Ишемия.

Ишемия - уменьшение или полное прекращение кровообращения в органе или ткани, возникающее в результате уменьшения притока крови по артериальным сосудам.

Выделяют 3 основных вида ишемии:

1. Ангиоспастическая ишемия . Этот тип ишемии возникает при спазме артерий. Спазм артерий наблюдается:

а) при действии вазоконстрикторных веществ (норадреналин, серотонин, ангиотензин-2, эндотелины);

б) при нарушении реполяризации мембран гладкомышечных клеток;

в) при нарушении регуляции содержания внутриклеточного кальция и нарушении функции сократительного аппарата гладкомышечных клеток.

2. Обтурационная ишемия возникает при закупорке просвета артериального сосуда тромбом, эмболом, атеросклеротической бляшкой.

3. Компрессионная ишемия связана со сдавлением артериальных сосудов снаружи (рубцом, жгутом, опухолью, инородным телом).

Ишемия возникает при наличии 2 условий:

1) при отсутствии (или недостаточности) коллатерального притока в данную сосудистую область;

2) уменьшение давления в артериях.

Микроциркуляция при ишемии

Следствие сужения просвета питающей артерии внутрисосудистое давление в артериолах и капиллярах снижается. Уменьшается артериовенозная разность давления в микрососудах. Это вызывает замедление линейной и объемной скорости кровотока. Часть функционирующих капилляров превращается в плазматические, а некоторые капилляры закрываются. Число функционирующих капилляров в ишемизированном участке ткани уменьшается. Из-за уменьшения давления в артериальном отделе капилляра уменьшается фильтрация жидкости из сосуда в ткань, но увеличивается реабсорбция жидкости в венозном отделе капилляра. Поэтому количество межтканевой жидкости уменьшается.

Изменение в тканях при ишемии

Различные клетки организма обладают различной чувствительностью к ишемии. Так, фибробласты, клетки костной и хрящевой ткани и клетки скелетных мышц имеют низкую чувствительность к ишемии. Они выдерживают ишемию в течение нескольких часов. Промежуточной чувствительностью к ишемии обладают клетки сердечной мышцы, гепатоциты, эпителий почек. Эти клетки выдерживают ишемию в течение 30 минут - 2 часов. Высокой чувствительностью к ишемии обладают нейроны коры головного мозга. Они погибают через 3-5 минут после начала ишемии.

Изменения, возникающие в клетках ткани при развитии ишемии, разделяются на 2 стадии:

1 стадия - обратимые изменения.

После начала ишемии нарушается окислительное фосфорилирование и уменьшается образование АТФ. Уменьшение содержания АТФ вызывает многочисленные изменения в клетке:

1. Уменьшение АТФ и увеличение содержания АМФ стимулирует фосфофруктокиназу (ключевой фермент гликолиза) и фосфорилазу. Это приводит к увеличению скорости анаэробного гликолиза, который обеспечивает клетку минимальным количеством АТФ при расщеплении гликогена. Поэтому клетки быстро теряют гликоген. Но гликолиз приводит к накоплению в клетке лактата. Это уменьшает рН в клетке (развивается ацидоз). Снижение рН в клетке приводит, во-первых, к подавлению гликолиза из-за ингибирования ферментов гликолиза (фосфофруктокиназы и глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы), а во-вторых, к агрегации хроматина в ядре клетки.

2. Уменьшение образования в клетке АТФ вызывает нарушение функции Na^{+ -} K^{+ -} АТФазы. Это , в свою очередь, нарушает поддержание клеткой осмотического равновесия. В клетке накапливается Na⁺ и Н₂О, что вызывает набухание (отек) клетки. Происходит так же набухание эндоплазматического ретикулума и митохондрий.

3. Уменьшение образования АТФ вызывает открепление рибосом от шероховатого эндоплазматического ретикулума, а также диссоциацию полисом.

Все описанные изменения постепенно исчезают при восстановлении кровотока. Поэтому такие изменения называют обратимыми.

2 стадия - необратимые изменения в клетках ишемизированной ткани.

Если ишемия продолжается далее, то в клетках ишемизированной ткани возникают необратимые изменения:

1. Уменьшение содержания в клетке АТФ нарушает функцию Са²⁺ -АТФазы эндоплазматического ретикулума. В результате кальций из эндоплазматического ретикулума поступает в цитоплазму. Кальций, содержащийся в митохондриях также поступает в цитоплазму. Кроме того Са²⁺ поступает в клетку и через цитоплазматическую мембрану, в обмен на натрий, содержание которого увеличено. В результате этих процессов, содержание кальция в цитоплазме значительно возрастает. Это приводит к активации кальций-зависимых фосфолипаз. Активированные фосфолипазы разрушают мембраны. Это вызывает еще большее поступление кальция через плазматическую мембрану.

2. Разрушение фосфолипидов мембран приводит к накоплению ненасыщенных жирных кислот, ацилкарнитина, лизофосфолипидов, которые обладают детергентным действием на мембраны. Они могут встраиваться в липидный бислой или обмениваться с фосфолипидами мембран. Это вызывает повышение проницаемости мембран и нарушает электрофизиологические свойства мембраны.

3. Разрушение мембраны лизосом приводит к выводу лизосомальных ферментов в цитоплазму и к активации лизосомальных гидролаз. Лизосомы содержат ДНК-азы, РНК-азы, протеазы, фосфатазы, гликозидазы и катепсины. Действие этих ферментов приводит к ферментативному расщеплению всех компонентов клетки.

4. Повреждение плазматической мембраны приводит к потере клеткой белков, ферментов, коэнзимов, РНК.

Ишемия

рО₂тк

АТФ

активности активности

Na⁺ - К⁺ -АТФазы Са²⁺ -АТФазы

сод-я Na⁺ в клетке эндоплазм. ретикулума

Н₂О в клетке Са²⁺ в цитоплазме

Отек клетки активация фосфолипаз

Разрушение лизосом Разрушение мембраны

Выход ферментов Разрушение плазмолемы

Гибель клетки

Морфологические изменения в клетке на необратимой стадии повреждения включают: лизис эндоплазматического ретикулума, вакуолизацию митохондрий, разрушение лизосом, появление дефекта в клеточной мембране, разрушение ядра клетки (кариопикноз, кариолизис, кариорексис).

Возобновление кровотока на этой стадии приводит к еще большему повреждению клеток. Такое усиление повреждения клеток называют “реперфузионным повреждением”.

Механизм реперфузионного повреждения:

1) массовое поступление Са²⁺ в клетку;

2) повреждение клеток свободными радикалами кислорода, которые образуются нейтрофилами, инфильтрирующими зону ишемии при восстановлении кровотока.