ГИПОКСИЯ ПМГМУ им И М Сеченова Кафедра патофизиологии

ГИПОКСИЯ ПМГМУ им. И. М. Сеченова Кафедра патофизиологии лечебного факультета К. М. Н. , ДОЦЕНТ МАНАСОВА З. Ш.

Гипоксия (hypo - ниже, oxygen – кислород) – типовой патологический процесс, характеризующийся недостаточным обеспечением тканей организма кислородом и/или нарушением его усвоения в ходе биологического окисления, сопровождающийся абсолютной или относительной недостаточностью биологического окисления в клетках и обусловленной ею ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ НЕОБЕСПЕЧЕННОСТИ жизненных процессов.

P атм 750 -765 мм. рт. ст. P атм О 2 158 -160 мм. рт. ст. P A (О 2) 105 -110 мм. рт. ст. P a (O 2) 95 -100 мм. рт. ст. Pv (O 2) 45 -55 мм. рт. ст. Pa (CO 2) 38 -42 мм. рт. ст. S a (O 2) 97 -98 мм. рт. ст. S v (O 2) 60 -75 мм. рт. ст. V a (O 2) 19 -21 об. % О 2 Hb 120 -160 г/л МОД 6 -8 л/мин МОК 5 -6 л/мин АВ разница по кислороду=P a (O 2) - P V (O 2)

Классификация гипоксии, предложенная И. Р. Петровым (1949) Ι. Гипоксия экзогенного происхождения ΙΙ. Гипоксия эндогенного происхождения • Гипобарическая гипоксия; • Нормобарическая гипоксия • Дыхательная (респираторная); • Гемическая (кровяная); • Циркуляторная (сердечнососудистая); • Первично-тканевая (гистотоксическая); • Перегрузочная • Смешанная.

Экзогенная Гипобарическая гипоксия • Подъем на высоту более 3500 -4000 м над уровнем моря (горная, высотная болезнь); более 10000 м – (декомпрессионная болезнь). • В барокамере (в условиях гипобарии).

Экзогенная Гипобарическая гипоксия Патогенез: СНИЖЕНИЕ БАРОМЕТРИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ СНИЖЕНИЕ РО 2 ВО ВДЫХАЕМОМ ВОЗДУХЕ АРТЕРИАЛЬНАЯ ГИПОКСЕМИЯ ГИПОКСИЯ АЛЬВЕОЛЯРНАЯ ГИПЕРВЕНТИЛЯЦИЯ ГИПОКАПНИЯ ГАЗОВЫЙ АЛКАЛОЗ

Экзогенная нормобарическая гипоксия • Скопление людей в замкнутом пространстве • Нарушение состава газовой смеси (ИВЛ)

Экзогенная нормобарическая гипоксия Патогенез: Снижение р. О 2 во вдыхаемом воздухе Артериальная гипоксемия Гипоксия Гиперкапния за счет высокого содержания СО 2 в окружающем воздухе Газовый ацидоз

Респираторная (дыхательная) гипоксия Развивается в результате нарушения оксигенации крови в легких (в малом круге кровообращения) – недостаточное содержание кислорода в крови легочных капилляров. ДЫХАТЕЛЬНАЯ НЕДОСТАТОЧНОСТЬ - Нарушение регуляции дыхания - Нарушение биомеханики дыхания - Нарушение альвеолярной вентиляции - Нарушение диффузии газов в легких - Нарушение перфузии крови в легких

Этиология, патогенез дыхательной гипоксии Ι. Альвеолярная гиповентиляция 1. Нарушения регуляции в системе внешнего дыхания (поражения ДЦ, дыхательных нервов); 2. Органические поражения исполнительного аппарата системы внешнего дыхания (бронхиты, воспаление, опухоль, отёк и т. д. ) ΙV. Регионарные нарушения вентиляционноперфузионных отношений ΙΙ. Нарушения перфузии легких 1. Уменьшение объёма циркулирующей крови; 2. Недостаточная эффективность работы правого и левого желудочков сердца ; 3. ↑ легочного сосудистого сопротивления; 4. ↑ внутриальвеолярного давления ( искусственная вентиляция лёгких под положительным давлением, хр. кашель) Патогенетическую основу дыхательного типа гипоксии составляет уменьшение газообменной функции лёгких, ведущее к развитию гипоксемии и, как правило, гиперкапнии. ΙΙΙ. Нарушение альвеолокапиллярной диффузии (интерстициальн ый отёк лёгких, пневмокониозысиликозы, бериллиоз и др)

