Особенности патогенеза гипоксии
История исследования гипоксии. Транспорт кислорода, влияющие на него факторы. Классификация состояний гипоксии, пусковые механизмы их развития. Современные представления о влиянии гипоксии на организм. Компенсаторно-приспособительные реакции при гипоксии.
| Рубрика | Медицина |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 19.02.2014 |
| Размер файла | 101,1 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
В условиях гипоксии, дефицита энергетического обеспечения клеток возникает недостаточность механизмов инактивации цитоплазматического кальция и удаления его из клеток в связи с подавлением активности АТФ-зависимого Са-насоса, натрий-кальциевого обменного механизма, дестабилизацией митохондриальных мембран и мембран эндоплазматического ретикулума, играющих в условиях нормы важную роль в поддержании баланса внутриклеточного кальция. При избытке внутриклеточного кальция усугубляются процессы набухания митохондрий, усиливается дефицит АТФ и подавление всех энергозависимых реакций в клетке. Избыток кальция активизирует ядерные эндонуклеазы, фрагментирующие ДНК, индуцирует апоптоз. При высоком уровне внутриклеточного кальция активизируется нейтральные протеазы-кальципаины, разрушающие цитоскелет клетке, в частности белки фоурин и В-актин, лизирующие рецепторы и протенкиназу. (Макатария А.Д., Бизадзе О.В., 2001)
При избыточном накоплении ионов кальция в клетке, активации процессов липопероксидации при гипоксиях различного генеза резко повышается проницаемость митохондриальных мембран, возникает набухание митохондрий, пространственная дезориентация ферментативных систем транспорта электронов, синтеза АТФ. В результате происходит разобщение окислительного фосфорилирования и дыхания и соответственно подавление всех энергозависимых систем клетки: синтеза белка, трансмембранного переноса ионов, сопряжения процессов возбуждения и сокращения в мышечных структурах и т.д.
Наряду с локальными и системными метаболическими сдвигами в тканях, обусловленными гипоксией, ацидозом, активизацией процессов липопероксидации при гипоксиях различного генеза, возникает комплекс метаболических и функциональных сдвигов, обусловленных выбросом гормонов адаптации-катехоламинов, глюкокортикоидов.
При чрезмерной активации симпатоадреналовой системы (САС) реакции адаптации довольно быстро трансформируется в дезадаптационные процессы. Во-первых, при активации освобождения норадреналина происходит спазм сосудов периферических органов и тканей и соответственно усугубление циркуляторной гипоксии. На фоне активации САС при участии постсинаптических бета-адренорецепторов возможна активация процессов гликолиза, гликонеогенеза, липолиза, что безусловно, усугубляет развитие ацидотических сдвигов, свойственных гипоксии. (Зарубина И.В., Смирнов А.В., Криворучко Б.И., 2000)
Усиление адренергических влияний закономерно сопровождается активацией процессов липопероксидации, что вносит весомый вклад в механизмы развития гипоксического некробиоза клеток органов и тканей, чувствительных к ишемии. Синхронно с освобождением катехоламинов в условиях гипоксического стресса выбрасываются глюкокортикоиды, индуцирующие процессы лизиса и апоптоза в лимфоидной ткани, блокирующие процессы пролиферации и репаративной регенерации в ряде внутренних органов.
Несколько лет тому назад стало известно, что важнейшую роль в этих процессах играет кислородчувствительный протеиновый комплекс, обладающий транскрипционной активностью-гипоксия-индуцибельный фактор (hypoxia-inducible factor-HIF).
Реакция клетки на недостаток кислорода имеет особое значение для понимания патологических процессов, происходящих в организме. Тонкий баланс между потребностью в кислороде и его доставкой нарушается при заболеваниях сердца, раке, хронических обструктивных заболеваниях легких, которые являются основными причинами смертности населения. HIF считается ведущим транскрипционным регулятором генов млекопитающих, ответственных за реакцию на недостаток кислорода. Он активируется в физиологически важных местах регуляции кислородных путей, обеспечивая быстрые и адекватные ответы на гипоксический стресс, включает гены, регулирующие процесс ангиогенеза, вазомоторный контроль, энергетический метаболизм, эритропоэз и апоптоз. (Ausserer W. A., Bourrat-Floeck B., Green C. J., 1994)
Комплекс HIF является гетеродимером, состоящим из одной альфа-субъединицы (HIF-альфа) и одной бета-субъединицы (HIF-бета). HIF-альфа существует в виде множества изоформ (HIF-1альфа, HIF-2альфа, HIF-3альфа) с различными биологическими свойствами. Бета-субъединица названа aryl hydrocarbon receptor nuclear translocator (ARNT/ HIF-1b). Как альфа-, так и бета-субъединицы принадлежат к базисному семейству транскрипционных факторов, имеющих в своем составе мотив типа "спираль-петля-спираль" (helix-loop-helix) и зоны гомологии бетаHLH/Per-ARNT-Sim (PAS домен).
