Содержание
Описание
Гипоксия – состояние кислородного голодания органов и тканей организма.
Гипоксия может быть кратковременной, при которой не наносится вред организму, а может продолжаться довольно долго, став причиной многих нарушений в организме. При длительном кислородном голодании может возникнуть ряд патологических изменений, которые опасны для человеческого организма, поскольку происходит отмирание клеток головного мозга.
Выделяют следующие причины развития гипоксии:
- гипоксическая (экзогенная) – гипоксия связана со сниженным содержанием кислорода во вдыхаемом воздухе. Зачастую данное явление возникает в душном непроветриваемом помещении, условиях высокогорья и т.д.;
- дыхательная – гипоксия развивается вследствие нарушения продвижения воздуха по дыхательным путям, например, при удушении, бронхоспазме, отеке слизистой оболочки бронхов, отеке легких, пневмонии;
- гемическая – гипоксия связана со сниженной кислородной емкостью крови, которая, как правило, возникает при отравлении угарным газом или гемолитической анемии. В таком случае кровь теряет свою способность присоединять к гемоглобину эритроцитов кислород;
- циркуляторная – гипоксия возникает из-за наличия сердечно-сосудистой недостаточности;
- перегрузочная – гипоксия развивается при нарушении поглощения кислорода тканями организма. Зачастую встречается при чрезмерной физической активности, когда потребность в кислороде значительно превышает его реальный приток к тканям;
- гистотоксическая – гипоксия возникает в результате отравления солями тяжелых металлов, которые блокируют ферменты, участвующие в «тканевом дыхании». В результате этого нарушается поглощение кислорода тканями организма;
- смешанная – гипоксия возникает из-за воздействия нескольких вышеперечисленных причин.
Прогноз зависит от причины, вызвавшей гипоксию, и времени оказания медицинской помощи. Как известно, в последующем кислородное голодание вызывает определенные необратимые процессы в организме, которые тяжелее поддаются коррекции. Чтобы этого не допустить, настоятельно рекомендуется незамедлительно обращаться за помощью в медицинское учреждение при появлении первых симптомов.
Симптомы
Фото: teleprogramma.pro
Признаки гипоксии разнообразны и во многом зависят от степени ее выраженности. Острая гипоксия развивается через несколько минут или часов от момента воздействия причинного фактора. Данная форма гипоксии имеет более выраженную клиническую картину, при отсутствии своевременного оказания помощи может привести к развитию необратимых последствий для организма. В свою очередь хроническая гипоксия развивается медленно, на протяжении нескольких месяцев или даже лет. Как правило, за это время организм адаптируется к сложившимся условиям, однако в последствие также развиваются необратимые последствия.
Выделяют следующие симптомы:
- общая слабость;
- быстрая утомляемость;
- головная боль;
- повышенная сонливость, преимущественно в дневное время;
- периодическое головокружение;
- снижение концентрации внимания, ухудшение памяти;
- бледность кожных покровов. Исключение составляет отравление угарным газом, при котором наблюдается покраснение кожи;
- увеличение частоты и глубины дыхания. Одышка, как правило, имеет смешанный характер. По мере истощения дыхательного центра дыхание становится редким и поверхностным;
- увеличение частоты сердечных сокращений, в результате чего увеличивается сердечный выброс;
- снижение артериального давления;
- периферические отеки ног, указывающие на развитие сердечной недостаточности.
Хроническая гипоксия приводит к изменению формы ногтей и дистальных фаланг пальцев. Ногти приобретают округлую форму и напоминают «циферблат часов». Дистальные фаланги пальцев утолщается, поэтому напоминают барабанные палочки.
Диагностика
Фото: clinica-blagodat.ru
Наиболее простым способом определения гипоксии является пульсоксиметрия – неинвазивный метод определения степени насыщения крови кислородом. Метод исследования основан на использовании различных свойств оксигенированного и дезоксигенированного гемоглобина. Для измерения показателей датчик устанавливается на палец или мочку уха. Через несколько секунд выдается результат определения насыщения крови кислородом. В норме данный показатель не должен быть ниже 95%.
Также исследуется газовый состав и кислотно-щелочное равновесие артериальной и венозной крови. В ходе исследования определяются следующие показатели гомеостаза организма: парциальное давление кислорода, парциальное давление углекислого газа, рН крови, состояние карбонатного и бикарбонатного буфера и тому подобное.
На основании перечисленных показателей удается выявить кислородное голодание организма. Однако для успешного лечения важно установить причину, вызвавшую гипоксию. Для этого дополнительно изучаются лабораторные показатели крови, используются инструментальные методы диагностики (электрокардиография, рентгенография органов грудной клетки, ультразвуковое исследование сердца, органов брюшной полости и т.д.).
Лечение
Фото: neurolikar.com.ua
Лечебные мероприятия назначаются в зависимости от причины гипоксии, направлены на борьбу с недостатком кислорода и коррекцию нарушений, возникающих в системе гемостаза.
В некоторых случаях для борьбы с гипоксией достаточно прогулки на свежем воздухе или проветривания помещения, в котором находится человек, страдающий от нехватки воздуха. Однако, если гипоксия связана с заболеваниями легких или сердечно-сосудистой системы, требуются более серьезные мероприятия.
При необходимости применяются различные кислородные оборудования, например, кислородные маски, кислородные подушки или кислородные баллончики. В некоторых случаях человек нуждается в подключении к аппарату искусственной вентиляции легких (ИВЛ). Аппарат ИВЛ обеспечивает принудительную подачу газовой смеси в легкие, благодаря чему кровь насыщается кислородом, а из легких удаляется углекислый газ.
