1

Hipoxia - este un proces patologic

tipic integral, caracterizat prinmicşorarea conţinutului de oxigenîn celule, ca rezultat aldezechilibrului dintre procesele deaprovizionare şi utilizare aacestuia.

Noţiune

2

GENERALITĂŢI

Cantitatea de oxigen transportată de sânge spre ţesuturi depinde de:

a) capacitatea oxigenică a sângelui

b) afinitatea hemoglobinei faţă de oxigen

c) viteza lineară a circulaţiei sângelui

d) debitul sanguin – viteza volumetrică, perfuzia ţesuturilor.

GENERALITĂŢI

1. Capacitatea oxigenică a sângelui reprezintăcantitatea maximă de oxigen care poate fi legată de100 ml sânge.

– 100 ml de sânge cu concentraţia hemoglobineiegală cu 140–160 g/l – asociază până la 19–21 mlde oxigen.

– cantitatea de oxigen dizolvată fizic în sânge,constituie doar 0,3 ml O2 la 100 ml sânge.

– volumul total de sânge circulant are o capacitatetotală oxigenică egală cu cca 1000 ml de oxigen.

3

Curba de disociere a oxihemoglobinei (după J.Barcroft, 1925)

0

20

40

60

80

100

HbO2 (%)

pO2 (mm Hg)

20 40 60 80 100 120

cedarea

Capacitatea oxigenică a sângelui

50

6

saturaţia

Cascada oxigenului (după V.B.Brin)

160

120

80

40

0

ATMOSFERA MITOCONDRIILE

рО2 (mm Hg)

Aerul alveolar şi sângele

Lichidulinterstiţial

Aerul atmosferic

5

Cascada oxigenului

Clasificare

EXOGENĂ (HIPOXICĂ)a) Normobaricăb) Hipobarică

DIN STĂRILE PATOLOGICE ALE ORGANISMULUI

RESPIRATORIE CIRCULATORIE HEMICĂ HISTOTOXICĂ

ANEMICĂ HEMOGLOBINOTOXICĂ

HIPOXIA

9

PERIFERICĂ

Hipoxia exogenă se dezvoltă în urma

micşorării conţinutului de oxigen în aerul inspirat.

a) hipoxia normobarică – apare la scăderea conţinutului de O2 în aerul inspirat pe fundalul presiunii atmosferice normale.

(aflarea timp îndelungat în încăperi insuficient ventilate, mine de cărbune, fântâni).

pО2 HbO2 Hipoxemia hipoxie

b) hipoxia hipobarică – se dezvoltă în cadrul micşorării presiunii atmosferice totale. (se întâlneşte la altitudini (în munţi). Factorul patogenetic de bază în dezvoltarea acestui tip de hipoxie este hipoxemia alături de hipocapnie şi alcaloză respiratorie

Hipoxemia

Centrul respirator

Sensibilitaea față de CO2

Hiperventilație (cu pCO2 )

Alcaloza respiratorie

înălţimea (м)

10 000

5 000

~~

1 250

Modificările presiunii atmosferice şi a PО2 în munţi

РО2 în aerul inspirat0 40 70 90

200 400 600

Presiunea atmosferică (mm Hg)

Everestul

Punctul maxim devetuire a populaţiei

Moldova

10

Carpaţi

Caucaz

Valorile medii ale рО2 în aerul alveolar, рСО2 în sângele arterial şi saturaţia hemoglobinei cu oxigen (HbO2 - %) la micşorarea treptată a presiunii

atmosferice în barocamerămm Hg

(рО2 și рСО2)% saturaţia Hb

cu oxigen

(mii. m.)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9Nivelul mării

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

100

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

рО2

рСО2

HbО2(%)

11

Modificarea scrisului în hipoxia de altitudine(după I.Р.Petrov)

Nivelul mării

5000 м

6000 м

6 500 м

12

2

survine la restricţia

ventilaţiei ca consecinţă a proceselor patologice

localizate în aparatul neuro-muscular, cutia toracică, pleură,

parenchimul pulmonar.

