3 курс / Патологическая анатомия / Атаман_А_В_Патологическая

19.22.Какие механизмы обусловливают развитие нарушений

ворганизме при отравлении оксидом углерода (II)?

В патогенезе нарушений, вызванных оксидом углерода (II), имеют значение следующие факторы:

а) инактивация гемоглобина, которая уменьшает кислородную ем­ кость крови, — развивается кровяная гипоксия',

б) сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина влево — даже тот гемоглобин, который не претерпел инактивации, плохо отдает кисло­ род тканям;

в) связывание оксида углерода (II) с железом других гемсодер­ жащих белков, в частности, цитохромов — развивается тканевая ги­ поксия.

19.23. Какие факторы могут вызывать образование метгемоглобина и, следовательно, развитие кровяной гипоксии?

Причинами образования метгемоглобина являются:

1) экзогенные вещества-окислители (метгемоглобинообразователи). К ним относятся: а) нитросоединения (оксид азота (II), нитриты, нитраты); б) аминосоединения (анилин, фенилгидразин); в) окисли­ тели (хлораты, перманганаты, хиноны); г) окислительно-восстанови­ тельные красители (метиленовый синий в высоких концентрациях); д) лекарственные препараты (нитроглицерин, амилнитрит, сульфани­ ламиды, барбитураты);

2) недостаточность антиоксидантных систем эритроцитов, восста­ навливающих метгемоглобин. Это наблюдается при нарушениях пентозного цикла и глутатионредуктазы. Описан генетически обусловленный дефект фермента — НАДФ-зависимой метгемоглобинредуктазы.

19.24.Какие изменения показателей газового состояния кро­ ви характерны для кровяной гипоксии?

Уменьшение кислородной емкости крови.

19.25.Что такое тканевая гипоксия?

Т к а н е в а я г и п о к с и я — это кислородное голодание, возни­ кающее в результате нарушения утилизации кислорода клетками.

В ее основе лежат два типа нарушений: а) угнетение биологиче­ ского окисления; 6) разобщение окисления и фосфорилирования (см. разд. 17).

19.26. Какие изменения показателей газового состояния кро­ ви характерны для тканевой гипоксии?

Уменьшение артериовенозной разности по кислороду и увеличе­ ние р 0 2 венозной крови.

198

19.27. Дайте сравнительную характеристику основных по­ казателей газового состояния крови при разных видах ги­ поксии.

Вид гипоксии

Гипоксическая

Дыхательная

Циркуляторная

Кровяная

Тканевая

N< О .о

=

=

=

рС02	AV-	КЕК	Газовые нару­
4	разность		шения КОС
	=	=	Газовый алкалоз
Т	=	=	Газовый ацидоз
=	т	= .	—
=:	=s	4	—
=	4	=	—

р 0 2 — напряжение кислорода в артериальной крови; рС 02 — напря­ жение углекислого газа в артериальной крови; AV-разность — арте­ риовенозная разность по кислороду; КЕК — кислородная емкость кро­ ви; КОС — кислотно-основное состояние.

19.28. На какие группы можно разделить все защитно-ком­ пенсаторные реакции, возникающие при гипоксии?

I. Реакции, направленные на увеличение доставки кислорода кровью.

II. Местные (тканевые) реакции, направленные на улучшение обеспечения клеток кислородом.

III.Реакции в системах утилизации кислорода.

19.29.Назовите защитно-компенсаторные реакции организ­ ма, направленные на увеличение доставки кислорода тка­ ням.

1.Реакции внешнего дыхания. Направлены на увеличение р 0 2 ар­ териальной крови, поэтому могут быть эффективными только при ги­ поксической и дыхательной гипоксии. Они проявляются: а) увеличе­ нием глубины дыхания; б) увеличением частоты дыхания; в) мобили­ зацией резервных альвеол. Комплекс указанных изменений получил название г и п е р в е н т и л я ц и и .

