Other (Новые представления о задачах и методах гипербарической

Other (Новые представления о задачах и методах гипербарической ГБО ние в различных странах мира. В России в настоящее время более тем,что гипоксия-одна из центральных проблем современной патоло- гии. Как известно, подавляющее большинство заболеваний человека ведет к развитию кислородной недостаточности или обусловленную очередь усогубляет течение основного заболевания, что ведет к утяжелению уже имеющейся кичлородной недостаточности и снижению функциональных резервов ее коррекции-круг замыкается, и состоя- ние больного начинает прогрессивно ухудшаться, если во время не будут использованы действенные средства антигоноотической (?) терапии. Как часто встречается гипоксия в клинике? Это большинство поражений аппарата: б) системы кровообращения; в) красной крови; г) ЦНС; д) эндокринных желез,которые в свою очередь регу- лируют деятельность этих систем и активность метаболизма орга- низма в целом. - 2 - Поэтому возможность эффективного воздействия на уже развив- хода подавляющего большинства острых и хронических заболева- Что в настоящее время вкладывается в понятие "гипоксия" Гипоксия это не только понижение содержания кислорода в тканях редственного потребления (митохондрии),но и нарушение процесса утилизации кислорода,уже доставленного к тканям в необходимом сия ). Однако результатом тканевой гипоксии является не снижение, а повышение напряжения кислорода в клетке,т. е. гипероксия. Однако конечным результатом как одного,так и другого процесса является дефицит энергетического баланса клетки. В то же время энергети- ческая недостаточность клетки может быть обусловлена нарушением как биологического окисления (недостаточное поступление кислоро- да в клетку,снижение активности ферментов,осуществляющих перенос электрона водорода на кислород),так и сегобах (?)других процес- сов, блокирующих ресинтез АТФ из АДФ (разобщение процессов окис- ления и фосфорелирования,дефицит процессов фосфорелирования и использование уже синтезируемых в митохондриях макроэргических соединений для нужд клетки и организма в целом. Немаловажная роль в этом принадлежит изменениям, возникающих в цикле Кребса, кото- рый является основным донатором атомов водорода и восстановлен- ных форм НАД, а также в электроннопереносящей дыхательной цепи - 3 - зирующую энергообразующую систему организма. Следовательно недос- го окисления в свою очередь служит только частным случаем, кото- рый может вести к развитию энергетической недостаточности клет- ки, ткани или всего организма (кислород участвует не только в энергетическом обмене,т. е. выделении и аккумуляции энергии, но и Энергетическая недостаточность клетки-универсальный исход практически всех форм ее патологии. ребности организма в энергии. Во многом он регламентируется воз- энергии. Освобождение энергии в организме происходит в четыре этапа: 1. Гидролитическое расщепление полимеров (белков,жиров,углево- дов) на мономеры (моносахариды,жирные кислоты, глицерин, амино- кислоты ). При этом выделяется только 0,1 % всей энергии и то в виде тепла. пировиноградная кислота и ацетил-КоА, служащий основным "энерге- тическим топливом"для цикла Кребса. При этом освобождается 1/3 всей энергии, заключенной в пище, причем около 60 % ее рассеива- 3. Окисление ацетил-КоА в цикле Кребса, где происходит освобож- дение водорода и образование углекислого газа. Однако свободной энергии в цикле Кребса практически не выделяется. 4. Окислительное фосфорелирование,благодаря которому энергия - 4 - атомов водорода ( его электрона ) путем ряда последовательно происходящих на дыхательной цепи митохондрии окислительно-восста- новительных реакций аккумулируется в макроэргических связях АТФ и других фосфоросодержащих соединений. При этом выделяется вся энергия пищевых веществ,причем половина энергии выделяется в ви- де тепла. Следовательно, сущностью биоэнергетики является процесс превращения химической энергии поступающих в клетку органических веществ пищи в различные формы физиологически полезной энергии Энергетический обмен организма тесно связан с потреблением кислорода. Окисление водорода кислородом воздуха яляется важней- шей реацией, обеспечивающей энергией основные процессы жизнедея- тельности