Субъединица HIF-1альфа является кислород-чувствительной, она имеет специфическую функцию в стимулированной гипоксией генной регуляции и является мишенью для кислород-чувствительных сигнальных путей. Субъединица HIF-1бета является кислород-нечувствительным конститутивным ядерным протеином, который имеет различных партнеров димеризации в других системах генной регуляции. ОбеHIF-1альфа и HIF-2альфа субъединицы подвергаются быстрой гипоксической белковой стабилизации и соединяются с идентичной мишенью в последовательности ДНК. (Uchida N., Rossingnol F., Matthay M. A., 2004)
Способность кислорода влиять на активацию HIF осуществляется на нескольких стадиях, включающих регулируемый синтез, процессинг и стабилизацию HIF, ядерную локализацию, димеризацию и взаимодействие с транскрипциональными коактиваторами.
На сегодня анализ регуляторных механизмов, обеспечивающих активацию HIF гипоксическими и негипоксическими стимулами, позволяет говорить о вовлечении различных способов активации HIF.
Присутствие кислорода запускает гидроксилирование пролинового остатка HIF-кислородзависимого домена деградации OOD (oxygen-dependent degradation domain). Это гидроксилирование катализируется семейством внутриклеточных пролин гидролаз (PHD), что служит сигналом для узнавания альфа-субъединицыбелком фон Хиппеля-Линдау (von Hippel-Lindau protein-pVHL) - компонентом убиквитин протеинлигазы Е3. Присоединение убиквитина делает HIF-1альфа мишенью протеосомной деградации. В клетках млекопитающих были идентифицированы три изоформы HIF пролил-гидроксилаз, названные PHD1-3 (prolyl hydroxylase domain enzymes 1-3). (Ivan M., Haberbenger T., Gervasi D. C., 2002)
Присутствие кислорода также вызывает гидроксилирование аспарагиного остатка С-терминального домена трансактивации (С-TAD) HIF-1альфа, блокируя взаимодействие с коактиватором транскрипции р300/СВР. Этот процесс регулируется специфической аспарагин-гидроксилазой, названной FIH-1 (factor-inhibiting HIF-1). (Bruick R. K. and McKnight S. L., 2001)
В результате, в присутствии кислорода активные ферменты PHD и FIH инактивируют HIF, тем самым блокируя опосредованную HIF генную транскрипцию. В условиях гипоксии PHD и FIH ферменты инактивируются, и отсутствие гидроксилирования ведет к стабилизации HIF и активации С-TAD, который способен формировать ДНК-связанный гетеродимер с постоянно присутствующей HIF-бета субъединицей и усиливать ко-активатор р300/СВР. Иными словами, недостаток кислорода инактивирует PHD и FIH, что ведет к активации HIF, который в свою очередь запускает экспрессию гипоксия-зависимых генов, таких как эритропоэтин (EPO) и сосудистый эндотелиальный фактор роста (VEGF).
HIF-зависимые ответы на изменение концентрации кислорода могут модулироваться клеточным окружением. Последние данные свидетельствуют, что существует множество точек взаимодействия между клеточным окружением и путями гидроксилирования HIF, которые обеспечивают четко отлаженные физиологические ответы на гипоксию. Некоторые исследования указывают на то, что окисление первичных субстратов осуществляется посредством генерации высоко реактивных железосодержащих радикалов, и важной чертой этого процесса является то, что связывание их с первичными субстратами предшествует связыванию с молекулярным кислородом, таким образом лимитируя риск формирования непродуктивных и потенциально опасных радикалов. Вслед за присоединением молекулярного кислорода, один атом кислорода инкорпорируется в гидрокилированный остаток HIF, тогда как второй окисляет 2-оксиглутурат с образованием сукцината и СО2.
В нормальных физиологических условиях в организме взрослых млекопитающих поддержание HIF системы на определенном уровне во всех органах и тканях крайне важно, особенно это касается почечной ткани. HIF-альфа субъединицы определены в клетках почек в кортикальном и модулярном слоях, в S-тельцах и гломерулярных клетках.
