Механизмы гипоксического повреждения клеток.

При резко выраженной гипоксии адаптационные механизмы могут оказаться недостаточными, происходит декомпенсация, характеризующаяся выраженными биохимическими, функциональными и структурными расстройствами. Чувствительность различных тканей и органов к повреждающему действию гипоксии сильно варьирует. В условиях полного прекращения доставки кислорода сухожилия, хрящи и кости сохраняют свою жизнедеятельность в течение многих часов; поперечно – полосатые мышцы - около 2-х часов; миокард, почки и печень - 20-40 мин; тогда как в коре головного мозга и в мозжечке в этих условиях, уже через 2,5-3 мин появляются очаги некроза, а через 6-8 мин происходит гибель всех клеток коры головного мозга. Несколько большей устойчивостью обладают нейроны продолговатого мозга - их деятельность макет восстановиться спустя 30 мин после прекращения доставки кислорода.

В основе всех нарушений обмена веществ при гипоксии лежит понижение образования или полное прекращение образования макроэргических фосфорных соединений, которое ограничивает способность клеток выполнять нормальные функций и поддерживать состояние внутриклеточного гомеостаза. При недостаточном поступлении в клетки кислорода усиливается процесс анаэробного гликолиза, не он может лишь в незначительной степени компенсировать ослабление окислительных процессов. В особенности это касается клеток ЦНС, потребность которых в синтезе макроэргических соединений наиболее высока. Под действием гипоксии повышается проницаемость капилляров мозга, что ведет к его отеку. Миокард также характеризуется слабой способностью к энергообеспечению за счет анаэробных процессов. Гликолиз может обеспечить потребность миокардиоцитов в энергии лишь в течение нескольких минут. Запасы гликогена в миокарде быстро истощаются. Содержание тиколитических ферментов в миокардиоцитах незначительно. Уже через 3-4 мин после прекращения, доставки к миокарду кислорода сердце теряет способность создавать артериальное давление, необходимое для поддержания кровотока в мозге, вследствие чего в нем возникают необратимые изменения.

Гликолиз не только является неадекватным способом освобождения энергии, но и оказывает отрицательное действие на другие метаболические процессы в клетке, т.к. в результате накопления молочной и пировиноградной кислот развивается метаболический ацидоз, который уменьшает активность тканевых ферментов; значительно снижается активность моноаминооксидазы. При резко выраженном дефиците макроэргов расстраивается функция энергозависимых мембранных насосов. Вследствие этого нарушается регуляция перемещения ионов через клеточную мембрану. Происходит повышенный выход из клеток калия и избыточное, поступление внутрь них натрия. Это ведет к понижению мембранного потенциала и изменению нервномышечной возбудимости, которая первоначально повышается, а затем ослабляется и утрачивается. Вслед за ионами натрия в клетки устремляется вода, это вызывает их набухание. Кроме натрия, в клетках создается избыток кальция в связи с нарушением функции энергозависимого кальциевого насоса. Повышенное поступление кальция в нейроны обусловлено открытием дополнительных кальциевых каналов, под действием глутамата, образование которого при гипоксии возрастает. Ионы кальция активируют фосфолипазу А2, которая разрушает липидные комплексы клеточных мембран, что еще в большей степени нарушает работу мембранных насосов и функцию митохондрий.

Развивающийся при острой гипоксии стресс-синдром, наряду с ранее упомянутым положительным эффектом глюкокортикоидов, оказывает выраженное катаболическое действие на белковый обмен, вызывает отрицательный азотистый баланд, повышает расходование жировых запасов организма.

Повреждающее действие на клетки оказывают продукты перекидного окисления липидов, которое в условиях гипоксии усиливается. Образующиеся при этом процессе активные формы кислорода и другие свободные радикалы повреждают наружную и внутреннюю клеточные мембраны, в том числе мембрану лизосом. Этому способствует и развитие ацидоза. В результате этих воздействий лизосомы освобождают находящиеся в них гидролитические ферменты, оказывающие повреждающее действие на клетки вплоть до развития аутолиза.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: