♦Чувство жжения во рту (выявляется на начальном этапе гиповитаминоза).

♦Изъязвления слизистой оболочка рта, стоматиты, гингивиты, поражения языка и желудка. На слизистой оболочке кишечника (особенно толстого) нередко выявляют эрозии и

изъязвления.

♦Признаки симметричного дерматита на коже, в местах, подверженных влиянию прямых солнечных лучей - обычно на конечностях, шее и лице.

♦Шелушение кожи с последующим гиперкератозом и пигментацией в местах локализации эритемы.

♦Нарушения психики проявляются в виде депрессии, галлюцинаций, психозов; в тяжёлых случаях возможна деменция - приобретённое слабоумие.

В настоящее время «классическая» картина недостаточности никотиновой кислоты встречается редко. Обычно гиповитаминоз PP характеризуется стёртой малоспецифической картиной, клинически напоминающей пеллагру (болезнь Хартнапа). При ней выявлено нарушение синтеза никотиновой кислоты из триптофана.

Гипервитаминоз PP. Избыточный приём никотиновой кислоты (но не никотинамида) может сопровождаться неспецифической реакцией - гиперемией лица с ощущением жара. Иногда могут развиваться аллергические реакции.

ГЛАВА 15. ГИПОКСИЯ

ТЕРМИНОЛОГИЯ

Гипоксия - типовой патологический процесс, развивающийся в результате недостаточности биологического окисления. Приводит к нарушению энергетического обеспечения функций и пластических процессов в организме.

Гипоксия нередко сочетается с гипоксемией.

В эксперименте создают условия аноксии для отдельных органов, тканей, клеток или субклеточных структур, а также аноксемии в пределах небольших участков кровеносного русла (например, изолированного органа).

♦Аноксия - прекращение процессов биологического окисления, как правило, при отсутствии кислорода в тканях.

♦Аноксемия - отсутствие кислорода в крови.

В целостном живом организме формирование этих состояний невозможно.

КЛАССИФИКАЦИЯ

Гипоксии классифицируют с учётом этиологии, выраженности расстройств, скорости развития и длительности.

• По этиологии выделяют две группы гипоксических состояний:

♦экзогенные гипоксии (нормо- и гипобарическая);

♦эндогенные гипоксии (тканевая, дыхательная, субстратная, сердечно-сосудистая, перегрузочная, кровяная).

•По критерию выраженности расстройств жизнедеятельности различают лёгкую, среднюю (умеренную), тяжёлую и критическую (летальную) гипоксии.

•По скорости возникновения и длительности выделяют несколько разновидностей гипоксии:

♦ Молниеносную (острейшую) гипоксию. Развивается в течение нескольких секунд (например, при разгерметизации летательных

аппаратов на высоте более 9 000 м или в результате быстрой массивной потери крови).

♦Острую гипоксию. Развивается в течение первого часа после воздействия причины гипоксии (например, в результате острой кровопотери или острой дыхательной недостаточности).

♦Подострую гипоксию. Формируется в течение одних суток (например, при попадании в организм нитратов, окислов азота, бензола).

♦Хроническую гипоксию. Развивается и длится более чем несколько суток (недели, месяцы, годы), например, при хронической анемии, сердечной или дыхательной недостаточности.

ЭТИОЛОГИЯ И ПАТОГЕНЕЗ ГИПОКСИИ Экзогенный тип гипоксии

Этиология

Причина экзогенных гипоксий - недостаточное поступление кислорода с вдыхаемым воздухом.

• Нормобарическая экзогенная гипоксия. Вызвана ограничением поступления в организм кислорода с воздухом в условиях нормального барометрического давления при:

♦Нахождении людей в небольшом и недостаточно вентилируемом пространстве (например, в шахте, колодце, лифте).

♦При нарушениях регенерации воздуха или подачи кислородной смеси для дыхания в летательных и глубинных аппаратах, автономных костюмах (космонавто в, лётчиков,

водолазов, спасателей, пожарников).

♦ При несоблюдении методики ИВЛ.