Из лекарственных средств могут использоваться следующие:
- бронхорасширяющие препараты;
- антигипоксанты;
- дыхательные аналептики;
- препараты с кардиотропным эффектом (например, сердечные гликозиды);
- антиагреганты, антикоагулянты.
Если причиной гипоксии является отравление организма, вводятся специальные антидоты, действие которых направлено на ослабление или полное прекращение действия яда на организм человека. Выбор антидота зависит от характера действия вещества, вызвавшего отравление. Эффективность применения зависит от точности установления подходящего антидота и времени оказания помощи.
В экстренных ситуациях, чтобы устранить острую гипоксию, проводятся хирургические вмешательства.
Лекарства
Фото: parents.com
При выборе кислородного концентратора, который используется в домашних условиях, безусловно, обращается внимание на его стоимость, надежность и комфортность. В настоящее время лидирующую позицию занимают кислородные концентраторы, произведенные в Германии. Данные аппараты имеют продолжительный срок службы, высокую надежность, низкий уровень шума. Помимо этого, в аппаратах, произведенных в Германии, установлена высококачественная система фильтрации. Единственным минусом является высокая стоимость, поскольку далеко не каждый человек, нуждающийся в кислородном концентраторе, может позволить себе данный аппарат. Практически ни в чем не уступают кислородные концентраторы, изготовленные в США. Кроме того, данные аппараты являются самыми легкими в классе стационарных кислородных концентраторов, так как вес некоторых моделей не превышает 14 кг. К более бюджетным вариантам относятся аппараты, разработанные в Китае, цена которых значительно ниже остальных. Благодаря появлению портативных кислородных аппаратов удается отказаться от стационарных кислородных концентратов, поскольку портативные аппараты могут использоваться как автономный источник подачи кислорода на дому, даже если возникают какие-либо проблемы с электроэнергией.
Бронхорасширяющие препараты действуют на тонус бронхиальных мышц, благодаря чему устраняется бронхоспазм. К данным препаратам относятся различные группы лекарственных средств, имеющие разные механизмы действия, однако основным эффектом является расширение просвета бронхов, благодаря чему улучшается приток воздуха к легким.
Антигипоксанты улучшают утилизацию циркулирующего в организме кислорода и снижают потребность организма в нем, то есть повышают устойчивость органов и тканей к гипоксии.
Дыхательные аналептики возбуждают дыхательный центр, расположенный в продолговатом мозге. Данные препараты могут воздействовать непосредственно на центры продолговатого мозга или рефлекторно, возбуждая Н-холинорецепторы синокаротидной зоны, в результате чего повышается активность дыхательного центра. Также стоит отметить, что существуют представители дыхательных аналептиков, которые возбуждают дыхательный центр непосредственно и рефлекторно.
Сердечные гликозиды используются при ослаблении сократительной способности миокарда, которая в последствие приводит к декомпенсации сердечной деятельности. Данные препараты нормализуют метаболические процессы и энергетический обмен в сердечной мышце, благодаря чему значительно усиливается систолическая функция миокарда. Как следствие, увеличивается ударный объем, повышается артериальное давление, замедляется ритм сердечной деятельности.
Антиагреганты предотвращают агрегацию эритроцитов и тромбоцитов, благодаря чему уменьшается их способность к склеиванию и прилипанию к эндотелию кровеносных сосудов. Кроме того, представители данной группы лекарственных средств способны не только предупреждать агрегацию, но также и вызывать дезагрегацию уже агрегированных кровяных элементов.
Антикоагулянты препятствуют тромбообразованию, уменьшают рост уже возникших тромбов, а также усиливают воздействие на тромбы эндогенных ферментов, способствующих фибринолизу (процессу растворения тромбов).
Народные средства
Фото: xcook.info
Не существует средств народной медицины, способных избавить человека от гипоксии. Чтобы начать лечебные мероприятия, необходимо установить причину, вызвавшую кислородное голодание. Лечением гипоксии занимается исключительно квалифицированный врач, который предварительно назначает спектр необходимых исследований. Именно поэтому при появлении первых симптомов следует незамедлительно обратиться за помощью в медицинское учреждение. Заниматься самолечением в домашних условиях категорически запрещается, поскольку данные действия могут привести к утяжелению патологического процесса. Кроме того, важно помнить, что ранее обращение в медицинское учреждение лежит в основе успешного результата лечения.
Как известно, существуют различные кислородные коктейли, которые, по словам производителей, способны обогащать органы и ткани кислородом. Однако клинических подтверждений и медицинских доказательств в пользу данной теории не существует. Многие спросят, почему не доказана польза кислородных товаров. На самом деле все просто: кислород усваивается исключительно в легких, через желудок и кишечник организм не может получить кислород.
Информация носит справочный характер и не является руководством к действию. Не занимайтесь самолечением. При первых симптомах заболевания обратитесь к врачу.
Прапорщик Макаров служил последний год. Двадцать четыре года в армии — это не шутка. Всякого насмотрелся. И по приграничным гарнизонам поездил, и страну повидал, как говорится от Амура до Туркестана. Даже за границей служить довелось. Целый год в ГДР провёл. Полюбовался как народные демократы живут и даже прибарахлился с женой немного. В общем, повидать жизнь успел. Слава богу, жизнь была мирная, СССР ни с кем не воевал, и оружие изредка доводилось держать только на стрельбах, сдавая обязательные нормативы.
