Что такое гипоксия, и как нам с ней бороться?

Общий рейтинг статьи/Оценить статью
[Всего голосов: 3 Общая оценка статьи: 5]

Гипоксия – это состояние, которое возникает при нехватке кислорода в организме. Синонимы термина “гипоксия” – кислородное голодание или кислородная недостаточность. Причиной гипоксии может быть как недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе, так и ряд заболеваний. Считается что в некоторых случаях кратковременная гипоксия даже подстегивает и бодрит организм. Но чаще всего, это состояние губительно и требует принятия соответствующих мер. Давайте подробнее разберем причины гипоксии, ее последствия, а также узнаем, как с ней бороться.

Для чего нам нужен кислород

Наша жизнедеятельность полностью зависит от кислорода. Никто не будет спорить с тем, что каких-либо вариантов заменить кислород просто не существует.

Для того чтобы разобраться к чему может привести недостаток кислорода, нужно проследить весь путь кислорода от легких до мельчайших органелл клетки.

Итак, мы вдыхаем воздух, в котором содержится кислород. Через дыхательные пути он попадает в легкие, а из их альвеол – в капилляры. В крови кислород присоединяет гемоглобин, который является главным его переносчиком, и лишь небольшое количество кислорода растворяется в плазме крови.

Из легких богатая кислородом альвеолярная кровь попадает в левое предсердие, а затем и в левый желудочек сердца. Отсюда кровь выходит и разносится ко всем тканям организма. Более крупные артерии распадаются на мелкие капилляры, через стенки которых кислород проникает в клетки. Вместе с тем, в кровь возвращается отработанный углекислый газ, кровь превращается в венозную. Она направляется в правое предсердие, затем в правый желудочек, а оттуда – опять в легкие. Это упрощенная схема большого и малого кругов кровообращения.

Теперь посмотрим, а что же происходит с кислородом в клетках.

В целом можно сказать, что так называемое тканевое дыхание – довольно сложный биохимический процесс. Он происходит в митохондриях – энергетическом центре клеток. Основная его суть – это постепенное расщепление глюкозы до углекислого газа и воды с образованием жизненно необходимой энергии АТФ. Важную роль в тканевом дыхании играют жирные кислоты. Процесс расщепления глюкозы включает в себя:

  • Гликолиз, с превращением пирувата из глюкозы
  • Окисление пирувата
  • Цикл Кребса, или цикл трикарбоновых кислот (пожалуй, “любимый” многими студентами медицинского ВУЗа)
  • Окислительное фосфорилирование

Набор букв, правда? Конечно же мы не будем подробно разбирать всю цепочку биохимических реакций, потому что часть читателей смело закроют эту статью, другая же часть – просто уснут. Все эти подробности к тому, что только первая стадия, гликолиз, может протекать и без кислорода. В этом случае процесс называется брожением. Другие три стадии, а особенно последняя, без кислорода просто невозможны.

Целью клеточного дыхания является получение энергии и сохранение ее в виде АТФ.  Аденозинтрифосфат (АТФ) – это энергетически емкое соединение, при гидролизе (реакции с водой) которого высвобождается от 40 до 60 КДж энергии. Нам привычнее энергию считать в ккал. Поэтому 40 – 60 КДж = 9,6 – 14,3 ккал энергии.

Если задуматься, то возникает резонный вопрос. Энергия же нематериальна, чего не скажешь о молекуле АТФ. Получается, в клетке происходят практически мистические процессы перехода нематериального в материальное. Но это вовсе не мистика. Энергия скрыта в фосфатной связи молекулы АТФ, которая освобождается при ее распаде и идет на нужды организма.

Говоря простым языком, кислород нам необходим для того, чтобы превратить пищу, которую мы едим, в топливо — энергию.

Причины гипоксии

Причины гипоксии можно разделить на 2 группы – экзогенные (причина извне) и эндогенные (причина внутри).

Экзогенные причины – это состав воздуха, который мы вдыхаем. Согласитесь, сложно организму адаптироваться к низкому парциальному давлению кислорода. Такая ситуация обычно наблюдается при подъеме на высоту. Атмосферное давление снижается, соответственно снижается насыщение крови кислородом. У неадаптированных людей развивается горная болезнь, которая сопровождается гипоксией.

