2017-11-30
290
Такой вид гипоксии характеризуется снижением в тканях: 1) напряжения кислорода; 2) активности дыхательных ферментов; 3) антиокислительных процессов; 4) синтеза макроэргических соединений; 5) функциональной активности как клеток, так и межклеточных структур.
При вторичной тканевой гипоксии напряжение кислорода как в крови, так и в тканях снижено (ниже критического уровня) и также уменьшено образование и содержание в тканях макроэргов. В механизме снижения синтеза АТФ в тканях при вторичной гипоксии важное место занимает дефицит АДФ, КРФ и неорганического фосфора, а также цитохрома С.
Следует отметить, что критический уровень потребления кислорода при вторичной тканевой гипоксии соответствует его напряжению в артериальной крови, равному 50 мм рт. ст. (рис. 12.10).
Рис. 12.10. Типичные изменения газового состава и рН крови при гипоксии тканевого типа (Литвицкий П. Ф. Патофизиология. В 2 т. Т. 1. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2002. — С. 478—513)
Основные показатели кислородного обеспечения организма и их изменения при различных типах гипоксии представлены в таблице 12.2.
Таблица 12.2.
Основные показатели кислородного обеспечения организма и их изменения при различных типах гипоксии
| Показатели кислородного обеспечения | Величины в норме | Отклонения при различных типах гипоксии | ||||
| I | II | III | ΙV | V | ||
| РАО2 | 100—106 мм рт. ст. (13,3—14,1 кПа) | Г↓ | Н | Н | Н | Н |
| РаО2 | 96—105 мм рт. ст. (13,3—14,1 кПа) | ↓ | Г↓ | Н | Н | Н |
| РvО2 | 35—45 мм рт. ст. (3,7—14,1 кПа) | ↓ | ↓ | Г ↓ | ↓ | Г ↑ |
| SaО2 | 90—98 % | ↓ | ↓ | Н | ↓ | Н |
| Δa/vO2 | 6 об. % | Н или ↓ | Н или ↑ | ↑ | ↑ | ↓ |
| KE | 16—23 об. % | Н | Н | Н | Г ↓ | Н |
Примечания: I — экзогенный, II — респираторный, III циркуляторный, IV — гемический, V — тканевой типы гипоксии; РАО2 — парциальное напряжение кислорода в альвеолярном воздухе; РаО2 — парциальное напряжение кислорода в артериальной крови; РvО2 — парциальное напряжение в венозной крови; SaО2 — насыщение (сатурация) гемоглобина кислородом; Δa/vO2 — артериовенозная разница по кислороду; KE — кислородная емкость крови; Н — нормальная величина показателя; ↓ — снижение показателя; ↑ — увеличения показателя; Г — отмечен показатель, имеющий главное значение в определении типа гипоксии.
Характеристика гиперметаболической гипоксии (гипоксии нагрузки). Гиперметаболическая гипоксия возникает при неадекватности доставки кислорода тканям организма при резко возросшем потреблении его последними. Это происходит при значительном усилении функций различных тканей, особенно мышечной, повышении их потребности в кислороде и неспособности организма адекватно увеличить к ним приток крови, богатой кислородом. При гипоксии нагрузки скорость доставки кислорода к тканям отстает от скорости его потребления последними, что проявляется снижением запасов кислорода и макроэргов в гиперфункционирующих клеточно-тканевых структурах организма.
Усиленно работающие ткани, особенно мышечная, потребляют из притекающей к ним крови большое количество кислорода, что сопровождается временным снижением насыщения им венозной крови (проявляется развитием венозной гипоксемии). Это характерно для первой (скрытой, латентной) степени гипоксии нагрузки.
