Причины и механизмы повреждения ферментов
Основным звеном тканевой гипоксии является расстройство клеточного дыхания и снижение активности ферментов. Это происходит под влиянием различных факторов:
- Ингибиторы дыхательной цепи: блокада комплексов цианидами, окисью углерода (CO), азидами, антимицином А и барбитуратами.
- Физико-химические сдвиги: колебания температуры, изменения электролитного состава и pH внутри клетки.
- Дефицит кофакторов: гиповитаминозы и нарушения минерального обмена.
В результате клетки теряют способность захватывать кислород из крови. Это сопровождается снижением артериовенозной разницы ($C_{a-v}O_2$) и падением общего уровня pH крови.
Изменение газового состава крови
При классической форме тканевой гипоксии газовые показатели артериальной крови остаются в пределах нормы. Однако изменения венозной крови специфичны и отражают неспособность тканей усваивать кислород:
| Показатель | Обозначение | Направление изменений |
|---|---|---|
| Парциальное давление $O_2$ в вене | $P_v O_2$ | ↑ Повышено |
| Сатурация $O_2$ в вене | $S_v O_2$ | ↑ Повышено |
| Содержание $O_2$ в вене | $C_v O_2$ | ↑ Повышено |
| Артериовенозная разница | $C_{a-v} O_2$ | ↓ Снижено |
Такое состояние называют «артериализацией» венозной крови, так как оттекающая от тканей кровь сохраняет высокие параметры кислорода.
Разобщение окислительного фосфорилирования
Особым вариантом нарушения клеточного энергетического обмена является разобщение окисления и фосфорилирования в митохондриях. При этом интенсивно работают комплексы дыхательной цепи и резко возрастает потребление кислорода, но синтез АТФ не увеличивается.
- Энергетический срыв: большая часть энергии рассеивается в виде тепла, вызывая гипертермию.
- Эндогенные разобщители: избыток ионов кальция, высшие жирные кислоты, белок термогенин, а также гормоны щитовидной железы (тироксин, трийодтиронин).
- Экзогенные разобщители: 2,4-динитрофенол, дикумарин, пентахлорфенол и грамицидин.
Субстратный и перегрузочный типы
Патология биологического окисления может развиваться и по другим сценариям, когда доставка кислорода не нарушена:
- Субстратный тип: возникает из-за дефицита субстратов окисления (чаще всего глюкозы). Приводит к падению уровня АТФ, креатинфосфата и нарушению мембранного потенциала клеток.
- Перегрузочный тип: развивается при избыточной функции органа на фоне недостаточного кровоснабжения. Скорость расхода АТФ превышает скорость его ресинтеза, что ведет к выраженной энергетической недостаточности.
Тканевая гипоксия: ферменты спят — кислород в крови растет (венозная «артериализируется»), а АТФ превращается в тепло.
Вопросы с занятий и экзамена
Почему при тканевой гипоксии повышается напряжение кислорода в венозной крови?
Из-за ингибирования ферментов дыхательной цепи клетки не могут захватить и утилизировать кислород из проходящей крови. В результате кровь возвращается к сердцу, сохраняя высокие показатели сатурации и парциального давления.
В чем разница между ингибированием ферментов и разобщением окислительного фосфорилирования?
При ингибировании ферментов потребление кислорода клетками падает, а при разобщении — резко возрастает, но в обоих случаях нарушается нормальный синтез АТФ, причем разобщение сопровождается выделением избыточного тепла.
Какие изменения газового состава крови характерны для субстратного типа гипоксии?
Отклонения газового состава и уровня pH крови при субстратном типе схожи с таковыми при классической тканевой гипоксии, несмотря на то, что причиной является дефицит глюкозы, а не блокада ферментов.
Что ещё разобрать по теме
- Характеристика эндогенных и экзогенных разобщителей окислительного фосфорилирования
- Электрофизиологические сдвиги при субстратном типе гипоксии (изменение мембранного потенциала)
- Причины и патогенез перегрузочной формы гипоксии
- Механизмы смешанных типов гипоксии при интоксикациях и массивной кровопотере
Разберите тему целиком в курсе «Патофизиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Тканевая гипоксия» и ещё 4 913 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 133 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Глава 15. ГИПОКСИЯ. ГИПЕРОКСИГЕНАЦИЯ»
Бесплатные видеоуроки: патофизиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.