Билирубиновая гипоксия

ГИПЕРОКСИЯ

ГИПЕРОКСИЯ (hyperoxia; греч, hyper- + лат. ox кислород) — повышенное содержание (давление) кислорода в тканях организма вследствие увеличения его содержания во вдыхаемом воздухе, легких и крови. Характеризуется развитием комплекса физиологических реакций и патологических нарушений.

Нормальное парциальное давление кислорода (pO2) на высоте уровня моря составляет в воздухе 160 мм рт. ст., в альвеолах 100—105 мм рт. ст. Условия гипероксии можно создать обогащением воздуха кислородом или увеличением давления воздуха (или кислородной дыхательной смеси). В первом случае максимальное pO2 может достигать 760 мм рт. ст. (при дыхании 100% кислородом на уровне моря), во втором — может достичь любых уровней. При пониженном атмосферном давлении условия Г. за счет увеличения содержания кислорода в дыхательной смеси можно создавать только до высоты 10 000 м, где барометрическое давление составляет 200 мм рт. ст. На больших высотах вследствие прогрессирующего падения барометрического давления даже при дыхании чистым кислородом организм будет испытывать не избыток, а недостаток его.

В зависимости от величины внешнего давления гипероксическую газовую среду разделяют на нормобарическую (давление 760 мм рт. ст.), гипобарическую (менее 760 мм рт. ст.) и гипербарическую (более 760 мм рт. ст.).

Первые два вида имеют место в авиации при использовании кислорода для дыхания с целью предупреждения гипоксии (см.) или для десатурации организма от азота, а также в леч. практике, когда кислород применяется как терапевтическое средство (см. Кислородная терапия). Условия гипербарической Г. встречаются в водолазной практике при дыхании в изолирующих приборах кислородом под давлением более 1 атм, а также при так наз. гипербарической оксигенотерапии декомпрессионной болезни, отравлений угарным газом, газовой гангрены, столбняка, ожогов и других заболеваний, в развитии которых доминирует гипоксический фактор (см. Гипербарическая оксигенация). Изучается проблема целесообразности использования гипероксических сред для улучшения кислородного режима организмов, находящихся в неблагоприятных условиях существования (некоторые виды производства и т. д.).

Реакции организма при Г. разнообразны. Их выраженность и направленность зависят от уровня повышенного pO2 в легких и длительности его действия.

Начальные реакции организма в гипероксических условиях являются физиол, и имеют приспособительное значение. Происходит урежение дыхания и сердечного ритма, снижение объема легочной вентиляции, систолического и минутного объема сердца, сужение сосудов сетчатки глаза и головного мозга, депонирование крови в паренхиматозных органах, уменьшение объема циркулирующей крови и т. д. Все это направлено на ограничение чрезмерного повышения pO2 в тканях (особенно в головном мозге), на поддержание оптимального кислородного режима в мозговых центрах. В формировании этих реакций большая роль принадлежит снижению функциональной активности хеморецепторов рефлексогенных сосудистых зон под влиянием высоких уровней pO2 в артериальной крови. Эффективность защитных реакций относительна, поскольку они нередко осложняются развитием противоположных реакций. Так, сужение капилляров и замедление кровотока приводят не только к уменьшению нарастания pO2 в тканях, но и к задержке в них углекислоты — т. е. к гиперкапнии (см.). Последняя вызывает расширение сосудов, нивелируя тем самым защитную сосудистую реакцию на кислород.

С увеличением pO2 в гипероксических средах и удлинением экспозиции развиваются патол, реакции, перерастающие в типичную картину кислородного отравления.

Токсическое действие кислорода проявляется в основном двумя формами отравления: легочной и судорожной. При первой форме развиваются ателектазы, отек и другие формы поражения легких. При второй форме, в случае гипербарической Г. (pO2 более 3 ата), поражается ц. н. с.: в сравнительно короткие сроки развиваются судороги — характерный признак резкого возбуждения нервных центров. В тяжелых случаях обе эти формы могут закончиться летальным исходом.