Да и, по большому счёту, на кой ему сдалось то оружие? Профессия у прапорщика Макарова была самая что ни на есть мирная. Работал он на кислородной станции, где с помощью мощных и громоздких механизмов из воздуха получали сжатый азот, кислород и другие газы, необходимые в современном мире техники. Все эти газы заправлялись в тяжеленные баллоны, раскрашенные разными цветами в соответствии с содержимым, а за ними на грузовых машинах приезжали военные из других воинских частей. Авиаторы, военные строители, да бог знает ещё кто. По крайней мере, без дела сидеть не приходилось. Всё время шла погрузка — разгрузка баллонов и в задачу прапорщика Макарова как раз и входило принять заявку, опустить нужный газ в нужном количестве и проследить, чтобы баллоны грузились на грузовики с соблюдением правил техники безопасности.
Технике безопасности отводилось особое внимание. Бесконечные инструктажи, которые проводили с ним офицеры, росписи в куче бумажек, квалификационные документы… казалось, что на кислородной станции чихнуть нельзя, не расписавшись в десятке бумаг строгой отчётности, сброшюрованных, прошитых и опечатанных. Но, это только казалось… были и списанные баллоны, которые существовали в реальном мире, но уже не существовали на бумагах, были иногда и левые заказы, когда за бутылку спирта прапорщик Макаров отгружал каким-нибудь гаражным мастерам баллон с кислородом для сварочных работ. Начальству, естественно, никто об этом не докладывал, а то спиртом пришлось бы делиться. Тем более, что такие случаи происходили крайне редко, по причине небольшого количества личных автомобилей и ещё меньшего количества мастеров, имеющих сварочный аппарат.
На здании кислородной станции во всю его длину висел выцвевший транспарант с огромными буквами «КИСЛОРОД + МАСЛО = ВЗРЫВООПАСНО». Транспарант ежегодно подновляли, подкрашивали, прапорщик Макаров сам руководил этой важной миссией. Каждый год, весной он приходил в казарму к солдатам, предварительно договорившись с их командиром и строго спрашивал: «Художники есть?» . Всегда находился кто-то, кто умел держать кисточку в руках и тогда этот молодой боец на целый день освобождался от муштры и маршировки по плацу, любовно раскрашивая выцвевшие буквы плаката.
И вот всему этому привычному укладу жизни приходил конец. Ещё пара месяцев — и его любимую кислородную станцию передадут сменщику, а сам он отправится на заслуженный отдых. Расставаться было грустно и совершенно не хотелось. За 24 года он так привык к гудению компрессоров, шипению воздуха и десяткам приезжающих машин с знакомыми и незнакомыми военными из других частей, что покидать всё это было обидно просто до слёз. Сил у него было ещё полно, в 45 лет мужик он был ещё очень крепкий, а жизни на гражданке он себе вообще не представлял.
Прапорщик Макаров обвёл глазами двор. Всё было привычно до боли … и эти цистерны со сжатым воздухом, и склад баллонов под навесом, и уже опять изрядно выцвевший плакат с надписью «КИСЛОРОД + МАСЛО = ВЗРЫВООПАСНО». Да, подумал прапорщик Макаров, плакат будут обновлять уже без него… это уже дело сменщика. Он задумчиво посмотрел на плакат. Краска на некоторых буквах отслоилась и выглядела совершенно неаккуратно… Макаров с неодобрением посмотрел на плакат, потом махнул рукой и подумал — пусть теперь сменщик делает… Потом он посмотрел на плакат ещё раз и задумался. Сколько раз он видел этот плакат, сколько раз подправляли бойцы эти буквы под его чутким руководством, сколько раз он расписывался за технику безопасности на вверенном ему участке и тут впервые смысл плаката дошёл до его сознания… «КИСЛОРОД + МАСЛО = ВЗРЫВООПАСНО» . «Чушь какая»,- подумал прапорщик Макаров — «бред полный». Он представил себе масло находящееся в кислороде… Ну, масло… ну, кислород… Да как же они смешаться могут! Масло же густое, даже не жидкость, а почти твёрдое вещество… ну, не твёрдое, ну, мягкое. А кислород — так и вовсе газ. Им же дышать можно! Вон лётчики дышат чистым кислородом, и ничего, не взрываются. А среди них такие попадаются упитанные… сплошное сало! Макаров представил себе толстого лётчика, например, командира эскадрильи Куролесова, который надышался кислорода и взорвался, разнося самолёт в клочья. Макаров расхохотался.
На него удивлённо взглянул рядовой, подметающий двор кислородной станции. Макаров замолчал и сделал строгое лицо. Рядовой тут же продолжил мести двор.
«Да, — подумал Макаров, — что-то тут неувязочка вышла, насчёт масла. Ладно, понятно, что если кислород с ацетиленом смешать — рванёт — мама не балуй. Или кислорода в канистру с бензином напустить… да и то, наверное, спичку кинуть надо, чтобы рвануло. Но масло?!! Масло же на воздухе хранится, им детали в машине смазывают, которые ветер обдувает … в ветре этого кислорода столько… и ничего не взрывается. Что-то тут не так!»
