Гипоксия
Лекция 17.
Лекция 17.
Гипоксия
Определение и виды гипоксий, клиника высотной болезни, проявления горной болезни в острой и хронической форме, осложнения горной болезни, основные причины дыхательной, циркуляторной, гемической и тканевой гипоксий, патогенетические основы гипоксий, неспецифическая адаптация к гипоксии.
ГИПОКСИЯ: типовой патологический процесс кислородного голодания тканей при нарушении доставки или утилизации кислорода тканями.
Классификация: Экзогенная (гипоксическая): Дыхательная и Циркуляторная; при Патологических состояниях: Дыхательная, Циркуляторная, Гемическая (при анемиях и при блокадах гемоглобина), Тканевая (гистотоксическая).
Экзогенная: при снижении рО2 воздуха: нормабарическая – при снижении вентиляции и гипобарическая – высотная и горная болезни (острая, подострая, хроническая).
Схема 1 Патогенез экзогенной гипоксии
Рекомендуемые материалы
Высотная – острое течение, острая гипоксия, страдает нервная система (вначале – процессы нервного торможения) – эйфория, дезориентация, затем глубокое торможение и потеря сознания.
Горная – на высоте 1,5-7 тыс. м. (индивидуальная чувствительность и адаптация местного населения, физическое напряжение, скорость набора высоты) – в среднем порог 4500 м. Насыщение О2 воздуха гемоглобина имеет S-образную кривую – не изменяется до 1200 м, компенсируется (снижается на 15%) до 4000-5000 м, и декомпенсируется (свыше 35% снижение насыщения кислородом) с 6000 м.
Снижение рО2 – главный механизм горной болезни.
Второй механизм – снижение рСО2 за счет гипервентиляции легких (увеличение ЧД и глубины) с развитием дыхательногоалкалоза – рефлекс с каротидных и аортальных хеморецепторов на снижение рО2. Повышение чувствительности дыхательного центра к СО2 не дает возможности рефлекторно снизить ЧД. Третий механизм – снижение артерио-венозной (а-в) разницы за счет – снижения рО2, снижения рСО2 что ухудшает диссоциацию НвО2 + гистотоксический компонент (снижается способность тканей утилизировать О2).
Формы: Острая – с 3000 м, с 4000 м полностью или частично утрачивается работоспособность, развивается через 6-12 ч: головная боль (адаптивная гиперемия с отеком мозга), резкая одышка при малейшем физической напряжении до периодического дыхания (снижение возбудимости дыхательного центра) с ночным усилением, цианоз, снижение работоспособности, аппетита, тошнота и рвота (центральный рефлекс на дыхательный алкалоз), изменение почерка (диагностический симптом). Через 2-3 дня симптомы снижаются, но могут перейти в подострую и хроническую формы.
Лечение: - дыхание чистым кислородом и увеличение СО2 до 2-3%.
Подострая и хроническая формы (болезньМонге) протекает как:
1-й тип:эритремиябольшихвысот (постоянная усталость, депрессия, дремота, бессонница, тошнота, отказ от пищи; отличительная особенность – гиперемия слизистых, носовых и ушных раковин за счет эритремии: до 7 млн эр и 17 г% Нв; при хронической форме симптомы тяжелее, до полного изменения личности, комы, дыхательного газового ацидоза за счет снижения ЧД!).
Второй тип: эмфизематозный – легочные симптомы с бронхитами (одышка – ведущий симптом, с нарушением ритма дыхания, эмфизема, пневмонии с кровохарканием, правожелудочковая недостаточность с последующим изменениями психики и личности).
Осложнения горной болезни: высотный отеклегких (выше 3000 м) при быстром течении: типично ортопное (усиление одышки в горизонтальном положении), шумное глубокое дыхание, кашель с пеной, компенсаторная тахикардия до 150 ЧСС. Механизм: рефлекторная гипертензия малого круга (как с синокаротидных, аортальных, так и с хеморецепторов альвеол) + повышение катехоламинов с перераспределением крови в малый круг + гипоксическое повышение проницаемости сосудов. Отекмозга: выше 4000 м.: сильная головная боль, рвота, галлюцинации, неадекватность, затем потеря сознания и центральные нарушения функций. Механизм: гипоксия мозга.
