Основные процессы, обеспечивающие биоокисление

Лекция № 7

Гипоксия

 

I. Понятие гипоксии.

Гипоксия - типовой патологический процесс, характеризующийся недостаточностью биологического окисления, причина которого заключается в неадекватности снабжения тканей кислородом или нарушении его использования тканями.

Гипоксия - это типовой патологический процесс, при котором уменьшается аэробный метаболизм вследствие снижения парциального давления кислорода в митохондриях, т. е. в клетке уменьшается количество макроэргических соединений и накапливаются продукты анаэробного обмена (Нанн,1969).

Гипоксия - состояние, наблюдающееся в организме при неадекватном снабжении тканей и органов кислорода или при нарушении утилизации в них кислорода в процессе биологического окисления (Чарный А.М.,1961)

Гипоксия (кислородная недостаточность) - это несоответствие между метаболическим запросом и его энергетическим обеспечением, которое сопровождается временным выходом каких-либо показателей кислородного гомеостаза из пределов колебаний, очерченных границами физиологической зоны (Березовский В.А.,1978).

Гипоксемия - недостаточное насыщение крови кислородом.

Асфиксия (в переводе с греч. – «без пульса») - состояние гипоксии, сочетающееся с повышением напряжения углекислого газа в крови и тканях.

 

Ниже представлены некоторые сведения из курсов нормальной физиологии и биохимии, необходимые для понимания сущности гипоксии как типового патологического процесса.

 

Участники биоокисления:

¨ субстрат (прежде всего, глюкоза и жирные кислоты),

¨ кислород

¨ катализатор-фермент (белковая часть и безбелковая часть - витамины).

В результате вырабатывается энергия.

 

Энергия макроэргических связей АТФ идет на 3 основных процесса:

1. Работу насосов (натрий-калиевого, кальциевого и других активных транспортов)

2. Синтетические процессы в клетке (прежде всего, белка и других органических веществ)

3. Сократительную деятельность клеток и ее составляющих (цитоскелет), конечно, не только мышечных. Так лейкоциты осуществляют таксис, фагоцитоз.

Энергия, рассеивающаяся в виде тепла, создает оптимум (37° С) для действия ферментов и для других белков (гемоглобина, рецепторов).

Таблица 7.2.

Газовый состав крови при различных типах гипоксий.

Виды гипоксий	Кислородная емкость крови	Артериальная кровь	Переход О2 из крови в ткани, об.%	Венозная кровь
Содержание O2, об.%	% насыщения гемоглобина O2	Напряжение O2, мм рт. ст.	Содержание O2, об.%	% насыщения гемоглобина O2	Напряжение О2 мм рт. ст.
Норма	20,0	19,0			4,2	14,8
Гипоксическая (экзогенная и дыхательная)	N	¯	¯	¯	N	¯	¯	¯
Гемическая	¯	¯	N	N	N	¯	¯	¯
Циркуляторная (застойная)	N	N	N	N	­	¯	¯	¯
Тканевая	N	N	N	N	¯	­	­	­

 

Коррекция циркуляторных гипоксий

Коррекция циркуляторных гипоксий местного характера частично описана в разделе "Патология микроциркуляции".

Общие или генерализованные циркуляторные гипоксии возникают по трем кардинальным причинам и требуют, соответственно, трех различных подходов.

1. Ослабление сердечной деятельности в зависимости от характера сердечной недостаточности (острой или хронической) требует назначения кардиотонических средств либо быстрого действия (обычно адреналина или других препаратов с β₁-адреномиметическим действием, а также блокаторы фосфодиэстеразы – амринон, милринон); либо более медленнодействующих сердечных гликозидов (строфантин, дигоксин).

2. Снижение системного сосудистого тонуса при коллапсах, шоках корректируется средствами, возбуждающими сосудодвигательный центр (уже упоминавшиеся аналептики), α-адренорецепторы адреналин, норадреналин).

3. Снижение объема циркулирующей крови требует назначения плазмозамещающих растворов (полиглюкин, реополиглюкин).

 

Коррекция тканевой гипоксии

Ликвидация тканевой гипоксии с помощью фармакотерапии проводится с помощью

1. Детоксикации организма для избавления от так называемых " тканевых ядов ":

· цианидов, динитрофенола, свободных радикалов (разбавление их крови плазмозамещающими растворами, усиления выделения почками путем назначения мочегонных, активации детоксицирующей функции печени),

· борьба с повышением синтеза в организме разобщителей окисления и фосфорилизования (тироксина при тиреотоксикозе, билирубина при патологии печени) соответствующими средствами,

· учитывая, что при гипоксии любого генеза активируется свободнорадикальное окисление, желательным является применение антиоксидантов, таких как естественный метаболит – токоферол, либо искусственные препараты (дибунол, эмоксипин, мексидол).

2. Субстратная тканевая гипоксия при сахарном диабете ликвидируется назначением препаратов инсулина и его аналогов, "запускающих" глюкозу в клетку и активирующих ферменты, участвующие в ее метаболизме.

3. При всех типах тканевой гипоксии полезны витамины, как участники - коферменты процессов тканевого дыхания (особенно группы В, С), цитохром С, препараты самой АТФ или ее предшественников - препараты аденозина (инозин, инозие-Ф).