Мучимый этими раздумьями прапорщик Макаров пошёл домой обедать. Жена сварила ему борщ со шкварками, на второе зажарила большую жирную котлету, а к чаю ещё и бутерброд из батона с маслом. Когда дело дошло до бутерброда, есть уже совершенно не хотелось и Макаров сидел попивая чай и вертя в руках едва надкушенный бутерброд. Мысли его опять вернулись к плакату. «Масло, оно же вот, — подумал прапорщик Макаров, прихлёбывая чай, — твёрдое! И никаким способом с кислородом не смешивается….»- он задумчиво взглянул на бутерброд. «Пишут же всякую чушь!» — внезапно с раздражением подумал Макаров, — «а я подправляй каждую весну разные глупости! Какой идиот придумал этот идиотский перл «КИСЛОРОД + МАСЛО = ВЗРЫВООПАСНО»? Тоже мне, Пушкины! Насочиняли… А может и правда взрывоопасно? Хм… «
Макаров задумался. В задумчивости он дожевал бутерброд, надел фуражку и отправился на работу. Проверить внезапно закравшееся сомнение очень хотелось, но, понятно, что никакие эксперименты на таком ответственном месте, как кислородная станция проводить нельзя. Начальство точно не одобрит, да и перед бойцами неудобно, авторитет потерять можно. А проверить хотелось. Проверить хотелось так, что аж свербило. И ведь точно знал, что если не проверить сейчас, то через месяц, когда придёт сменщик, это уже точно не удастся.
Прапорщик Макаров взял списанный баллон, один из тех, что хранились для обмена на спирт у автослесарей, наполнил его кислородом и, пока во дворе никого не было, вынес за ворота кислородной станции и положил в густую траву под бетонным забором. Потом вернулся обратно во двор, и тут как раз приехала очередная грузовая машина, так что пришлось с ходу включаться в работу.
День казался бесконечным. Время тянулось так, словно кто-то вцепился в минутную стрелку часов и не давал ей двигаться вперёд, к окончанию рабочего дня. Макаров был как на иголках . Он весь извёлся , ожидая, когда наконец сможет приступить к своему эксперименту. Тем более, что он уже успел сменять у заезжего водителя банку замечательного густого масла «ЦИАТИМ» на пачку папирос «Беломорканал», кстати, не забыв предупредить солдатика, что курение на вверенной ему кислородной станции строжайше запрещено.
Наконец рабочий день закончился, офицеры закрыли и опечатали станцию, солдаты отправились в казарму, а офицеры и прапорщики по домам. Макаров тоже пошёл домой. Там он переоделся, одев самый замызганный рабочий комбинезон, засунул за пазуху банку масла и вернулся к забору кислородной станции. Крякнув, поднял тяжеленный кислородный баллон и, слегка прогибаясь от непривычной тяжести, потащил его в сторону леса.
Идти было долго и очень тяжело, дороги к лесу не было и приходилось согнувшись в три погибели под весом тяжеленного балона пробираться свежевспаханным полем, наматывая на сапоги килограммы влажной земли.
Наконец появилась и цель — опушка небольшого леса, за которым в километре находилась деревня.
Прапорщик Макаров тяжело опустил баллон на землю и сел рядом, глубоко и часто дыша. Перед глазами плыли красные круги. Сердце бешено колотилось, а лёгкие судорожно хватали воздух.
С трудом переведя дух, Макаров достал из-за пазухи банку с маслом и недоуменно на неё посмотрел. Потом вскрыл, посмотрел на содержимое и недоверчиво поцокал языком. «- Точно, бред», — сказал он сам себе и начал выковыривать масло на штуцер баллона. Масло плохо выковыривалось, щепка, которой он доставал масло, была слишком маленькой и короткой. В конце концов ему удалось справиться с задачей, подобрав сучок побольше и подлиннее. Банка опустела, а на штуцере баллона, доставая до самого вентиля, лежала коричневая блестящая пахучая масса. Критически оглядев полученную композицию, Макаров недоверчиво кивнул головой, пожал плечами и немного отвернул вентиль баллона. Баллон, находящийся под огромным давлением, сильно и страшно зашипел, струя кислорода мгновенно пробила ход сквозь массу смазки, словно её там никогда и не было. Прапорщик Макаров зачем-то схватил пустую банку и бросился бежать в сторону, откуда пришёл. Отбежав метров двести, он упал на землю и, прикрыв голову руками, начал ждать. Прошло несколько минут. Ничего не происходило. Макаров сел. Разочарование было полным. Он ещё посидел пару минут потом пнул ногой пустую банку, одел фуражку, сплюнул под ноги и побрёл в сторону дома.
Взрыв прогремел, когда он уже поднимался на крыльцо своего дома. Во всём военном городке, в деревне, что была за лесочком, и на самой кислородной станции вынесло все до единого стекла. Приехавшая из Москвы комиссия разбиралась недолго. Командир воинской части получил строгий выговор, начальник кислородной станции потерял на погонах звёздочку, а сам бывший прапорщик Макаров, отслужив в Советской Армии 24 календарных года, отправился на гражданку без пенсии.
- Авторы
- Файлы
- English
Чеснокова Н.П. 1 Понукалина Е.В. 1 Моррисон В.В. 1 Бизенкова М.Н. 1 1 ФГБОУ ВО «Саратовский Государственный медицинский университет им. В.И. Разумовского Минздрава России» 375 KB 1 1 1 1 1 Abstract: Keywords:
4.1. Транспорт кислорода
В сложных механизмах транспорта газов кровью и газообмена в тканях важная роль отводится эритроцитам, ответственным за доставку О2 к различным органам и удаление образующегося в процессе метаболизма СО2.