организма. Выделяющаяся при этом энергия депонируется в макроэргических соединениях типа АТФ и других. Для обозначения тех форм патологии, в основе которых лежит энергетическая недостаточность организма, введен термин гипоэр- гоз. Различают гипоэргоз: 2. Аккумуляционный 3. Утилизационный Диссимиляционный связан с нарушением выделения энергии, в молекулах пищевых веществ. гии,освобожденной из молекулы пищевых веществ,в макроэргических связях (снижение скорости расщепления АТФ). Утилизационный зависит от нарушения использования энер- - 5 - гии,аккумулированной в АТФ. Энергетическая недостаточность-исход практически любого па- тологического процесса,локализующегося на уровне клетки. Резюмируя вышесказанное,можно дать следующее определение гипоксии:гипоксия (или кислородная недостаточность)-это состоя- ние,возникающее при несоответствии между потребностью клетки ответствие достигается в результате чрезмерного напряжения дея- функционального резерва. В первом случае происходит снижение кле- када организма. Гипоксия в клинических условиях-явление всегда вторичное, при устранении причины заболевания исчезает и причина гипок- состоянии ликвидировать основное заболевание. В основе терапевтического эффекта ГБО лежит значительное увеличение кислородной емкости жидких сред организма (кровь,лим- фа,тканевая жидкость и т. д.),которые при этом становятся доста- точно мощными переносчиками кислорода к клеткам. Кислородная ем- за счет увеличения растворения в них кислорода. послужила основанием для использования ГБО при таких состояни- ях,когда гемоглобин полностью или частично исключается из про- цесса дыхания,т. е. при анемической (массивная кровопотеря) и токсической (отравление с образованием карбоксигемоглобина и т. д.)формах гемической гипоксии. - 6 - Многие важные стороны применения ГБО связаны с ее способ- ностью компенсировать метаболические потребности организма в кислороде при снижении скорости кровотока в целом или в отдель- шает диффузию кислорода из капилляра к наиболее отдаленным клет- кам. Следует остановиться на основных преимуществах ГБО по срав- нению с кислородной терапией при обычном давлении. Гипербарическая оксигенация: 1. компенсирует практически любую форму кислородной недостаточ- ности и прежде всего гипоксию,обусловленную потерей или инакти- вацией значительной части циркулирующего гемоглобина; 2. существенно удлинняет расстояние эффективной диффузии кисло- рода в тканях; 3. обеспечивает метаболические потребности тканей при снижении объемной скороти кровотока; 4. создает определенный резерв кислорода в организме. При применении ГБО в сложных процессах взаимодействия кис- лорода и функциональных систем организма просматриваются два ме- ханизма: 1. ПРЯМОЙ и 2. ОПОСРЕДОВАННЫЙ Прямое действие гипербарического кислорода можно условно разделить на : а)компрессионное (связанное с гипербарией) б)антигипоксическое (частичное или полное восстановление сни- женного напряжения кислорода в тканях); - 7 - в)гипероксическое (повышение тканевого Ро 42 0 по сравнению с его нормальным уровнем). Опосредованное действие избыточной оксигенации заключается в том,что рефлекторным путем через различные рецепторные образо- вания может трансформировать престрогуморальнную регуляцию жиз- гии. Через систему нейрогуморальной регуляции ГБО осуществляет влияние на биологические процессы,стимулируя или ингибируя мета- болическую активность различных клеток. ТОКСИЧНОСТЬ КИСЛОРОДА И ЕГО АКТИВНЫХ ИНТЕРМЕДИАТОРОВ В последние годы широкое распространение получила свобод- щая повреждающий эффект гипероксии с высокореактивными метаболи- тами молекулярного кислорода. Молекулярный кислород (диоксиген) в процессах аэробного метаболизма активируется путем переноса на него электронов. В организме существует два типа использования кислорода клеткой,или два пути окисления,сопряженных с активацией молеку- лярного кислорода: 2. оксигеназный образованием воды. Таким образом,образуется универсальное биоло- гическое топливо-АТФ и малотоксичные для клетки вода и углекис- лота. 2. -происходит прямое присоединение кислорода к органическим - 8 - кислорода не происходит,а наблюдается неполное одноэлектрическое его восстановление. Появление неспаренного электрона в молекуле кислорода