2.Реакции системы кровообращения. Направлены на увеличение

кровоснабжения тканей и являются эффективными при всех видах гипоксии, кроме тканевой. К этим реакциям относятся: а) увеличение минутного объема крови за счет увеличения силы и частоты сердеч­ ных сокращений; б) повышение артериального давления; в) перерас­ пределение кровотока — уменьшение кровотока в коже, скелетных мышцах, органах брюшной полости и увеличение — в сердце и голов­ ном мозге.

199

3. Реакции системы крови. Направлены на увеличение кислород­ ной емкости крови и проявляются увеличением количества эритроци­ тов и концентрации гемоглобина в периферической крови. Это дости­ гается за счет: а) выхода дополнительного количества эритроцитов из депо; б) активации эритропоэза (при гипоксии усиливается образова­ ние почечных эритропоэтинов).

Кроме того, защитное значение имеет сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина вправо — эффект Бора (см. вопр. 19.8).

19.30. Какие нежелательные последствия может иметь ги­ первентиляция при гипоксической гипоксии?

Возникающая гипервентиляция ведет к уменьшению рС 02 арте­ риальной крови — гипокапнии. Это имеет ряд отрицательных послед­ ствий: а) происходит торможение дыхательного центра; б) развивается газовый алкалоз; в) наступает спазм мозговых и венечных сосудов; г) кривая диссоциации оксигемоглобина смещается влево — кровь плохо отдает кислород тканям.

19.31. Назовите местные (тканевые) реакции, направленные на улучшение обеспечения клеток кислородом в условиях ги­ поксии.

1. Усиление местного кровотока — артериальная гиперемия. Развивается как следствие непосредственного влияния уменьшения р 0 2 на гладкие мышцы сосудов и действия на сосуды вазоактивных метаболитов (аденозина, молочной кислоты, ионов калия и водорода и ДР-)-

2.Увеличение количества функционирующих капилляров. В ре­ зультате этого уменьшается расстояние диффузии кислорода и увели­ чивается общая площадь диффузионной поверхности.

3.Повышение содержания в клетках миоглобина, который в мышцах является внутриклеточным депо кислорода.

19.32. Назовите защитно-компенсаторные реакции в систе­ мах утилизации кислорода при гипоксии.

1.Снижение функциональной активности клеток, вследствие чего уменьшается их потребность в кислороде.

2.Увеличение количества дыхательных ферментов и митохондрий

вклетках.

3.Увеличение сродства цитохромоксидазы с кислородом.

4.Повышение степени сопряжения окисления и фосфорилирова­ ния до максимально возможной величины, равной 3.

5.Активация гликолиза.

200

19.33.При каких значениях напряжения кислорода в тканях начинает уменьшаться образование АТФ в клетках?

При уменьшении р 0 2 в тканях ниже 30 мм рт.ст. снижается ин­ тенсивность потребления кислорода клетками, а следовательно, падает интенсивность образования АТФ.

“Критическое” напряжение 0 2 в митохондриях — 0,1-1 мм рт.ст. При уменьшении р 0 2 ниже этой величины цитохромоксидаза не спо­ собна передавать электроны на кислород — тканевое дыхание полно­ стью прекращается.

19.34.Какие механизмы составляют основу гипоксического повреждения клеток?

I. Гипоксия, вызывая дефицит АТФ в клетках, приводит к нару­ шению работы ионных насосов. Следствием этого является увеличение концентрации ионов кальция и натрия в цитоплазме, что включает

кальциевые и электролитно-осмотические механизмы повреждения клетки (см. разд. 11).

II. При гипоксии происходит активация анаэробного гликолиза. Это приводит к накоплению молочной кислоты и развитию внутри­ клеточного ацидоза. Как следствие, включаются ацидотические меха­ низмы повреждения клетки (см. разд.11).

III. При значительном дефиците кислорода компоненты дыха­ тельной цепи пребывают в восстановленном состоянии. Они “сбрасы­ вают” свои электроны непосредственно на молекулы оставшегося ки­ слорода, минуя дыхательную цепь. Это ведет к одноэлектронному вос­ становлению кислорода и образованию супероксидных радикалов — активируются реакции свободнорадикального окисления. Результатом является инициация пероксидного окисления липидов (ПОЛ) и вклю­ чение “ ипидной триады" повреждения клеток (см. разд. 11).