В дальнейшем в результате активизации компенсаторно-приспособительных реакций и механизмов в организме наблюдают усиление доставки кислорода к тканям, соответствующее их кислородным запросам. Это характерно для второй (компенсированной) степени гипоксии нагрузки. Отмечают ослабление венозной гипоксемии и тканевой гипоксии. Компенсаторно-приспособительные изменения проявляются высокой эффективностью и экономичностью (увеличение легочной вентиляции, МОД, кислородного эффекта каждого дыхательного цикла, МОК, артерио-венозной разницы по кислороду, кислородного пула, перераспределение кровотока в пользу усиленно работающих мышц). Все эти изменения способствуют поддержанию достаточного для работы мышечных тканей рО2, превышающего его критический уровень, что обеспечено существенно возрастающей скоростью поэтапной доставки кислорода к работающим тканям. Дефицит АТФ и КРФ в тканях уменьшается.
При дальнейшем увеличении мышечной нагрузки скорость поэтапной доставки кислорода снижается, потребность организма в кислороде растет. Это характерно для третьей (субкомпенсированной) степени гипоксии нагрузки. Дополнительная энергия получается за счет активизации анаэробного гликолиза. Нарушается кровоток в легких (усиливается активность шунтирования крови). Развивается артериальная гипоксемия. В крови накапливаются недоокисленные метаболиты. Ослабляются компенсаторные механизмы (отсутствует увеличение дыхательного объема (ДО), кислородного эффекта дыхательного цикла и ударного объема (УО), нарастает частота сердечных сокращений). Усиливается несоответствие между уменьшающейся доставкой кислорода к тканям и сначала усиливающейся, а затем снижающейся утилизацией его последними. Гипоксия нарастает. Увеличивается дефицит макроэргов. (см. рис. 12.11)
Рис. 12.11 Последствия гипоксии
При интенсивной, продолжительной или нарастающей физической нагрузке происходит прогрессирование гипоксии. Это характерно для четвертой (декомпенсированной) степени гипоксии. Организм оказывается неспособным обеспечить соответствие снижающейся поэтапно доставки кислорода возрастающему запросу работающих тканей в кислороде. ДО, МОД, УО, МОК, кислородный эффект каждого дыхательного и сердечного цикла еще больше уменьшаются, а количество дыхательных движений и сердечных сокращений максимально увеличивается. Кислород расходуется неэффективно и неэкономично. В организме растет кислородный долг, дефицит макроэргов, прогрессивно накапливаются недоокисленные продукты. На фоне усиления тканевой гипоксии нарастает дефицит макроэргов, повреждаются и даже погибают мембраны, органеллы и целые клетки различных тканей и органов. Организм оказывается неспособным не только продолжить работу, но и восстановить поврежденные клеточно-тканевые структуры. Без оказания срочной медицинской помощи человек может погибнуть (рис. 12.12).
Рис. 12.12. Типичные изменения газового состава и рН крови при гипоксии перегрузочного типа Литвицкий П. Ф. Патофизиология. В 2 т. Т. 1. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2002. — С. 478—513)
12.5. Основные принципы терапии гипоксии
Выделяют следующие основные принципы лечения гипоксии: этиотропный, патогенетический, саногенетический и симптоматический.
Этиотропная терапия. Этиотропная терапия включает пути, мероприятия, способы и средства, направленные на ликвидацию или ослабление действия на организм причинных факторов и неблагоприятных условий. Особенности и эффективность этиотропного лечения зависят от типа, вида и стадии гипоксии.
При экзогенной гипоксии необходимо как можно быстрее и эффективнее нормализовать барометрическое давление (путем ликвидации или ослабления вызвавших его нарушения причин) и рО2 во вдыхаемом воздухе (путем добавления к нему необходимого количества О2).
При эндогенной гипоксии устраняют или ослабляют причины (т. е. причинные факторы и неблагоприятные условия), вызвавшие развитие соответствующих заболеваний или патологических процессов, сопровождающихся развитием гипоксии.
Патогенетическая терапия. Патогенетическая терапия направлена на устранение или существенное ослабление основного, ведущих и второстепенных звеньев патогенеза гипоксии. Для этих целей используют следующие мероприятия, способы и средства, направленные на улучшение функционирования систем транспорта кислорода к тканям.
1. Активизация деятельности сердечно-сосудистого и дыхательного центров, системы внешнего дыхания, системного, регионарного и микроциркуляторного кровообращения. Это достигается добавлением к вдыхаемому воздуху СО2 (до 3—9 %).