este rezultatul obstrucţiei căilor aeroconductoare superioare sau

inferioare.

survine la afecţiuni directe

ale sistemului nervos central

Hipoxia respiratoriese dezvoltă ca rezultat al tulburării respiraţiei externe

(proceselor de ventilaţie pulmonară, difuzie alveolocapilară)şi a modificării corelaţiei difuzie-perfuzie

Hipoventilaţia pulmonară

Cauzele dereglării difuziei alveolare

procesele însoţite de îngroşarea peretelui alveolar(fibrozele pulmonare, pneumoniile interstiţiale, bolile de colagen, sarcoidoza)

procesele cu reducerea suprafeţei difuzionale(pneumectomiile, procese alveolare distructive)

DIFUZIA procesul prin care gazele traversează membranaalveolo-capilară, O2 fiind preluat de hemoglobină și transportat la celule, iar CO2 urmând cale inversă

(În normă raportul dintre minutvolumul ventilaţiei alveolare şi volumul de sânge care trece prin capilarele pulmonare este 0,8–1,2)

Dereglările corelaţiei difuzie-perfuzie în ambele sensuri conduc la hipoxie

Hipoxia circulatorieeste rezultatul tulburării hemocirculaţiei din cauza

dereglărilor funcţiilor aparatului circulator şi hipovolemiei

Se caracterizează prin micşorarea conţinutului de oxigen în sângele venos alături de conţinutul

normal de oxigen în sângele arterial.

• Hipoxia circulatorie cardiogenă se dezvoltă drept consecinţă a diminuării funcţiei de pompă a cordului sau a creşterii rezistenţei vasculare periferice.

• Hipoxia circulatorie hipovolemică se instalează ca rezultat al micşorării volumului de sânge circulant în hemoragii masive.

• Hipoxia circulatorie hipermetabolică (relativă) apare ca rezultat al dezechilibrului dintre necesităţile crescute ale organelor şi ţesuturilor în O2 şi aprovizionarea relativ insuficientă cu O2 (în cadrul efortului fizic, tireotoxicozei şi hipertermiei)

Hipoxia hemică hemoglobinotoxică apare în urma formării compuşilor patologici ai hemoglobinei:

carboxihemoglobina (hemoglobina cu monoxidul de carbon (CO) methemoglobina (hemoglobina în urma oxidării fierului până la

fier trivalent la acţiunea benzenului, amidopirinei, sulfamidelor şi fenacetinei)

Hipoxia hemică se caracterizează prin micşorarea capacităţii oxigenice a sângelui

şi consecutiv a conţinutului de O2 în sângelearterial.

Acest tip de hipoxie se instalează ca urmare a modificărilor cantitative şi calitative ale hemoglobinei.

Hipoxia hemică anemică se dezvoltă ca rezultat al micşorării eritrocitelor şi hemoglobinei în sânge

drept consecinţă a inhibiţiei eritropoiezei, pierderilor de sânge şi intensificării proceselor de hemoliză.

Hipoxia interstiţială apare ca rezultat al tulburării transportului oxigenului din capilar prin interstiţiu spre celulă (procese patologice locale, în urma cărora se micşorează permeabilitatea membranelor capilare şi citoplasmatice pentru oxigen, în edeme, hemoragii în organe, limfostază.

Hipoxia periferică se caracterizează prin dereglarea procesului de transport al O2

din capilarele circuitului mare în interstiţiu şi în celule

Se caracterizează prin conţinut normal de O2 în sângele arterialşi prin creşterea conţinutului de O2 în sângele venos

(micşorarea diferenţei arteriovenoase de oxigen)

Hipoxia intracelulară se dezvoltă ca urmare a tulburării transportului de O2prin citoplasmă spre organitele celulare (sectorul dintre membrana Citoplasmatică şi membrana mitocondrială, ca rezultat al edemului celular ori ca rezultat al măririi celulelor în volum.

