Тканевая гипоксия (первичная тканевая гипоксия)

Тканевая гипоксия (первичная тканевая гипоксия) возникает вследствие нарушения способности тканей использовать доставленный кислород. Причины тканевой гипоксии: факторы, снижающие эффективность утилизации кислорода клетками тканей и/или сопряжения окисления и фосфорилирования.

Снижение эффективности усвоения кислорода клетками наиболее часто является результатом ингибирования активности ферментов биологического окисления, значительного изменения физико‑химических параметров в тканях, торможения синтеза ферментов биологического окисления и повреждения мембран клеток. Подавление активности ферментов биологического окисления наблюдается при:

- специфическом ингибировании ферментов. Примером могут служить ионы циана (CN^–), препятствующие окислению цитохрома. В результате блокируется восстановление железа дыхательного фермента и транспорта кислорода к цитохрому. Аналогичные последствия вызывает блокада активных центров ферментов тканевого дыхания антимицином А, соединениями, содержащими сульфид‑ион S^2– и некоторыми другими веществами;

- неспецифическом ингибировании ферментов биологического окисления ионами металлов (Ag²⁺, Hg²⁺, Cu²⁺). При этом указанные металлы обратимо взаимодействуют с SH–группами фермента с образованием его неактивной меркаптоидной формы;

- конкурентном ингибировании ферментов биологического окисления. В роли конкурентных ингибиторов могут выступать оксалат и малонат, блокирующие взаимодействие сукцината с сукцинатдегидрогеназой в цикле трикарбоновых кислот; фторлимонная кислота, конкурирующая за активный центр аконитазы с цитратом.

Изменения физико‑химических параметров в тканях (температуры, электролитного состава, рН, фазового состояния мембранных компонентов) существенно влияют на эффективность биологического окисления. Отклонение от нормы указанных и других параметров наблюдается при многих болезнях и патологических состояниях: гипертермиях и гипотермиях, недостаточности различных органов (сердца, почек, печени), анемиях и ряде других).

Торможение синтеза ферментов биологического окисления может наблюдаться при:

- общем или частичном (особенно белковом) голодании;

- при большинстве гипо‑ и авитаминозов;

- нарушении обмена минеральных веществ, необходимых для синтеза ферментов.

Повреждение мембран. В наибольшей мере это относится к мембранам митохондрий. Важно, что выраженная гипоксия любого типа сама по себе активирует многие механизмы, приводящие к повреждению мембран и ферментов клеток с развитием тканевой гипоксии.

Снижение степени сопряжения окисления и фосфорилирования макроэргических соединений в дыхательной цепи

Выраженной способностью разобщать процессы окисления и фосфорилирования обладают многие эндогенные агенты (например, избыток Ca²⁺, H⁺, ВЖК, йодсодержащие гормоны щитовидной железы), а также экзогенные вещества (2,4‑динитрофенол, дикумарин, пентахлорфенол, грамицидин и другие).

В этих условиях увеличиваются расход кислорода тканями и интенсивность функционирования компонентов дыхательной цепи. Однако, большая часть энергии транспорта электронов трансформируется в тепло и не используется для ресинтеза макроэргов. Эффективность биологического окисления снижается. Клетки не получают энергетического обеспечения. В связи с этим нарушаются их функции и нарушается жизнедеятельность организма в целом.

Изменения газового состава и рН крови

- увеличение парциального напряжения кислорода в венозной крови;

- увеличение объёмного содержания кислорода в венозной крови;

- уменьшение артерио‑венозной разницы по кислороду (исключение — тканевая гипоксия, развившаяся при действии разобщителей окисления и фосфорилирования);

- негазовый ацидоз.