2. Оптимизация (адекватно потребностям организма) деятельности как газотранспортных систем организма, так и процессов утилизации О2 его тканями. Для более быстрого устранения гипоксии и более эффективного насыщения крови и тканей кислородом используют метод гипероксигенации всего организма или его отдельных частей (например, конечностей). Гипероксигенацию проводят в условиях как нормобарии, так и гипербарии (больному дают кислород при нормальном или повышенном барометрическом давлении). При этом важно учитывать возможность появления токсического действия избытка О2, проявляющегося преимущественно повреждением и перевозбуждением структур ЦНС, гиповентиляцией альвеол (из-за развития ателектаза и отека легких), развитием полиорганной недостаточности. При выявлении токсического действия О2 устраняют гипероксигенацию путем перевода больного на дыхание воздухом с нормальным рО2.
3. Улучшение доставки субстратов и регуляторных веществ к органам (особенно мозгу и сердцу).
4. Восстановление количества эритроцитов, гемоглобина, ОЦК.
5. Улучшение реологических свойств крови.
6. Активизация процесса диссоциации НbО2 в крови капилляров и др.
7. Улучшение функционирования систем удаления от тканей и органов недоокисленных продуктов метаболизма, осуществляемого посредством восстановления нарушенного кровообращения (улучшения венозного оттока от тканей, а значит и удаления от них продуктов метаболизма [особенно недоокисленных веществ и соединений]). Это достигается добавлением к вдыхаемому воздуху повышенных количеств СО2 (до 3—9 %).
8. Повышение адаптации и устойчивости тканей к гипоксии. Это обеспечивается путем:
— снижения общего уровня жизнедеятельности, в том числе расхода энергии, достигаемого:
• активизацией процессов внутреннего торможения;
• уменьшением процессов возбуждения нервной системы;
• ослаблением избыточной активности эндокринной системы, особенно таких ее комплексов, как гипоталамо-гипофизарно-тиреоидная (ГГТС), гипоталамо-гипофизарно-гонадная (ГГГС) и гипоталамо-гипофизарно-кортикоадреналовая (ГГАС) системы;
— стабилизации клеточных и субклеточных мембран и снижения степени их повреждения;
— ликвидации или ослабления дисбаланса ионов и воды в клеточно-тканевых структурах организма;
— устранения имеющихся различных видов ферментопатий;
— специфического вмешательства в процессы биологического окисления в клетках посредством применения лекарственных средств различных механизмов действия, в частности, призванных:
• повысить устойчивость «узких мест» цикла Кребса;
• ослабить или предотвратить патологическое влияние недостатка кислорода на дыхательные ферменты;
• разгрузить дыхательную цепь и НАД-зависимые дегидрогеназы цитоплазмы с помощью искусственных переносчиков электронов;
• ослабить повышенное образование перекисей и свободных радикалов в клетках;
• повысить сопряжение процессов окисления и фосфорилирования в органеллах (путем применения ферментов и субстратов Р-450, коферментов — витаминов В, Е, С и др.);
• обеспечить стимуляцию анаэробного образования макроэргов (путем активизации гликонеогенеза и гликолиза);
• активизировать выведение из организма метаболитов, особенно недоокисленных;
• ускорить отведение продуктов анаэробного обмена из обратимых реакций;
• нормализовать pH внутренней среды (путем ликвидации или снижения ацидоза).
Ведущее положение среди лекарственных средств, нормализующих расстройства биологического окисления в клетках занимают следующие.
Антигипоксанты (гутимин, олифен, амтизол, этимизол, полуальдегид янтарной кислоты, тримин, фитоадаптогены) повышают резистентность тканей к недостатку кислорода и действующие на клеточном и субклеточном уровнях путем:
— улучшения кислородтранспортной функции крови,
— снижения кислородных запросов клеточно-тканевыми структурами организма,
— активизации процесса анаэробного синтеза АТФ,
— активизации процесса гликонеогенеза,
— образования искусственных редокс-систем,
— стабилизации как клеточных, так и субклеточных биологических мембран.