В регуляции эритропоэза почки играют очень важную роль, поскольку служат основным физиологическим кислородным сенсором, отвечая на системную гипоксию быстрым увеличением продукции ЭПО в почечных интерстециальных клетках.
Печень также участвует в выработке ЭПО, но в значительно меньшем количестве, чем почки, и при нарушении продукции ЭПО в почках внепочечный синтез ЭПО не может компенсировать его почечные потери. Естественно, что главным регулятором продукции ЭПО является HIF-1 альфа, который и был открыт при изучении регуляции ЭПО. Однако в настоящее время показано, что и HIF-2принимает участие в регуляции эритропоэза как в печени, так и почках, но в печени его значение более выражено.
1.14 Ишемические и кардиоваскулярные расстройства (связь с различными заболеваниями такими как)
Появляется все больше сведений о том, что активация HIF является протектирующим моментом при ишемических заболеваниях сердца. Ишемия миокарда вызывает экспрессию VEGF в сердце человека. (Masson N., Ratcliffe P. J., 2003) Снижение продукции VEGF связано со снижением активности HIF-1 в ответ на гипоксию. Таким образом, различия в вызванной ишемией активации HIF-1 могут лежать в основе наблюдаемого разнообразия в экспрессии VEGF и представлять важный фактор риска инфаркта миокарда. Поэтому стратегия выбора терапии с целью повышения экспрессии HIF-1альфа может способствовать ангиогенезу в ишемизированном миокарде.
Показано, что пептид PR39, выделяемый из макрофагов, может стимулировать ангиогенез в миокарде посредством торможения распада HIF-1альфа. Кроме того, продукция NO в ответ на прекондиционирование может вызвать обусловленную HIF-1 экспрессию MO-синтазы, защищая миокард от фатального ишемического поражения. Кроме того, HIF активно влияет на продукцию эритропоэтина, который защищает сердце от апоптоза после ишемии-реперфузии.
Легочная гипертензия
У некоторых пациентов с хроническими обструктивными заболеваниями легких альвеолярная гипоксия ведет к развитию легочной гипертензии. Хотя патофизиология легочной гипертензии является комплексной проблемой, главным компонентом этого процесса является выработка таких пептидов, как эндотелин-1 (ET-1) и ангиотензин-2, которые вызывают сокращение гладких мышц и гипертрофию сосудистой стенки. Для обеспечения транскрипции, вызванной гипоксией, необходимо участие HIF-1 связанного участка в промоторе гена ЕТ-1.
Кроме того, хроническая гипоксия вызывает также экспрессию ангиотензин-превращающего фактора (АСЕ), который конвертирует ангиотензин 1 и ангиотензин 2. Было доказано, что синтез ангиотензина 2 вызывается экспрессией HIF-1альфа. (Lee J. M., Grabb M. C., 2000)
Неспецефические заболевания легких
Поскольку выраженная степень гипоксии может вызывать повреждения легочного эпителия и участвовать в развитии фиброза, в последние годы были проведены исследования по изучению возможного участия HIF в этих процессах. Гипоксия воздействует на эпителиальные клетки 2-го типа посредством активации этого фактора, который в свою очередь активирует проапоптотический белок Вnip3L, подавляя пролиферацию клеток альвеолярного эпителия и усиливает апоптоз. Целенаправленное воздействие на HIF, а именно торможение его активации, может быть новой стратегией, препятствующей деструкии альвеолярного эпителия при легочной патологии. (Yu A. Y., Shimoda L. A., 1998)
1.15 Воспалительный процесс и иммунная защита
Лейкоциты сосредотачивающиеся в местах воспаления или инфекции и, активируясь, высвобождают антимикробные факторы, в том числе активные формы кислорода, такие как Н2О2 и НОСl. Последние образуются с помощью системы NADPH оксидазы в процессе распираторного взрыва. Этот взрыв сопровождается снижением уровня кислорода в воспалительном участке. Вполне возможно, что эта локальная гипоксия вызывает активацию HIF-1альфа, что приводит к увеличению синтеза свободных радикалов лейкоцитами. (Hirani N., Antonicelli F., 2001)
HIF-1альфа и раковый процесс
В развитии раковых опухолей важным фактором является гипоксия. Пока первичная опухоль не сформировала адекватное кровоснабжение, уменьшенная диффузия кислорода из окружающих тканей лимитирует ее рост. Вместе с тем, со временем гипоксические условия в раковых опухолях вызывают высвобождение цитокинов, которые стимулируют экспрессию VEGF, а следовательно, васкуляризацию и тем самым увеличивают рост опухоли и метастазирование. Последние исследования раскрыли механизм, благодаря которому стабилизация HIF-1альфа ведет к инициации транскрипции генов-мишеней, включенных в рост кровеносных сосудов. (Peyssonnaux C., 2005)
