Гипоксический тип гипоксии.Этиология. Патогенез

Гипоксический тип гипоксии (экзогенная гипоксия) развивается в ре­зультате снижения рОг во вдыхаемом воздухе. Наиболее типичным ее проявле­нием являются горная и высотная болезни. Гипоксическая гипоксия может воз­никнуть во всех случаях, когда осуществляется дыхание газовыми смесями с недостаточным парциальным давлением кислорода. Необходимо помнить, что гипоксическая гипоксия может возникнуть при дыхании в замкнутом простран­стве (отсеки подводной лодки, хранилища, бункера, ангары), а также при неис­правности дыхательной аппаратуры.

При гипоксической гипоксии рОг снижается как в альвеолярном воздухе, так и в артериальной крови, тканях. Уменьшается общий венозно-воздушный гради­ент.

Выделяют 4 степени тяжести гипоксии в зависимости от рОг артериальной крови:

1 степень рОг — 60-45 мм рт. ст. Появляются первые видимые признаки наруше-

ния функций сердечно-сосудистой и дыхательной систем в виде тахикар­дии, тахипноэ, нарушение координации движений, развитие мышечной сла­бости.

2 степень рОг — 50-40 мм рт. ст. Прекоматозное состояние, нарушение психики и

эмоциональной сферы в виде немотивированной эйфории (по причине ги­поксии коры головного мозга), дальнейшее нарушение координации движе­ний, потеря чувствительности, выраженные признаки сердечной и дыха­тельной недостаточности.

3 степень рОг — 40-20 мм рт. ст. Характеризуется потерей сознания. У пострадавшего церебральная кома, ригидность мышц, может произойти остановка сердца.

4 степень рОг — меньше 20 мм рт. ст. Характеризуется развитием терминального состояния со всеми признаками данного процесса и гибелью пострадавшего.

Из приведенных данных видно, что летальным считается рО₂, соответствую­щее нескольким десяткам мм рт. ст., то есть когда содержание кислорода во вды­хаемом воздухе уменьшается на 60% и более.

Основные принципы терапии гипоксии включают:

♦ кислородотерапия с нормальным парциальным давлением кислорода в га­зовой смеси или оксигено-баротерапия;

♦ применение антигипоксантов, оказывающих непосредственное благопри­ятное воздействие на процессы биологического окисления в тканях;

♦ назначение антигипоксантов, подавляющих процессы свободнорадикального окисления мембранных липидов, особенно при лечении гипероксической гипоксии;

♦ назначение фармакологических средств, направленных на восстановление нарушенных функций (симптоматическая терапия) физиологических сис­тем организма (сердечно-сосудистой, крови, дыхания, ЦНС и др.);

♦ переливание крови или эритроцитарнои массы для повышения кислород­ной емкости крови при гемическом типе гипоксии и антидотная терапия при отравлениях цианидами и нитратами.

1. Респираторный тип гипокксии

Респираторный тип гипоксии возникает в результате нарушения функции внеш­него дыхания, то есть в результате нарушения вентиляции, диффузии, перфузии.

Этиологическими факторами данного типа гипоксии являются следующие:

♦ нарушение регуляции внешнего дыхания (патология коры головного мозга, пневмотоксического, дыхательного центров, мотонейронов спинного мозга);

♦ патология костно-мышечного аппарата грудной клетки, приводящая к огра­ничению ее движений;

♦ воспалительные, дистрофические, опухолевые процессы в легких, приводя­щие к уменьшению дыхательной поверхности;

♦ изменение функций альвеолярно-капиллярных мембран;

♦ нарушение перфузии легких.

Основными патогенетическими механизмами данного типа гипоксии являются:

♦ ♦

нарушение оксигенации крови; снижение доставки кровью кислорода к тканям; снижение его напряжения в тканях;

уменьшение доли окислительного фосфорилирования в метаболизме кле­ток;

♦ активирование бескислородных путей метаболизма;

♦ нарушение функций клеток и тканей.