Cauzele acestui tip de hipoxie sunt:

•inactivarea citocromoxidazei sub acţiunea cianurilor,

•dehidrogenazelor celulare sub acţiunea eterului, alcoolului, barbituricelor

•tulburarea sintezei enzimelor lanţului respirator în hipovitamin. B1, B2, PP

•decuplarea proceselor de oxidare şi fosforilare în intoxicaţii cu nitraţi cu toxine microbiene, la hipersecreţia de hormoni tiroidieni ş.a.

•alterarea mitocondriilor la acţiunea radiaţiei ionizante, a produşilor peroxidării lipidelor, metaboliţilor toxici în uremie, caşexie, infecţii grave

•intoxicaţiile cu endotoxine microbiene

Hipoxia histotoxicăse caracterizează prin incapacitatea celulelor de a utiliza oxigenul

ca rezultat al dereglării procesului de transport de electronila nivelul enzimelor lanţului respirator, precum și

prin oxigenarea normală a sângelui arterial, cât şi prin arterializarea sângelui venos

Indicii gazimetriei sângelui în diferite tipuri de hipoxii

Notă: рО2 – presiunea oxigenului în sângele arterial рСО2 – Presiunea bioxidului de

carbon în sîngele arterial; COS – capacitatea oxigenică a sângelui;

EAB – echilibrul acidobazic; ICV – isuficienţa cardiovasculară

tipulHIPOXIEI

exogenă

respiratorie

circulatorie

hemică

tisulară

рО2

=

=

=

рСО2

=

=

=

Diferenţa A-V

=

=

=

COS

=

=

=

DereglărileEAB

Alcaloza gazoasă

Acidoza gazoasă

Acidoză mixtă în ICV Cronică

13

=

20

Reacţiile compensatorii - vizează restabilirea aprovizionării adecvate a ţesuturilor cu oxigen

reacţiile cardiovasculare

- Tahicardia- Mărirea debitului cardiac - Creşterii volumului sistolic- Creşterea presiunii arteriale- Creşterea vitezei circulaţiei sângelui- Centralizarea circulaţiei sanguine- Redistribuirea sângelui în favoarea organelor de importanţă vitală- Mobilizarea sângelui depozitat în splină şi ficat, vasele mezenteriale

reacţiile respiratorii

- hiperventilaţia pulmonară (respiraţia accelerată şi profundă)- includerea în actul respirator a alveolelor anterior nefuncţionale- ameliorareacirculaţiei pulmonare- creşte afinitatea hemoglobinei faţă de oxigen- micşorarea timpului necesar pentru arterializarea sângelui

URGENTE

reacţiile metabolice

-Creşte cantitatea de 2–3 glicerofosfat şi ATP

disocierea mai uşoară a oxihemoglobinei

cedarea oxigenului ţesuturilor circulaţiei mari.-Se activează glicoliza,

se acumulează acid lactic,

creşterea vitezei de disociere a oxihemoglobinei şi la cedarea completă a oxigenului în ţesuturi.

20

Reacţiile compensatorii - vizează restabilirea aprovizionării adecvate a ţesuturilor cu oxigen

- Se intensifică secreţia eritropoietinei de către celulele aparatului juxtaglomerular al rinichilor

ceea ce stimulează eritropoieza cu creşterea concentraţiei de eritrocite şi cantităţii de hemoglobină în sânge

se măreşte capacitatea oxigenică a sângelui.

TARDIVE (de lungă durată)

- Creşte suprafată difuzională a plămânilor-Se hipertrofiază musculatura respiratorie şi cardiomiocitele

-În celule creşte numărul de mitocondrii şi activitatea enzimelor lanţului respirator.

-Creşte vascularizarea ţesuturilor în urma angiogenezei

Efectele protective in cadrul adaptării indelungate la hipoxia periodică (după F.Z.Meerson)

Hipoxia periodică

Mărirea capacităţii sistemelor de captare şi transport al oxigenului

Mărirea rezistenţei la hipoxie, ischemie, efort fizic

Activarea sintezei de ARN şi prote-ine în neuroni, mărirea capacităţilor

sistemelor antistres

Marirea rezistenţei la factorii lezionali stresogeni, epilepsia audiogenă,

neuroze şi a..