Болезнь Паркинсона
Одной из областей применения новых знаний о HIF может быть использование их в лечении болезни Паркинсона. В мозге альфа-субъединица HIF-1 резко активируется при гипоксии, и постоянный уровень HIF-1, кажется, является ответственным за постоянный синтез ЕРО в мозге при гипоксии, в то время как в других органах (например, в почке) этот синтез значительно ослабевает. Последние данные свидетельствуют, что ЕРО оказывает положительный протектирующий эффект на больных паркинсонизмом. (Brahimi H. C., Berra E., 2001)
1.16 Компенсаторно-приспособительные реакции при гипоксии
Адаптация мышечной ткани при нагрузке
Выполнение интенсивной работы приводит к возникновению гипоксии при любой длительности тренировок. Специфика такой работы состоит в том, что расход кислорода и субстратов окисления в мышцах в единицу времени столь велик, что быстро восполнить их запасы усилением работы транспортных систем нереально. Мышцы, способные к выполнению такой нагрузки, фактически работают при этом в автономном режиме, рассчитывая на собственные ресурсы. На первые роли выходят процессы анаэробного гликолиза - малоэффективные, сопровождающиеся накоплением нежелательного метаболита - молочной кислоты и соответственно сдвигом pH, но единственно надежные в этой ситуации.
Поэтому в процессе адаптации к интенсивной (как правило, кратковременной) работе в мышцах развивается иной спектр адаптивных приспособлений, чем к длительной умеренной работе. Увеличивается мощность системы анаэробного гликолиза за счет повышенного синтеза гликолитических ферментов, повышаются запасы гликогена и креатинфосфата - источников энергии для синтеза АТФ. Увеличены мощность эндоплазматической сети в мышечных волокнах и количество хранящегося в ней Са2 +, играющего одну из главных ролей в сокращении. Это позволяет отвечать мощным залповым выбросом кальция из цистерн сети в ответ на приходящий к мышцам импульс возбуждения и тем самым увеличивать мощность сокращения. Усилен биосинтез сократительных белков, повышена активность АТФазы - фермента, расщепляющего АТФ, необходимую для сокращения.
Все эти реакции не устраняют развития тканевой гипоксии и приводят к накоплению больших количеств недоокисленных продуктов. Поэтому важным аспектом адаптивных реакций в этом случае является формирование толерантности, то есть устойчивости к сдвигу рН. Это обеспечивается увеличением мощности буферных систем крови и тканей, возрастанием так называемого щелочного резерва крови. Увеличивается также мощность системы антиоксидантов в мышцах, что ослабляет или предотвращает перекисное окисление липидов клеточных мембран - один из основных повреждающих эффектов стресс-реакции.
При тренировке к интенсивной работе чувствительность дыхательного центра к углекислому газу снижена, что защищает дыхательную систему от ненужного перенапряжения. При систематическом выполнении умеренных физических нагрузок, сопровождающихся усилением легочной вентиляции, дыхательный центр, напротив, повышает чувствительность к СО2, что обусловлено понижением его содержания вследствие вымывания из крови при усиленном дыхании.
Адаптация к высотной гипоксии
Адаптация к высотной гипоксии бывает краткосрочной или долговременной. Краткосрочная адаптация - это быстрый ответ организма на гипоксию как на стрессирующий фактор с целью компенсации возникающих в организме отклонений от равновесного состояния. Механизмы такого ответа в организме предсуществуют и включаются "с места" при необходимости, в данном случае при снижении содержания кислорода в артериальной крови от 80 до 50 мм рт. ст. и ниже. Первая реакция - борьба за кислород, за поддержание его нормальной концентрации в крови. Действие гипоксии на интерорецепторы приводит к мобилизации транспортных систем. Увеличиваются частота дыхания, частота сердечных сокращений, минутный объем крови, количество основного переносчика кислорода - гемоглобина за счет выброса эритроцитов из депо (в первую очередь из селезенки). На первом этапе всегда наблюдается перераспределение крови в организме, увеличение мозгового и коронарного кровотока за счет снижения кровотока в других органах. Коронарный кровоток при острой гипоксии может увеличиваться в два-три раза. Активация транспортных систем осуществляется симпатическим отделом вегетативной нервной системы.
