изменению содержания СО2 и Н+, но в меньшей степени, чем дыхательный центр.
Тахикардия может быть результатом прямого действия гипоксии на проводящую систему
сердца. Сосудорасширяющим действием обладают продукты распада АТФ и ряд других
ранее упомянутых тканевых факторов, количество которых при гипоксии возрастает.
Гипоксия является сильным стрессорным фактором, под действием которого происходит
активация гипоталамо-гипофизарнонадпочечниковой системы, увеличивается выделение
в кровь глюкокортикоидов, которые активируют ферменты дыхательной цепи и
повышают стабильность клеточных мембран, в том числе мембран лизосом. Это снижает
опасность выделения из последних в цитоплазму гидролитических ферментов, способных
вызвать аутолиз клеток.
При хронической гипоксии происходят не только функциональные сдвиги, но и структурные
изменения, имеющие большое компенсаторно-приспособительное значение. Механизм этих
явлений был подробно исследован в лаборатории Ф.З. Меерсона. Установлено, что дефицит
макроэргических фосфорных соединений, обусловленный гипоксией, вызывает активацию
синтеза нуклеиновых кислот и белков. Итогом этих биохимических сдвигов является усиление в
тканях пластических процессов, лежащих в основе гипертрофии миокардиоцитов и дыхательной
мускулатуры, новообразования альвеол и новых сосудов. В результате повышается
работоспособность аппарата внешнего дыхания и кровообращения. Вместе с тем
функционирование этих органов становится более экономичным вследствие повышения
мощности системы энергообеспечения в клетках (увеличение числа митохондрий, повышение
активности дыхательных ферментов).
Установлено, что при длительной адаптации к гипоксии уменьшается продукция
тиреотропного и тиреоидных гормонов; это сопровождается снижением основного обмена
и уменьшением потребления кислорода различными органами, в частности сердцем, при
неизменной внешней работе.
Активация синтеза нуклеиновых кислот и белков при адаптации к хронической гипоксии
обнаружена и в головном мозгу и способствует улучшению его функции.
Состояние устойчивой адаптации к гипоксии характеризуется уменьшением
гипервентиляции легких, нормализацией функции сердца, снижением степени
гипоксемии, устранением стресссиндрома. Происходит активация стресс-лимитирующих
систем организма, в частности многократное повышение содержания опиоидных
пептидов в надпочечниках, а также в мозгу животных, подвергнутых острой или
подострой гипоксии. Наряду с антистрессорным действием опиоидные пептиды
понижают интенсивность энергетического обмена и потребность тканей в кислороде.
Усиливается активность ферментов, устраняющих повреждающее действие продуктов
перекисного окисления липидов (супероксиддисмутазы, каталазы и т.д.).
Установлено, что при адаптации к гипоксии повышается резистентность организма к
действию других повреждающих факторов, различного рода стрессоров. Состояние
устойчивой адаптации может сохраняться в течение многих лет.
Повреждающее действие гипоксии
При резко выраженной гипоксии компенсаторые механизмы могут оказаться
недостаточными, что сопровождается выраженными структурными, биохимическими и
функциональными расстройствами.
Чувствительность различных тканей и органов к повреждающему действию гипоксии сильно
варьирует. В условиях полного прекращения доставки кислорода сухожилия, хрящи и кости
сохраняют свою жизнеспособность в течение многих часов; поперечно-полосатые мышцы - около
двух часов; миокард, почки и печень - 20-40 мин, тогда как в коре головного мозга и в мозжечке в
этих условиях уже через 2,5-3 мин появляются очаги некроза, а через 6-8 мин происходит гибель
всех клеток коры головного мозга. Несколько большей устойчивостью обладают нейроны
продолговатого мозга - их деятельность может восстанавливаться спустя 30 мин после
прекращения доставки кислорода.
Нарушение процессов обмена веществ при гипоксии. В основе всех нарушений при
гипоксии лежит пониженное образование или полное прекращение образования
макроэргических фосфорных соединений, которое ограничивает способность клеток
выполнять нормальные функции и поддерживать состояние внутриклеточного гомеостаза.