Др. осложнения: кровоизлияния в сетчатку; тромбоз сосудов (полицетимия); тромбоэмболия и инфаркт легких (6-8 км); правожелудочковая недостаточность при легочной гипертензии (мускулинизация легочных артерий); более тяжелое течение разных заболеваний.
ДЫХАТЕЛЬНАЯ гипоксия: при патологических процессах органов дыхания – дыхательная недостаточность (и поступления О2 и выделения СО2). Причины: сдавление извне; обтурация (фибрин при дифтерии, аспирация, опухоль, воспаление); уменьшение поверхности альвеол (пневмония, эмфизема, утолщение стенок альвеол); спадение легких (пневмоторакс, ателектаз).Изменение газового состава крови: начальная артериальная гипоксемия часто с гиперкапнией (!) и ацидозом вначале газовым, затем тканевым.
Схема 2 Патогенез дыхательной гипоксии
ЦИРКУЛЯТОРНАЯ гипоксия: при расстройствах гемодинамики центральной в т.ч. в легких и расстройствах местной гемодинамики.
Причины: сердечная недостаточность, шок и коллапс.
Механизм: сердечная недостаточность (снижение МОК и ОЦК), гиповолемия (снижение ОЦК – кровопотеря, гипогидратация); снижение тонуса сосудов артерий и вен с увеличением емкости сосудистого русла и снижением ОЦК, перфузионного давления и кровотока сосудов – расстройства микроциркуляции с нарушением диффузии в ткани (или самостоятельное уплотнение стенок сосудов (васкулопатии, отек) и мембранопатии; коллапс и шок. Виды: локальная (преимущественно местные расстройства кровообращения) и системная.
Изменения газовогосоставакрови: венозная гипоксемия, увеличение а-в разницы, негазовый ацидоз.
Схема 3 Патогенез циркуляторной гипоксии
ГЕМИЧЕСКАЯ гипоксия: при нарушениях транспорта О2 кровью: анемии (эритропения и снижение или изменение Нв) – снижение рО2; при нарушении диссоциации или вытеснении О2 из НвО2 – отравление СО (НвСО) и метгемоглобинообразователи – повышение или снижение соответственно рО2 в венах.
Газовыйсостав крови: снижение объемного содержания кислорода артериальной крови (норма 19,5-21 объемных%), норма рО2(!) в артериях при снижении в венах, негазовый ацидоз.снижение а-в разницы по кислороду, рСО2 может быть сохранена.
Схема 4 Патогенез гемической гипоксии
ТКАНЕВАЯ (гистотоксическая): Причины: при нарушениях тканевого дыхания (цианиды, ионы металлов), физико-химические изменения тканей – при всех формах патологии с дискоординацией окислительного фосфорилирования и метаболизма, повреждения мембран (ПОЛ, лизосомы, детергенты, механически при гипергидратации). Газовыйсостав крови: увеличение объемного содержания и рО2 венозной крови (может и артериальной), уменьшение а-в разницы, негазовый ацидоз тканей.
Особый вид тканевой гипоксии: СУБСТРАТНАЯ ГИПОКСИЯ: в результате недостаточности субстратов окисления (глюкозы); транспорт О2 не нарушен: торможение о.ф. и гликолиза (глюконеогенез, гликолиз, метаболический ацидоз – лактат, пируват, кетоновые тела, жирные кислоты), общий энергодефицит. Газовыйсостав: то же.
Схема 5 Патогенез тканевой гипоксии
СМЕШАННЫЙ ТИП ГИПОКСИИ: наркотики - угнетают дыхание и сердечно-сосудистой системы и др. причины. Часто взаимопотенцирование, утяжеление течения гипоксий разного генеза, присоедиение циркуляторной и тканевой гипоксии.
ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕОСНОВЫ: для всех гипоксий характерны: снижение рО2 крови, рефлексы с хеморецепторов, активация дыхательной и сердечно-сосудистой систем, патология а-в разницы, дыхательный алкалоз (или ацидоз при дыхательной недостаточности), тканевая гипоксия с активацией гликолиза и (кето)ацидозом, стресс-реакция, гипертензия малого круга, гипоксическое повышение проницаемости сосудов и отек ткани, острая и хроническая ишемия мозга с расстройством функций до гипоксического отека мозга. Любая гипоксия переходит в смешанную за счет присоединения циркуляторной, тканевой и гемической!