Одновременно с борьбой за кислород включаются механизмы анаэробного гликолиза. Норадреналин, выступающий как медиатор симпатического отдела нервной системы и вместе с адреналином как гормон мозгового слоя надпочечников, через систему внутриклеточных посредников активирует ключевой фермент расщепления гликогена - фосфорилазу.
Краткосрочные механизмы адаптации могут быть эффективны только на относительно небольших высотах и в течение непродолжительного времени. Увеличенная нагрузка на сердце и дыхательную мускулатуру требует дополнительного расхода энергии, то есть повышает кислородный запрос. Вследствие интенсивного дыхания (гипервентиляции легких) из организма интенсивно удаляется CO2. Падение его концентрации в артериальной крови ведет к ослаблению дыхания, так как именно CO2 является основным стимулятором дыхательного рефлекса. В тканях накапливаются кислые продукты анаэробного гликолиза.
Стратегия долговременной адаптации - смещение основного поля деятельности с механизмов транспорта на механизмы утилизации кислорода, на повышение экономичности использования ресурсов, имеющихся в распоряжении организма. Это достигается в первую очередь стимуляцией биосинтетических процессов в системах транспорта, регуляции и энергообеспечения, что увеличивает их структурный потенциал и резервную мощность. В системах транспорта это разрастание сосудистой сети (ангиогенез) в легких, сердце, головном мозге, рост легочной ткани, увеличение количества эритроцитов в крови. В регуляторных системах, это, с одной стороны, увеличение активности ферментов, ответственных за синтез медиаторов и гормонов, а с другой - увеличение числа рецепторов к ним в тканях. Наконец, в системах энергообеспечения - увеличение числа митохондрий и ферментов окисления и фосфорилирования, синтез гликолитических ферментов.
Ключевую роль в индукции эритропоэза, ангиогенеза и гликолиза играет железосодержащий белок HIF-1, активирующийся при гипоксии. Он усиливает транскрипцию генов эритропоэтина, фактора роста сосудов, ферментов гликолиза, вызывая комплексный ответ на долговременную гипоксию. Разрастание сосудистой сети сердца и головного мозга создает дополнительные резервы для снабжения этих органов кислородом и энергетическими ресурсами. Увеличение емкости сосудистого русла снижает его общее сопротивление. Рост сосудистой сети в легких в сочетании с увеличением диффузионной поверхности легочной ткани обеспечивает возможность повышения газообмена. (www.bibliofond.ru)
Система крови претерпевает комплекс изменений. Увеличение секреции гормонов - эритропоэтинов стимулирует эритропоэз в красном костном мозге, что приводит к увеличению числа эритроцитов, содержания гемоглобина (Hb) и в итоге к возрастанию кислородной емкости крови. Помимо типичного для взрослого организма HbА появляется эмбриональный HbF, обладающий большим сродством к кислороду и способный присоединять его при более низком напряжении кислорода в альвеолярном воздухе. Чем больше доля HbF, тем больше кривая сдвинута влево. Аналогичный сдвиг кривой наблюдается у лам, обитающих в Андах на высоте около 5000 м. Благодаря увеличению активности многих ферментов молодые эритроциты обладают более высоким уровнем энергообмена и повышенной устойчивостью.
Повышается содержание в эритроците 2,3-дифосфоглицерата, способствующего освобождению кислорода из комплекса с гемоглобином в тканях. Увеличение кислородной емкости крови дополняется повышением концентрации в миокарде и скелетных мышцах мышечного белка - миоглобина, способного переносить кислород в зоне более низкого парциального давления, чем гемоглобин.
Увеличение резервной мощности тканей и органов сочетается с возрастанием экономичности их функционирования. Так, на высоте 4350 м у горцев коронарный кровоток и потребление кислорода миокардом на 30% меньше, чем у обитателей равнин на уровне моря при той же работе сердца. Это обусловлено увеличением числа митохондрий на единицу массы миокарда, возрастанием активности митохондриальных ферментов и скорости фосфорилирования и как следствие - большим выходом АТФ на единицу субстрата при одном и том же уровне потребления кислорода. В итоге увеличивается способность сердца к извлечению и использованию кислорода из протекающей крови при его низких концентрациях.
Оптимизация механизмов утилизации кислорода в процессе долговременной адаптации позволяет ослабить нагрузку на транспортные системы. Частота дыхания и сердцебиения снижается, минутный объем сердца уменьшается. На высоте 3800 м ткани горца извлекают 10,2 мл О2 из каждых 100 мл крови против 6,5 мл у молодого здорового жителя равнин. При этом горец обладает большими резервами повышения утилизации кислорода при выполнении мышечной работы и способен выполнить большую нагрузку, обладая большей резервной мощностью сердца и легких.