Эндогенная гипоксия развивается в результате ряда болезней. Зная путь поступления кислорода в клетку, можно предположить, что патология может быть на уровне:

  1. Легких
  2. Кровеносных сосудов и крови
  3. Клетки

Соответственно, эндогенная гипоксия может быть по причине:

  • Нарушения функции дыхания. Например, поверхностное или редкое дыхание неспособно обеспечить приток достаточного количества кислорода. Как правило, это результат нарушения нервной регуляции процесса дыхания.
Храп и задержки дыхания во сне является признаком нестабильности дыхательных путей и приводят к гипоксии.
  • Заболеваниях легких, при которых поражены альвеолы – при этом снижается проницаемость мембран для кислорода, и большая его часть просто не может попасть в кровоток.
  • Нарушениях кровообращения, например, при сердечной недостаточности, или закупорке кровеносных сосудов бляшкой при атеросклерозе.
  • Массивных кровопотерь
  • Повышения потребности организма в кислороде на фоне стресса или при физической нагрузке.
  • Железодефицитной анемии. В этом случае не хватает гемоглобина для транспорта необходимого количества кислорода в клетки.
  • Алкоголизма. У людей, злоупотребляющих спиртными напитками, снижается уровень гемоглобина, соответственно организм не может получать необходимое количество кислорода. Кроме того, выдыхаемый алкоголь растворяет сурфактант, который тонкой пленкой выстилает альвеолы легких.
  • Вдыхания угарного газа. Угарный газ – оксид углерода очень токсичен, так как формирует с гемоглобином очень стойкое соединение. Таким образом, большая часть эритроцитов блокируется для переноса кислорода, что вызывает гипоксию. Как правило, этот процесс развивается остро.
  • Воздействия на организм ряда химических соединений и лекарств – амидопирина, феназепама, нитратов, нитритов и других приводит к образованию метгемоглобина. Это соединение не способно связывать и переносить кислород.
  • Нарушения функции клеточных мембран, в результате чего кислород просто не может попасть в клетку.
  • Нарушения синтеза ферментов, которые принимают участие в тканевом дыхании. Это может быть как результатом дефицита некоторых витаминов (группы В), так и результатом влияния цианидов и других веществ. Таким образом, даже находясь в клетке, кислород просто не способен выполнять свою функцию.
  • Изменения рН среды и температуры тела. Эти параметры влияют на скорость и эффективность биологических реакций.
Кстати, для любителей “обезжиренных” диет есть плохие новости. Алвеолы легких выстланы тонкой пленкой – сурфактантом. Она необходима для того, чтобы препятствовать слипанию альвеол при выдохе. Сурфактант на 90% состоит из жиров.

Что происходит в клетке при гипоксии

При гипоксии в клетке нарушаются нормальные метаболические процессы, в результате чего развивается дефицит АТФ. Мы уже разобрались, что АТФ – это главный источник энергии организма. Следовательно, дефицит АТФ равен дефициту энергии.

Кроме того, в клетке накапливаются кислые продукты (молочная кислота, кетоновые тела и др.), что приводит к ацидозу.

Ацидоз – это смещение кислотно-щелочного баланса организма в кислую сторону.

С “закислением” организма связаны многие болезни, в том числе и процесс старения. Гипоксия, таким образом является пусковым механизмом этих процессов. Она приводит ко многим заболеваниям и усугубляет течение патологических процессов.

Еще один важный момент. 90% всей энергии мы получаем из углеводов и продуктов расщепления жиров – триацилглицеридов. И только лишь 10 % энергии нам дают аминокислоты. При гипоксии на фоне дефицита АТФ и ацидоза происходит усиленное расщепление белков до аминокислот, а затем и самих аминокислот. Образуются так называемые кетокислоты, которые еще больше сдвигают pH в кислую сторону.

Все эти процессы приводят к:

  • Появлению большого количества свободных радикалов, которые разрушают организм;
  • Повышению проницаемости клеточных мембран. Таким образом клетки теряют полезные питательные вещества и минералы, плюс приобретают способность пассивно поглощать вредные вещества;
  • Нарушению функции клеток, тканей и органов;
  • Общей интоксикации организма.
Гипоксия в итоге приводит к гибели клеток.

Компенсация гипоксии

Наши органы обладают различной степенью чувствительности к гипоксии. Самыми устойчивыми являются кости и хрящи, которые сохраняют жизнеспособность длительное время – более суток без кислорода. Мышцы способны продержаться 2 часа, печень и почки – 20 минут. И, наконец, наиболее чувствительными к дефициту кислорода являются сердце и головной мозг.

Недостаток кислорода в крови организм пытается компенсировать. В первую очередь реагируют рецепторы, чувствительные к кислороду. Они находятся в сонной артерии и гипоталамусе. При гипоксии нервный импульс от этих рецепторов идет в продолговатый мозг, где расположены дыхательный и сердечно-сосудистый центры. Там происходит обработка сигнала, оценка тяжести гипоксии и принятие решений.

