лекции по патофизиологии / Патофизиологические основы лечебного действия ГБО

5

Патофизиологические основы лечебного действия ГБО

Поддержание стабильного уровня обмена веществ обусловлено нормальным содержанием в организме и, в частности, в крови кислорода. В артериальной крови содержание кислорода равно 21 об%. Проходя по капиллярам, кровь отдает кислород тканям, и его содержание в венозной крови составляет 15 об%. Таким образом, в тканях на окислительные процессы используется 6 об% кислорода. При острой кровопотере, шоке различного происхождения, сердечной и дыхательной недостаточности содержание кислорода в крови и тканях уменьшается. Это приводит к снижению активности обменных процессов, нарушению функции органов и тканей. Поэтому обоснованным для ликвидации гипоксии в тканях явилось применение кислорода. Оказалось, что в нормобарических условиях содержание кислорода в организме является недостаточным для метаболических процессов. В условиях нормобарии диффузия кислорода в клетки резко снижена, что практически не оказывает влияния на коррекцию нарушенного обмена веществ в тканях. Поэтому обоснованным в терапии гипоксических состояний явилось использование кислорода под повышенным давлением, использование метода гипербарической оксигенации.

Применение кислорода под повышенным давлением в условиях патологии в первую очередь направлено на коррекцию расстройств метаболизма в тканях. В действии повышенного давления кислорода различают 3 стадии:

1. Адаптационную стадию

2. Токсическую стадию

3. Терминальную стадию

Первая, адаптационная, стадия проявляется комплексом биологических реакций, определяющих основу положительного клинического результата ГБО. Кислород под повышенным давлением вызывает мобилизацию функциональных, метаболических и морфогенетических резервов, способствующих выздоровлению.

На протяжении истории использования ГБО были выдвинуты различные теории, объясняющие лечебный эффект применения кислорода под повышенным давлением.

ТЕОРИИ ГБО

Механическая теория.

Эта теория была выдвинута в XYII веке. Считали, что применение сжатого воздуха способствует сдавлению сосудов, перераспределению крови из поверхностных сосудов в более глубокие ткани и улучшению их кровоснабжения.

Физико-химическая теория

Показано, что в барокамере при оксигенации растворимость кислорода возрастает.

1 ата 0₂ - 2 об/%

2 ата 0₂ - 4 об/%

3 ата 0₂ - 6 об/%

Это физически растворенный кислород. При 3 ата восстанавливается нормальная артерио-венозная разница по кислороду, равная 6 об/%. Этого объема кислорода достаточно для нормального протекания метаболических процессов.

Фармакологическая теория

Согласно этой теории, кислород рассматривается как фармакологический агент. Если кислорода в крови много, то его достаточно и в клетке.

В ряде случаев гипероксемия (насыщение плазмы кислородом) не обеспечивает реакции, происходящие в клетке. При постоянном режиме оксигенации кислород в одних случаях оказывает положительный эффект, в других случаях он неэффективен, а иногда оказывает отрицательное действие.

Поэтому была выдвинута 4 -я теория - адаптационно-метаболическая теория ГБО (А.Н.Леонов).

Первая, адаптационная стадия, согласно этой теории является основой саногенеза (выздоровления).

Основные положения этой теории:

1. Гипербарический кислород рассматривается как естественный адаптогенный регулятор биодинамики клетки.

2. Гипербарический кислород вызывает стереотипные реакции адаптации благодаря его универсальным свойствам: стимулирующим, ингибирующим и заместительным.

3. Гипербарический кислород оказывает прямое, опосредованное и рефлекторное воздействие, проявляющееся специфическими и неспецифическими изменениями функции, метаболизма и структуры клетки соответственно метаболической целесообразности.