• Гипобарическая экзогенная гипоксия. Вызвана снижением барометрического давления при подъёме на высоту (более 3000-3500 м, где pO2 воздуха ниже 100 мм рт.ст.) или в барокамере. В этих условиях возможно развитие либо горной, либо высотной, либо декомпрессионной болезни.

♦ Горная болезнь возникает при подъёме в горы, где организм

подвергаетсяпостепенному уменьшению барометрического давления и pO2 во вдыхаемом воздухе, а также охлаждению и повышенной инсоляции.

♦ Высотная болезнь развивается у людей, поднятых на большую высоту в открытых летательных аппаратах, а также при снижении давления в барокамере. В этих случаях на организм действует относительно быстрое снижение барометрического давления и pO2 во вдыхаемом воздухе.

♦ Декомпрессионная болезнь наблюдается при резком снижении барометрического давления (например, в результате разгерметизации летательных аппаратов на высоте более

9 000 м).

Патогенез экзогенных гипоксий

К основным звеньям патогенеза экзогенной гипоксии (независимо от её причины) относятся: артериальная гипоксемия, гипокапния, газовый алкалоз и артериальная гипотензия.

♦ Артериальная гипоксемия - инициальное и главное звено экзогенной гипоксии. Гипоксемия ведёт к уменьшению поступления кислорода к тканям, что снижает интенсивность биологического окисления.

♦Снижение напряжения в крови углекислого газа (гипокапния) возникает в результате компенсаторной гипервентиляции лёгких (в связи с гипоксемией).

♦Газовый алкалоз является результатом гипокапнии.

♦Снижение системного АД (артериальная гипотензия), сочетающееся с гипоперфузией тканей в значительной мере являются следствием гипокапнии. Выраженное снижение раС02 является сигналом к сужению просвета артериол мозга и сердца.

Эндогенные типы гипоксии

Эндогенные типы гипоксии являются результатом многих патологических процессов и болезней, а также могут развиться при значительном увеличении потребности организма в энергии.

Дыхательный тип гипоксии

• Причина - дыхательная недостаточность (недостаточность газообмена в лёгких, подробно описана в главе 23) может быть обусловлена:

♦альвеолярной гиповентиляцией;

♦сниженной перфузией кровью лёгких;

♦нарушением диффузии кислорода через аэрогематический барьер;

♦диссоциацией вентиляционно-перфузионного соотношения.

•Патогенез. Инициальным патогенетическим звеном является артериальная гипоксемия, обычно сочетающаяся с гиперкапнией и ацидозом.

•Изменения газового состава и pH крови: снижаются pa02, pH, Sa02, pv 02, Sv 02, повышается paC02.

Циркуляторный (гемодинамический) тип гипоксии

• Причина - недостаточность кровоснабжения тканей и органов. Выделяют несколько факторов, приводящих к недостаточности кровоснабжения:

♦Гиповолемия.

♦Уменьшение МОК при сердечной недостаточности (см. главу 22), а также при снижении тонуса стенок сосудов (как артериальных, так и венозных).

♦Расстройства микроциркуляции (см. главу 22).

♦Нарушение диффузии кислорода через стенку сосудов (например, при воспалении сосудистой стенки - васкулите).

•Патогенез. Инициальным патогенетическим звеном является нарушение транспорта насыщенной кислородом артериальной крови к тканям.

•Виды циркуляторной гипоксии. Выделяют локальную и системную формы циркуляторной гипоксии.

♦Локальная гипоксия обусловлена местными расстройствами кровообращения и диффузии кислорода из крови в ткани.

♦Системная гипоксия развивается вследствие гиповолемии, сердечной недостаточности и снижении ОПСС.

• Изменения газового состава и pH крови: снижаются pH, pv 02, Sv 02, повышается показатель артерио-венозной разницы по кислороду.

Гемический (кровяной) тип гипоксии

• Причина - снижение эффективной кислородной ёмкости крови и, следовательно, её транспортирующей кислород функции вследствие:

♦Выраженной анемии, сопровождающейся снижением содержания Hb менее 60 г/л (см. главу

22).

♦Нарушения транспортных свойств Hb (гемоглобинопатии). Оно обусловлено изменением его способности к оксигенации в капиллярах альвеол и дезоксигенации в капиллярах тканей. Эти изменения могут быть наследственными или приобретёнными.