Эритроцит – безъядерная клетка, лишенная митохондрий, основным источником энергии для эритроцита служит глюкоза, метаболизируемая в гексозомонофосфатном шунте или цикле Эмбдена-Мейергофа. Транспорт О2 обеспечивается в значительной мере гемоглобином, состоящим из белка глобина и гема. Последний представляет собой комплексное соединение железа и порфирина. Глобин представляет собой тетрамер полипептидной цепи. Hb A (HbA) – основной гемоглобин взрослых содержит 2 – альфа и 2 – бета – цепи, Hb A2 – содержит две альфа и две дельта цепи.
Гем состоит из иона железа, встроенного в порфириновое кольцо. Ион железа гема обратимо связывает одну молекулу О2. С одной молекулой Hb максимально связываются 4 молекулы О2 с образованием оксигемоглобина.
Гем может подвергаться не только оксигенации, но и истинному окислению, когда железо становится из двухвалентного трехвалентным. Окисленный гем носит название гематина, а молекула гемоглобина становится метгемоглобином. В крови человека метгемоглобин находится в незначительных количествах, его уровень резко возрастает при отравлениях. Метгемоглобин не способен отдавать кислород тканям.
В норме метгемоглобин составляет менее 3% общего Hb крови. Основная форма транспорта О2 – в виде оксигемоглобина. Кислород транспортируется артериальной кровью не только в связи с гемоглобином, но и в растворенном виде. Принимая во внимание тот факт, что 1 г Hb может связать 1,34 мл О2, кислородная емкость крови в среднем у взрослого человека составляет около 200 мл/л крови. Одним из показателей кислородного транспорта является насыщение артериальной крови О2(Sa O2), равного отношению О2, связанного с Hb, к кислородной емкости крови:
SaO2=O2, связанного с Hb/O2 емкость крови* 100%.
В соответствии с кривой диссоциации оксигемоглобина насыщение артериальной крови кислородом в среднем составляет 97%, в венозной крови – 75%.
PaO2 в артериальной крови около 100 мм. рт. ст., а в венозной – около 40 мм. рт. ст.
Количество растворенного кислорода в крови пропорционально парциальному давлению О2 и коэффициэнту его растворимости.
Диссоциация оксигемоглобина в тканях обусловлена главным образом химическими свойствами гемоглобина, а также рядом других факторов – температурой тела, рН среды, р СО2.
При понижении температуры тела наклон кривой диссоциации оксигемоглобина возрастает, а при ее повышении – снижается, и соответственно снижается сродство Hb к О2.
При снижении рН, т.е. при закислении среды, сродство гемоглобина к О2 уменьшается. Увеличение напряжения в крови СО2 также сопровождается снижением сродства Hb к О2 и уплощением кривой диссоциации оксигемоглобина.
Известно, что степень диссоциации оксигемоглобина определяется содержанием в эритроцитах некоторых фосфорорганических соединений, главным из которых является 2,3 – ДФГ (2,3 дифосфоглицерат), а также содержанием в эритроцитах катионов. В случаях развития алкалозов, поглощение О2 в легких увеличивается, но в то же время затрудняется отдача кислорода тканями. При ацидозах наблюдается обратная картина.
4.2.Утилизация кислорода тканями
Тканевое или клеточное дыхание включает три стадии. На первой стадии пируват, аминокислоты и жирные кислоты окисляются до двухуглеродных фрагментов ацетильных групп, входящих в состав ацетилкофермента А. Последние на втором этапе окисления включаются в цикл лимонной кислоты, где происходит образование высокоэнергетических атомов водорода и высвобождение СО2 – конечного продукта окисления органических субстратов. На третьей стадии клеточного дыхания атомы водорода делятся на протоны (Н+) и «высокоэнергетические» электроны, передающиеся по дыхательной цепи на молекулярный О2 и восстанавливающие его до НО2. Перенос электронов сопряжен с запасом энергии в форме АТФ, т.е. с окислительным фосфорилированием (рис.6).
Касаясь патогенеза метаболических сдвигов, свойственных гипоксическим состояниям, следует отметить, что в организме человека более 90% всего потребляемого кислорода восстанавливается с участием цитохромоксидазы митохондрий, и лишь около 10% кислорода метаболизируется в тканях с участием оксигеназ: диоксигеназы и монооксигеназы.
Рис.6. Схема тканевого дыхания. Конечные продукты каждой стадии даны в рамке (Ленинджер А., 1999)
Наиболее многочисленны и сложны монооксигеназные реакции, протекающие в эндоплазматическом ретикулуме клеток при участии цитохрома Р-450 и обеспечивающие гидроксилирование субстрата (стероидных гормонов, лекарственных препаратов и различных др. соединений) и, как правило, его инактивацию.
Диоксигеназы катализируют реакции, в которых в молекулу органического субстрата включаются оба атома молекулы кислорода (например, реакция окисления катехола молекулярным кислородом с раскрытием кольца).
В реакциях, связанных с переносом электронов, т.е. в реакциях окисления-восстановления, где, как указывалось выше, используется более 90% потребляемого кислорода, атомы водорода, отщепленные дегидрогеназами от субстратов в цикле лимонной кислоты, передают свои электроны в цепь переноса электронов и превращаются также в Н +. Как известно, помимо 4 пар атомов водорода, поставляемых каждым оборотом цикла лимонной кислоты, образуются и другие атомы водорода, отщепленные дегидрогеназами от пирувата, жирных кислот и аминокислот в процессе их расщепления до Ацетил-СоА и других продуктов.
Таким образом, все атомы водорода, отщепляемые дегидрогеназами от субстратов, передают свои электроны в дыхательную цепь к конечному акцептору электронов – кислороду.