Лекция № 7

Гипоксия

 

I. Понятие гипоксии.

Гипоксия - типовой патологический процесс, характеризующийся недостаточностью биологического окисления, причина которого заключается в неадекватности снабжения тканей кислородом или нарушении его использования тканями.

Гипоксия - это типовой патологический процесс, при котором уменьшается аэробный метаболизм вследствие снижения парциального давления кислорода в митохондриях, т. е. в клетке уменьшается количество макроэргических соединений и накапливаются продукты анаэробного обмена (Нанн,1969).

Гипоксия - состояние, наблюдающееся в организме при неадекватном снабжении тканей и органов кислорода или при нарушении утилизации в них кислорода в процессе биологического окисления (Чарный А.М.,1961)

Гипоксия (кислородная недостаточность) - это несоответствие между метаболическим запросом и его энергетическим обеспечением, которое сопровождается временным выходом каких-либо показателей кислородного гомеостаза из пределов колебаний, очерченных границами физиологической зоны (Березовский В.А.,1978).

Гипоксемия - недостаточное насыщение крови кислородом.

Асфиксия (в переводе с греч. – «без пульса») - состояние гипоксии, сочетающееся с повышением напряжения углекислого газа в крови и тканях.

 

Ниже представлены некоторые сведения из курсов нормальной физиологии и биохимии, необходимые для понимания сущности гипоксии как типового патологического процесса.

 

Участники биоокисления:

¨ субстрат (прежде всего, глюкоза и жирные кислоты),

¨ кислород

¨ катализатор-фермент (белковая часть и безбелковая часть - витамины).

В результате вырабатывается энергия.

 

Энергия макроэргических связей АТФ идет на 3 основных процесса:

1. Работу насосов (натрий-калиевого, кальциевого и других активных транспортов)

2. Синтетические процессы в клетке (прежде всего, белка и других органических веществ)

3. Сократительную деятельность клеток и ее составляющих (цитоскелет), конечно, не только мышечных. Так лейкоциты осуществляют таксис, фагоцитоз.

Энергия, рассеивающаяся в виде тепла, создает оптимум (37° С) для действия ферментов и для других белков (гемоглобина, рецепторов).

Основные процессы, обеспечивающие биоокисление

1. Диффузия газов в легких.

2. Транспорт газов кровью.

· оксигемоглобин (HbO₂),

· бикарбонаты Na и K,

· растворенная форма О₂ и СО₂,

· карбгемоглобин (HbСO₂),

· карбоксигемоглобин (HbCO), его сродство к СО₂ в 300 раз больше, чем к O₂,

· метгемоглобин (Fe²⁺®Fe³⁺) содержит железо с валентностью III, образующееся под действием нитратов, нитритов, анилина, окиси азота, бензола, сульграниламидов.

3. Диффузия газов в тканях.

Кислородная емкость крови - количество O₂, которое способно связать 100 мл крови.

Относительную оценку кислородной емкости крови дает оксигемометрия, основанная на пропускании света определенной длины волны, и, показывающая процентное содержание в крови оксигемоглобина, относительно 100% насыщения (емкости) крови.

 

Парциальное давление газа (Pa_O2, Pa_CO2) отражает давление газа в смеси газов (воздушная смесь), соответствующее его процентному содержанию в ней.

 

Напряжение газа в крови (P_O2, P_CO2) отражает давление газа в воде или в тканях организма (чаще в крови).

 

Насыщение крови кислородом или содержание в крови кислорода (об.%) – содержание кислорода в единице объема крови с учетом физически растворенного О₂ и связанного с гемоглобином О₂.

Таблица 7.1.

Газовый состав крови.

	О2, мм рт.ст.	СО2, мм рт.ст.
Атмосферный воздух		0,2
Альвеолярный воздух
Выдыхаемый воздух
Артериальная кровь
Венозная кровь

Артерио-венозная разница по кислороду – количество О₂, использованное тканями; представляет собой разность между напряжением О₂ в артериальной и венозной крови (норме около 60 мм рт.ст.).

Сатурация гемоглобина или кислородное насыщение гемоглобина (S_О2, %) – процент оксигемоглобина от общего содержания гемоглобина.

[HbO₂]

S_О2 = ¾¾¾¾¾¾¾ ´ 100 %

[Hb] + [HbO₂]

II. Кривая диссоциации оксигемоглобина. Значение ее сдвига при лихорадке, замерзании, тканевом ацидозе, дыхательном алкалозе.

Связывание кислорода с гемоглобином и высвобождение его зависят от парциального давления кислорода.

 

 

Рис. 7.1. Кривая диссоциации HbO₂ Баркрофта.

Динамика кривой зависит от нескольких факторов. Кривая может сдвигаться относительно оси абсцисс влево вправо (эффект Бора).

 

Сдвиг влево - увеличение сродства Hb к O₂, Hb лучше образуется, но хуже отдает O₂ в ткани (алкалоз, снижение температуры тела или замерзание).

Сдвиг вправо - снижение сродства Hb к O₂, Hb хуже образуется, но лучше отдает O₂ в ткани (ацидоз, повышение температуры тела или лихорадка).

 

III. Патогенетическая классификация гипоксий. Этиология и патогенез гипоксий. Газовый состав артериальной и венозной крови при различных типах гипоксий.