Основные принципы профилактики гипоксии включают:

♦ гипоксические тренировки людей перед выходом в горы;

♦ ступенчатая адаптация к условиям высокогорной гипоксии;

♦ дыхание газовыми смесями с пониженным парциальным давлением кисло­рода или несколько повышенным парциальным давлением углекислого газа;

♦ профилактическое применение адаптогенов, антигипоксантов и других препаратов, повышающих устойчивость организма к экстремальным усло­виям высокогорья;

♦ соблюдение техники безопасности при работе в замкнутых помещениях, ле­тательных и космических аппаратах;

♦ контроль за содержанием нитритов, цианидов в продуктах питания и дози­ровкой лекарственных препаратов (грамицидин, прогестерон, тироксин, ионы сульфида, моноиодацетат, барбитураты), которые подавляют актив­ность дыхательных ферментов и способствуют развитию тканевого, гемиче-ского или смешанного типа гипоксии;

♦ для профилактики гипероксической гипоксии — дыхание газовыми смеся­ми с нормальным парциальным давлением кислорода (159 мм рт. ст).

1. Циркуляторный тип гипоксии.Этиология.

Циркуляторный тип гипоксии развивается при местных и общих нарушениях кровообращения.

Выделяют ишемическую и застойную формы циркуляторной гипоксии.

В случае, если нарушение гемодинамики развивается в сосудах большого кру­га кровообращения, насыщение крови кислородом может быть нормальным, од­нако, страдает его доставка к тканям.

При нарушении кровообращения в сосудах малого круга страдает оксигенация крови.

Этиологическими факторами циркуляторной гипоксии являются:

♦ сердечная недостаточность (вследствие перегрузки сердца давлением или объ­емом, при коронарогенных и некоронарогенных повреждениях миокарда);

♦ сосудистая недостаточность;

♦ сердечно-сосудистая недостаточность.

Циркуляторная гипоксия может возникнуть не только вследствие абсолют­ной, но и относительной недостаточности кровообращения, когда потребность

Основные принципы терапии гипоксии включают:

♦ кислородотерапия с нормальным парциальным давлением кислорода в га­зовой смеси или оксигено-баротерапия;

♦ применение антигипоксантов, оказывающих непосредственное благопри­ятное воздействие на процессы биологического окисления в тканях;

♦ назначение антигипоксантов, подавляющих процессы свободнорадикального окисления мембранных липидов, особенно при лечении гипероксической гипоксии;

♦ назначение фармакологических средств, направленных на восстановление нарушенных функций (симптоматическая терапия) физиологических сис­тем организма (сердечно-сосудистой, крови, дыхания, ЦНС и др.);

♦ переливание крови или эритроцитарнои массы для повышения кислород­ной емкости крови при гемическом типе гипоксии и антидотная терапия при отравлениях цианидами и нитратами.

1. Гемический тип гипоксии.Этиология.

Кровяной (гемический) тип гипоксии формируется при уменьшении кислород­ной емкости крови.

Напомним, что кислородная емкость крови — количество Ог, которое может быть связано с 100 мл крови. 1 г гемоглобина связывает 1, 34 мл кислорода; 100 мл крови содержит около 15 г гемоглобина, следовательно, кислородная емкость крови около 20, 1 мл кислорода.

Гемическая гипоксия подразделяется на:

♦ анемическую;

♦ гипоксию вследствие разрушения гемоглобина и его инактивации.

Этиологическими факторами анемической гемической гипоксии могут быть:

♦ острая и хроническая кровопотеря;

♦ процессы, связанные с нарушением кровообразования;

♦ усиленное разрушение форменных элементов крови.

Гемическая (кровяная) гипоксия выступает результатом уменьшения кисло­родной емкости крови в результате: а) дефицита объема циркулирующих эритро­цитов и низкой концентрации гемоглобина в крови; б) снижения кислородсвязывающих свойств гемоглобина. Кровяную гипоксию, которая развивается вследст­вие дефицита объема циркулирующих эритроцитов, называют анемической. Гемическая гипоксия развивается не только в результате блокады кислородсвязывающих свойств гемоглобина, но может быть следствием избыточного сродст­ва гемоглобина к кислороду, снижающего восстановление гемоглобина и транс­порт кислорода в клетку на периферии.