19.35. От каких факторов зависит чувствительность кле­ ток к гипоксии?

Существует закономерность: чем выше интенсивность потребле­ ния кислорода клетками, тем выше их чувствительность к кислород­ ному голоданию.

Поскольку потребление кислорода определяется энергетическими потребностями, а последние — функциональной активностью клеток, становится понятным, почему головной мозг, сердце, печень, почки очень чувствительны, а кости, хрящи, сухожилия резистентны к ги­ поксии.

Кроме того, чувствительность к гипоксии зависит от скорости окислительных процессов в организме и от температуры тела. При

201

уменьшении температуры чувствительность тканей к кислородному голоданию падает. Это обстоятельство используют в медицине при проведении длительных операций на сердце (искусственная гипотер­ мия).

19.36. Какие периоды характерны для острой гипоксии кле­ ток?

I. Латентный период. Длится несколько секунд. Клетки функцио­ нируют нормально.

II. Период нарушения функций. Продолжается до полного прекра­ щения функций органа, ткани.

III. Период оживления. Охватывает время от момента полного прекращения функции до начала развития необратимых структурных изменений.

IV. Период необратимого повреждения клеток. Продолжается до гибели клеток.

19.37. Какова динамика изменений в ЦНС при острой гипок­ сии?

Головной мозг является “критическим органом” при острой ги­ поксии. Это означает, что гипоксическое повреждение структур ЦНС, развиваясь очень быстро, приводит к смерти организма, несмотря на то, что другие органы и ткани еще какое-то время сохраняют свою жизнеспособность.

Латентный период острой гипоксии для ЦНС составляет 4 с. Че­ рез 8-12 с после полного прекращения снабжения головного мозга ки­ слородом функции ЦНС прекращаются и человек теряет сознание. Через 20-30 с исчезает спонтанная электрическая активность коры го­ ловного мозга (на электроэнцефалограмме — изоэлектрическая ли­ ния). Предел оживления головного мозга составляет 8-10 мин. В то же время предел оживления организма в целом — 4 -5 мин после ос­ тановки сердца. Это объясняется тем, что после восстановления рабо­ ты сердца необходимо еще 4-5 мин, чтобы создать артериальное дав­ ление, достаточное для кровоснабжения мозга.

20.НАРУШЕНИЯ УГЛЕВОДНОГО ОБМЕНА

20.1.Назовите основные причины нарушений углеводного обмена.

1.Нарушения переваривания углеводов и их всасывания в киш­ ках (см. разд. 30).

2.Нарушения углеводной функции печени (см. разд. 31).

3.Нарушение катаболизма глюкозы в периферических клетках

(см. разд. 17).

4.Нарушения нейрогормональной регуляции углеводного обмена.

20.2.Какие гормоны принимают участие в регуляции угле­ водного обмена?

Гормоны, принимающие участие в регуляции углеводного обмена, разделяют на две группы: инсулин и контринсулярные гормоны.

К о н т р и н с у л я р н ы м и называют гормоны, которые по своим биологическим эффектам являются антагонистами инсулина. К ним относятся адреналин, глюкагон, глюкокортикоиды, соматотропный гормон.

20.3.На какие органы и ткани действует инсулин?

Взависимости от чувствительности к инсулину все структуры ор­ ганизма делят на три группы.

I. Абсолютно зависимые от инсулина. К ним относятся печень, мышцы (скелетные, миокард), жировая ткань.

И. Абсолютно нечувствительные. Это головной мозг, мозговое вещество надпочечников, эритроциты, семенники.

III. Относительно чувствительные (все остальные органы и ткани).

20.4.Назовите основные биологические эффекты инсулина.

1. Гипогликемическое действие. Инсулин уменьшает содержание глюкозы в крови за счет:

а) угнетения процессов, обеспечивающих выход глюкозы из пече­ ни в кровь (гликогенолиза и глюконеогенеза);

б) усиленного использования глюкозы инсулинозависимыми тка­ нями (мышечной, жировой).