ЦИРКУЛЯТОРНАЯ (сердечно-сосудистая) гипоксия Возникает при нарушении транспорта кислорода от легких к тканям в связи с расстройством функции сердечнососудистой системы (недостаточность системы кровообращения) ИШЕМИЧЕСКАЯ местная (регионарная) общая (генерализованная) ЗАСТОЙНАЯ местная (регионарная) общая (генерализованная) ПЕРЕРАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНАЯ (централизация кровообращения)

Этиология, патогенез циркуляторной гипоксии Циркуляторная гипоксия Генерализованная циркуляторная гипоксия возникает при: -сердечной недостаточности, шоке, коллапсе, обезвоживании, ДВС-синдроме, сладже эритроцитов, хронической гипотонии 1. Замедление или временное прекращение тока крови в капиллярах → ↓ доставки О 2 тканям; 2. Напряжение О 2 в артер. крови в норме; 3. Процент оксигенации гемоглобина и О 2 ёмкость крови в норме; Гипоксия местного характера возникает при: ишемии, венозной гиперемии 4. Нарастание артериовенозной разницы по содержанию О 2 ; 5. Накопление в тканях и капиллярах СО 2 → к ускорению диссоциации оксигемоглобина

ГЕМИЧЕСКАЯ (анемическая) гипоксия Возникает вследствие нарушений в системе крови, уменьшения ее кислородной емкости. 1. Количественные изменения эритроцитов и гемоглобина 2. Качественные изменения гемоглобина (приобретенные – Met. Hb, Hb. CO, Hb. S, наследственные) 3. Нарушение диссоциации оксигемоглобина

Этиология, патогенез гемической гипоксии. 1. Различные виды анемий и гидремии • р. О 2 в крови в норме; • Процент оксигенации гемоглобина в норме; • ↓ общее количество О 2 , связанного с гемоглобином; • Отдача кислорода тканям недостаточное. 2. Отравление окисью углерода (карбоксигемогло бин) • СО обладает в 200 раз более высоким сродством к гемоглобину нежели О 2 ; • карбоксигемоглобин не может участвовать в транспорте О 2; • кривая диссоциации оксигемоглобина сдвигается влево. 3. Метгемоглобинообр азователи(нитросоеди нения, аминосоединен ия, различ. краситли, окислители, лекарстве нные препораты) • угнетение тканевого дыхания, разобщение окисления и фосфорилирования; • ↓ кислородной ёмкость крови; • резко уменьшает способность оставшегося оксигемоглобина отдавать О 2 тканям; • кривая диссоциации оксигемоглобина сдвигается влево.

ТКАНЕВАЯ (гистотоксическая) гипоксия • • • Снижение интенсивности тканевого дыхания. Подавление активности ферментов биологического окисления. Повреждение клеточных мембран. Разобщение окислительного фосфорилирования. Недостаточность процессов биологического окисления

Этиология, патогенез тканевой (гистотоксичесой) гипоксии Выделяют: • Первичную (цитотоксическая) тканевую гипоксию • Вторичную тканевую гипоксию Причины: 1) цианиды, эфир, уретан, алкоголь, барбитураты и др. в-ва вызывают инактивацию дыхательных ферментов – цитохромоксидазы, клеточных дегидраз; 2) дефицит витаминов В 1, В 2, РР, пантотеновой к-ты вызывает нарушение синтеза дыхательных ферментов; 3) отравление нитратами, микробными токсинами вызывает понижение сопряжения процессов окисления и фосфорилирования; 4) ионизирующая радиация (ПОЛ), при уремии, кахексии, тяжёлых инфекциях (токсически действующие метаболиты) вызывает повреждение митохондрий

Газовый состав крови при тканевой гипоксии • содержание О в артериальной крови в N; • содержание О в венозной крови значительно повышается; • цианоз не развивается; • артерио-венозная разница в содержание О падает вследствие снижения утилизации О тканями; 2 2

«ГИПОКСИЯ НАГРУЗКИ» - дефицит О 2 в клетках вследствие напряженной деятельности органа (чрез-мерная мышечная работа, перегрузка сердца) Патогенез: скорость потребления кислорода тканью превышает функциональные резервы организма по его доставке (формируется кислородный долг)

Смешанная гипоксия Сердечная недостаточность по левожелудочковому типу Острая кровопотеря Шок Уменьшение МОС = циркуляторная гипоксия Уменьшение ОЦК и МОС = циркуляторная гипоксия Нарушение газообмена = дыхательная гипоксия Уменьшение КЕК = гемическая гипоксия Чернышев А. В. , Чернышева М. Л. Нарушение утилизации О 2 19 тканями = тканевая гипоксия