Врожденные гемоглобинопатии, которые служат причиной гемической гипок­сии, подразделяют на два вида:

♦ гемоглобинопатии, вызывающие цианоз;

♦ гемоглобинопатии с изменением сродства гемоглобина к кислороду. Если кислород на периферии высвобождается в виде супероксидного аниона, не возвращая электрона атому железа, то образуется метгемоглобин, неспособный к обратимому связыванию кислорода. Образование метгемоглобина идет непрерывно, и у здорового человека в метгемоглобин превращается 1% всего гемоглобина. Большему образованию метгемоглобина противостоят антиоксидантные системы клеток, например, активность каталазы и глютатион. Рост содержания метгемоглобина до 15 г/л и более вызывает гемическую гипоксию и цианоз. Патологически высокая концентрация метгемог­лобина в крови развивается вследствие врожденных нарушений реакций деструкции метгемоглобина, содержания в крови патологических форм ге­моглобина, устойчивых по отношению к физиологическим механизмам их разрушения и элиминации, а также вследствие токсического окисления двухвалентного иона железа молекулы восстановленного гемоглобина.

При гемоглобинопатиях, сопровождающихся цианозом, вследствие измене­ния аминокислотного состава молекулы гемоглобина в участке, прилегающем к тему (образование гемоглобина М), окисление железистой группы гемоглобина приводит к образованию метгемоглобина, чаще, чем при окислении нормального гемоглобина. Замещение в крови гемоглобина способного к переносу кислорода метгемоглобином, приводит к падению кислородной емкости крови. Такие гемоглобинопатии наследуются по доминантному механизму.

Побочные эффекты ряда лекарств и токсинов могут привести к патологиче­скому росту содержания в крови метгемоглобина. К ним следует отнести в пер­вую очередь нитриты и нитраты, анилиновые красители и сульфаниламиды. К об­разованию метгемоглобина в результате побочного действия лекарственных веществ и токсических эффектов химических соединений существует наследст­венная предрасположенность, за которую ответственен один из аллелей гетерози­готного гена.

Известно более чем 20 видов врожденных дефектов гемоглобина, при которых кривая диссоциации гемоглобина патологически сдвинута влево, что приводит к недостаточному высвобождению кислорода из соединения с гемоглобином на пе­риферии и гипоксии.

Угарный газ, окись углерода, обладает сродством к гемоглобину в 240 раз большим сродства к нему кислорода. При парциальном давлении СО во вдыхае­мой газовой смеси, составляющем 1/240 парциального давления в ней кислорода, окись углерода блокирует временное соединение кислорода с гемоглобином, об­разуя с ним относительно стойкое соединение, карбоксигемоглобин. В результате кровь содержит оксигемоглобин в количестве, недостаточном для адекватного транспорта кислорода. Токсический эффект СО вызывает патологический сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина влево, что обостряет гипоксию вследствие недостаточного содержания оксигемоглобина в крови.

Гипоксия вследствие инактивации гемоглобина развивается при острых и хро­нических интоксикациях.

В качестве примера возникновения гемической гипоксии можно привести со­стояние, возникающее при отравлении соединениями, содержащими ЫОг группу. При остром и хроническом отравлении нитритами образуется метгемоглобин, в ко­тором трехвалентное железо не обладает способностью присоединять кислород.

Патогенез различных видов гемической гипоксии имеет общие признаки, за­ключающиеся в снижении кислородной емкости крови, вследствие чего ткани не получают достаточного количества кислорода, тканевое напряжение которого па­дает часто ниже критического уровня.

Основные принципы терапии гипоксии включают:

♦ кислородотерапия с нормальным парциальным давлением кислорода в га­зовой смеси или оксигено-баротерапия;

♦ применение антигипоксантов, оказывающих непосредственное благопри­ятное воздействие на процессы биологического окисления в тканях;

♦ назначение антигипоксантов, подавляющих процессы свободнорадикаль-ного окисления мембранных липидов, особенно при лечении гипероксиче-ской гипоксии;

♦ назначение фармакологических средств, направленных на восстановление нарушенных функций (симптоматическая терапия) физиологических сис­тем организма (сердечно-сосудистой, крови, дыхания, ЦНС и др.);

♦ переливание крови или эритроцитарнои массы для повышения кислород­ной емкости крови при гемическом типе гипоксии и антидотная терапия при отравлениях цианидами и нитратами.

