Нарушение обмена веществ и физиологических функций при гипоксии

Нарушения обмена веществ и физиологических функций, вызван­ные дефицитом кислородоснабжения, прогрессируют при недостаточно­сти или истощении компенсаторно-приспособительных реакций.

Недостаточность окислительных процессов влечет за собой нару­шение липидного, белкового, электролитного обмена. При нарушении метаболизма липидов накапливаются промежуточные продукты обмена; ацетон, ацетоуксусная и (3-оксимасляная кислоты, возрастает перекис­ное окисление липидов. Накапливаются также промежуточные продукты белкового обмена, устанавливается отрицательный азотистый баланс. Синтетические процессы снижены, при дальнейшем нарастании тяжести гипоксии первичная активация гликолиза сменяется его угнетением; уси­ливаются процессы деструкции и распада тканей.

Клеточные нарушения при гипоксии обусловлены описанными выше изменениями метаболизма.

Первичный механизм нарушения клеточных функций при гипоксии связан с нарушением баланса ионов кальция в клет­ках.

Недостаток АТФ в клетке немедленно сказывается на важнейших и весьма энергоемких процессах ионного обмена. Снижается активность Са²⁺-АТФазы, нарушается активность электрогенного 3Na⁺/2K⁺ насоса.

Деполяризация клеточной мембраны ведет к открытию потенциал­зависимых натриевых и кальциевых каналов и увеличению притока ионов натрия и кальция в клетку. Внутриклеточный ацидоз вызывает активацию Na⁺/H⁺ ионообменного механизма, что также способствует накоплению ионов натрия в клетке. Увеличение концентрации натрия в примембран-

ном слое ведет к угнетению, а затем к инверсии работы 3Na⁺/Ca²⁺ ионо­обменного механизма, следовательно, уменьшается отток Са²⁺ из клетки в обмен на входящие Na⁺. Также происходит снижение электрического потенциала мембраны митохондрий, что влечет за собой уменьшение, а затем и потерю способности митохондрий аккумулировать внутриклеточ­ный кальций.

Повышение концентрации ионов кальция в клетке вызывает актива­цию протеаз и фосфолипаз, что приводит к гидролизу фосфолипидов мембраны, нарушению их структуры и функции. В результате становятся более выраженными нарушения кальциевого обмена, ускоряются процес­сы накопления кальция в клетке. Образование такого порочного круга в итоге вызывает серьезные функциональные нарушения, а затем и гибель клетки. В дополнение к этому накопление Na⁺ и Са²⁺ в клетке увеличивает осмолярность цитоплазмы, что влечет за собой приток воды в клетку и формирование гипоксического отека тканей.

При гипоксии в различных тканях выявлено увеличение продукции оксида азота. Умеренная активация эндотелиальной и нейрональной N0- синтазы, видимо, имеет адаптивное значение: умеренная активация про­дукции N0 сопровождается расширением прекапиллярных сосудов, снижением адгезии и агрегацией тромбоцитов, активацией синтеза стресс-белков, защищающих клетку от повреждений. Однако гиперпро­дукция оксида азота оказывает повреждающее действие, особенно на нервные клетки. К тому же гипоксия нервной ткани увеличивает секре­цию глутамата, который оказывает не только возбуждающее медиатор- ное, но и цитотоксическое действие, вызывая гибель нейронов.

Чувствительность различных тканей к недостатку кислорода неоди­накова: в первую очередь при гипоксии страдает нервная система. Перво­начальное эмоциональное и двигательное возбуждение (состояние эйфо­рии) при длительной и глубокой гипоксии сменяется генерализованным торможением, адинамией; возникают грубые нарушения высшей нервной деятельности вплоть до потери сознания.

10.4.