин не только уменьшает его количество, способное переносить кислород, но и затрудняет диссоциацию оставшегося оксигемоглобина и отдачу кислорода тканям.

Кривая диссоциации оксигемоглобина сдвигается влево. Поэтому инактивация 50 % гемоглобина при превращении его в карбоксигемоглобин сопровождается более тяжелой гипоксией, чем недостаток 50% гемоглобина при анемии. Утяжеляющим является и то обстоятельство, что при отравлении СО не происходит рефлекторной стимуляции дыхания, так как парциальное давление кислорода в крови остается неизменным. Сродство СО с гемоглобином снижается при повышении температуры и под действием света, а также при увеличении концентрации СО в крови. Это послужило поводом для использования карбогена для лечения людей, отравленных окисью углерода.

271

При отравлении нитратами, анилином, образуется метгемоглобин.

Метгемоглобин отличается от гемоглобина и оксигемоглобина наличием в составе гема трехвалентного железа, и он так же, как карбоксигемоглобин не способен к переносу кислорода.

К метгемоглобинообразователям относятся:

нитросоединения (окислы азота, неорганические нитриты и нитраты, органические нитросоединения);

аминосоединения – анилин и его производные в составе чернил,

гидроксаламин, фенилгидразин и др.;

различные красители, например метиленовая синь;

окислители – бертолетовая соль, перманганат калия, красная кровяная соль и др.;

лекарственные препараты – новокаин, аспирин, фенацетин,

сульфаниламиды, ПАСК и др.

Метгемоглобинобразователи могут оказать непосредственное угнетающе действие на тканевое дыхание, разобщить окисление и фосфорилирование. Образование метгемоглобина облегчается при снижении активности метгемоглобинредуктазы и глюкозо-6-фосфатдегидрогеназы в эритроцитах, а также при наличии в них гемоглобина М.

Образование метгемоглобина не только снижает кислородную емкость крови, но и резко уменьшает способность оставшегося оксигемоглобина отдавать кислород тканям. Вследствие этого артериовенозная диссоциация оксигемоглобина сдвигается влево.

Таким образом, имеется значительное сходство в механизме развития гипоксии при отравлении СО и метгемоглобинообразователями. Признаки гипоксии выявляются при превращении в метгемоглобин 20-50%

гемоглобина. Превращение в метгемоглобин 75% гемоглобина является смертельным.

При метгемоглобинемии происходит спонтанная деметгемоглобинизация благодаря активации редуктазной системы

272

эритроцитов и накоплению недоокисленных продуктов. Этот процесс ускоряется под действием аскорбиновой кислоты и глутатиона.

При тяжелом отравлении СО и метгемоглобинообразователями лечебный эффект могут оказать обменное переливание крови,

гипербарическая оксигенация и вдыхание чистого кислорода.

11.3.3. Циркуляторная гипоксия

Циркуляторная гипоксия возникает при заболеваниях сердца и кровеносных сосудов и обусловлена в основном уменьшением минутного объема сердца и замедлением кровотока. При сосудистой недостаточности

(шок, коллапс) причиной недостаточной доставки кислорода к тканям является уменьшение массы циркулирующей крови.

11.3.4. Тканевая гипоксия

Тканевая, или гистотоксическая гипоксия представляет собой нарушение в системе утилизации кислорода, вызванное отравлениями некоторыми ядами, авитаминозами и некоторыми видами гормональной недостаточности. При этом виде гипоксии страдает биологическое окисление на фоне достаточного снабжения тканей кислородом. Причинами являются:

инактивация дыхательных ферментов (цитохромоксидазы под действием цианидов, клеточных дегидрогеназ под действием эфира, уретана, алкоголя,

барбитуратов и др. веществ); нарушение синтеза дыхательных ферментов при дефиците витаминов В1, В2, РР, пантотеновой кислоты; понижение сопряжения процессов окисления и фосфорилирования при действии разобщающих факторов; повреждение митохондрий ионизирующей радиацией, продуктами перекисного окисления липидов, токсически действующими метаболитами при уремии, кахексии, тяжелых инфекциях.

273

Гистотоксическая гипоксия может развиться также при отравлении эндотоксинами.

При тканевой гипоксии, обусловленной разобщением процессов окисления и фосфорилирования, потребление кислорода тканями может возрастать, однако превалирующее количество образующейся энергии рассеивается в виде тепла и не может использоваться для нужд клетки.

Синтез макроэргических соединений снижен и не покрывает потребностей тканей, они находятся в таком же состоянии, как при недостатке кислорода.

Напряжение кислорода и процент оксигемоглобина в артериальной крови нормальны, а в венозной крови – повышены. Артериовенозная разница в содержании кислорода падает вследствие снижения утилизации кислорода тканями; цианоз не развивается.