1. Лихорадка. Этиология. Патогенез. Терапия

Лихорадка характеризуется не только развитием высокой температуры, но и нарушением деятельности всех систем организма.

Максимальный уровень температурной кривой имеет важное, но не всегда решающее значение для оценки тяжести лихорадки.

Помимо высокой температуры, лихорадка сопровождается:

учащением пульса и дыхания; снижением артериального давления; возникновением общих симптомов интоксикации: головной боли, недомогания, чувства жара и жажды, сухости во рту, отсутствием аппетита; уменьшением мочеотделения; повышением обмена веществ за счет катаболических процессов.

На пике лихорадочного состояния в ряде случаев могут наблюдаться спутанность сознания, галлюцинации, бред вплоть до полной потери сознания. Однако большей частью эти явления отражают особенности течения самого инфекционного процесса, а не только лихорадочной реакции.

Частота пульса при лихорадке прямо связаны с уровнем высокой температуры только при доброкачественных лихорадках, вызванных малотоксичными пирогенами. Это происходит не при всех инфекционных заболеваниях. Например, брюшной тиф характеризуется выраженным урежением сердцебиения на фоне выраженной лихорадки. В таких случаях влияние высокой температуры на частоту сердечного ритма ослабевает под влиянием других причинных факторов и механизмов развития заболевания.

Частота дыхательных движений также увеличивается при развитии высокой температуры. При этом дыхание становится более поверхностным. Однако выраженность урежения дыхания не всегда соответствует уровню высокой температуры и подвержена значительным колебаниям.

В лихорадочном периоде у больных всегда нарушается функция пищеварительного тракта. Обычно полностью отсутствует аппетит, что связано с понижением переваривания и усвоения пищи. Язык покрывается налетом различных оттенков (чаще белого), пациенты жалуются на сухость во рту.

Значительно снижается объем секрета пищеварительных желез:

слюнных;

желудочных;

поджелудочной железы и пр.

Нарушения двигательной функции желудочно-кишечного тракта выражаются в разного рода нарушениях двигательных функций, обычно с преобладанием спастических явлений. В результате продвижение содержимого кишечника значительно замедляется, как и выброс желчи, концентрация которой возрастает.

Заметных изменений в деятельности почек при лихорадке не наблюдается. Повышение суточного мочевыделения в первой стадии (рост повышения температуры) зависит от повышения кровотока в почках вследствие перераспределения крови в тканях. Напротив, некоторое снижение мочевыделения с усилением концентрации мочи на высоте лихорадочной реакции объясняется задержкой жидкости.

Одним из важнейших компонентов защитно-приспособительного механизма лихорадки является усиление фагоцитарной активности лейкоцитов и тканевых макрофагов, и, что особенно важно, отмечается рост интенсивности продукции антител. Активация клеточных и гуморальных механизмов иммунитета позволяет организму адекватно реагировать на внедрение чужеродных агентов и прекращать инфекционное воспаление.

Высокая температура сама по себе способна создать неблагоприятные условия для размножения различных болезнетворных микроорганизмов и вирусов. В свете вышеописанного понятна цель развития лихорадочной реакции, выработанной в ходе эволюции. Именно поэтому лихорадка является неспецифическим симптомом большого количества разнообразных инфекционных заболеваний.

1. Водно-солевой обмен.

Предотвращение критических дефицитов объема циркулирующей кро­ви (ОЦК) и объема внеклеточной жидкости (ОВнЖ) — это высший полезный ре­зультат систем поддержания в организме оптимального содержания в теле чело­века натрия и воды. Реакции сохранения ОВнЖ и ОЦК реализуются, несмотря на то, что их результатами являются нарушения постоянства внутренней среды. На­пример, вторичный альдостеронизм как реакция на потери содержимого желудка задерживает в организме натрий, но вызывает метаболический алкалоз и гипокалию (Halperin M. L, Goldstein M. В., 1994).

Защитными реакциями, предотвращающими критические дефициты ОЦК и

ОВнЖ, а также их опасные следствия, являются:

1. Изменения системной гемодинамики:

а) рост минутного объема кровообращения посредством:

• констрикции вен для увеличения преднагрузки сердца;

• роста частоты сердечных сокращений;

• повышения сократимости сердца;

б) увеличение тонуса сосудов сопротивления для поддержания среднего ар­териального давления, несмотря на дефициты ОВнЖ и ОЦК.