придает свойства активного радикала, получившего наз- вание супероксидантного анион-радикала (О 42 5. - 0). Присутствуя (в норме) в малых концентрациях ( 10 5-12 0-10 5-11 0), эти радикалы неоказывают повреждающего действия,однако при уве- мембран и существованию клетки. Одним из условий,создающих подоб- эксперименте,подобное было получено на крысах,при воздействии ГБО 1,2 АТА-26-29 часов. Повреждающее действие (О 42 5. - 0) на ткани реализуется через инициирование реакций свободнорадикального перекисного окисления липидов (ПОЛ) в мембранах клеток или клеточных органелл,измене- ния структуры ДНК,РНК и белков, инактивацию Н-группы тиоловых ферментов,глютатиона и деградацию макромолекул гиалуроновой кислоты. В последние годы установлено,что (О 42 5. - 0)в водных растворах не очень реактивен. Поэтому скорее всего повреждающий эффект на ткани оказывает не (О 42 5. - 0),а его высокоактивные производные,такие способностью реагировать с эндогенными субстратами,образующими ми,причем один из атомов или вся молекула кислорода включается в результате таких реакций инициируется ценное свободнорадикальное - 9 - окисление липидов,в ходе которого образуются перекисные соедине- ния. Отсюда этот процесс в целом получил название перекисное окисление липидов (ПОЛ). мембранах: 1."разрыхление "гидрофобной области липидного биослоя мемб- ран; (витаминов,стеридных гормонов,убихинона) и снижение концентрации 3. образование перекисных кластеров,являющихся каналами про- " (и др.)-----ведет к возникновению из- бытка Са" в клетках-----повреждающее действие на сердце; 4. изменение функциональных свойств белков,входящих в состав мембран и мембраносвязывающих ферментов и рецепторов (от их ак- тивации до полного ингибирования);и др. механизмы. Общий вывод: Отдавая должное важной роли ПОЛ в патологии биомембран,сле- дует указать и на то,что и активные формы кислорода могут оказы- вать деструктивное воздействие на клетки посредством,например, инактивации SH-групп ферментов и взаимодействия ДНК и гиалуроно- вой кислотой. Свободные радикалы,О 42 5. - 0 и 51 0О 42 0 могут прямо атаковать мембранные белки,вызывая их конформационные изменения и деграда- большие нарушения функциональных свойств ферментов,бел- тичесой сети и лизосом,деградацию полирибосом и угнетение синте- - 10 - за белков,что сопровождается угнетением окислительного фосфоре- лирования,высвобождением аутомических ферментов,глубокими расс- тройствами функции и гибелью клетки. АНТИОКСИДАНТНАЯ ЗАЩИТА Систему защиты можно разделить на : 1. физиологическую 2. биохимическую К физиологической относят: 2)уменьшение локального кровообращения в тканях при увеличение РО 42 0 в крови; 3)наличие дистанции и высокого сродства цитохромокси- дазы к кислороду. К биохимической относят: 1)строго определенная ориентация липидов в белково-ли- пидных комплексах и большая плотность упаковки ненасыщенных жир- ных кислот в фосфорелирующих мембранах,затрудняющая доступ у ним кислорода и его активных форм; 2)наличие системы ферментов,ответственных за разруше- тов,участвующих в разложении гидроперекисей нерадикальным путем; 3)наличие системы низкомолекулярных регуляторов,обла- дающих антиокислительными свойствами. К естественным антиоксидантам относятся: а)витамины группы Е; в)аминокислоты,содержащие SH группы (глютатион,цисте- - 11 - ин,цистамин); д)витамины группы А,В,К и Р; е)убихинон; Биооксиданты (особенно альфа токаферол)обладают способ- вать их и, таким образом обрывать цепи свободнорадикального ПОЛ. 4)наличие антирадикальных цепей,обеспечивающих поток Н 5+ 0,генерируемых при биологическом ферментативном окислении к ин- гибиторам,предотвращающим образование свободных радикалов; 5)наличие системы,регулирцющей обмен фосфолипидов мембраны и влияющей на скрость иницирования и продолжения цепно- го переноса путем изменения состава ненасыщенных жирных кислот фосфолипидов. ПОЛ,АНТИОКСИДАНТНЫЕ СИСТЕМЫ И ТОКСИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ ГБО патогенетические звенья механизма токсического действия кислоро- да с увеличением стационарной концентрации активированных форм кислорода и интенсификации перекисного и свободнорадикального окисления. Гипербарический кислород (4,1 АТА-15 мин.) в эксперименте вызывает резкое