РАССТРОЙСТВА ОБМЕНА: подавление о.ф., активация гликолиза (вначале как компенсаторно-адаптационная реакция) – ведет к лактат-ацидозу (+ жирные кислоты и кетоновые тела); подавление энергозависимых – ион-мембранных и пластических процессов с активацией протеолиза (отрицательный азотистый баланс); активация липолиза с накоплением кетоновых тел (ацетоуксусная, b-кетомасляная, ацетон); набухание клеток (накопление Na+ и Ca2+ и продуктов гидролиза биомолекул- осмо- и онкотическое давление повышается).
РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНОВ К ГИПОКСИИ: максимальна – кости, хрящ, сухожилия, чуть ниже у мышц, средняя – печень, почки, минимальная – мозг (кора), миокард.
РАССТРОЙСТВА ФУНКЦИЙ:
ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ: снижение критики – логики - мышления, дискомфорт, дискоординация, изменения сознания вплоть до бульбарных расстройств.
СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ – снижение сердечного выброса, коронарная недостаточность и аритмиии, гипертензивные реакции, изменение ОЦК и реологии крови, расстройства периферической микроциркуляции (централизация кровообращения, стаз и отек ткани циркуляторного и гипоксического генеза).
ДЫХАТЕЛЬНАЯ: гиповентиляция легких, нарушение перфузии легких, снижение а-в отношений (отек легких), острая дыхательная недостаточность с правожелудочковой гипертензией.
ПОЧКИ: снижение диуреза, эритроциты – белок - цилиндры в моче, острая почечная недостаточность.
ПЕЧЕНЬ: нарушения обмена, снижение антитоксической функции, торможение пластических процессов.
ЖКТ: снижение аппетита, секреции, эрозии и язвы.
ИММУННАЯ: снижение специфического и неспецифического типов иммунитета, местного и общего.
АДАПТИВНЫЕРЕАКЦИИ при Г.: дыхательные: углубление и учащение дыхания, включение резервных альвеол, усиление легочного кровотока (рефлексы синокаротидные, аортальные и с альвеол) – ведет к гипервентиляции и дыхательному алкалозу;
сердечно-сосудистые: повышение ЧСС, ударного выброса, МОК (в 2 раза на 5000 м), объемной скорости кровотока – рефлексы и катехоламины (на b–рецепторы сердца) как стрессорная реакция, централизация кровообращения, усиление кровоснабжения сердца (механическая стимуляция на ЧСС, катехоламин – расширяют сосуды сердца, гипоксические метаболиты: аденозин, ПГ); рефлекторная мобилизация резерва капилляров.
Нв: насыщение О2 мало зависит от рО2, ацидоз способствует диссоциации НвО2 в тканях; мобилизация эритроцитовдепо и стимуляция эритропоэза (эритрогенин почек и эритропоэтиногена печени вместе формирующие эритропоэтин) – увеличение кислородной емкости крови;
метаболическаяадаптация: повышение активности дыхательных ферментов митохондрий, усиление сопряжения о.ф., активация гликолиза (он ведет к метаболическому ацидозу).
Долговременнаяадаптация (хроническая): гипертрофия дыхательных мышц, альвеол, миокарда, стимуляция эритропоэза, повышение устойчивоститканей к гипоксии (длительное сохранение резистентности) – нервно-эндокринные приспособления.
ГИПЕРОКСИГЕНАЦИЯ (наркоз с ИВЛ, гипербарическая): патология: АФК, ПОЛ; проявляется – судорогами, гиповентиляцией с дыхательной недостаточностью); общетоксическим действием О2 (полиорганная недостаточность).
ЛЕЧЕНИЕ: этиотропное (О2 и СО2); патогенетическое: коррекция ацидоза, КЩС, метаболизма; симптоматическое (транквилизаторы, анестетики, аналгетики, кардио- и вазо-тропные).