Вполне логичным с точки зрения оптимизации процессов является увеличение мощности гликолиза в эритроцитах, головном мозге, миокарде и других тканях в процессе длительной адаптации к гипоксии, так как для окисления 1 г углеводов требуется меньше кислорода, чем для окисления такого же количества жиров. Повышается активность ферментов, расщепляющих глюкозу и гликоген, появляются новые изоформы ферментов, более соответствующие анаэробным условиям, увеличиваются запасы гликогена. Опасность сдвига pH при усилении анаэробного гликолиза предотвращается увеличением щелочного резерва крови.
При длительном воздействии высотной гипоксии происходит перестройка деятельности основных регуляторных систем. На первом этапе гипоксического воздействия происходит неспецифическая стрессорная активация симпатического отдела нервной системы, комплекса гипоталамус-гипофиз-надпочечники (ГГН) и щитовидной железы, которые играют основную роль в мобилизации транспортных систем, усиливают расщепление жиров, углеводов и другие метаболические процессы.
В процессе долговременных гипоксических воздействий активируется синтез РНК и белка в различных отделах нервной системы, и в частности в дыхательном центре, что усиливает его регуляторные возможности и обеспечивает возможность усиления дыхания при низких концентрациях СО2 в крови. Улучшается координация дыхания и кровообращения. Возрастает мощность гормональных звеньев и их экономичность. С одной стороны, увеличивается мощность системы синтеза гормонов и медиаторов, в частности адреналина и норадреналина, что позволяет быстро мобилизовать стресс-реакции при различных ситуациях.
С другой стороны, увеличение числа рецепторов к гормонам и медиаторам повышает чувствительность к ним тканей и органов и тем самым снижает их расход. Активируются стресслимитирующие системы, увеличивается секреция в ЦНС веществ, являющихся антагонистами адреналина и норадреналина и ослабляющих их эффекты (эндорфины, энкефалины, g-аминомасляная кислота). Отмечается также ослабление функции щитовидной железы, то есть избыточная стимуляция ответных реакций организма гасится. Это приводит к тому, что уровень основного обмена в процессе адаптации может снижаться по сравнению с организмами, обитающими на уровне моря. Уменьшение потребности в кислороде вызывает снижение нагрузки на систему дыхания и кровообращения и уменьшение чувствительности животных к кислородной недостаточности.
Таким образом, процессы, направленные на увеличение обеспечения организма энергией (оптимизация транспорта кислорода и глюкозы, усиление возможностей системы гликолиза и окислительного фосфорилирования), развиваются одновременно с понижением потребности в энергии и устойчивости к пониженному содержанию кислорода. Адаптация к высокогорной гипоксии демонстрирует высшую степень интеграции процессов, протекающих на молекулярном и клеточном уровнях в рамках целостного организма высших животных и человека.
1.17 Коррекции гипоксических состояний
Существующие основные принципы коррекции гипоксических состояний заключаются в переводе организма на экономный режим потребления кислорода, назначения антиоксидантов, симптоматической терапии, ограничивая функциональные возможности организма и систему энергообеспечения. Главный же источник всех бед - высокий показатель восстановительного пула из-за недостатка кислорода сохраняется. Отсюда-низкая эффективность современной медицины и высокий рост заболеваемости и смертности. (Лебедева С.А., Бабаниязова З.Х., 2011)
В зависимости от тяжести гипоксии фармакологические средства способны повышать резистентность к гипоксическому воздействию, как пассивную, так и активную, с сохранением достаточно высокого уровня функционирования органов и систем. Антигипоксанты повышают срочную адаптацию к недостатку кислорода. Они разделены на препараты прямого энергезирующего воздействия, корригирущие доставку кислорода к тканям; неспецифические, защитные эффекты которых направлены на коррекцию расстройств функционально-метаболических систем, лишь вторично приводящих к энергетическим нарушениям. В границах своего действия антигипоксанты способны облегчить патологического воздействия, уменьшить проявления гипоксических повреждений. Среди препаратов прямого энергетического действия - субстраты и активаторы ферментов компенсаторных метаболических путей, связанных с циклом Кребса, а также "универсальные" антигипоксанты. К "универсальным" антигипоксантам относятся гутимин и амтизол - аминотиоловые препараты.
Препараты кобальта и железа проявляют свой противогипоксический эффект при 4 видах гипоксии: острой гипобарической, гемической, гистотоксической и гипоксии с гиперкапнией.
