Патофизиология. Том 2 - Новицкий В. В. - Страница 78

пороков сердца), при длительном пребывании в горах, при специальных тренировках в

барокамерах. В этих условиях отмечается увеличение количества эритроцитов и

гемоглобина вследствие активации эритропоэза под действием эритропоэтина, усиленно

выделяемого почками при их гипоксии. В результате увеличиваются кислородная емкость

крови и ее объем. В эритроцитах повышается содержание 2,3-ДФГ, понижающего

сродство гемоглобина к кислороду, что ускоряет его отдачу тканям. Увеличиваются

дыхательная поверхность легких и их жизненная емкость вследствие образования новых

альвеол. У людей, живущих в горной местности на большой высоте, увеличен объем

грудной клетки, развивается гипертрофия дыхательной мускулатуры. Расширяется

сосудистое русло легких, повышается его кровенаполнение, что может сопровождаться

гипертрофией миокарда в основном за счет правого сердца. В миокарде и дыхательных

мышцах возрастает содержание миоглобина. Вместе с тем в клетках различных тканей

увеличивается количество митохондрий и

повышается сродство дыхательных ферментов к кислороду. Увеличивается емкость

микроциркуляторного русла в мозгу и сердце за счет расширения капилляров. У людей, находящихся в состоянии хронической гипоксии (например, при сердечной или

дыхательной недостаточности), увеличивается васкуляризация периферических тканей.

Одним из признаков этого является увеличение размеров концевых фаланг с утратой

нормального угла ногтевого ложа. Другое проявление компенсации при хронической

гипоксии - это развитие коллатерального кровообращения там, где имеется затруднение

для кровотока.

Существует некоторое своеобразие адаптационных процессов при каждом виде гипоксии.

Приспособительные реакции в меньшей степени могут проявляться со стороны патологически

измененных органов, ответственных за развитие гипоксии в каждом конкретном случае.

Например, гемическая и гипоксическая (экзогенная + дыхательная) гипоксии могут вызвать

увеличение минутного объема сердца, тогда как циркуляторная гипоксия, возникающая при

сердечной недостаточности, не сопровождается такой приспособительной реакцией.

Механизмы развития компенсаторных и приспособительных реакций при гипоксии.

Изменения функции органов дыхания и кровообращения, возникающие при острой

гипоксии, являются в основном рефлекторными. Они обусловлены раздражением

дыхательного центра и хеморецепторов дуги аорты и каротидной зоны низким

напряжением кислорода в артериальной крови. Эти рецепторы чувствительны также к

изменению содержания СО2 и Н+, но в меньшей степени, чем дыхательный центр.

Тахикардия может быть результатом прямого действия гипоксии на проводящую систему

сердца. Сосудорасширяющим действием обладают продукты распада АТФ и ряд других

ранее упомянутых тканевых факторов, количество которых при гипоксии возрастает.

Гипоксия является сильным стрессорным фактором, под действием которого происходит

активация гипоталамо-гипофизарнонадпочечниковой системы, увеличивается выделение

в кровь глюкокортикоидов, которые активируют ферменты дыхательной цепи и

повышают стабильность клеточных мембран, в том числе мембран лизосом. Это снижает

опасность выделения из последних в цитоплазму гидролитических ферментов, способных

вызвать аутолиз клеток.

При хронической гипоксии происходят не только функциональные сдвиги, но и структурные

изменения, имеющие большое компенсаторно-приспособительное значение. Механизм этих

явлений был подробно исследован в лаборатории Ф.З. Меерсона. Установлено, что дефицит

макроэргических фосфорных соединений, обусловленный гипоксией, вызывает активацию

синтеза нуклеиновых кислот и белков. Итогом этих биохимических сдвигов является усиление в

тканях пластических процессов, лежащих в основе гипертрофии миокардиоцитов и дыхательной

мускулатуры, новообразования альвеол и новых сосудов. В результате повышается

работоспособность аппарата внешнего дыхания и кровообращения. Вместе с тем

функционирование этих органов становится более экономичным вследствие повышения

мощности системы энергообеспечения в клетках (увеличение числа митохондрий, повышение

активности дыхательных ферментов).

Установлено, что при длительной адаптации к гипоксии уменьшается продукция

тиреотропного и тиреоидных гормонов; это сопровождается снижением основного обмена

и уменьшением потребления кислорода различными органами, в частности сердцем, при

неизменной внешней работе.

Активация синтеза нуклеиновых кислот и белков при адаптации к хронической гипоксии

обнаружена и в головном мозгу и способствует улучшению его функции.

Состояние устойчивой адаптации к гипоксии характеризуется уменьшением

гипервентиляции легких, нормализацией функции сердца, снижением степени

гипоксемии, устранением стресссиндрома. Происходит активация стресс-лимитирующих

систем организма, в частности многократное повышение содержания опиоидных

пептидов в надпочечниках, а также в мозгу животных, подвергнутых острой или

подострой гипоксии. Наряду с антистрессорным действием опиоидные пептиды

понижают интенсивность энергетического обмена и потребность тканей в кислороде.

Усиливается активность ферментов, устраняющих повреждающее действие продуктов

перекисного окисления липидов (супероксиддисмутазы, каталазы и т.д.).

Установлено, что при адаптации к гипоксии повышается резистентность организма к

действию других повреждающих факторов, различного рода стрессоров. Состояние

устойчивой адаптации может сохраняться в течение многих лет.

Повреждающее действие гипоксии

При резко выраженной гипоксии компенсаторые механизмы могут оказаться

недостаточными, что сопровождается выраженными структурными, биохимическими и

функциональными расстройствами.

Чувствительность различных тканей и органов к повреждающему действию гипоксии сильно

варьирует. В условиях полного прекращения доставки кислорода сухожилия, хрящи и кости

сохраняют свою жизнеспособность в течение многих часов; поперечно-полосатые мышцы - около

двух часов; миокард, почки и печень - 20-40 мин, тогда как в коре головного мозга и в мозжечке в

этих условиях уже через 2,5-3 мин появляются очаги некроза, а через 6-8 мин происходит гибель

всех клеток коры головного мозга. Несколько большей устойчивостью обладают нейроны

продолговатого мозга - их деятельность может восстанавливаться спустя 30 мин после

прекращения доставки кислорода.

Нарушение процессов обмена веществ при гипоксии. В основе всех нарушений при

гипоксии лежит пониженное образование или полное прекращение образования

макроэргических фосфорных соединений, которое ограничивает способность клеток

выполнять нормальные функции и поддерживать состояние внутриклеточного гомеостаза.

При недостаточном поступлении в клетки кислорода усиливается процесс анаэробного

гликолиза, но он может лишь в незначительной степени компенсировать ослабление

окислительных процессов. Особенно это касается клеток центральной нервной системы, потребность которых в синтезе макроэргических соединений наиболее высока. В норме

потребление кислорода мозгом составляет около 20% от общей потребности в нем

организма. Под действием гипоксии повышается проницаемость капилляров мозга, что

ведет к его отеку и некрозу.

Миокард также характеризуется слабой способностью к энергообеспечению за счет

анаэробных процессов. Гликолиз может обеспечить потребность миокардиоцитов в

энергии лишь в течение нескольких минут. Запасы гликогена в миокарде быстро

истощаются. Содержание гликолитических ферментов в миокардиоцитах незначительно.

Уже через 3-4 мин после прекращения доставки к миокарду кислорода сердце теряет