2.Анаболическое действие. Инсулин стимулирует липогенез в жи­ ровой ткани, гликогенез в печени и биосинтез белков в мышцах.

3.Митогенное действие. В больших дозах инсулин стимулирует

пролиферацию клеток in vitro и in vivo.

В зависимости от скорости возникновения эффекты инсулина разделяют на:

203

а) очень быстрые (возникают на протяжении секунд) — измене­ ние мембранного транспорта глюкозы, ионов;

б) быстрые (продолжаются минуты) — аллостерическая актива­ ция анаболических ферментов и торможение ферментов катаболизма;

в) медленные (продолжаются от нескольких минут до нескольких часов) — индукция синтеза анаболических ферментов и репрессия синтеза ферментов катаболизма;

г) очень медленные (от нескольких часов до нескольких суток) — митогенное действие.

20.5. Какие изменения углеводного обмена вызывает адрена­ лин?

Под действием адреналина увеличивается содержание глюкозы в крови. В основе этого эффекта лежат следующие механизмы:

а) активация гликогенолиза в печени. Она связана с активацией аденилатциклазной системы гепатоцитов и образованием, в конечном итоге, активной формы фосфорилазы;

б) активация гликогенолиза в мышцах с последующей активацией глюконеогенеза в печени. При этом молочная кислота, освобождаю­ щаяся из мышечной ткани в кровь, идет на образование глюкозы в гепатоцитах (рис. 62);

Адреналин

Рис.62. Один из механизмов гипергликемического действия адреналина

в) угнетение поглощения глюкозы инсулинозависимыми тканями с одновременной активацией липолиза в жировой ткани;

204

г)	подавление секреции инсулина р-клетками и стимуляция сек­

реции глюкагона а-клетками островков поджелудочной железы.

20.6. Какие механизмы лежат в основе гипергликемического действия глюкагона?

1.Активация гликогенолиза в печени.

2.Активация глюконеогенеза в гепатоцитах.

Оба механизма являются цАМФ-опосредованными.

20.7. Каким образом глюкокортикоиды повышают уровень глюкозы в крови?

Глюкокортикоиды активируют процессы глюконеогенеза в печени, увеличивая:

а) синтез соответствующих ферментов (влияние на транскрипцию); б) содержание в крови субстратов глюконеогенеза — аминокис­

лот — за счет усиления протеолиза в мышцах.

Кроме того, глюкокортикоиды уменьшают поглощение глюкозы инсулинозависимыми тканями.

20.8. Почему при действии больших доз соматотропного гормона повышается содержание глюкозы в крови?

Длительное воздействие больших доз соматотропного гормона сопровождается развитием инсулинорезистентности мышц и жировой ткани — они становятся нечувствительными к действию инсулина. Ре­ зультат этого — гипергликемия.

20.9. Какова продолжительность гипергликемического эф­ фекта контринсулярных гормонов?

Гипергликемическое действие адреналина продолжается до 10 мин, глюкагона — 30-60 мин, глюкокортикоидов — от нескольких часов до нескольких суток, соматотропного гормона — недели, месяцы, годы.

20.10. Как меняется содержание глюкозы в крови при нарушении баланса между инсулином и контринсулярными гормонами?

При увеличении содержания инсулина развивается гипогликемия, а при уменьшении его концентрации — гипергликемия.

При увеличении содержания контринсулярных гормонов развивается гипергликемия, а при уменьшении их концентрации —гипогликемия.

20.11. Как осуществляется нервная регуляция углеводного обмена?

Существует ряд доказательств того, что нервная система прини­ мает участие в регуляции содержания глюкозы в крови.

205

Так, Клод Бернар впервые показал, что укол в дно IV желудочка приводит к гипергликемии (“сахарный укол”). К увеличению концентра­ ции глюкозы крови может приводить раздражение серого бугра гипота­ ламуса, чечевицеобразного ядра и полосатого тела базальных ядер боль­ шого мозга. Кеннон наблюдал, что психические перенапряжения, эмоции могут повышать уровень глюкозы в крови. Гипергликемия возникает также при болевых ощущениях, во время приступов эпилепсии и т.д.