увеличение скорости ПОЛ в изолированной пече- к действию гипероксии;то же было получено (экспериментально) при действии избытка кислорода на другие органы животных. Клинически же выраженная кислородная интоксикация на уровне - 12 - организма проявляется в двух формах: 1) острой и 2) хронической При острой форме на первый план выдвигается поражение ЦНС, а при хронической-поражение легких. Однако необходимо знать,что существует различный диапазон между терапевтическим и токсическим действием ГБО. Практически можно считать,что условный градиент "токсичнос- "ГБО является давление 3 АТА, при котором возникает реальная Поэтому в клинической практике используют ГБО в значительно меньших дозировках,не чреватых какими-либо негативными проявле- ниями. ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ И ЛЕЧЕБНЫЕ ЭФФЕКТЫ ГБО 1. Умеренная "физиологическая" активация свободнорадикальных реакций ПОЛ ГБО оказывает (по крайней мере частично) свое терапевтичес- кое влияние пока некоторая активация ПОЛ компенсируется адекват- ными изменениями всех звеньев антиокислительной системы. Когда нарушается это равновесие начинает проявляться разрушающее дейс- твие ПОЛ на метаболизм,функцию и структуру клеток. 2. Повышение интенсивности биоэнергетических процессов На фоне ГБО происходит активация окислительного фосфорили- рования и усиление энергообразования в ткани. Установлено,что увеличение Ро 42 0 в ткани приводит к ускорению транспорта электро- нов по редокс-цепям митохондрий и микросомам. При этом умеренная при гипоксических состояниях. 3. Активация дезинтоксикационных процессов Активация осуществляется через ингибирование образования токсических метаболитов,активацию их разрушения и стимуляцию ге- неза малотоксических веществ. При воздействии ГБО в нервных элементах отмечаются признаки повышенной функциональной активности,выражающиеся в усилении си- наптической деятельности и возбуждении арен-и холенергических структур в сочетании с повышением синтеза РНК и усилением ак- сонплазматического тока. При ишимии г. м. с помощью ГБО происхо- ков,предохранение пре-и постсинаптических мембран от деструкции и активация новообразования митохондрий путем их деления. ГБО способна положительно воздействовать на регенерацию скелетных мышц костной ткани и, таким образом способствовать бо- лее быстрому заживлению раневого дефекта. Усиление регенераторных процессов в условиях ГБО обнаружено некробиотические изменения и уменьшается степень их дистрофии. карде выявлено в эксперименте в состоянии шока,леченных ГБО. При мелкоочаговом инфаркте миокарда ГБО стимулирует внутриклеточные процессы регенерации митохондрий в сердечных миоцитах. Другие клинико-функциональные эффекты ГБО 5. Подавление жизнедеятельности микроорганизмов (антибакте- риологический эффект); 6. Потенцирование действия диуретических,антиаритмических, мический эффект); 7. Деблокирование инактивированного гемоглобина,миоглоби- на,цитохромоксидазы (деблокирующий эффект); 8. Стимулирование или подавление активности иммунной системы 9. Снижение черепно-мозгового давления,улучшение мозгового кровотока в зоне поражения вселедствие возникновения изврвщенно- "обкрадывания"(вазопрес- сорный эффект); 10. Повышение радиочувствительности клеток злокачественных дах (компрессионный эффект при парезе кишечника и газовой эмбо- лии). ПРОТИВОПОКАЗАНИЯ ГБО 1. наличие в анамнезе эпилепсии (или каких-либо других судо- рожных припадков); 2. наличие полостей (каверны,абсцессы или воздушные закрытые полости) в легких; мм рт. ст.); 4. нарушение проходимости слуховых (евстахиевых) труб и ка- налов,соединяющих придаточные пазухи носа с внешней средой (по- липы и воспалительные процессы в носоглотке,в среднем ухе,прида- точных пазухах носа,аномалии развития и т. д.); 5. сливная двухсторонняя пневмония; 6. пневмоторакс (особенно напряженный0; 7. ОРЗ; 8. клаустрофобия; 9. повышенная чувствительность к кислороду. При наличии абсолютных жизненных показаний к ГБО большинс- тво противопоказаний может быть устранено (введение седуксена при судорогах,дренирование каверны или плевральной полости,пара- центез барабанных перпонок и т. д.). однако и в этих условиях не- обходимо обратить особое внимание на наличие повышенной чувстви- тельности к кислороду.