Эндогенные типы гипоксии

ГИПОКСИЯ

Гипоксия (кислородное голодание, кислородная недостаточность) – типовой патологический процесс, возникающий в результате недостаточности биологического окисления и обусловленной ею энергетической необеспеченности жизненных процессов.

Гипоксия – типовой патологический процесс, возникающий в результате недостаточного снабжения тканей О2 и (или) нарушения использования его в клетках. Гипоксия нередко сочетается с гипоксемией.

Гипоксемия – уменьшение по сравнению с должным уровнем напряжения и содержания О2 в крови.

Гиперксемия – увеличение по сравнению с должным уровнем напряжения и содержания О2 в крови.

Гипокапния – состояние, вызванное недостаточным количеством СО2 в крови (пониженное напряжение СО2 в артериальной крови)

Гиперкапния – состояние, вызванное избыточным количеством СО2 в крови (повышенное напряжение СО2 в артериальной крови)

Классификация гипоксий

По этиологии и патогенезу:

1. Экзогенный тип гипоксий:

а) гипобарический

б)нормобарический

2. Эндогенный тип гипоксий:

-респираторный (дыхательный)

-циркуляторный

а) ишемический

б) застойный

-гемический (кровяной)

-тканевой (первично – тканевой)

а) при нарушении способности клеток поглощать кислород

б) повреждение митохондрий

в)при разобщении окисления и фосфорилирования (гипоксия разобщения)

-субстратный

-перегрузочный (гипоксия нагрузки)

-смешанный

По скорости развития и длительности

а) молниеносный

б)острый

в)подострый

г)хронический

По распространенности

а)общий

б)местный

По степени тяжести

А)легкий

Б)умеренный

В)тяжелый

Г)критический (смертельный)

Экзогенные типы гипоксии

1. Гипобарическая гипоксия

Возникает при снижении барометрического давления О2 во вдыхаемом воздухе.

Причины:

1) в условиях разреженной атмосферы

2) при подъеме в горы

3) при полетах на летательных аппаратах

Снижение барометрического давления

↓

Уменьшение напряжения кислорода в артериальной крови

↓

Снижение насыщения гемоглобина кислородом и общее его содержание в крови

↓

Компенсаторная гипервентиляция легких

↓

Выраженная гипокапния

1) Респираторный алкалоз => повышенная экскреция бикарбонатного иона почками => снижение содержания натрия в организме => снижение объема внеклеточной жидкости, гиповолемия =>нарушение водно-электролитного баланса

2) Ухудшение кровоснабжения мозга и сердца => расстройства жизнедеятельности организма (коронарная недостаточность) => гипоксия

Нормобарическая гипоксия

Возникает при нормальном общем барометрическом давлении, снижении парциального давления кислорода во вдыхаемом воздухе.

Причины:

1) работа в шахтах

2) неисправность в системе кислородного обеспечения кабины летательного аппарата, в подводных лодках, в водолазных костюмах

3) во время операции при неисправности наркозно-дыхательной аппаратуры

4) нахождение в защитных помещениях малого объема

Патогенез: гипоксия сопровождается гиперкапнией.

Умеренная гиперкапния оказывает компенсаторный эффект => увеличение кровоснабжения мозга и сердца => значительная гиперкапния => ацидоз, нарушение ионного равновесия, снижение насыщения артериальной крови кислородом.

Эндогенные типы гипоксии

1.Респираторная гипоксия

Возникает при нарушении газообменной функции легких, ведущее к развитию гипоксемии и гиперкапнии.

Причины:

1) Нарушение регуляции в системе внешнего дыхания

- поражение ДЦ (травмы, опухоли, воспаление, отек, дегидратация головного мозга, расстройства мозгового кровообращения)

- нарушение иннервации дыхательной мускулатуры,нарушение синаптической передачи (интоксикации: ФОС, миорелаксанты, ботулинический, столбнячный, токсины)

2) поражение исполнительного аппарата системы внешнего дыхания

- обструктивного типа (БА, отек Квинке, инородное тело в воздухоносных путях)

-рестриктивного типа (пневмонии, гидроторакс, пневмоторакс, эмфизема)

-при увеличении толщины альвеоло-гематического барьера (саркоидоз, пневмосклероз, РДС)

3) врожденные пороки сердца (тетрада Фалло, аномалия Эбштейна)

Заболевание легких

↓

Альвеолярная гиповентиляция

↓

Недостаточный газообмен в легких

↓

Нарушение вентиляционно – перфузионных отношений

↓

Затруднение диффузии кислорода

↓

Снижение напряжения кислорода в артериальной крови

↓

Артериальная гипоксемия, часто сочетающаяся с гиперкапнией

↓

Гипоксия

1. Циркуляторная гипоксия

Возникает при снижении сократительной способности миокарда, уменьшении МОК, уменьшении скорости кровотока через ткани.

Причины:

1)расстройства сердечной деятельности в результате:

-поражения сердечной мышцы

-перегрузки сердца

-нарушения экстракардиальной регуляции

-тампонада, облитерация полости перикарда

2)гиповолемия

3)чрезмерное увеличение емкости сосудистого русла вследствие нарушения вазомоторной регуляции, пареза сосудов, недостаточности катехоламинов и глюкокортикоидов

4)нарушения микроциркуляции

Поражение сердечной мышцы

↓

Уменьшение минутного объема крови

↓

Снижение объемной скорости кровотока

↓

Недостаточное кровоснабжение органов и тканей

↓

Недостаточный транспорт кислорода к тканям

↓

Гипоксия

При циркуляторной гипоксии, как правило, не снижается парциальное давление О2 в артериальной крови, но падает содержание О2 в венозной крови, т.к в условиях недостатка кровоснабжения ткани максимально утилизируют О2. Все это приводит к повышению артериовенозной разницы по О2, а также снижению насыщения гемоглобина кислородом в венозной + нарушение тканевого метаболизма приводят к развитию негазового ацидоза.