Сегодня показано, что влияние нервной системы на уровень глю­ козы крови опосредуется гормонами. Возможны следующие варианты:

1)ЦНС -» симпатическая нервная система -» мозговое вещество надпочечников -» адреналин -» гипергликемия (укол К.Бернара);

2)ЦНС -» парасимпатическая нервная система -» островки под­ желудочной железы -> инсулин и глюкагон;

3)ЦНС -» симпатическая нервная система -» мозговое вещество

надпочечников адреналин -» (3-клетки островков поджелудочной железы —» угнетение секреции инсулина;

4) ЦНС -» гипоталамус -» аденогипофиз -» АКТГ -» глюкокор­ тикоиды —» гипергликемия.

20.12. Дайте определение понятия “гипогликемия".

Г и п о г л и к е м и я — это уменьшение концентрации глюкозы в плазме крови до уровня, который обусловливает появление клиниче­ ских симптомов, исчезающих после нормализации содержания этого вещества.

Признаки гипогликемии появляются, как правило, при уменьше­ нии содержания глюкозы ниже 4 ммоль/л.

20.13. Какие механизмы могут лежать в основе развития гипогликемии?

1. Уменьшение поступления глюкозы в кровь. Это бывает при голо­ дании, нарушениях пищеварения (недостаточность амилолитических ферментов, расстройства всасывания), при наследственных и приобре­ тенных нарушениях гликогенолиза и глюконеогенеза в печени.

2.Усиленное использование глюкозы на энергетические потребности организма (например, тяжелая физическая работа).

3.Потеря глюкозы (глюкозурия) или использование ее не по на­ значению (злокачественные опухоли).

20.14. Какими клиническими признаками проявляется гипог­ ликемия? Что такое гипогликемическая кома?

Клинические признаки гипогликемии связаны с двумя группами нарушений в организме.

206

I. Нарушение снабжения глюкозой головного мозга. В зависимости от степени гипогликемии развиваются такие симптомы, как головная боль, невозможность сосредоточиться, утомляемость, неадекватное по­ ведение, галлюцинации, судороги, гипогликемическая кома.

И. Активация симпатоадреналовой системы. Этим обусловлены сердцебиение, усиленное потовыделение, дрожь, чувство голода.

Г и п о г л и к е м и ч е с к а я к о м а является самым тяжелым след­ ствием гипогликемии и, если вовремя не оказать помощь (введение глюкозы), приводит к смерти. Она характеризуется потерей сознания, выпадением рефлексов, нарушениями жизненно важных функций (см. разд. 12).

20.15. Что такое гипергликемия?

Г и п е р г л и к е м и я — это увеличение содержания глюкозы в плазме крови (свыше 6,66 ммоль/л при определении методом Хаге- дорна-Йенсена).

20.16. Какие механизмы могут лежать в основе гиперглике­ мии?

1.Увеличение поступления глюкозы в кровь. Это бывает после приема пищи (алиментарная гипергликемия), при усилении гликогенолиза и глюконеогенеза в печени (уменьшение содержания инсулина или увеличение концентрации контринсулярных гормонов).

2.Нарушение использования глюкозы периферическими тканями.

Так, при уменьшении содержания инсулина нарушается поступ­

ление и утилизация глюкозы в инсулинозависимых тканях (мышцах, жировой ткани, печени).

20.17. Дайте определение понятия “сахарный диабет”.

С а х а р н ы й д и а б е т — это болезнь, которая в нелеченном со­ стоянии проявляется хроническим увеличением содержания глюкозы

вкрови — гипергликемией (определение ВОЗ, 1987).

20.18.Какие существуют экспериментальные модели сахар­ ного диабета?

1.Панкреатический сахарный диабет — удаление у собак 9/10 поджелудочной железы (Меринг и Минковский, 1889).

2.Аллоксановый сахарный диабет — однократное введение живот­

ным аллоксана — вещества, избирательно повреждающего (3-клетки островков поджелудочной железы.

3. Стрептозотоциновый сахарный диабет — введение животным антибиотика — стрептозотоцина, избирательно повреждающего (3-клет­ ки островков.

207