Определение и виды гипоксий, клиника высотной болезни, проявления горной болезни в острой и хронической форме, осложнения горной болезни, основные причины дыхательной, циркуляторной, гемической и тканевой гипоксий, патогенетические основы гипоксий, неспецифическая адаптация к гипоксии.
ГИПОКСИЯ: типовой патологический процесс кислородного голодания тканей при нарушении доставки или утилизации кислорода тканями.
Классификация: Экзогенная (гипоксическая): Дыхательная и Циркуляторная; при Патологических состояниях: Дыхательная, Циркуляторная, Гемическая (при анемиях и при блокадах гемоглобина), Тканевая (гистотоксическая).
Экзогенная: при снижении рО2 воздуха: нормабарическая – при снижении вентиляции и гипобарическая – высотная и горная болезни (острая, подострая, хроническая).
Схема 1 Патогенез экзогенной гипоксии
Высотная – острое течение, острая гипоксия, страдает нервная система (вначале – процессы нервного торможения) – эйфория, дезориентация, затем глубокое торможение и потеря сознания.
Горная – на высоте 1,5-7 тыс. м. (индивидуальная чувствительность и адаптация местного населения, физическое напряжение, скорость набора высоты) – в среднем порог 4500 м. Насыщение О2 воздуха гемоглобина имеет S-образную кривую – не изменяется до 1200 м, компенсируется (снижается на 15%) до 4000-5000 м, и декомпенсируется (свыше 35% снижение насыщения кислородом) с 6000 м.
Снижение рО2 – главный механизм горной болезни.
Второй механизм – снижение рСО2 за счет гипервентиляции легких (увеличение ЧД и глубины) с развитием дыхательногоалкалоза – рефлекс с каротидных и аортальных хеморецепторов на снижение рО2. Повышение чувствительности дыхательного центра к СО2 не дает возможности рефлекторно снизить ЧД. Третий механизм – снижение артерио-венозной (а-в) разницы за счет – снижения рО2, снижения рСО2 что ухудшает диссоциацию НвО2 + гистотоксический компонент (снижается способность тканей утилизировать О2).
Формы: Острая – с 3000 м, с 4000 м полностью или частично утрачивается работоспособность, развивается через 6-12 ч: головная боль (адаптивная гиперемия с отеком мозга), резкая одышка при малейшем физической напряжении до периодического дыхания (снижение возбудимости дыхательного центра) с ночным усилением, цианоз, снижение работоспособности, аппетита, тошнота и рвота (центральный рефлекс на дыхательный алкалоз), изменение почерка (диагностический симптом). Через 2-3 дня симптомы снижаются, но могут перейти в подострую и хроническую формы.
Лечение: - дыхание чистым кислородом и увеличение СО2 до 2-3%.
Подострая и хроническая формы (болезньМонге) протекает как:
1-й тип:эритремиябольшихвысот (постоянная усталость, депрессия, дремота, бессонница, тошнота, отказ от пищи; отличительная особенность – гиперемия слизистых, носовых и ушных раковин за счет эритремии: до 7 млн эр и 17 г% Нв; при хронической форме симптомы тяжелее, до полного изменения личности, комы, дыхательного газового ацидоза за счет снижения ЧД!).
Второй тип: эмфизематозный – легочные симптомы с бронхитами (одышка – ведущий симптом, с нарушением ритма дыхания, эмфизема, пневмонии с кровохарканием, правожелудочковая недостаточность с последующим изменениями психики и личности).
Осложнения горной болезни: высотный отеклегких (выше 3000 м) при быстром течении: типично ортопное (усиление одышки в горизонтальном положении), шумное глубокое дыхание, кашель с пеной, компенсаторная тахикардия до 150 ЧСС. Механизм: рефлекторная гипертензия малого круга (как с синокаротидных, аортальных, так и с хеморецепторов альвеол) + повышение катехоламинов с перераспределением крови в малый круг + гипоксическое повышение проницаемости сосудов. Отекмозга: выше 4000 м.: сильная головная боль, рвота, галлюцинации, неадекватность, затем потеря сознания и центральные нарушения функций. Механизм: гипоксия мозга.