Антиоксиданты (витамины: С, Е, А; селен, селенит натрия; дибунол; ионол; глутатион, убихинон; эссенциале; производные пиридинов, унитиол; фитоадаптогены) направлены на снижение как избыточного количества свободных радикалов и перекисей (главным образом липидных), так и повреждающего действия последних на различные, особенно мембранные, структуры клеток.
Фитоадаптогены (корни и листья растений семейств аралиевых, толокнянковых). Наибольшим профилактическим и лечебным действием обладают препараты, полученные как из природных клеток растений (элеутерококка, женьшеня, левзеи, заманихи, родиолы розовой), так и из клеток, выращенных в культуре тканей этих растений. Данные препараты обладают способностью повышать неспецифическую адаптацию и резистентность различных клеточно-тканевых структур (в частности, сердца, мозга) и целостного организма при действии разнообразных (биологических, химических и физических) патогенных факторов, в том числе и лекарств, обладающих выраженным токсическим действием (например, противоопухолевых химиотерапевтических средств).
Симптоматическая терапия. Симптоматическая терапия призвана ликвидировать или существенно ослабить не только неприятные, тягостные для человека субъективные ощущения, но и различные неблагоприятные симптомы, обусловленные как гипоксией, так и отрицательными последствиями этиотропного и патогенетического лечения. Для этих целей используют огромный арсенал лекарственных и нелекарственных методов и средств, устраняющих или снижающих разнообразные второстепенные патологические изменения в организме, в том числе волнение, боль, отрицательные эмоции.
Основные принципы профилактики гипоксии. Профилактика гипоксии и ее отрицательных последствий не только возможна, но и целесообразна и достаточно эффективна. Для этого в течение длительного времени можно искусственно вызывать многократную, прерывистую, ступенчатую гипоксическую гипоксию как в нормобарических, так и в гипобарических условиях.
Проводя тренировки гипоксической гипоксией, вызываемой вдыханием воздуха с постепенным снижением в нем парциального давления кислорода, можно повысить устойчивость организма к действию разнообразных (механических, термических, химических, токсических, биологических) повреждающих факторов, в том числе к операционным воздействиям, различным ядам, инфекционным (в том числе вирусам, бактериям, грибам) и другим патогенным факторам.
В экспериментах на разных видах животных показано, что после многократных тренировок к недостатку кислорода во вдыхаемом воздухе, к физическим (мышечным), особенно нарастающим, нагрузкам, к артериальной гипотензии, вызываемой дробными кровопусканиями, повышается резистентность организма к различным видам патологии, в том числе к гипоксии экзогенного и эндогенного происхождения.
В целях профилактики различных видов (в том числе и гипоксической) гипоксии можно использовать различные группы лекарственных препаратов: фитоадаптогены растений семейств аралиевых (элеутерококк, левзея, женьшень и другие), толокнянковых (родиола розовая), антигипоксанты (гутимин, олифен), актопротекторы (этилтиобензимидазола гибробромид), антиоксиданты (витамины А, Е, С, препараты селена).
Контрольные вопросы
1. Дайте определение понятия «гипоксия».
2. Дайте классификацию гипоксии.
3. Назовите и охарактеризуйте основные виды гипоксии.
4. Общий патогенез гипоксии
5. Горная болезнь. Этиология. Патогенез. Профилактика лечение.
6. Высотная болезнь. Этиология патогенез. Профилактика лечение.
7. Гипоксическая гипоксия. Этиология патогенез. Профилактика лечение.
8. Дыхательный (респираторный) тип гипоксии. Этиология. Патогенез. Профилактика лечение.
9. Циркуляторный тип гипоксии. Этиология. Патогенез. Профилактика лечение.
10. Гемический тип гипоксии. Этиология. Патогенез. Профилактика лечение.
11. Тканевой тип гипоксии. Виды. Этиология. Патогенез. Профилактика лечение.
12. Гипоксия нагрузки. Этиология. Патогенез. Профилактика лечение.