Механизмы срочной адаптации гипоксии Острая гипоксия Органы и системы эффекты Системы внешнего дыхания Увеличение объема Альвеолярной вентиляции сердце Повышение сердечного выброса Сосудистая система Перераспределение кровотока – его централизация Система крови Увеличение кислородной емкости крови Система биологического окисления Повышение эффективности биологического окисления Механизмы и эффекты Увеличение: -частоты и -глубины дыхания -числа функционирующих авельол Увеличение: -ударного выброса -числа сокращений Региональное изменение диаметра сосудов (увеличение в мозге и сердце) Выброс крови из депо Элиминация эритроцитов из костного мозга Повышение сродства Hb к кислороду в легких Увеличение диссоциации оксигемоглобина в тканях Активация тканевого дыхания Активация гликолиза Повышение сопряженности окисления и фосфорилирования

Защитно-приспособительные реакции при гипоксии Срочные реакции, возникающие при острой гипоксии: - тахикардия; - ↑МОС; - ↑АД, скорость кровотока; - ↑ возврат венозной крови к сердцу; - спазм периферических сосудов централизация кровообращения; - учащение и углубление ЧДД → улучшается вентиляция альвеол; - открываются резервные альвеолы; - улучшается легочное кровообращение; - ↑ сродство гемоглобина к кислороду и ускоряется оксигенация притекающей к легким крови (за счёт гипокапнии); - ↑ отдача О 2 тканям ( за счёт нарастания в эритроцитах 2, 3 -дифосфоглицерата и АТФ); - выход эритроцитов из депо →↑ массы циркулирующей крови; - активации процесса гликолиза→↑ содержание в тканях молочной кислоты, возникает ацидоз, который способствует диссоциации оксигемоглобина в капиллярах

Защитно-приспособительные реакции при гипоксии Долговременные компенсаторные реакции возникают при хронической гипоксии: - активизация эритропоэза под действием эритропоэтина (гипоксия почек); - образование новых альвеол; - гипертрофия дыхательной мускулатуры и миокардиоцитов; - в клетках ↑ количество митохондрий и усиливается сродство дыхательных ферментов к О 2; - увеличивается ёмкость артериол и капилляров мозга и сердца; - васкуляризация периферических тканей (увеличение размера концевых фаланг с утратой нормального угла ногтевого ложа); - развитие коллатерального кровообращения там, где кровоток и доставка О 2 тканям затруднены;

Повреждающее действие гипоксии • • • Метаболические изменения Углеводный и энергетический обмен: дефицит макроэргов; ↑ анаэробный гликолиз; ↑ гликогенолиз; ↑ содержание в крови недоокисленных продуктов обмена молочной кислоты и др. кислот. Электролитный обмен: гиперкалиемия; гиперкальцийиония (внутриклеточная). р. Н крови – ацидоз. Белковый обмен: ↑ катаболизм/↓ анаболизм белков отрицательный азотистый баланс; ↓ окислительное дезаминирование; ↑ аммиак в крови. Жировой обмен: ↑ липолиз; ↓ липогенез,

Долговременная адаптация к гипоксии

Повреждающее действие гипоксии Функциональные изменения Нервная система: спустя 3 -5 мин. в коре головного мозга обнаруживаются очаги некроза. Сердечно-сосудистая система: тахикардия → брадикардия; аритмии – разные, вплоть до фибрилляции желудочков; УОС, МОС вначале – увеличение, а затем – снижение; АД вначале ↑, а затем ↓ вплоть до коллапса. Дыхательная система: тахипноэ → диспноэ в т. ч. периодические формы дыхания типа Чейна-Стокса, Биота; апноэ → терминальное дыхание – гаспинг → остановка дыхания; отёк лёгких (при подъёме в горы обусловлен легочной гипертензией; на уровне моря - левожелудочковой недостаточностью). Пищеварительная система: потеря аппетита, ослабление секреторной функции всех пищеварительных желёз и моторной функции пищеварительного тракта. Почки: НП вплоть до уремии.

Терапия гипоксических состояний Антигипоксанты – препараты, способствующие улучшению утилизации организмом О 2, снижению потребности в нем органов и тканей, суммарно повышающие устойчивость к гипоксии. - кислород (40 – 60 % в воздухе) - убихинон (Ко. Q), Цито Мак (цитохром С) - гипоксен (ув-ет сопряжение О/Ф) - оксибутират Na (безкислородный источник АТФ) - бетаметазол, мекаприн (ингииторы фосфолипаз) - имидазол (ингиитор синтеза тромбоксанов ) - актовегин (АК, олигопептиды, олигосахариды) - дибунол ( -токоферола ацетат)