2. Модуляции периферического кровообращения:

а) избирательный рост сосудистых сопротивлений прекапиллярного уров­ня для перераспределения МОК с целью поддержания тока крови в го­ловном мозге, сердце и легких, несмотря на дефициты ОВнЖ и ОЦК;

б) спазм прекапиллярных сфинктеров для снижения гидростатического давления в капиллярах, мобилизующего интерстициальную внеклеточ­ную жидкость в сосудистый сектор.

3. Задержка в организме воды и натрия посредством альдостеронизма, а также усиления секреции и действия антидиуретического гормона.

Гормонами-медиаторами защитных реакций, направленных на предотвраще­ние критических дефицитов ОЦК и ОВнЖ, являются:

♦ альдостерон;

♦ антидиуретический гормон;

♦ эндогенные катехоламины;

♦ ангиотензин II;

♦ эндотелиальные гормоны, то есть эндотелии 1, тромбоксан Аг, простагландин Нг.

Медиаторами реакций, ослабляющих действия систем для сохранения ОЦК и ОВнЖ, а также устраняющих их патологическое увеличение, являются:

♦ простагландин Е₂;

♦ атриопептин (предсердный натрийуретический пептид);

♦ оксид азота.

Тахикардия, рост тонуса резистивных сосудов, а также констрикция вен (нейрогенные реакции) происходят в течение минут после значительных потерь вне­клеточной жидкости. Задержка натрия и воды почками начинается через 12-24 ч после развития соответствующего дефицита ОВнЖ. Хотя реакция снижения натрийуреза и выделения свободной воды вместе с мочой более отсрочена, афферент­ное звено реализующей ее системы можно считать высокочувствительным. Сниже­ние ОВнЖ на 2-3% приводит почти к полной элиминации натрия из состава мочи. Такое снижение ОВнЖ происходит вследствие потерь 40-60 мэкв натрия. Если учесть, что внеклеточная жидкость содержит 2500-3000 мэкв натрия, то можно признать, что реакция снижения экскреции натрия и воды вместе с мочой является результатом действия действительно высокочувствительной системы.

СОСТОЯНИЕ ПАТОЛОГИЧЕСКОГО СНИЖЕНИЯ ОВНЖ И ОЦК

Объемы внеклеточной жидкости и циркулирующей крови могут быть патологически снижены в результате низкого потребления с пищей и напитками воды и натрия, или в результате потерь натрия и воды во внешнюю среду (внеш­ние потери внеклеточной жидкости). Внешние потери могут происходить посред­ством экскреции натрия и воды вместе с мочой или быть внепочечными. Кроме того, часть внеклеточной жидкости может быть недоступной функциональным системам для достижения полезных результатов, оставаясь в пределах тела боль­ного, в его полостях, интерстициальном и клеточном жидкостных секторах (внут­ренние потери внеклеточной жидкости)

Следует заметить, что в чистом виде изолированные дефицит в организме на­трия и внеклеточной жидкости или недостаточное содержание в нем свободной воды, то есть воды без натрия, — это относительно редкие патологические состоя­ния обмена воды и ионов. Гораздо чаще возникают дефициты натрия и свободной воды при преобладающих тенденциях недостаточности объема внеклеточной жид­кости или роста ее осмоляльности (следствие потерь свободной воды). Недоста­точное содержание в теле воды — это всегда состояние обезвоживания клеток. Дело в том, что вода незатрудненно мигрирует через наружную клеточную мембрану под действием градиентов осмотических концентраций. Общий дефицит в организме воды как бы распределяется между внутриклеточным и клеточным секторами: 2/3 его приходятся на клетки, а одна треть на внеклеточный жидкостной сектор. Поэто­му при недостаточном содержании в теле свободной воды и гипернатриемии первыми симптомами гиперосмоляльности выступают не признаки дефицита объема внеклеточной жидкости и гиповолемии, а проявле­ния обезвоживания клеток головного мозга: спутанное сознание, повышенная раз­дражительность, гиперрефлексия, судороги, кома.

Наиболее частые причины дефицита объема внеклеточной жидкости