Заключение
Гипоксия является одним из чрезвычайно распространенных патологических процессов. Она может иметь самостоятельную этиологию, но может выступать в качестве сопутствующего фактора как при заболеваниях, связанных с нарушением функции дыхательной и сердечно-сосудистой систем, а также транспортной функции крови, так и при подавляющем числе других патологий, и усугублять их течение.
Ухудшающиеся экологические условия, загрязнения окружающей среды, экстремальные условия, с которыми связана профессиональная деятельность очень широкого круга специалистов (полеты, восхождения, погружения и пр.), могут стать причиной функциональных нарушений, сопровождающихся гипоксическими состояниями разного генеза. Во всех этих случаях в патологический процесс постепенно вовлекаются самые разные физиологические функции (усиление дыхания, коррелирующее с увеличением частоты сердечных сокращений, которое сменяется нарушением психики и эмоций, ослаблением и потерей чувствительности, сердечной слабостью и заканчивается бессознательным состоянием, церебральной комой, ригидностью мышц, остановкой дыхания и сердца, смертью).
Широко распространенным клиническим проявлением ограничения снабжения живой клетки кислородом являются инсульты, инфаркты, ишемическая болезнь. Угрожающе выглядит статистика, отражающая заболевания сердечно-сосудистой системы. Ишемическая болезнь сердца, хроническая сердечная недостаточность первично связаны с нарушением коронарного кровоснабжения и развитием гипоксии. В мире этими заболеваниями страдают более 15 млн. человек. Смертность от хронической сердечной недостаточности составляет не менее 200 ООО человек в год. Частота новых случаев постановки диагноза хронической сердечной недостаточности только в США составляет 400 ООО человек в год. И все эти показатели продолжают увеличиваться в XXI веке. В значительной степени нерешенными являются вопросы, связанные с ишемией других органов: мозга, легких, печени, почек, конечностей. Гипоксия является главным патогенным фактором при критических состояниях, травматических шоках и пр.
Так, например, в мозге, отличающемся исключительной чувствительностью к дефициту кислорода, различные формы гипоксии, в том числе и ишемия, являются основной причиной церебральных инсультов [Скворцова В.И., Гусев Е.И., 2001]. В большинстве стран инсульт занимает 23-е место в структуре общей смертности населения. Он же является основной причиной инвалидизации населения. В мире ежегодно переносят церебральный инсульт около 6 млн человек и умирают от него около 4,7 млн человек.
В настоящее время накоплен огромный банк данных о физиологических, биохимических и молекулярных механизмах гипоксии. Тем не менее, сложная динамика этого процесса, вовлеченность в него широкого спектра функционально-метаболических систем, контролирующих его как на организменном, так и на клеточном и молекулярном уровнях, а также множественность лимитирующих участков объясняют причину того, что, несмотря на почти столетнюю историю исследований в этой области, до настоящего дня остаются нерешенными многие патогенетические ее аспекты, а также вопросы, связанные с антигипоксической защитой организма.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Понятие, классификации, характеристика гипоксий. Адаптивные реакции и механизмы долговременной адаптации к гипоксии. Нарушения обмена веществ, функций органов и тканей при гипоксии. Профилактика и терапия гипоксии. Токсические действия избытка кислорода.
лекция [25,5 K], добавлен 19.11.2010Группы гипоксических состояний. Основные звенья патогенеза экзогенной гипоксии: артериальная гипоксемия, гипокапния, газовый алкалоз и артериальная гипотензия. Симптомы гипоксии при острых, подострых и хронических формах. Лечение кислородного голодания.
презентация [202,8 K], добавлен 12.12.2016Структурно–функциональные нарушения и компенсаторно–приспособительные реакции организма при гипоксии. Механизмы развития заболевания. Причины возникновения кислородного и энергетического голодания всего организма, нарушения дыхания и кровообращения.
презентация [245,3 K], добавлен 02.02.2016Основные типы гипоксии и их происхождение, классификация основных типов. Адекватное энергообеспечение процессов жизнедеятельности. Компенсаторно-приспособительные реакции при гипоксии, автономный и экономичный режим для нейронов дыхательного центра.
реферат [68,3 K], добавлен 24.06.2011Механизмы адаптации сосудистой системы к условиям гипоксии. Основы строения и функции сосудистой системы. Основные механизмы регуляции тонуса сосудов. Анализ реакции сосудистой системы при воздействии на организм нормобарической гипоксической гипоксии.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.10.2012Патогенез экзогенной гипоксии. Сущность дыхательной, гемической, циркуляторной ее разновидностей. Нейроэндокринные механизмы адаптации к гипоксии. Краткосрочные и долгосрочные ее особенности, нарушения обмена веществ, сбой функций органов и систем.