13. Патогенетические принципы профилактики и лечение гипоксии.
Литература
1. Шанин В. Ю. Клиническая патофизиология. — СПб.: Специальная литература, 1998. — 583 с.
2. Патофизиология / под ред. проф. В. Ю. Шанина. — СПб.: ЭЛБИ-Спб, 2005. — 639 с.
3. Литвицкий П. Ф. Патофизиология. В 2 т. Т. 1. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2002. — С. 478—513
4. Клиническая патофизиология под ред.В.А. Черешнева, П.Ф. Литвицкого, В.Н. Цыгана. – СПб: СпецЛит, 2015 – 431с.
5. Клиническая патофизиология под ред.В.А. Черешнева, П.Ф. Литвицкого, В.Н. Цыгана. – СПб: СпецЛит, 2015. – 467с.
6. Литвицкий П. Ф. Патофизиология. В 2 т. Т. 1. — М.: ГЭОТАР-Медиа, 2015. — С. 35—58
7. Литвицкий П. Ф. Клиническая патофизиология — М.: Практическая медицина, 2015. — С. 60—68.
8. Патология / под ред. В. А. Черешнева, В. В. Давыдова / В 2 т. — М.: «ГЭОТАР-Медиа», 2009. — Т. 1. — С. 48—52.
9. Зильбернагль С., Ланг Ф. Клиническая патофизиология. Атлас / пер. с англ. под ред. П. Ф. Литвицкого. — М.: Практическая медицина, 2015. — 437 с.
9. Практикум по патологической физиологии / под ред. В. Н. Цыгана, А. В. Дергунова, О. В. Леонтьева. — СПб.: Изд-во ВМА им. С. М. Кирова, 2015. — 240 с.
10. Гипоксия / под ред. В. С. Новикова. — СПб: СпецЛит, 2000. — 343 с.
Глава 13. Патофизиология типовых нарушений обмена веществ и энергии
13.1. Основные нарушения энергетического обмена
Физиологическая характеристика энергетического обмена. Энергетический обмен сопровождает функциональный и структурный метаболизм каждой клетки организма.
В организме человека глюкоза и насыщенные жирные кислоты (ЖК) — пальмитиновая (С16:0) и стеариновая (С18:0) — являются основными субстратами для синтеза макроэргов, которые необходимы для обеспечения клетки энергией. Продемонстрируем общие представления о распределении энергетических субстратов в организме.
Распад глюкозы с извлечением из нее энергии совершается в клетке в два этапа:
— в цитоплазме в результате гликолиза из глюкозы образуются две молекулы пирувата, из которого при расщеплении образуется ацетил-КоА;
— в митохондриях ацетил-КоА окисляется кислородом до СО2 и Н2О.
Насыщенные жирные кислоты окисляются в митохондриях (β-окисление жирных кислот). Белок-переносчик карнитин транспортирует пальмитиновую и стеариновую кислоты внутрь митохондрии.
Ненасыщенные жирные кислоты тоже могут подвергаться окислению в специальных клеточных органеллах — пероксисомах. Пероксисомы содержат белок цитохром Р 450, необходимый для окисления кислородом.
Высвобождающаяся энергия может утилизироваться в органах и тканях или депонируется. У человека необходимость поддержания постоянной температуры тела требует образования особых резервных запасов энергетических субстратов. Таким резервным депо является бурая жировая ткань. Энергия, необходимая для «повседневного» функционирования организма, аккумулируется в белой жировой ткани.
При снижении величины энергообмена ниже 50 % происходит ухудшение и снижение функциональной активности организма.
Различают следующие уровни энергообмена (схема 13.1).
| Уровень энергообмена организма, несовместимый с жизнью |
| Не превышает 15 % максимального в данных условиях энергообмена |
| Уровень подержания целостности |
 
| Не может быть ниже 15 % всей активности |
| Уровень готовности к активному действию | Составляет 50 % энергообмена |
Схема 13.1. Уровни энергообмена организма.