Касаясь последовательности транспорта электронов в окислительно-восстановительных реакциях, протекающих на внутренней мембране митохондрий, прежде всего, следует отметить, что от всех НАД – зависимых реакций дегидрирования восстановленные эквиваленты переходят к митохондриальной НАДН – дегидрогеназе, затем через ряд железосерных ферментов передаются на убихинон М цитохрому b. Далее электроны переходят последовательно на цитохромы С1 и С, затем на цитохромы аа 3 (цитохромоксидазу – медьсодержащий фермент). В свою очередь цитохромоксидаза передает электроны на кислород. Для того, чтобы полностью восстановить кислород с образованием 2-х молекул воды требуется 4 электрона и четыре Н+ .
Скорость утилизации О2 в различных тканях различна. В среднем взрослый человек потребляет 250 мл О2 в 1 мин. Максимальное извлечение О2 из притекающей артериальной крови свойственно миокарду.
Кислород используется в клетках, в основном в метаболизме белков, жиров, углеводов, ксенобиотиков, в окислительно-восстановительных реакциях в различных субклеточных фракциях: в митохондриях, в эндоплазматическом ретикулуме, в реакциях липопероксидации, а также в межклеточном матриксе и в биологических жидкостях.
Коэффициент утилизации О2 в тканях равен отношению потребления О2 к интенсивности его доставки, широко варьирует в различных органах и тканях.
В условиях нормы минимальную потребность в О2 проявляют почки и селезенка, а максимальную потребность – кора головного мозга, миокард и скелетные мышцы, где коэффициент утилизации О2 колеблется от 0,4 до 0,6, а в миокарде до 0,7. При крайне интенсивной физической работе коэффициент утилизации О2 мышцами и миокардом может возрастать до 0,9.
Обмен дыхательных газов в тканях происходит в процессе свободной и облегченной диффузии. При этом О2 переносится по градиенту напряжения газа из эритроцитов и плазмы крови в окружающие ткани.
Одновременно происходит диффузия СО2 из тканей в кровь. На выход О2 из крови в ткани влияет диссоциация оксигемоглобина в эритроцитах, что обеспечивает так называемую облегченную диффузию О2. Интенсивность диффузионного потока О2 и СО2 определяется градиентом их напряжения между кровью и тканями, а также площадью газообмена, плотностью капилляров, распределением кровотока в микроциркуляторном русле. Интенсивность окислительных процессов в тканях определяется величиной критического напряжения О2 в митохондриях, которое в условиях нормы должно превосходить 0,1-1 мм рт. ст.
Соответствие доставки О2 к органам и тканям, возросшим потребностям в оксигенации обеспечивается на клеточном, органном уровнях за счет образования метаболитов изнашивания, а также при участии нервных, гормональных и гуморальных влияний.
4.3.Транспорт СО2
Основная масса углекислого газа (СО2) образуется в организме как конечный продукт различных метаболических реакций и транспортируется к легким с кровью. Вдыхаемый воздух содержит лишь незначительное количество СО2.
Транспорт СО2 кровью осуществляется в 3-х состояниях: в виде аниона бикарбоната, в растворенной форме и в виде карбаминовых соединений.
СО2 хорошо растворяется в плазме крови и в артериальной крови, около 5% от общей двуокиси углерода содержится в крови в растворенной форме.
Анион бикарбоната составляет около 90% от общего содержания СО2 в артериальной крови: СО2+Н2О — Н++НСО-3.
Эта реакция медленно протекает в плазме крови, но чрезвычайно интенсивно происходит в эритроцитах при участии фермента карбоангидразы. Мембрана эритроцита относительно непроницаема для Н+, как и вообще для катионов, но в тоже время, проницаема для ионов НСО-3, выход которых из эритроцитов в плазму обеспечивается притоком Cl- из плазмы в эритроциты. Часть Н+ забуферивается гемоглобином с образованием восстановленного гемоглобина.
Третьей формой транспорта СО2 кровью являются карбаминовые соединения, образованные взаимодействием СО2 с концевыми группами белков крови преимущественно с гемоглобином:
Hb NH2 + CO2 — Hb NH COOH > Hb NH COO + Н+
Карбаминовые соединения составляют около 5% от общего количества СО2, транспортируемого кровью.
В оксигенированной артериальной крови напряжение СО2 составляет 40 мм. рт. ст., а в венозной крови Рv СО2 равно 46 мм. рт. ст.
4.4.Связывание гемоглобина с окисью углерода
Угарный газ (СО) – окись углерода обладает значительно большим сродством к гемоглобину, чем О2, с последующим образованием карбоксигемоглобина. СО входит в состав бытового газа, а также выделяется при работе двигателей внутреннего сгорания. При концентрации СО во вдыхаемом воздухе всего в количестве 7*10- 4 около 50% гемоглобина превращается в карбоксигемоглобин. В норме в крови содержится около 1% HbCO, у курильщиков – 3% . В крови водителей такси концентрация карбоксигемоглобина достигает 20%. Карбоксигемоглобин диссоциирует с отдачей О2 в 200 раз медленней оксигемоглобина и в то же время препятствует его диссоциации в тканях.