презентация [416,4 K], добавлен 28.12.2013Нарушение энергетического обеспечения функций и пластических процессов в организме человека. Симптомы артериальной гипоксемии. Классификация гипоксических состояний. Клинические проявления дыхательной гипоксии. Основные типы вентиляционных нарушений.
презентация [426,8 K], добавлен 09.12.2011Современные представления об этиологии и патогенезе бронхиальной астмы. Определение газового состава артериальной крови. Исследование крови с подсчетом лейкоцитарной формулы на гематологическом анализаторе. Развитие гипоксии при бронхиальной астме.
дипломная работа [1,0 M], добавлен 27.01.2018Классификация гипоксии по этиологии, распространенности и скорости развития. Основные последствия нарушения окислительного фосфорилирования в митохондриях: нарушение энергозависимых процессов; накопление молочный кислоты и кислот Кребса (ацидоз).
презентация [893,6 K], добавлен 10.09.2013Понятие гипоксии как комплекса изменений в организме плода под влиянием недостаточного снабжения кислородом тканей и органов. Классификация гипоксии по длительности течения, интенсивности, механизму развития. Причины острой асфиксии. Шкала Апгар.
презентация [1,5 M], добавлен 04.05.2015Общая характеристика терморегуляции организма человека. Три стадии гипертермии. Солнечный удар и его последствия. Гипотермия, снижение температуры тела ниже нормальных значений. Нарушения при лихорадке и гипоксии. Компенсаторно-приспособительные реакции.
реферат [21,9 K], добавлен 06.06.2011Гипоксия как типовой патологический процесс. Критерии классификации гипоксии, аноксия и аноксемия. Этиология и патогенез различных типов заболевания. Эндогенные гипоксические состояния. Изменения газового состава и рН крови при дыхательном типе гипоксии.
реферат [32,1 K], добавлен 09.11.2010Общие этиологические и патогенетические факторы, характерные для асфиксии новорожденного и гипоксии плода. Последствия продолжительной тяжелой гипоксии плода. Непроходимость воздухоносных путей у новорожденного. Основные признаки тяжелой асфиксии.
презентация [616,5 K], добавлен 20.03.2016Определение факторов риска гипоксии и асфиксии у детей с диагнозом селективным некрозом мозга. Последствия нарушения витальных функций организма вследствие гипоксии головного мозга новорожденных, развившегося на фоне церебральной ишемии и родовой травмы.
статья [14,0 K], добавлен 03.03.2015Функциональная система: мать-плацента-плод, компенсаторно-приспособительный механизм кислородного снабжения у плода. Показатели перинатальной смертности и основные факторы, на них влияющие. Причины и типы гипоксии плода, этиология и патогенез процесса.
контрольная работа [654,4 K], добавлен 10.12.2011Определение понятия и видов эритроцитоза, лейкоцитоза. Роль эритропоэтина в компенсаторных реакциях при гипоксии. Этиология респираторного алкалоза. Схема патогенеза асцита при циррозе печени. Описание механизма остеопороза при почечной недостаточности.
контрольная работа [127,8 K], добавлен 06.02.2016Сердечная деятельность плода. Изменения кровообращения после рождения. Факторы, способствующие развитию гипоксии плода. Фето-плацентарная недостаточность, причины возникновения, классификация. Основные формы хронической недостаточности плаценты.
презентация [1,4 M], добавлен 19.05.2012Понятие высотной гипоксии. Факторы, снижающие переносимость больших высот и способствующие развитию горной болезни. Мероприятия по борьбе с ней. Сущность явления периодического дыхания. Представления о пределах переносимости кислородной недостаточности.
презентация [226,7 K], добавлен 10.03.2016Кетоацидотическая кома: понятие, признаки. Патогенез, гиперосмолярность плазмы. Причины снижения мозгового, почечного и периферического кровотока. Фактор гипоксии тканей. Компенсаторные механизмы метаболического ацидоза. Диагностика диабетических ком.
презентация [725,0 K], добавлен 24.08.2014Состояние гипоксии и гипоксемии, характерное для туберкулезного больного и вызывающее ряд нарушений функций его организма. Основные показатели и факторы, характеризующие функцию дыхания. Функциональные исследования печени и секреторной функции желудка.
реферат [26,6 K], добавлен 21.09.2010