Наследственные гемоглобинопатии обусловлены мутациями генов, кодирующих аминокислотный состав глобинов.

Приобретённые гемоглобинопатии чаще всего являются следствием воздействия на нормальный Hb окиси углерода, бензола или нитратов.

• Патогенез. Инициальным патогенетическим звеном является неспособность Hb эритроцитов связывать кислород в капиллярах лёгких, транспортировать и отдавать оптимальное количество его в тканях.

• Изменения газового состава и pH крови: снижаются V02, pH, pv 02, повышается показатель артерио-венозной разницы по кислороду и снижается Va02 при норме pa02.

Тканевой тип гипоксии

• Причины - факторы, снижающие эффективность утилизации кислорода клетками или сопряжения окисления и фосфорилирования:

♦Ионы циана (CN), специфически ингибирующие ферменты, и ионы металлов (Ag 2+, Hg2+, Cu2+), ведущие к ингибированию ферментов биологического окисления.

♦Изменения физико-химических параметров в тканях (температуры, электролитного состава, pH, фазового состояния мембранных компонентов) в более или менее выраженной мере

снижают эффективность биологического окисления.

♦ Голодание (особенно белковое), гипо- и дисвитаминозы, нарушения обмена некоторых минеральных веществ приводят к уменьшению синтеза ферментов биологического окисления.

♦ Разобщение процессов окисления и фосфорилирования, вызываемое многими эндогенными агентами (например, избытком Ca2+, H+, ВЖК, йодсодержащих гормонов щитовидной железы), а также экзогенными веществами (2,4-динитрофенолом, грамицидином и некоторыми другими).

• Патогенез. Инициальным звеном патогенеза является неспособность систем биологического окисления утилизировать кислород с образованием макроэргических соединений.

• Изменения газового состава и pH крови: снижаются показатели pH и артерио-венозной разницы по кислороду, повышаются показатели SvO2, pvO2, Vv O2.

Субстратный тип гипоксии

•Причина - дефицит в клетках субстратов биологического окисления в условиях нормальной доставки кислорода к тканям. В клинической практике наиболее часто вызывается недостатком глюкозы в клетках при сахарном диабете.

•Патогенез. Инициальным звеном патогенеза является торможение биологического окисления вследствие отсутствия необходимых субстратов.

•Изменения газового состава и pH крови: снижаются показатели pH и артерио-венозной разницы по кислороду, повышаются Sv O2, pv O2,

VvO2.

Перегрузочный тип гипоксии

•Причина - значительная гиперфункция тканей, органов или их систем. Наиболее часто наблюдается при интенсивном функционировании скелетных мышц и миокарда.

•Патогенез. Чрезмерная нагрузка на мышцу (скелетную или сердца) обусловливает относительную (по сравнению с требуемым при данном уровне функции) недостаточность

кровоснабжения мышцы и дефицит кислорода в миоцитах.

• Изменения газового состава и pH крови: снижаются показатели pH, Sv O2, pv O2,

повышаются показатели артерио-венозной разницы по кислороду и pv CO2.

Смешанный тип гипоксии

Смешанный тип гипоксии - результат сочетания нескольких разновидностей гипоксии.

• Причина - факторы, нарушающие два и более механизмов доставки и использования кислорода и субстратов метаболизма в процессе биологического окисления.

♦ Наркотические вещества в высоких дозах способны угнетать функцию сердца, нейронов дыхательного центра и активность ферментов тканевого дыхания. В результате развиваются гемодинамический, дыхательный и тканевой типы гипоксии.

♦Острая массивная кровопотеря приводит как к снижению кислородной ёмкости крови (в связи с уменьшением содержания Hb), так и к расстройству кровообращения: развивается гемический и гемодинамический типы гипоксии.

♦При тяжёлой гипоксии любого происхождения нарушаются механизмы транспорта кислорода и субстратов метаболизма, а также интенсивность процессов биологического

окисления.