Интенсивность энергообмена зависит от характера деятельности. По степени энергетических затрат можно распределить представителей разных профессий на 4 группы. Суточный расход энергии групп представлен на схеме 13.2.
| 1 группа | 
| Работники умственного труда (врачи, инженеры, ученые и т. п.) — 3000 ккал/сут; |
| 2 группа |
| Работники механизированных производств (фрезировщики, водители и т. п.) — 3500 ккал/сут; |
| 3 группа |  
| Рабочие, занятые физическим трудом (слесари и т. п.) — 4000 ккал/сут; |
| 4 группа | Рабочие тяжелого физического труда (шахтеры, грузчики и т. п.) > 4500 ккал/сут |
Схема 13.2. Суточный расход энергии представителей различных профессий
Энергия в организме в первую очередь тратится на мышечную работу, на проведение электрических импульсов, работу химических насосов, внутренних органов, на синтез продуктов, что говорит о наличии в организме механической, электрической и химической энергии.
Патофизиология энергетического обмена. В период старения в организме происходит снижение энерготрат, что приводит к непрерывному накоплению жира, который постепенно удаляет из организма воду. Основные этапы онтогенеза и их влияние на энергетический обмен имеют следующие характеристики (табл. 13.1).
Таблица 13.1.
Характеристика обменных процессов, влияющих на энергетический обмен в различные периоды онтогенеза
| Период онтогенеза | Характеристика обменных процессов, влияющих на энергетический обмен |
| Младенчество | Источниками энергии служат сахара (лактоза, глюкоза) и короткоцепочечные жирные кислоты (молочный жир), из которых в организме синтезируются эндогенные жирные кислоты. Молоко представлено жировой эмульсией, поэтому для всасывания жира в кишечнике не требуется большого количества желчи. Переход к потреблению экзогенных пальмитиновой и стеариновой кислот осуществляется после формирования механизма синтеза желчи |
| Молодой и зрелый возраст (репродуктивный период) | Синтез желчи предполагает образование путей распределения в организме холестерина. Приток экзогенного жира обеспечивает организм дополнительной энергией. Холестерин ЛПВП поступает в печень для синтеза желчных кислот и в соответствующие ткани для синтеза половых гормонов. Основную массу холестерина переносят в печень ЛПНП, а ЛПВП являются только дополнительным источником. Поступление холестерина в печень регулируется эстрогенами, что свидетельствует о необходимости дополнительных поставок энергии в женский организм. У мужчин избыток образовавшихся ЛПНП удаляется в макрофаги — «мусорщики». Возрастные нарушения энергетического обмена характеризуются постепенным накоплением в организме неиспользованных жирных кислот |
| Пострепродуктивный период | Происходит потеря жира из подкожной жировой клетчатки и накопление в мезенхимальных клетках с их жировым перерожденнием. Развивается резистентность к лептину и клетка перестает утилизировать жирные кислоты. Появляется резистентности к инсулину в жировой ткани. Увеличивается поток жирных кислот в печень. Усиливается секреция гепатоцитами триглицеридов. Прекращается липолиз в жировой ткани, а ТГ начинают аккумулироваться в адипоцитах в возрастающих количествах. Образуется переизбыток энергетического субстрата вследствие ее недорасходования. |
Таким образом, энергия, которая ранее использовалась для воспроизводства и совершения физической работы, аккумулируется в виде насыщенных жирных кислот в мезенхимальных клетках. В этих клетках образуются скопления плотного неметаболизируемого жира вследствие того, что высокая активность фермента стеароил-десатуразы, который препятствует уплотнению скоплений ТГ, характерна только для адипоцитов и макрофагов. Мезенхимальные клетки не имеют системы мобилизации жира в ответ на стимуляцию гормонами, не могут вывести жировые скопления в экстрацеллюлярное пространство. Чтобы как-то избавиться от лишнего груза, клетка активизирует систему внемитохондриального окисления ЖК. Но этот нефизиологический путь утилизации избыточного субстрата ведет к накоплению окисленных полупродуктов и детергентов. Накопление в нежировых тканях продуктов окисления липидов (ПОЛ) приводит к липотоксичности, которая увеличивает апоптоз и способствует прогрессированию функциональной недостаточности ткани. Накопление триглицеридов в нежировой ткани вызывает развитие воспалительного процесса.