При недостаточном поступлении в клетки кислорода усиливается процесс анаэробного
гликолиза, но он может лишь в незначительной степени компенсировать ослабление
окислительных процессов. Особенно это касается клеток центральной нервной системы, потребность которых в синтезе макроэргических соединений наиболее высока. В норме
потребление кислорода мозгом составляет около 20% от общей потребности в нем
организма. Под действием гипоксии повышается проницаемость капилляров мозга, что
ведет к его отеку и некрозу.
Миокард также характеризуется слабой способностью к энергообеспечению за счет
анаэробных процессов. Гликолиз может обеспечить потребность миокардиоцитов в
энергии лишь в течение нескольких минут. Запасы гликогена в миокарде быстро
истощаются. Содержание гликолитических ферментов в миокардиоцитах незначительно.
Уже через 3-4 мин после прекращения доставки к миокарду кислорода сердце теряет
способность создавать артериальное давление, необходимое для поддержания кровотока в
мозгу, вследствие чего в нем возникают необратимые изменения.
Гликолиз не только является неадекватным способом образования энергии, но и оказывает
отрицательное действие на другие метаболические процессы в клетках, так как в результате
накопления молочной и пировиноградной кислот развивается метаболический ацидоз, который
уменьшает активность тканевых ферментов. При резко выраженном дефиците макроэргов
расстраивается функция энергозависимых мембранных насосов, вследствие этого нарушается
регуляция перемещения ионов через клеточную мембрану. Происходят повышенный выход из
клеток калия и избыточное поступление внутрь натрия. Это ведет к понижению мембранного
потенциала и изменению нервно-мышечной возбудимости, которая первоначально повышается, а затем ослабляется и утрачивается. Вслед за ионами натрия в клетки устремляется вода, это
вызывает их набухание.
Кроме избытка натрия, в клетках создается избыток кальция в связи с нарушением
функции энергозависимого кальциевого насоса. Повышенное поступление кальция в
нейроны обусловлено также открытием дополнительных кальциевых каналов под
действием глутамата, образование которого при гипоксии возрастает. Ионы Са
активируют фосфолипазу А2, которая разрушает липидные комплексы клеточных
мембран, что в еще большей степени нарушает работу мембранных насосов и функцию
митохондрий (подробнее см. главу 3).
Развивающийся при острой гипоксии стресс-синдром, наряду с ранее упомянутым
положительным эффектом глюкокортикоидов, оказывает выраженное катаболическое
действие на белковый обмен, вызывает отрицательный азотистый баланс, повышает
расход жировых запасов организма.
Повреждающее действие на клетки оказывают продукты перекисного окисления липидов, которое в условиях гипоксии усиливается. Образующиеся при этом процессе активные
формы кислорода и другие свободные радикалы повреждают наружную и внутренние
клеточные мембраны, в том числе мембрану лизосом. Этому способствует и развитие
ацидоза. В результате этих воздействий лизосомы освобождают находящиеся в них
гидролитические ферменты, оказывающие повреждающее действие на клетки вплоть до
развития аутолиза.
В результате указанных метаболических расстройств клетки утрачивают способность
выполнять свои функции, что лежит в основе наблюдаемых при гипоксии клинических
симптомов повреждения.
Нарушение функции и структуры органов при гипоксии. Основная симптоматология при
острой гипоксии обусловлена нарушением функции центральной нервной системы. Частым
первичным проявлением гипоксии являются головная боль, боли в области сердца.
Предполагается, что возбуждение болевых рецепторов происходит в результате раздражения их
накапливающейся в тканях молочной кислотой. Другими ранними симптомами, возникающими
при снижении насыщения артериальной крови кислородом до 89-85% (вместо 96% в норме), являются состояние некоторого эмоционального возбуждения (эйфории), ослабление остроты
восприятия изменений окружающей обстановки, нарушение их критической оценки, что ведет к
неадекватному поведению. Считается, что эти симптомы обусловлены расстройством процесса