Micşorarea funcţiei nucleului supraoptic al hipotalamusului

şi stratului cortical al suprarenalelor

Modificarea rezervelor de NaCl şi H2O, efecte antihipertenziv

Modificarea sistemului imunMicşorarea cantităţii de complecşi

imuni în sânge, efecte antialergice şi antiblasttransformatoare

Mărirea activităţii sistemului de detoxifierea (citocromului Р-450),

sictemului antioxidant şi a

Mărirea rezistenţei la factorii aterogeni şi toxici

22

Acţiunea patogenă a hipoxiei

micşorarea rezervelor celulare de ATP

Eliberarea Catecolaminelor

endogene

Activarea proceselorGlicolitice

Inhibiţia pompei pentru Ca

Inhibiţia Pompei Na/K

Activarea canaleor lente membranare

Pierderea compuşilor adenozinei, inozinei

Leziunea membranelor

Activarea proteazelor si fosfolipazelor

Marirea intracelulară a concentraţiei

ionilor de Ca

Hiperhidratarea celulei

Dereglarea schimbului

Na-K

Hipoxia

Dereglarea echilibdului hidro-electrolitical organismului

19

Marirea cantităţii

intracelularede Na

Acidoza metabolică

Activarea endonucleazelor

Apoptoza

Patogenia necrobiozei hipoxice (după: А.Zaicic, L.Ciurilov)

О2 АТP, GТP АDP

Activarea fosfofructo

Kinazei (FFK)glicoliza

Rezervele de glicogen

Îmbunănăţirea tempora-ră a energogenezei

Acidullactic

Iepuizarea sistemelor de tampon

pH citop-lasmei

inactivarea FFK

Energodeficit grav

Insufucienţa pompei -K/Na

Na şi H2Ointracelular

Tumefierea celulei

distrofia hidropică

Insuficienţa citoscheletului

alteraţia reticulului

endoplasmatic

Tumefierea opacă

Depolarizarea membranei

Moartea celulei

20

Mărirea permeabilităţii

lizozomilor

Mecanismele hiperactivării, leziunii şi morţii neuronului în hipoxie (G.N. Krîjanovskii)

HIPOXIA

Acumularea aminoacizilor stimulatori în fanta sinaptică

Activarea receptorilor glutamici (RGlu)

Deschiderea canalelor pentru Na, Ca

Hiperacivarea neuronului

Activarea proteazelor şi lipazelor intracelulare, acumularea radicalilor liberi, dereglarea proceselor de ahidare – fosforilare, crearea

energodeficitului celular

Leziunea organitelor şi membranelor celulare, dereglări de structură, apariţia distrofiilor şi proceselor degenerative

MOARTEA NEURONULUI

Influxul de Cain neuron

Mărirea concentraţieiintracelulare

de Ca

Influxul de NAîn neuron

Influxul apei, tumefierea

neuronului şi mitocondriilor

21

20

Manifestarile clinice ale hipoxiei

Simptomatologia hipoxiei acute e determinată de dereglările funcţiilor organelor vitale.

Dereglarea activităţii sistemului nervos central se exprimă prin cefalee, euforie, comportamentul devine neadecvat situaţiei ş.a.

Apare greaţa, voma, tulburări de coordonare a mişcărilor, convulsii.

Respiraţia este profunda si accelerata apoi devine periodică,

Scade treptat activitatea cardiacă şi tonusul vascular.

La scăderea presiunii parţiale a oxigenului în sângele arterial până la 40–20 mm Hg se instalează coma cerebrală, cu pierderea funcţiilor scoarţei cerebrale, a structurilor subcorticale şi centrilor bulbari.

La o presiune parţială a oxigenului în sângele arterial mai joasă de 20 mm Hg survine moartea cerebrală şi moartea organismului.