11.3.5. Смешанная гипоксия

Смешанная гипоксия характеризуется одновременным нарушением функций двух или трех органов, обеспечивающих снабжение тканей кислородом. Например, при травматическом шоке одновременно с уменьшением массы циркулирующей крови (циркуляторная гипоксия)

дыхание становится частым и поверхностным (дыхательная гипоксия),

вследствие чего нарушается газообмен в альвеолах. Если при шоке наряду с травмой имеется кровопотеря, возникает кровяная гипоксия. Гипоксия нагрузки развивается на фоне достаточного или даже повышенного снабжения тканей кислородом. Однако повышенное функционирование органа и значительно возросшая потребность в кислороде могут привести к неадекватному кислородному снабжению и развитию метаболических нарушений, характерных для истинной кислородной недостаточности.

Примером могут служить чрезмерные нагрузки в спорте, интенсивная работа. Острая гипоксия возникает чрезвычайно быстро и может быть вызвана вдыханием таких физиологически инертных газов, как азот, метан,

274

гелий. Экспериментальные животные при дыхании этими газами погибают через 45-90 с, если не возобновляется подача кислорода.

11.3.6. Хроническая гипоксия

Хроническая гипоксия возникает при заболеваниях крови, сердечной и дыхательной недостаточности, после длительного нахождения высоко в горах под влиянием неоднократного пребывания в условиях недостаточного снабжения кислородом.

11.4. Компенсаторно-приспособительные механизмы гипоксии

Увеличение легочной вентиляции происходит в результате рефлекторного возбуждения дыхательного центра импульсами с хеморецепторов сосудистого русла, главным образом, синокаротидной и аортальной зон, которые обычно реагируют на изменение химического состава, и в первую очередь на накопление углекислоты и ионов водорода.

При гипоксии также наблюдается мобилизация функции системы кровообращения, направленная на усиление доставки кислорода тканям

(гиперфункция сердца, увеличение скорости кровотока, раскрытие нефункционирующих капиллярных сосудов). Не менее важной характеристикой кровообращения в условиях гипоксии является перераспределение крови в сторону преимущественного кровоснабжения жизненно важных органов и поддержание оптимального кровотока в легких,

сердце, головном мозге за счет уменьшения кровотока кожи, селезенки,

мышц, кишок, которые в данных обстоятельствах играют роль депо крови.

При более длительной гипоксии усиливается эритропоэз в костном мозге, о чем свидетельствует появление ретикулоцитов в крови, увеличение количества митозов в нормобластах и гиперплазия костного мозга. В

качестве стимуляторов эритропоэза при гипоксии выступают эритропоэтины

275

почек. Они стимулируют пролиферацию клеток эритробластического ряда костного мозга.

Изменение кривой диссоциации оксигемоглобина. При гипоксии повышается способность молекулы гемоглобина присоединять кислород в легких и отдавать его тканям. Сдвиг кривой диссоциации в области верхней инфлексии влево свидетельствует о повышении способности гемоглобина поглощать кислород при более низком парциальном давлении его во вдыхаемом воздухе.

Сдвиг вправо в области нижней инфлексии указывает на снижение сродства гемоглобина с кислородом при низких значениях РО2, т.е. в тканях.

При этом ткани могут получать больше кислорода из крови.

Механизмы адаптации к гипоксии. В системах, ответственных за транспорт кислорода, развиваются явления гипертрофии и гиперплазии.

Увеличивается масса дыхательных мышц, легочных альвеол, миокарда,

нейронов дыхательного центра; усиливается кровоснабжение этих органов за счет увеличения количества функционирующих капиллярных сосудов и их гипертрофии (увеличения диаметра и длины). Гиперплазию костного мозга тоже можно рассматривать как пластическое обеспечение гиперфункции системы крови.

Адаптационные изменения в системе утилизации кислорода:

усиление способности тканевых ферментов утилизировать кислород, поддерживать достаточно высокий уровень окислительных процессов и осуществлять вопреки гипоксемии нормальный синтез АТФ;

более эффективное использование энергии окислительных процессов (в частности, в ткани головного мозга установлено повышение интенсивности окислительного фосфорилирования за счет большего сопряжения этого процесса с окислением);

усиление процессов бескислородного освобождения энергии при помощи гликолиза (последний активизируется продуктами

276

распада АТФ и освобождением ингибирующего влияния АТФ на ключевые ферменты гликолиза).

Общие принципы лечения гипоксии. Большое значение имеют мероприятия, направленные на коррекцию патологических нарушений при гипоксии, на обезвреживание токсических продуктов анаэробного обмена.

В настоящее время выявлено свыше 150 веществ, обладающих антигипоксическими свойствами, но различных по направленности биологического действия, в частности, аминазин, апрессин, индерал,

барбамил, дигоксин, анаболические стероиды, различные препараты из лекарственных растений, витамины и другие фармакологические средства.