•Патогенез гипоксии смешанного типа включает звенья механизмов развития разных типов гипоксии. Смешанная гипоксия часто характеризуется взаимопотенцированием отдельных её типов с развитием тяжёлых экстремальных и даже терминальных состояний.

•Изменения газового состава и pH крови при смешанной гипоксии определяются доминирующими расстройствами механизмов транспорта и утилизации кислорода, субстратов обмена веществ, а также процессов биологического окисления в разных тканях.

Характер изменений при этом может быть разным и весьма динамичным.

АДАПТАЦИЯ ОРГАНИЗМА К ГИПОКСИИ

В условиях гипоксии в организме формируется динамичная функциональная система по достижению и поддержанию оптимального уровня биологического окисления в клетках.

Выделяют экстренные и долговременные механизмы адаптации к гипоксии.

Экстренная адаптация

Причина активации механизмов срочной адаптации: недостаточное содержание АТФ в тканях.

Механизмы. Процесс экстренной адаптации организма к гипоксии обеспечивают активацию механизмов транспорта O2 и субстратов обмена веществ к клеткам. Эти механизмы предсуществуют в каждом организме и активируются сразу при возникновении гипоксии.

• Система внешнего дыхания

♦Эффект: увеличение объёма альвеолярной вентиляции.

♦Механизмы эффекта: увеличение частоты и глубины дыхания, числа функционирующих альвеол.

• Сердце

♦Эффект: повышение сердечного выброса.

♦Механизм эффекта: увеличение ударного объёма и частоты сокращений.

• Сосудистая система

♦Эффект: перераспределение кровотока - его централизация.

♦Механизм эффекта: региональное изменение диаметра сосудов (увеличение в мозге и сердце).

• Система крови

♦Эффект: увеличение кислородной ёмкости крови.

♦Механизмы эффекта: выброс эритроцитов из депо, увеличение степени насыщения Hb кислородом в лёгких и диссоциации оксигемоглобина в тканях.

• Система биологического окисления

♦Эффект: повышение эффективности биологического окисления.

♦Механизмы эффекта: активация ферментов тканевого дыхания и гликолиза, повышение сопряжённости окисления и фосфорилирования.

Долговременная адаптация

Причина включения механизмов долговременной адаптации к гипоксии: повторная или продолжающаяся недостаточность биологического окисления.

Механизмы. Долговременная адаптация к гипоксии реализуется на всех уровнях жизнедеятельности: от организма в целом до клеточного метаболизма. Эти механизмы формируются постепенно, обеспечивая оптимальную жизнедеятельность в новых, часто экстремальных условиях существования.

Основным звеном долговременной адаптации к гипоксии явля ется повышение эффективности процессов биологического окисления в клетках.

• Система биологического окисления

♦Эффект: активация биологического окисления, что имеет ведущее значение в долговременной адаптации к гипоксии.

♦Механизмы: увеличение количества митохондрий, их крист и ферментов в них, повышение сопряжённости окисления и фосфорилирования.

• Система внешнего дыхания

♦Эффект: увеличение степени оксигенации крови в лёгких.

♦Механизмы: гипертрофия лёгких с увеличением числа альвеол и капилляров в них.

• Сердце

♦Эффект: повышение сердечного выброса.

♦Механизмы: гипертрофия миокарда, увеличение в нём числа капилляров и митохондрий в кардиомиоцитах, возрастание скорости взаимодействия актина и миозина, повышение эффективности систем регуляции сердца.

• Сосудистая система

♦Эффект: возрастание уровня перфузии тканей кровью.

♦Механизмы: увеличение количества функционирующих капилляров, развитие артериальной гиперемии в испытывающих гипоксию органах и тканях.

• Система крови

♦Эффект: увеличение кислородной ёмкости крови.

♦Механизмы: активация эритропоэза, увеличение элиминации эритроцитов из костного мозга, повышение степени насыщения Hb кислородом в лёгких и диссоциации оксигемоглобина в тканях.

• Органы и ткани

♦Эффект: повышение экономичности функционирования.

♦Механизмы: переход на оптимальный уровень функционирования, повышение эффективности метаболизма.

• Системы регуляции

♦Эффект: возрастание эффективности и надёжности механизмов регуляции.