Выделяют еще третью, общетоксическую форму, развивающуюся при pO2 в пределах 1—4 ата, когда не успевают развиться легочные поражения и судороги, но патол, нарушения наблюдаются со стороны многих органов и тканей.

Токсический эффект избытка кислорода является функцией уровня pO2 и времени действия. Безопасная экспозиция нормобарической Г. для здорового человека составляет несколько часов. При pO2 более 3 ата симптомы кислородного отравления могут развиться через несколько минут.

Отмечается выраженная вариабельность индивидуальной чувствительности здорового человека к кислородной интоксикации по времени перехода физиол, реакций в патологические. Установлены также индивидуальные и видовые особенности развития Г. у животных; достаточно четко прослеживается прогрессивно снижающаяся устойчивость к Г. в процессе фило- и онтогенеза организмов. Физ. нагрузка, углекислый газ, низкая температура, наркотические концентрации индифферентных газов усугубляют проявления Г.

Механизм токсического действия кислорода на организм в условиях Г. полностью не изучен. Полагают, что при Г. кислород, подобно проникающей радиации, является фактором универсального действия, в основе к-рого лежит угнетение тканевого дыхания, и в частности дыхательных ферментов, содержащих SH-группы. Общность отдельных звеньев патогенеза Г. и проникающей радиации обусловила близость по химическому составу средств защиты от этих факторов: они содержат в основном группы антиокислителей (см.).

Клинические проявления

Субъективными симптомами кислородной интоксикации (легочная форма Г.) являются ощущение сухости во рту, першение в носоглотке, сухой кашель, жжение и боль за грудиной, усиливающиеся при глубоком вдохе, отмечаются спазмы периферических сосудов, появляется ощущение онемения пальцев рук, кончика носа, щек.

Наиболее ранним объективным признаком поражения кислородом легких считают снижение жизненной емкости легких, обусловливаемое как боязнью усиления болей и возникновения кашля при глубоком вдохе, так и образованием диффузных мелкоочаговых ателектазов. Патогенез ателектазов усматривают в исчезновении «опорной» функции инертного газа, в токсическом действии кислорода на эндотелий легочных капилляров, что повышает их проницаемость. Вымывание поверхностноактивного вещества (сурфактанта) с поверхности альвеол увеличивает их поверхностное натяжение, способствует спадению альвеол и развитию ателектазов. Спазмы и повышение проницаемости капилляров, по-видимому, лежат также и в основе отека легких при Г. Вследствие повреждения кислородом альвеоло-капиллярной мембраны и регионарных нарушений вентиляционно-перфузионных отношений прогрессивно снижается диффузионная способность легких. Отмеченные функциональные и морфол, нарушения в легких могут, т. о., привести к развитию кислородного голодания и гибели организма даже в условиях избытка кислорода.

Кислород оказывает токсическое действие и на другие органы и системы организма (кровеносная система, сердце и др.). Снижается осмотическая резистентность эритроцитов, уменьшается ферментная активность лимфоцитов, фагоцитарная активность нейтрофилов. Нередко изменяется ЭКГ: увеличивается амплитуда зубцов T и уширяются зубцы Р.

Гипербарическая Г. у теплокровных животных проявляется преимущественно развитием судорог — судорожная форма Г. У холоднокровных животных судорожные движения наблюдаются при больших уровнях pO2 (20 ата и более).

У человека развитие судорожной формы кислородного отравления проходит две фазы. В начальной фазе наблюдаются подергивания мышц губ, век и шеи, онемение пальцев рук и ног; появляется звон в ушах, тяжесть и боль в голове, суживается поле зрения, учащается сердцебиение и дыхание, иногда тошнота, рвота и потемнение в глазах. Во второй фазе внезапно развиваются судороги по типу эпилепсии с потерей сознания и последующей амнезией. Первый приступ судорог обычно длится 1—2 мин., затем после короткой паузы вновь начинаются судороги, но уже более продолжительные. Чем больше уровень pO2, тем продолжительнее судороги и короче паузы между ними.

В происхождении судорог при Г. ведущую роль играют процессы резкого возбуждения всех отделов ц. н. с., особенно стволовой части головного мозга, а также нарушение процессов тканевого дыхания.