Библиографическая ссылка
Чеснокова Н.П., Понукалина Е.В., Моррисон В.В., Бизенкова М.Н. ЛЕКЦИЯ 4 ФИЗИОЛОГИЯ ТРАНСПОРТА ГАЗОВ КРОВЬЮ И КИСЛОРОДНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТКАНЕЙ // Научное обозрение. Медицинские науки. – 2017. – № 2. – С. 40-42;
URL: https://science-medicine.ru/ru/article/view?id=973 (дата обращения: 29.10.2020).Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания» (Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления) «Современные проблемы науки и образования» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.791 «Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074 «Современные наукоемкие технологии» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.909 «Успехи современного естествознания» список ВАК ИФ РИНЦ = 0.736 «Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований» ИФ РИНЦ = 0.570 «Международный журнал экспериментального образования» ИФ РИНЦ = 0.431 «Научное Обозрение. Биологические Науки» ИФ РИНЦ = 0.303 «Научное Обозрение. Медицинские Науки» ИФ РИНЦ = 0.380 «Научное Обозрение. Экономические Науки» ИФ РИНЦ = 0.600 «Научное Обозрение. Педагогические Науки» ИФ РИНЦ = 0.308 «European journal of natural history» ИФ РИНЦ = 1.369 Издание научной и учебно-методической литературы ISBN РИНЦ DOI
В нашем теле кислород отвечает за процесс выработки энергии. В наших клетках только благодаря кислороду происходит оксигенация — превращение питательных веществ (жиров и липидов) в энергию клетки. При снижении парциального давления (содержания) кислорода во вдыхаемом уровне – снижается его уровень в крови — снижается активность организма на клеточном уровне. Известно, что более 20% кислорода потребляет головной мозг. Дефицит кислорода способствует Соответственно, при падении уровня кислорода страдают самочувствие, работоспособность, общий тонус, иммунитет.
Важно также знать, что именно кислород может выводить из организма токсины.
Обратите внимание, что во всех иностранных фильмах при аварии или человеку в тяжелом состоянии медики экстренных служб первым делом надевают пострадавшему кислородный аппарат, чтобы поднять сопротивляемость организма и повысить его шансы на выживание.
Лечебное воздействие кислорода известно и используется в медицине с конца XVIII века. В СССР активное использование кислорода в профилактических целях началось в 60х годах прошлого века.
Гипоксия
Гипоксия или кислородное голодание — пониженное содержание кислорода в организме или отдельных органах и тканях. Гипоксия возникает при недостатке кислорода во вдыхаемом воздухе и в крови, при нарушении биохимических процессов тканевого дыхания. Вследствие гипоксии в жизненно важных органах развиваются необратимые изменения. Наиболее чувствительными к кислородной недостаточности являются центральная нервная система, мышца сердца, ткани почек, печени.
Проявлениями гипоксии являются нарушение дыхания, одышка; нарушение функций органов и систем.
Вред кислорода
Иногда можно услышать, что «Кислород – окислитель, который ускоряет старение организма».
Здесь из верного посыла делается неверный вывод. Да, кислород – окислитель. Только благодаря ему питательные вещества из пищи перерабатываются в энергию организма.
Страх перед кислородом связан с двумя исключительными его свойствами: свободными радикалами и отравлением им при избыточном давлении.
1. Что такое свободные радикалы?
Некоторые из огромного количества постоянно протекающих окислительных (вырабатывающих энергию) и восстановительных реакций организма не завершаются до конца, и тогда образуются вещества с нестабильными молекулами, имеющими на внешних электронных уровнях неспаренные электроны, называемые «свободные радикалы». Они стремятся захватить недостающий электрон у любой другой молекулы. Эта молекула, превратившись в свободный радикал, похищает электрон у следующей, и так далее..
Зачем это нужно? Определенное количество свободных радикалов, или оксидантов, жизненно необходимо организму. Прежде всего — для борьбы с вредными микроорганизмами. Свободные радикалы используются иммунной системой в качестве «снарядов» против «интервентов». В норме в организме человека 5% образовавшихся в ходе химических реакций веществ становятся свободными радикалами.
Главными причинами нарушения естественного биохимического равновесия и роста количества свободных радикалов ученые называют эмоциональный стресс, тяжелые физические нагрузки, травмы и истощение на фоне загрязнения воздуха, употребления в пищу консервированных и технологически неправильно переработанных продуктов, овощей и фруктов, выращенных с помощью гербицидов и пестицидов, ультрафиолетового и радиационного облучения.
Таким образом, старение — это биологический процесс замедления деления клеток, а ошибочно связываемые со старением свободные радикалы — естественные и необходимые организму механизмы защиты и их вредоносное воздействие связано с нарушением естественных процессов в организме негативными факторами окружающей среды и стрессом.
2. «Кислородом легко отравиться».
Действительно, избыток кислорода опасен. Избыток кислорода вызывает увеличение количества окисленного гемоглобина в крови и снижение количества восстановленного гемоглобина. И, поскольку именно восстановленный гемоглобин выводит углекислый газ, его задержка в тканях приводит к гиперкапнии – отравлению CO2.
При переизбытке кислорода растет число свободнорадикальных метаболитов, тех самых страшных «свободных радикалов», которые обладают высокой активностью, действуя в качестве окислителей, способных повредить биологические мембраны клеток.
Ужасно, правда? Сразу хочется перестать дышать. К счастью, для того, чтобы отравиться кислородом, необходимо повышенное давление кислорода как, например, в барокамере (при оксигенобаротерапии) или при погружении со специальными дыхательными смесями. В обычной жизни такие ситуации не встречаются.
3. «В горах мало кислорода, зато много долгожителей! Т.е. кислород вреден».
Действительно, в Советском союзе в горных районах Кавказа и в Закавказье был зарегистрировано некоторое число долгожителей. Если же посмотреть на список верифицированных (т.е. подтвержденных) долгожителей мира за всю его историю, то картина не будет такой очевидной: старейшие долгожители, зарегистрированные во Франции, США и Японии в горах не жили..