В действии гипербарического кислорода выделяют 3 механизма саногенеза:

1. Адаптационно-функциональные механизмы

2. Адаптационно-метаболические механизмы

3. Адаптационно-морфогенетические механизмы

Адаптационнор-функциональные механизмы

Они касаются регуляторных и эффекторных (исполнительных) систем. В условиях ГБО повышается активность нейронов ЦНС, улучшается интегративная деятельность мозга, активируется система "гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников", стимулируется функция кислородных рецепторов, представленных адренорецепторами. В условиях ГБО происходит восстановление функциональных систем доставки кислорода к клетке (функции внешнего дыхания, сердечно-сосудистой системы, системы крови). Стимулируется вентиляционная способность легких, нормализуется сосудистый тонус и артериальное давление, повышается сократительная функция миокарда. Стимулируется гидремическая реакция (с участием антидиуретического гормона и кортикостероидов), восстанавливается объем циркулирующей крови.

Адаптационно-метаболические механизмы

Все эти механизмы делятся на:

1. Биоэнергетические

2. Дезинтоксикационные

3. Биосинтетические

Биоэнергетические механизмы адаптации

Эти механизмы проявляются повышением напряжения кислорода в артериальной крови. Усиливается экстракция кислорода из крови тканями, стимулируется митохондриальное окисление. Это способствует выработки энергии в виде АТФ, накоплению креатинфосфата.

Дезинтоксикационные механизмы адаптации

В микросомальном окислении и в процессах детоксикации играют роль оксигеназы, цитохром P-450 и кислород. Гипербарический кислород стимулирует обезвреживающую функцию печени, предотвращает накопление свободных радикалов в организме. Гипербарический кислород ингибирует реакции пероксидного окисления липидов, снижает накопление пероксидов. При воздействии ГБО тормозится развитие лактат-ацидоза в условиях гипоксии. Гипербарический кислород при накоплении в организме аммиака предупреждает развитие аммиачной интоксикации: аммиак превращается в менее токсичные продукты - мочевину и глутамин.

Микросомальное окисление Свободные

радикалы

Аммиак ГБО₂ Лактат

Антиоксиданты

Глутамин Мочевина (каталаза, супер-

оксиддисмутаза)

Пероксидное

окисление липидов Пероксиды

Биосинтетические механизмы адаптации

Гипербарический кислород стимулирует образование ферментов, синтез сывороточных белков в печени, иммуноглобулинов. Кислород под повышенным давлением способствует синтезу информационной РНК, которая обеспечивает построение аминокислот, активирует ДНК, оказывая как прямое действие, так и опосредованное действие через ингибирование фермента ДНКазы. Гипербарический кислород стимулирует выработку в гипоталамусе рилизинг-факторов, способствует выработке нейропептидов, стероидных гормонов и нейромедиаторов (катехоламинов).

Ферменты Белки Иммуноглобулины

ДНКаза

ДНК ГБО₂ иРНК

Рилизинг- Нейропептиды, Нейромедиаторы

факторы гормоны (катехоламины)

Адаптационно-морфогенетические механизмы

Ультраструктурный уровень адаптации: ГБО₂ предупреждает возникновение гиперконтрактур саркомеров и снижает развитие фибрилляции сердца в 4 раза, способствует восстановлению содержания гликогена в печени и миокарде, предупреждает развитие белковой и жировой дистрофии печени.

Субклеточный уровень адаптации: ГБО₂ уменьшает дезорганизацию внутриклеточных органелл, ретикулума клетки, способствует восстановлению функции митохондрий в кардиомиоцитах при шоке различного происхождения.

Клеточный уровень адаптации: ГБО₂ активирует эритропоэз при острых постгеморрагических состояниях, увеличивает количество гепатоцитов в резецированной печени, способствует пролиферации лимфоидных клеток, повышает иммунный потенциал. Кислород под повышенным давлением предупреждает развитие некробиотических процессов во внутренних органах, стимулирует образование соединительной ткани в зоне раневого процесса, повышает резистентность мембран эритроцитов.

Таким образом, основой адаптационно-метаболической теории гипербарической оксигенации являются саногенетические механизмы действия кислорода под повышенным давлением, направленные на восстановление функционально-метаболических процессов в поврежденных органах и тканях.