Лечение кислородного отравления любой формы сводится в основном к нормализации режима дыхания организма, т. е. к переходу на дыхание воздухом. Переход на дыхание воздухом в некоторых случаях временно отягощает состояние. Но чаще пострадавший погружается в глубокий сон, который длится до 90 мин. Иногда в этот период человек находится в состоянии обморока или, наоборот, резкого нервного возбуждения. Медикаментозные средства (противосудорожные, сердечные, седативные) назначаются по показаниям.

Профилактика должна предусматривать выполнение разработанных мер безопасности, предупреждающих переход физиол, реакций в патологические, для чего прежде всего необходимо обеспечивать адекватность уровня pO2 и времени экспозиций гипероксических сред, используемых как в леч. целях, так и в практике отдельных профессий. Фармакол, средства, применяемые против токсического действия кислорода, напр, антиокислители, полностью не предотвращают, а лишь ослабляют его действие.

И. Н. Черняков.

Конъюгированная гипербилирубинемия

Поскольку конъюгированный билирубин растворим в воде, он обнаруживается в моче большинства больных конъюгированной гипербилирубинемией; поэтому болезнь часто называют холеурической желтухой.

А. Хроническая идиопатическая желтуха (синдром Дубина — Джонсона). Это аутосомно-рецессивное нарушение проявляется в виде конъюгированной гипербилирубинемии у детей и у взрослых. Причиной этой гипербилиру бинемии является, вероятно, нарушение печеночной секреции конъюгированного билирубина в желчь. Однако нарушение секреции конъюги-рованных веществ не ограничивается билирубином, оно касается секреции ряда других конъюгированных соединений, в частности эстрогенов и индикаторных веществ, например красителя сульфобромфталеина. Нарушение секреции конъюгированного сульфобромфталеина приводит к тому, что он снова возвращается в плазму, в которой наблюдается вторичное повышение его концентрации. Данное явление патогномонично для синдрома Дубина — Джонсона. При использовании для анализа других соединений, например индоцианина зеленого или бенгальского розового, секреция которых не требует конъюгации, вторичного повышения концентрации этих соединений в плазме больных не наблюдается. Таким образом, нарушение в данном случае связано с секреторным процессом, который в норме касается только конъюгированных соединений, включая конъюгированные билирубины. Интересно отметить, что у пациентов с синдромом Дубина — Джонсона гепатоциты центральных печеночных долек содержат необычный и пока еще неидентифицированный пигмент.

Закупорка желчных протоков. Конъюгированная гипербилирубинемия возникает также при закупорке печеночных или общего желчного протоков. В этом случае, как полагают, желчный пигмент, поступающий из крови в клетки печени, не может экскретироваться. В результате конъюгированный билирубин поступает в печеночные вены и лимфатические сосуды.

Термин холестатическая желтуха используют для всех форм желтухи, связанных с внепеченочной закупоркой, а также для ряда форм паренхиматозной желтухи, которые характеризуются конъюгированной гипербилирубинемией.