Др. осложнения: кровоизлияния в сетчатку; тромбоз сосудов (полицетимия); тромбоэмболия и инфаркт легких (6-8 км); правожелудочковая недостаточность при легочной гипертензии (мускулинизация легочных артерий); более тяжелое течение разных заболеваний.
ДЫХАТЕЛЬНАЯ гипоксия: при патологических процессах органов дыхания – дыхательная недостаточность (и поступления О2 и выделения СО2). Причины: сдавление извне; обтурация (фибрин при дифтерии, аспирация, опухоль, воспаление); уменьшение поверхности альвеол (пневмония, эмфизема, утолщение стенок альвеол); спадение легких (пневмоторакс, ателектаз).Изменение газового состава крови: начальная артериальная гипоксемия часто с гиперкапнией (!) и ацидозом вначале газовым, затем тканевым.
Схема 2 Патогенез дыхательной гипоксии
ЦИРКУЛЯТОРНАЯ гипоксия: при расстройствах гемодинамики центральной в т.ч. в легких и расстройствах местной гемодинамики.
Причины: сердечная недостаточность, шок и коллапс.
Механизм: сердечная недостаточность (снижение МОК и ОЦК), гиповолемия (снижение ОЦК – кровопотеря, гипогидратация); снижение тонуса сосудов артерий и вен с увеличением емкости сосудистого русла и снижением ОЦК, перфузионного давления и кровотока сосудов – расстройства микроциркуляции с нарушением диффузии в ткани (или самостоятельное уплотнение стенок сосудов (васкулопатии, отек) и мембранопатии; коллапс и шок. Виды: локальная (преимущественно местные расстройства кровообращения) и системная.
Изменения газовогосоставакрови: венозная гипоксемия, увеличение а-в разницы, негазовый ацидоз.
Схема 3 Патогенез циркуляторной гипоксии
ГЕМИЧЕСКАЯ гипоксия: при нарушениях транспорта О2 кровью: анемии (эритропения и снижение или изменение Нв) – снижение рО2; при нарушении диссоциации или вытеснении О2 из НвО2 – отравление СО (НвСО) и метгемоглобинообразователи – повышение или снижение соответственно рО2 в венах.
Газовыйсостав крови: снижение объемного содержания кислорода артериальной крови (норма 19,5-21 объемных%), норма рО2(!) в артериях при снижении в венах, негазовый ацидоз.снижение а-в разницы по кислороду, рСО2 может быть сохранена.
Схема 4 Патогенез гемической гипоксии
ТКАНЕВАЯ (гистотоксическая): Причины: при нарушениях тканевого дыхания (цианиды, ионы металлов), физико-химические изменения тканей – при всех формах патологии с дискоординацией окислительного фосфорилирования и метаболизма, повреждения мембран (ПОЛ, лизосомы, детергенты, механически при гипергидратации). Газовыйсостав крови: увеличение объемного содержания и рО2 венозной крови (может и артериальной), уменьшение а-в разницы, негазовый ацидоз тканей.
Особый вид тканевой гипоксии: СУБСТРАТНАЯ ГИПОКСИЯ: в результате недостаточности субстратов окисления (глюкозы); транспорт О2 не нарушен: торможение о.ф. и гликолиза (глюконеогенез, гликолиз, метаболический ацидоз – лактат, пируват, кетоновые тела, жирные кислоты), общий энергодефицит. Газовыйсостав: то же.
Схема 5 Патогенез тканевой гипоксии
СМЕШАННЫЙ ТИП ГИПОКСИИ: наркотики - угнетают дыхание и сердечно-сосудистой системы и др. причины. Часто взаимопотенцирование, утяжеление течения гипоксий разного генеза, присоедиение циркуляторной и тканевой гипоксии.
ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕОСНОВЫ: для всех гипоксий характерны: снижение рО2 крови, рефлексы с хеморецепторов, активация дыхательной и сердечно-сосудистой систем, патология а-в разницы, дыхательный алкалоз (или ацидоз при дыхательной недостаточности), тканевая гипоксия с активацией гликолиза и (кето)ацидозом, стресс-реакция, гипертензия малого круга, гипоксическое повышение проницаемости сосудов и отек ткани, острая и хроническая ишемия мозга с расстройством функций до гипоксического отека мозга. Любая гипоксия переходит в смешанную за счет присоединения циркуляторной, тканевой и гемической!
