Расстройства обмена веществ при гипоксии

1. Содержание АТФ и креатинфосфата при гипоксии любого типа прогрессирующе снижается вследствие подавления процессов биологического окисления (особенно - аэробных) и сопряжения их с фосфорилированием.

2. Содержание АДФ, АМФ и креатина нарастает вследствие нарушения их фосфорилирования.

3. Концентрация неорганического фосфата в тканях увеличивается.

Причины:

· Повышенный гидролиз АТФ, АДФ, АМФ и креатинфосфата.

· Подавление реакций окислительного фосфорилирования.

4. Процессы тканевого дыхания в клетках подавлены вследствие дефицита кислорода, недостатка субстратов обмена веществ, подавление активности ферментов тканевого дыхания.

5. Гликолиз на начальном этапе гипоксии активируется.

Причины:

· Дефицит АТФ и снижение его ингибирующего влияния на ключевые ферменты гликолиза.

· Активация гликолитических ферментов продуктами гидролиза АТФ: АДФ и АМФ.

Проявления:

· Снижение содержания гликогена и глюкозы в клетках.

· Увеличение внутриклеточного содержания молочной и пировиноградной кислот.

Последнее является также результатом торможения их окисления в дыхательной цепи и ресинтеза из них гликогена, требующего энергии АТФ.

6. Содержание Н⁺ в клетках и биологических жидкостях прогрессирующе нарастает и развивается ацидоз вследствие торможения окисления субстратов, особенно - лактата и пирувата, КТ и в меньшей мере - жирных кислот и аминокислот.

7. Биосинтез нуклеиновых кислот и белков подавлен вследствие дефицита энергии, необходимой для этих процессов.

8. Параллельно активируется протеолиз, обусловленный активацией в условиях ацидоза протеаз, а также неферментного гидролиза белков.

9. Азотистый баланс становится отрицательным. Это сочетается с повышением уровня остаточного азота в плазме крови и аммиака в тканях. Причины: активация реакций протеолиза и торможение процессов протеосинтеза.

10. Жировой обмен характеризуется:

· Активацией липолиза вследствие повышения активности липаз и ацидоза.

· Торможением ресинтеза липидов. Причина: дефицит макроэргических соединений.

· Накоплением в результате вышеуказанных процессов избытка КТ (ацетоуксусной, β-оксимасляной кислот, ацетона) и жирных кислот в плазме крови, межклеточной жидкости, клетках. При этом ВЖК оказывают разобщающее влияние на процессы окисления и фосфорилирования, что усугубляет дефицит АТФ.

11. Обмен электролитов и жидкости в тканях существенно нарушен.

Причины:

· Дефицит АТФ, энергия которой необходима для АТФаз: Nа⁺,К⁺-АТФазы, Са²⁺-зависимой АТФазы и др.

· Повреждение мембран и их ионных каналов, обеспечивающих энерго- и электрозависимый перенос, а также пассивный транспорт ионов.

· Изменение содержания в организме гормонов, регулирующих обмен ионов: минералокортикоидов, кальцитонина и др.

Проявления:

· Нарушение соотношения ионов в клетках:

· Трансмембранного (обычно в условиях гипоксии клетки теряют К⁺, в цитозоле накапливаются Na⁺ и Са²⁺, в митохондриях - Са²⁺).

· Между отдельными ионами (например, в цитозоле уменьшается соотношение K⁺/Na⁺, К⁺/Са²⁺).

· Увеличение в крови содержания Na⁺, C1^-, отдельных микроэлементов.

· Накопление избытка жидкости в клетках (набухание клеток).

Причины:

· Увеличение осмотического давления в цитоплазме клеток в связи с накоплением в них Na⁺, Са²⁺ и некоторых других ионов, а также в результате гидролиза крупных молекул органических веществ (например, гликогена, белка).

· Повышение онкотического давления в клетках в результате распада полипептидов, ЛП и других белоксодержащих молекул, обладающих гидрофильными свойствами.

 

При гипоксии нарушения функций органов и тканей выражены в разной мере, Это определяется различной резистентностью органов к гипоксии, а также скоростью её развития, степенью и длительностью её воздействия на организм.