Билирубиновая энцефалопатия

Наибольший интерес вызывает вопрос нейротоксичности билирубина и возникновения билирубиновой энцефалопатии. Первое патоморфологическое описание желтушного окрашивания ядерных масс мозга новорожденных детей, у которых желтуха появилась сразу после рождения, сделано в 1875 году. В процессе изучения данной патологии выдвигались различные гипотезы о механизмах повреждающего действия билирубина на мозг новорожденных, влекущее за собой возникновение билирубиновой энцефалопатии. Отложения кристаллов практически нерастворимого в водных средах билирубина при данном заболевании обнаруживают не только в головном мозгу (палеокортекс, базальные ядра, субталамические ядра, продолговатый мозг, мозжечок), но и в стенке дыхательных путей, стенке желудочно-кишечного тракта, селезенке, почках, надпочечниках, семенных железах, костном мозгу. Это позволяет рассматривать билирубиновую энцефалопатию как проявление общей билирубиновой интоксикации организма. Здесь уместно было бы предположить, что нарушение собственно барьерной функции ГЭБ может являться следствием повреждения мембранных структур астроцитов и эндотелиоцитов билирубином, который относится к токсическим продуктам метаболизма. Спорным является вопрос о роли печени в нарушении проницаемости ГЭБ при гемолитической болезни. Наличие отчетливых морфологических изменений при нарушении детоксирующей роли печени впервые отметил Zammora (отек, вакуолизация, конечные разветвления астроцитарных отростков при экспериментальном выключении печени крыс из кровотока). Причиной билирубиновой интоксикации может быть дефект микросомальной ферментной системы гепатоцитов, катализирующей конъюгацию билирубина, а также конъюгацию различных иных субстанций алифатического, ароматического и/или стероидного ряда, способных тоже оказывать токсическое действие на организм. В результате многочисленных исследований было установлено, что связанный с сывороточным альбумином билирубин в клетки мозга не проникает, однако следует отметить, что каждая молекула альбумина может связать две молекулы непрямого билирубина, но первую очень прочной связью, а вторую рыхло. Непрямой билирубин в кислой форме находится в рыхлой связи с альбумином и токсичен для мозга.

В последние годы в некоторых работах было предложено определять соотношение билирубин/альбумин вместо определения концентрации билирубина и альбумина отдельно. Тем самым предполагалось достигнуть лучших результатов в прогнозировании и предотвращении билирубиновой энцефалопатии путем оптимизации показаний для заменного переливания крови. Однако существенных результатов эти исследования не дали. Общеизвестно, что существуют факторы, способствующие нарушению связывающей билирубин способности альбумина, а также вещества-лиганды, конкурирующие за места прочного связывания на альбумине (асфиксия, ацидоз, неэстерифицированные жирные кислоты, лекарственные вещества и т.д.).

Гипоксия предрасполагает к развитию билирубиновой энцефалопатии в первую очередь из-за угнетения активности системы глюкоронил-трасферазы. Известно, что митохондрии мозга, равно как и других органов и тканей, содержат билирубиноксидантную систему, окисляющую в присутствии кислорода билирубин. В связи с тем, что процесс гипоксии вызывает повреждение митохондрий и инактивацию оксидаз, может нарушиться механизм окисления билирубина, попадающего в капиллярные субстанции. Этот механизм в норме «срабатывает» у новорожденных в случае достаточной ферментативной активности, тогда как гипоксия нарушает этот процесс. Сочетание желтухи с гипоксией особенно опасно из-за повышенной чувствительности нервных клеток к гипоксии, когда недостаток кислорода вызывает локальный тканевый ацидоз, который может существовать еще некоторое время после коррекции рН крови. Наибольшее значение в патогенезе билирубиновой энцефалопатии имеет проницаемость ГЭБ, который является сложной регуляторной поверхностью, четко контролирующей прохождение веществ через стенку сосудов мозга в клетки мозга. Патоморфологи диагностируют ядерную желтуху не ранее 36 часов после рождения. Таким образом, изменения ЦНС, возникшие в первые 36 часов жизни, могут быть обратимыми. При ядерной желтухе в первую очередь прокрашиваются базальные ганглии: хвостатое ядро, скорлупа, бледный шар. Могут повреждаться также кора мозга, мозжечок, подбугровая область, аммонов рог, ядра продолговатого мозга и мозжечка. Интенсивное поражение ядер дна 4-го желудочка может быть причиной смерти новорожденного. На дне 4-го желудочка чаще прокрашиваются боковые отделы в области кохлеарных и вестибулярных ядер. Значительно реже желтушность находят в зрительном бугре и других отделах мозга. Особенно редуцированы пирамидные клетки 3-го слоя коры, двигательной области спинного мозга и стволовой части головного мозга. После 6-7-го дня жизни ребенка интенсивность острых изменений нейронов снижается, выявляются поля опустошения во многих отделах мозга с последующим развитием глиоза. Нарушается формирование мозга и всего организма ребенка. В клинической картине билирубиновой энцефалопатии наблюдается следующая триада симптомов: гиперкинетическая форма ДЦП, дефект слуха и умственная недостаточность. К сопутствующим проявлениям заболевания относятся ограничение взора вверх, желтушное окрашивание и дефект зубной эмали, дизартрия.