♦Механизмы: повышение резистентности нейронов к гипоксии, снижение степени активации симпатико-адреналовой и гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковой систем.

ПРОЯВЛЕНИЯ ГИПОКСИИ

Изменения жизнедеятельности организма зависят от типа гипоксии, её степени, скорости развития, а также от состояния реактивности организма.

•Острейшая (молниеносная) тяжёлая гипоксия приводит к быстрой потере сознания, подавлению функций организма и его гибели.

•Хроническая (постоянная или прерывистая) гипоксия сопровождается, как правило, адаптацией организма к гипоксии.

РАССТРОЙСТВА ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ

Расстройства обмена веществ являются одним из ранних проявлений гипоксии.

♦Содержание АТФ и креатинфосфата при гипоксии любого типа прогрессирующе снижаются вследствие подавления аэробного окисления и сопряжения его с фосфорилированием.

♦Концентрация неорганического фосфата в тканях увеличивается в результате повышенного гидролиза АТФ, АДФ, АМФ и КФ, подавления реакций окислительного фосфорилирования.

♦Гликолиз на начальном этапе гипоксии активируется, что сопровождается накоплением кислых метаболитов и развитием ацидоза.

♦Синтетические процессы в клетках угнетаются вследствие дефицита энергии.

♦Протеолиз нарастает вследствие активации, в условиях ацидоза, протеаз, а также - неферментного гидролиза белков. Азотистый баланс становится отрицательным.

♦Липолиз активируется в результате повышения активности липаз и ацидоза, что сопровождается накоплением избытка КТ и ВЖК. Последние оказывают разобщающее влияние на процессы окисления и фосфорилирования, чем усугубляют гипоксию.

♦Водно-электролитный баланс нарушен в связи с подавлением активности АТФаз, повреждением мембран и ионных каналов, а также изменением содержания в организме ряда

гормонов (минералокортикоидов, кальцитонина и др.).

НАРУШЕНИЯ ФУНКЦИЙ ОРГАНОВ И ТКАНЕЙ

При гипоксии нарушения функций органов и тканей выражены в разной мере, что определяется различной их резистентностью к гипоксии. Наименьшей устойчивостью к гипоксии обладает ткань нервной системы, особенно нейроны коры больших полушарий. При прогрессировании гипоксии и её декомпенсации угнетается функционирование всех органов и их систем.

Нарушения ВНД в условиях гипоксии выявляются уже через несколько секунд. Это проявляется:

♦снижением способности адекватно оценивать происходящие события и окружающую обстановку;

♦ощущениями дискомфорта, тяжести в голове, головной боли;

♦дискоординацией движений;

♦замедлением логического мышления и принятия решений (в том числе простых);

♦расстройством сознания и его потерей в тяжёлых случаях;

♦нарушением бульбарных функций, что приводит к расстройствам функций сердца и дыхания и может послужить причиной летального исхода.

Сердечно-сосудистая система

♦Снижение сократительной функции миокарда и уменьшение, в связи с этим, ударного и сердечного выбросов.

♦Расстройство кровотока в сосудах сердца с развитием коронарной недостаточности.

♦Нарушения ритма сердца, включая мерцание и фибрилляцию предсердий и желудочков.

♦Развитие гипертензивных реакций (за исключением отдельных разновидностей гипоксии циркуляторного типа), сменяющиеся артериальной гипотензией, в том числе - острой (коллапсом).

♦Расстройства микроциркуляции, проявляющиеся чрезмерным замедлением тока крови в капиллярах, турбулентным его характером и артериолярно -венулярным шунтированием.

Система внешнего дыхания

♦Увеличение объёма альвеолярной вентиляции на начальном этапе гипоксии с последующим (при нарастании степени гипоксии и повреждении бульбарных центров) прогрессирующим снижением по мере развития дыхательной недостаточности.

♦Уменьшение общей и регионарной перфузии ткани лёгких вследствие нарушений кровообращения.

♦Снижение диффузии газов через аэрогематический барьер (в связи с развитием отёка и набуханием клеток межальвеолярной перегородки).

Система пищеварения

♦ Расстройства аппетита (как правило, его снижение).