В Японии, где до сих пор живет и здравствует самая старая женщина планеты Мисао Окава, которой уже более 116 лет, находится и «остров долгожителей» Окинава. Средняя продолжительность жизни здесь у мужчин — 88 лет, у женщин — 92; это выше, чем в остальной Японии, на 10-15 лет. На острове собраны данные о семистах с лишним местных долгожителей старше ста лет. Там говорят, что: «В отличие от кавказских горцев, хунзакутов Северного Пакистана и других народностей, похваляющихся своим долголетием, все окинавские акты рождения с 1879 года задокументированы в японском семейном реестре — косэки». Сами окинвацы считают, что секрет их долголетия покоится на четырех китах: диета, активный образ жизни, самодостаточность и духовность. Местные жители никогда не переедают, придерживаясь принципа «хари хачи бу» — наесться на восемь десятых. Эти «восемь десятых» у них состоят из свинины, водорослей и тофу, овощей, дайкона и местного горького огурца. Старейшие окинавцы не сидят без дела: они активно работают на земле, и их отдых тоже активен: больше всего они любят играть в местную разновидность крокета.: Окинаву называют самым счастливым островом – там нет свойственной крупным островам Японии спешки и стресса. Местные жители привержены философии юимару — «добросердечное и дружеское совместное усилие».
Интересно, что как только окинавцы переезжают в другие части страны, то среди таких людей уже не встречается долгожителей.. Таким образом, ученые, изучающие этот феномен выяснили, что в долгожительстве островитян генетический фактор роли не играет. А мы, со своей стороны, считаем крайне важным, что Окинавские острова находятся в активно продуваемой ветрами зоне в океане, и уровень содержания кислорода в таких зонах фиксируют как наиболее высокий – 21,9 – 22% кислорода.
Поэтому, задача системы OxyHaus не столько ПОВЫСИТЬ уровень кислорода в помещении, сколько ВОССТАНОВИТЬ природный его баланс.
В насыщенных естественным уровнем кислорода тканях организма ускоряется процесс обмена веществ, происходит «активация» организма, повышается его сопротивление негативным факторам, растет его выносливость и эффективность работы органов и систем.
Технология
В кислородных концентраторах Atmung применена разработанная NASA технология PSA (процесс абсорбции переменного давления). Внешний воздух проходит очистку через систему фильтров, после чего прибор при помощи молекулярного сита из вулканического минерала цеолита выделяет кислород. Чистый, почти 100% кислород подается потоком под давлением 5-10 литров в минуту. Этого давления дкостаточно, чтобы обеспечить природный уровень кислорода в помещении площадью до 30 метров.
Чистота воздуха
«Но ведь на улице грязный воздух, а кислород переносит с собой все вещества».
Именно поэтому в системах OxyHaus установлена трехступенчатая система фильтрации входящего воздуха. И уже очищенный воздух попадает на цеолитовое молекулярное сито, в котором отделяется кислород воздуха.
Опасность/безопасность
«Чем опасно применение системы OxyHaus? Ведь кислород взрывоопасен».
Применение концентратора безопасно. В промышленных кислородных баллонах существует опасность взрыва, поскольку в них кислород под высоким давлением. В кислородных концентраторах Atmung, на базе которых построена система, нет горючих материалов, в них использована технология PSA (процесс адсорбции переменного давления), разработанная NASA, она безопасна и проста в эксплуатации.
Эффективность
«Зачем мне ваша система? Я могу снизить уровень СО2 в помещении открыв окно и проветрив»
Действительно, регулярное проветривание очень полезная привычка и мы также его рекомендуем для снижения уровня СО2. Однако, городской воздух нельзя назвать по-настоящему свежим – в нем, кроме повышенного уровня вредных веществ, снижен уровень кислорода. В лесу содержание кислорода около 22%, а в городском воздухе – 20,5 – 20,8%. Эта кажущаяся незначительной разница ощутимо влияет на организм человека.
«Я попробовал подышать кислородом и ничего не почувствовал»
Воздействие кислорода не стоит сравнивать с воздействием энергетиков. Положительное воздействие кислорода имеет накопительный эффект, поэтому кислородный баланс организма необходимо пополнять регулярно. Мы рекомендуем включать систему OxyHaus на ночь и на 3-4 часа в день во время физических или интеллектуальных нагрузок. Использование системы 24 часа в сутки не обязательно.
«В чем разница с очистителями воздуха?»
Очиститель воздуха выполняет только функцию уменьшения количества пыли, но не решает проблему баланса уровня кислорода духоты.
«Какая концентрация кислорода в помещении является наиболее благоприятной?»
Наиболее благоприятно содержание кислорода близкое к такому же, как в лесу или на берегу моря: 22%. Даже если у вас, за счет естественной вентиляции, уровень кислорода будет чуть выше 21% — это благоприятная атмосфера.
«Можно ли отравиться кислородом?»
Кислородное отравление, гипероксия, — возникает вследствие дыхания кислородосодержащими газовыми смесями (воздуха, нитрокса) при повышенном давлении. Отравление кислородом может произойти при использовании кислородных аппаратов, регенеративных аппаратов, при использовании для дыхания искусственных газовых смесей, во время проведения кислородной рекомпрессии, а также вследствие превышения лечебных доз в процессе оксигенобаротерапии. При отравлении кислородом развиваются нарушения функций центральной нервной системы, органов дыхания и кровообращения.