Гипероксия организма. Причины и классификация гипероксии

Гипероксия (от греч. hyper — много, избыток и лат. oxygenium — кислород) — состояние, возникающее в результате избыточного поступления в организм или отдельную его часть кислорода и приводящее к развитию комплекса физиологических или патогенетических реакций в тканях. Гипероксия может быть физиологическим явлением. В этом случае она обычно является относительной, т.е. не сопровождается абсолютным возрастанием Р02 в ткани по сравнению с нормой, а характеризуется увеличением Р02 в ткани по сравнению с предшествующим состоянием.

Такая гипероксия может быть общей, например после чрезмерного физического напряжения, и местной, в частности при постишемической артериальной гиперемии. В этих случаях гипероксия имеет компенсирующее значение, ликвидируя кислородную задолженность в организме или органе и устраняя ее негативные последствия (дефицит АТФ, ацидоз и др.). Вместе с тем гипероксия, вероятно, может быть и активным самостоятельным процессом, направленным на обеспечение приспособительных реакций в ткани при ее повреждении.

Гипероксия в определенном диапазоне Р02 стимулирует тканевое дыхание и генерацию АТФ, а следовательно, активирует репаративные процессы, усиливает образование активных радикалов кислорода, в связи с чем повышает уровень микросомальных процессов дезинтоксикации и активность фагоцитоза, оказывает бактериостатическое действие при некоторых инфекциях и т.д. Подобная естественная, физиологическая, гипероксия используется организмом при травматическом (раневом) процессе, воспалении, лихорадке и других приспособительных явлениях.

Именно эти свойства определяют широкое применение искусственной гипероксии при нормальном или повышенном давлении (гипербарическая оксигенация, или гипербароксия) в практической медицине.

Искусственная гипероксия, так же как естественная, разделяется на общую и местную. Для создания общей гипероксии обычно используют ингаляцию газовыми смесями с повышенным содержанием кислорода или чистым кислородом при нормальном или повышенном давлении. Для создания местной гипероксии применяют неингаляционные способы: энтеральный, внутрисосудистый, подкожный, внутриполостной, внутрисуставной, субконъюнктивальный, накожный (кислородные ванны).

Общая гипероксия является эффективным способом терапии расстройств жизнедеятельности при различных заболеваниях, приводящих к дыхательной недостаточности и респираторной гипоксии. Она также полезна при ряде заболеваний сердца и сосудов, вызывающих циркуляторную гипоксию. При этом позитивный эффект гипероксии связан не только с компенсацией дефицита кислорода в тканях и устранением его последствий, но и со снижением напряженной работы внешнего дыхания и кровообращения, которая была направлена на борьбу организма с гипоксией.

Это ослабление функции дыхания и кровообращения связано с понижением стимуляции хеморецепторов (гипоксических рецепторов) синокаротидных зон при ги-пероксемии, а следовательно, с уменьшением афферентных влияний, активирующих нейроны дыхательного и сердечно-сосудистого центров.

— Читать далее «Общая гипероксия. Приспособление к гипероксии»

Оглавление темы «Гипоксия и гипероксия организма»:
1. Значение длительной адаптации к гипоксии. Дезадаптация организма
2. Гипероксия организма. Причины и классификация гипероксии
3. Общая гипероксия. Приспособление к гипероксии
4. Внешнее дыхание при гипероксии. Гиперкапния при гипероксии
5. Инфекционный процесс. Общая характеристика инфекционного процесса
6. Различия инфекционного процесса и инфекции. Распространенность инфекции
7. Эволюция инфекционного процесса. Взаимоотношения инфекционных процессов
8. Разновидности инфекционного процесса. Иммунная система при инфекционном процессе
9. Эволюция гуморального иммунитета. Эволюция инфекционного процесса
10. Этиология инфекционного процесса. Патогенность и вирулентность инфекции. Процедурная система — в течение дня