Все противогипоксические препараты делят на такие группы:

средства, улучшающие доставку кислорода к тканям организма либо за счет увеличения легочной вентиляции, объемной скорости кровотока, количества ретикулоцитов, эритроцитов и гемоглобина в периферической крови, либо за счет повышения диссоциации оксигемоглобина;

вещества, повышающие устойчивость тканей организма к недостатку кислорода путем снижения расхода энергетических ресурсов;

соединения, способствующие образованию энергии, т.е.

приводящие к коррекции нарушенного тканевого дыхания,

биологического окисления, окислительного фосфорилирования и повышающие активность гликогена;

препараты, нейтрализующие продукты декомпенсированного метаболического ацидоза, нормализующие обмен электролитов и функцию клеточных мембран.

Переносимость гипоксии можно повысить искусственно. Первый способ заключается в снижении реактивности организма и его потребности в кислороде (наркоз, гипотермия), второй – в тренировке, укреплении и более полном развитии приспособительных реакций в условиях барокамеры или

277

высокогорья. Н.Н. Сиротинин разработал метод ступенчатой акклиматизации к высокогорному климату. Тренировка к гипоксии повышает устойчивость организма не только к данному воздействию, но и ко многим другим неблагоприятным факторам, в частности к физической нагрузке, изменению температуры внешней среды, к инфекции, отравлениям, воздействию ускорения.

Нарушение функций в организме при гипоксии

Гипоксия вызывает типичные нарушения функций и структуры разнообразных органов. Ткани,малочувствительные к гипоксии, могут сохранять продолжительное время жизнедеятельност даже при резком уменьшении снабжения кислородом, например, кости, хрящи,

соединительная ткань, поперечнополосатые мышцы.

Нервная система. Наиболее чувствительна к гипоксии центральная нервная система, но не все ее отделы одинаково поражаются при кислородном голодании. Более чувствительны филогенетические молодые образования (кора головного мозга), значительно менее чувствительны более древние образования (стволовой отдел мозга, продолговатый и спинной мозг). Показателями кислородной недостаточности головного мозга вначале являются возбуждение (эйфория), затем торможение, сонливость, головная боль, нарушение координации и двигательной функции (атаксия).

Дыхание. При резкой степени кислородной недостаточности нарушается дыхание – оно становится частым, поверхностным, с явлениями гиповентиляциии. Может возникать периодическое дыхание Чейн-Стокса.

Кровообращение. Острая гипоксия вызывает увеличение частоты сердечных сокращений (тахикардия), систолическое давление либо сохраняется, либо постепенно понижается, а пульсовое давление не изменяется или повышается.

Обмен веществ. Основной обмен вначале повышается, а затем при выраженной гипоксемии понижается. Уменьшается и дыхательный коэффициент. Наблюдается увеличение остаточного и, в частности, аминного

278

азота крови в результате расстройства дезаминирования аминокислот.

Нарушается также окисление жиров и выделение с мочой промежуточных продуктов жирового обмена (ацетон, ацетоуксусная кислота и бета-

оксимасляная кислота). Содержание гликогена в печени уменьшается,

гликогенолиз усиливается, но ресинтез гликогена понижается, в результате повышение содержания молочной кислоты в тканях и крови приводит к ацидозу.

Базисные понятия (определения)

Гипоксия – понижение содержания кислорода в тканях; кислородное голодание; нарушение утилизации кислорода тканями.

Гипоксемия – недостаток кислорода в крови.

Утилизация – использование, употребление с пользой.

Эйфория – состояние повышенно-радостного настроения.

279

РАЗДЕЛ ТРЕТИЙ ПАТОЛОГИЧЕСКАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ОРГАНОВ И СИСТЕМ

Глава 12

Патологическая физиология системы крови

Система крови включает в себя кровь, которая находится в сосудах;

кровеносные органы, где происходит образование и созревание форменных элементов; органы, в которых кровь разрушается. Нормальный состав крови может изменяться в результате морфологических и функциональных нарушениях в органах и системах, принимающих участие в процессах гемопоэза и кроверазрушения, поддерживающих постоянство ее морфологического, белкового, электролитного, газового состава (нервная система, почки, легкие, эндокринные железы). При этом нарушаются присущие крови функции, например, дыхательная (перенос кислорода),

транспортная (доставка к тканям питательных веществ, гормонов и удаление продуктов обмена), защитная (процесс фагоцитоза, выработка антител) и др.

12.1. Изменения общего количества крови

Общее количество крови взрослого человека составляет: у мужчин

5,2л, у женщин – 3,9л (около 6-7,5% массы тела), большая часть которой находится в циркуляции (3,5-4л), меньшая – в депонированном состоянии.

Периферическая кровь состоит из форменных элементов (эритроциты,

лейкоциты, тромбоциты) и жидкой части – плазмы в соотношении 45:55.

Гематокрит – это число, показывающее соотношение

содержания эритроцитов к плазме крови. В норме его

уровень равняется 0,36-0,48 г/л

280