Понятие гипоксии
Гипоксия — типовой патологический процесс, возникающий вследствие недостаточности биологического окисления и приводящий к нарушению энергетического обмена, прежде всего к снижению синтеза АТФ. Кислород является конечным акцептором электронов в дыхательной цепи митохондрий, поэтому даже кратковременное снижение его доступности нарушает работу клеток, в первую очередь нейронов, кардиомиоцитов и эпителия канальцев почек.
Гипоксия может быть результатом как внешних причин (снижение содержания кислорода во вдыхаемом воздухе), так и внутренних расстройств (патология дыхания, кровообращения, крови, тканевого дыхания). Для объективной оценки кислородного обеспечения организма используются стандартные параметры газового состава.
Основные показатели кислородного режима
- P атм — атмосферное давление окружающего воздуха.
- pO₂ атм — парциальное напряжение кислорода в атмосфере.
- pAO₂ — парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе; всегда ниже атмосферного из-за разведения водяными парами и CO₂, а также за счёт диффузии в кровь.
- paO₂ — напряжение кислорода в артериальной крови (норма около 80–100 мм рт. ст.).
- SaO₂ — сатурация гемоглобина артериальной крови, отношение оксигемоглобина к общему гемоглобину; в норме 96–98 %, в венозной крови — 60–75 %.
- VO₂ — объёмное содержание кислорода (мл O₂ в 100 мл крови).
Принципиальное отличие: VO₂ зависит и от количества, и от качества гемоглобина, тогда как SaO₂ отражает только качество — степень насыщения имеющегося гемоглобина кислородом, но не его абсолютное количество. Поэтому при анемии сатурация может оставаться нормальной, а кислородная ёмкость крови — резко сниженной.
Классификация гипоксий
По происхождению гипоксии разделяют на две большие группы:
- Экзогенные — обусловлены изменениями кислорода во вдыхаемом воздухе:
- гипобарическая — снижение барометрического давления (высокогорье, разгерметизация);
- нормобарическая — снижение содержания O₂ при сохранённом давлении (закрытые помещения, шахты).
- Эндогенные — связаны с патологией внутренних систем:
- дыхательная (респираторная) — нарушения вентиляции, диффузии, перфузии;
- циркуляторная — недостаточность кровообращения;
- гемическая — анемии, инактивация гемоглобина (карбокси-, метгемоглобинемия);
- тканевая — блокада ферментов дыхательной цепи (например, цианидами);
- перегрузочная — несоответствие доставки кислорода резко возросшим потребностям тканей.
Изменения газового состава при экзогенной гипоксии
При гипобарической форме определяющим звеном является падение pO₂ атмосферы. Это запускает закономерную цепь сдвигов:
- снижение pAO₂ — уменьшается напряжение кислорода в альвеолах;
- снижение paO₂ — артериальная гипоксемия;
- снижение SaO₂ — падение сатурации;
- снижение pvO₂ — уменьшение кислорода в венозной крови;
- компенсаторная гипервентиляция, ведущая к снижению paCO₂ и развитию газового алкалоза.
Таким образом, для экзогенной гипоксии характерно одновременное снижение всех показателей содержания и напряжения кислорода с гипокапнией.
Изменения газового состава при эндогенных гипоксиях
При эндогенных формах исходное pO₂ атмосферы и нередко pAO₂ остаются нормальными, а сдвиги начинаются на более глубоких этапах транспорта кислорода:
- Дыхательная гипоксия: pAO₂ снижено или нормально, paO₂ и SaO₂ снижены, paCO₂ повышено (гиперкапния, газовый ацидоз).
- Циркуляторная: paO₂ и SaO₂ нормальны, но снижены pvO₂ и SvO₂; увеличена артерио-венозная разница по кислороду из-за замедления кровотока.
- Гемическая: paO₂ нормальное, SaO₂ снижено (или нормально при анемии), VO₂ резко уменьшено за счёт падения кислородной ёмкости крови.
- Тканевая: paO₂, SaO₂ и pvO₂ повышены, артерио-венозная разница по кислороду уменьшена — ткани не способны утилизировать поступающий O₂.
Ключевые моменты
- Гипоксия — нарушение биологического окисления с дефицитом АТФ.
- SaO₂ отражает качество гемоглобина, VO₂ — и качество, и количество.
- Экзогенная гипоксия начинается со снижения pO₂ атмосферы и сопровождается гипокапнией.
- Эндогенные гипоксии: дыхательная, циркуляторная, гемическая, тканевая, перегрузочная.
- При тканевой гипоксии венозная кровь остаётся «артериализованной».
- При гемической форме сатурация может быть в норме при сниженной кислородной ёмкости крови.
- Артерио-венозная разница по O₂ — важный дифференциальный критерий формы гипоксии.