РАССТРОЙСТВА ОБМЕНА: подавление о.ф., активация гликолиза (вначале как компенсаторно-адаптационная реакция) – ведет к лактат-ацидозу (+ жирные кислоты и кетоновые тела); подавление энергозависимых – ион-мембранных и пластических процессов с активацией протеолиза (отрицательный азотистый баланс); активация липолиза с накоплением кетоновых тел (ацетоуксусная, b-кетомасляная, ацетон); набухание клеток (накопление Na+ и Ca2+ и продуктов гидролиза биомолекул- осмо- и онкотическое давление повышается).
РЕЗИСТЕНТНОСТЬ ОРГАНОВ К ГИПОКСИИ: максимальна – кости, хрящ, сухожилия, чуть ниже у мышц, средняя – печень, почки, минимальная – мозг (кора), миокард.
РАССТРОЙСТВА ФУНКЦИЙ:
ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ: снижение критики – логики - мышления, дискомфорт, дискоординация, изменения сознания вплоть до бульбарных расстройств.
СЕРДЕЧНО-СОСУДИСТОЙ СИСТЕМЫ – снижение сердечного выброса, коронарная недостаточность и аритмиии, гипертензивные реакции, изменение ОЦК и реологии крови, расстройства периферической микроциркуляции (централизация кровообращения, стаз и отек ткани циркуляторного и гипоксического генеза).
ДЫХАТЕЛЬНАЯ: гиповентиляция легких, нарушение перфузии легких, снижение а-в отношений (отек легких), острая дыхательная недостаточность с правожелудочковой гипертензией.
ПОЧКИ: снижение диуреза, эритроциты – белок - цилиндры в моче, острая почечная недостаточность.
ПЕЧЕНЬ: нарушения обмена, снижение антитоксической функции, торможение пластических процессов.
ЖКТ: снижение аппетита, секреции, эрозии и язвы.
ИММУННАЯ: снижение специфического и неспецифического типов иммунитета, местного и общего.
АДАПТИВНЫЕРЕАКЦИИ при Г.: дыхательные: углубление и учащение дыхания, включение резервных альвеол, усиление легочного кровотока (рефлексы синокаротидные, аортальные и с альвеол) – ведет к гипервентиляции и дыхательному алкалозу;
сердечно-сосудистые: повышение ЧСС, ударного выброса, МОК (в 2 раза на 5000 м), объемной скорости кровотока – рефлексы и катехоламины (на b–рецепторы сердца) как стрессорная реакция, централизация кровообращения, усиление кровоснабжения сердца (механическая стимуляция на ЧСС, катехоламин – расширяют сосуды сердца, гипоксические метаболиты: аденозин, ПГ); рефлекторная мобилизация резерва капилляров.
Обратите внимание на лекцию "7.2. Модернизм как система художественных ценностей".
Нв: насыщение О2 мало зависит от рО2, ацидоз способствует диссоциации НвО2 в тканях; мобилизация эритроцитовдепо и стимуляция эритропоэза (эритрогенин почек и эритропоэтиногена печени вместе формирующие эритропоэтин) – увеличение кислородной емкости крови;
метаболическаяадаптация: повышение активности дыхательных ферментов митохондрий, усиление сопряжения о.ф., активация гликолиза (он ведет к метаболическому ацидозу).
Долговременнаяадаптация (хроническая): гипертрофия дыхательных мышц, альвеол, миокарда, стимуляция эритропоэза, повышение устойчивоститканей к гипоксии (длительное сохранение резистентности) – нервно-эндокринные приспособления.
ГИПЕРОКСИГЕНАЦИЯ (наркоз с ИВЛ, гипербарическая): патология: АФК, ПОЛ; проявляется – судорогами, гиповентиляцией с дыхательной недостаточностью); общетоксическим действием О2 (полиорганная недостаточность).
ЛЕЧЕНИЕ: этиотропное (О2 и СО2); патогенетическое: коррекция ацидоза, КЩС, метаболизма; симптоматическое (транквилизаторы, анестетики, аналгетики, кардио- и вазо-тропные).