Для того чтобы избежать последствий внутриклеточного накопления триглицеридов, дифференцирующиеся клетки в этих тканях приобретают черты адипоцитов. Мезенхимальные клетки с адипоцитоподобным фенотипом продуцируют различные цитокины, которые индуцируют дисдифференциацию клеток, что увеличивает область жирового перерождения тканей.
Часть поступающей в организм энергии, которая не утилизируется при пролиферации клеток, выполнении физических нагрузок, реализации репродуктивного потенциала, расходуется на синтез эндогенных жирных кислот, которые в нежировых тканях образуют скопления неметаболизируемого жира, т. е. на синтез элементов липидных кристаллов. Избыток невостребованных энергетических субстратов, нарастающий в течение всей жизни человека, приводит в позднем онтогенезе к холециститам и возрастному атеросклерозу, резистентности к инсулину, гипергликемии и инсулиннезависимому диабету 2 типа, гипертонии, нейродегенеративным заболеваниям.
При различных расстройствах процесса распада органических веществ, имеющих запас энергией химических связей, возможно нарушение выделения энергии в виде либо первичного, либо вторичного тепла (табл. 13.2).
Таблица 13.2.
Выделение энергии в организме в виде тепла
| Первичное тепло | Вторичное тепло |
| Образуется в результате диссимиляции поступивших в организм или вновь образованных в нем веществ | Образуется в результате расходования на те или иные жизненные процессы ранее запасенных макроэргов (КРФ, АТФ, АДФ, ГТФ, ГДФ) |
Нарушения энергетического обмена обычно проявляются изменением количества и соотношения макроэргических соединений, скорости обновления макроэргов, напряжения кислорода в тканях, характера и интенсивности клеточного дыхания, процессов биологического окисления, главным образом интенсивности окислительного фосфорилирования (осуществляемого преимущественно в митохондриях), аэробного и анаэробного гликолиза (осуществляемого преимущественно в гиалоплазме), структурного состояния и проницаемости мембран митохондрий, ядра, лизосом и других внутриклеточных органелл, а также клеточных мембран.
При нарушении энергетического обмена преимущественно страдают процессы и реакции катаболизма, составляющие его основу. При значительных расстройствах как катаболических, так и анаболических процессов может возникать недостаток и субстратов, и макроэргов, необходимых для осуществления окислительных и синтетических процессов.
Катаболизм может совершаться внеклеточно с помощью пищеварительных ферментов и внутриклеточно при участии лизосомальных гидролаз.
Генетическая недостаточность лизосомальных ферментов приводит к возникновению болезней накопления (мукополисахаридозы, сфинголипидозы, гликогенозы).
Расстройства конечных стадий катаболизма белка характеризуются нарушением образования и дальнейших изменений мочевины, мочевой кислоты, аммиака, креатинина, индикана, а также их выведения из организма.
Повреждение анаболических процессов приводит к нарушению воспроизведения функционально важных соединений — ферментов, гормонов, необходимых для осуществления катаболизма.
Другой выраженный патогенетический механизм, приводящий к существенному уменьшению образования макроэргов (главным образом КРФ и АТФ) и следовательно использования их на многообразные специфические и неспецифические функции, в том числе на обеспечение пластического обмена, — разобщение окислительного фосфорилирования.
Последнее обычно возникает в результате нарушений в клетках организма дыхательной цепи, главным образом цикла трикарбоновых кислот Кребса. Это происходит под влиянием повреждающего действия вирусов (гриппа и др.), бактерий (например, золотистого стафилококка), токсинов (стафилококкового, дифтерийного и др.), ядов (2,4-динитрофенола, урамицидина и др.). Разобщающим окислительное фосфорилирование действием обладают многие ФАВ, в частности избыточное количество тиреоидных гормонов, прогестерона, СТГ, вазопрессина, а также недостаток некоторых витаминов, особенно В1, В2, В6, Е, С и др.
