Расстройство обмена веществ (рис. 16–10) является одним из наиболее ранних проявлений гипоксии.
В условиях острой и подострой гипоксии закономерно развивается ряд метаболических расстройств:
•Уровень АТФ и креатинфосфата при гипоксии любого типа прогрессирующе снижаются вследствие подавления процессов биологического окисления (особенно — аэробных) и сопряжения их с фосфорилированием.
• Содержание АДФ, АМФ и креатина нарастают вследствие нарушения их фосфорилирования.
• Концентрация неорганического фосфата в тканях увеличивается в результате повышенного гидролиза АТФ, АДФ, АМФ, креатинфосфата и подавления реакций окислительного фосфорилирования.
• Процессы тканевого дыхания в клетках подавлены вследствие дефицита кислорода, недостатка субстратов обмена веществ, подавление активности ферментов тканевого дыхания.
• Гликолиз на начальном этапе гипоксии активируется. Основные причины этого: – дефицит АТФ и снижение его ингибирующего влияния на ключевые ферменты гликолиза; – ктивация гликолитических ферментов продуктами гидролиза АТФ: АДФ и АМФ.
Активация гликолиза приводит к: – снижению содержания гликогена и глюкозы в клетках и – увеличению внутриклеточного содержания молочной и пировиноградной кислот. Последнее является также результатом торможения их окисления в дыхательной цепи и ресинтеза из них гликогена, требующего энергии АТФ.
•Содержание H+ 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.
•Биосинтез нуклеиновых кислот и белков подавлен вследствие дефицита энергии, необходимой для этих процессов. Параллельно с этим активируется протеолиз, обусловленный активацией в условиях ацидоза протеаз, а также — неферментного гидролиза белков.
•Азотистый баланс становится отрицательным. Это сочетается с повышением уровня остаточного азота в плазме крови и аммиака в тканях (вследствие активации реакций протеолиза и торможения процессов протеосинтеза).
•Жировой обмен также существенно изменен и характеризуется:
– активацией липолиза (вследствие повышения активности липаз и ацидоза);
– торможением ресинтеза липидов (в результате дефицита макроэргических соединений);
– накоплением в результате вышеуказанных процессов избытка кетокислот (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.
•Обмен электролитов и жидкости в тканях нарушен. Это проявляется:
– отклонениями трансмембранного соотношения ионов в клетках (в условиях гипоксии клетки теряют K+, в цитозоле накапливаются Na+ и Ca2+, в митохондриях – Ca2+);
– дисбалансом между отдельными ионами (например, в цитозоле уменьшается соотношение K+/Na+, K+/Ca2+);
– увеличением в крови содержания Na+, Cl–, отдельных микроэлементов. Изменения содержания разных ионов различны. Они зависит от степени гипоксии, преимущественного повреждения того или иного органа, изменений гормонального статуса и других факторов;
– накоплением избытка жидкости в клетках и набуханием клеток (вследствие увеличения осмотического давления в цитоплазме клеток в связи с накопление в них Na+, Ca2+ и некоторых других ионов,а также повышения онкотического давления в клетках в результате распада полипептидов, липопротеинов и других белоксодержащих молекул, обладающих гидрофильными свойствами).
В тканях и органах могут развиваться и другие нарушения метаболизма. Во многом они зависят от причины, типа, степени и длительности гипоксии, преимущественно поражённых при гипоксии органов и тканей и ряда других факторов.
Ы ВЁРСТКА Вставить файл «ПФ Рис 16 10 Расстройства обмена веществ при острой гипоксии»
Рис. 16–10. Расстройства обмена веществ при острой гипоксии.