1. Гемическая гипоксия

Возникает при снижении эффективной кислородной емкости крови.

Причины:

1)Недостаточное количество переносчиков О2

2)Нарушение способности гемоглобина связывать, транспортировать и отдавать тканям кислород

а)образование патологических форм гемоглобина (карбоксигемоглобин, метгемоглобин, нитроксигемоглобин)

Патологические формы гемоглобина

Карбоксигемоглобин. Образуется при взаимодействии окиси углерода с гемоглобином, не способен транспортировать кислород к тканям. Выраженные нарушения жизнедеятельности развиваются при увеличении карбоксигемоглобина в крови до 50%, концентрация 70-75% приводит к выраженной гипоксемии и смерти. Карбоксигемоглобин имеет ярко-красный цвет, придающий алый цвет крови.

Окись углерода содержится в :

-бытовом газе

-выхлопных газах

-газах, образующихся при литейном производстве

Метгемоглобин. Отличается тем, что железо гема трехвалентное. Нет способности к транспортировке О2. Образование метгемоглобина – обратимый процесс. Имеет темно – коричневую окраску, кровь и ткани организма приобретают соответствующий оттенок.

Метгемоглобинообразователи – группа веществ, обуславливающих переход иона железа из закисной формы в окисную. К ним относятся:

-нитраты

-нитриты

-оксиды азота

-производные анилина, бензола

-лекарственные средства (амидопирин, феназепам, сульфаниламиды)

б) наследственные гемоглобинопатии

3) Нарушение физико-химических свойств, необходимых для нормального поглощения кислорода гемоглобином из плазмы крови легочных капилляров и отдачи кислорода в тканевых капиллярах.

4. Первичная тканевая гипоксия

Возникает в результате нарушения процессов биологического окисления в клетках при нормальном функционировании всех звеньев системы транспорта кислорода к месту его утилизации.

Утилизация кислорода тканями может затрудняться в случае:

А)при нарушении способности клеток поглощать кислород из крови (снижение активности ферментов окислительного фосфорилирования)

*угнетение биологического окисления различными ингибиторами (отравление цианидами, которые блокируют цитохромоксидазу – конечный фермент дыхательной цепи и подавляют потребление кислорода клетками)

*нарушение синтеза дыхательных ферментов при дефиците некоторых витаминов (тиамина, рибофлавина, пантотеновой кислоты)

*активация процессов свободно-радикального окисления под воздействием ионизирующих излучений, повышенного давления кислорода, дефиците токоферола, естественных антиоксидантов приводят к повреждению мембранных структур клетки.

*изменение физико-химических условий среды существенно сказывается на активности ферментов : рН, температура, концентрация некоторых электролитов. (перегревание, интоксикация, инфекции, уремия, кахексии)

б) повреждение митохондрий

*дестабилизация, дезорганизация, нарушение структурной упорядоченности систем ферментов окислительного фосфорилирования

*тотальное разрушение мембран митохондрий

Причины:

-тяжелые инфекционные заболевания

-уремия

-кахексия

-лучевые поражения

-перегревание

-процессы свободно-радикального окисления

в) разобщение окисления и фосфорилирования в дыхательной цепи (действие динитрофенола, грамицидина, микробных токсинов, гормонов ЩЖ) => увеличение потребления тканями кислорода , значительное увеличение доли энергии => энергетическое «обесценивание» тканевого дыхания, относительная недостаточность биологического окисления => ресинтез макроэргов не покрывает потребности тканей => гипоксия

Таким образом, большая часть энергии выделяется в виде тепла, а не аккумулируется в виде макроэргов, что приводит к энергетической недостаточности.

5. Субстратная гипоксия

Причины:

1) дефицит в клетках глюкозы (СД, голодание)

2) дефицит других субстратов (жирных кислот в миокарде)

Нормальная доставка кислорода, но нарушено состояние клеточных мембран и ферментных систем => первичный дефицит субстратов => нарушение всех звеньев биологического окисления

6. Перегрузочная гипоксия

Причины: напряженная деятельность органа или ткани, когда функциональные резервы систем транспорта и утилизации кислорода при отсутствии в них патологических изменений оказываются недостаточными для обеспечения резко увеличенной потребности в кислороде (чрезмерная мышечная работа, перегрузка сердца)

Патогенез: Образование кислородного долга при увеличении скорости доставки и потребления кислорода и скорости продукции и выведения углекислоты => венозная гипоксемия => гиперкапния => изменения КОС

7. Смешанная гипоксия

Причины – факторы, нарушающие два и более механизма доставки и использования О2 и субстратов метаболизма в процессе биологического окисления. Первично возникает один тип гипоксии, а затем по мере развития болезни присоединяются и другие типы.

Встречается при:

-шоке

-отравлении наркотиками

-острой массивной кровопотере

-при заболеваниях сердца, коме

Гипоксия любого типа приводит к нарушению функций различных органов и систем, участвующих в обеспечении доставки О2 и его утилизации в организме.