Первым решением является стимуляция дыхания. Независимо от причин гипоксии, организм воспринимает дефицит кислорода, как проблему с его недостатком во вдыхаемом воздухе. Соответственно, для того чтобы насытить организм кислородом нужно дышать чаще.

С функцией дыхания тесно связана функция кровообращения. Учащение дыхания – это сигнал для сердца ускорить кровоток. Значит сердцу нужно биться чаще. Одновременно с этим, увеличивается приток крови к жизненно важным органам. Это обеспечивается расширением кровеносных сосудов, питающих эти органы, и сужением их на периферии.

Так же как и другие органы и ткани, на гипоксию реагируют почки. Они вырабатывают специальный гормон эритропоэтин, который стимулирует образование новых эритроцитов.

Ацидоз, к которому приводит гипоксия, способствует более легкой передаче кислорода от гемоглобина нуждающимся клеткам.

Так как клетки не совсем понимают причину недостатка энергии, вместе с кислородом, они активно требуют и глюкозу. На уровне организма это выражается желанием “покушать сладенького”

При длительной гипоксии запускается каскад гормональных реакций. В этом процессе принимают активное участие щитовидная железа, надпочечники и поджелудочная железа. Усиливается выработка гормонов стресса. Эти гормоны регулируют обменные процессы, отключая второстепенные и усиливая более важные. Самым главным вопросом, на котором сконцентрирована сейчас работа организма – запуск альтернативных источников получения энергии. Несмотря на то, что наш организм является абсолютно аэробным, есть механизмы, которые позволяют поддержать метаболизм при недостатке кислорода. Это так называемый анаэробный (бескислородный гликолиз).

Для того, чтобы понять, насколько эффективен гликолиз с кислородом и без него, предлагаем следующие максимально упрощенные формулы:

С кислородом
Глюкоза + кислород = 36 молекул АТФ + углекислый газ + вода

Без кислорода
Глюкоза = 2 молекулы АТФ + углекислый газ + вода + молочная кислота

Однако, у компенсаторных механизмов тоже есть предел прочности. В результате гипоксия приводит к нарушению функции головного мозга, координации движений и к ухудшению общего состояния.

Признаки гипоксии

  • Затрудненное дыхание, одышка
  • Цианоз – посинение губ, лица, пальцев на руках и ногах
  • Учащенное сердцебиение
  • Парестезии – чувство жжения, “мурашек”, покалывания
  • Эйфория, эмоциональные расстройства
  • Вялость, сонливость
  • Снижение температуры тела
  • Нарушение пищеварения и функции почек
  • Возможно повышение диуреза (мочеиспускания)

Гипоксия

В тяжелых случаях:

  • Спутанное сознание или потеря сознания
  • Судороги
  • Замедление сердцебиения (брадикардия)
  • Снижение артериального давления
  • Урежение дыхания и пульса
  • Нарушение сердечной деятельности
  • Летальный исход

Диагностика гипоксии

Диагностика гипоксии достаточно проста. Для этого применяют прибор пульсоксиметр. Он измеряет сатурацию – насыщение крови кислородом. В норме она равна 95%. Пульсоксиметр прост в применении, измерения можно проводить даже в домашних условиях. Этот прибор стал очень популярен в связи с пандемией COVID – 19. Приобрести пульсоксиметр можно в магазинах медтехники или в интернет — магазине.

Лечение гипоксии

Прежде всего, нужно понимать, что гипоксия – это не диагноз, а состояние. Поэтому нужно выяснить причину.

Если гипоксия вызвана длительным пребыванием в закрытом помещении, то суть “лечения” ясна. Важно проветривать комнату и чаще дышать свежим воздухом, желательно на природе.

Очень модным трендом сейчас являются “обогащенные кислородом” товары – косметика, коктейли, вода, и много еще всякого разного. Стоят они немало, а вот пользы от них – никакой. Это можно заявить ответственно. Мы можем получать кислород в процессе дыхания, других механизмов природа не предусмотрела. Естественно, и польза от этих продуктов не доказана.

Если гипоксия вызвана другими причинами, необходима помощь врача.

Существует множество лекарственных препаратов, которые могут помочь при гипоксии:

  • Бронхорасширяющие (бронхолитики) – устраняют спазм бронхов. Они необходимы в том случае, если гипоксия возникла в результате сужения дыхательных путей.
  • Дыхательные аналептики – применяют в случае нарушения дыхания в связи с неврологическими проблемами. Они действуют непосредственно на дыхательный центр головного мозга.
  • Антидоты – инактивируют и выводят вредные вещества, если они стали причиной кислородного голодания
  • Сердечные гликозиды – нормализуют работу сердца
  • Антиагреганты – улучшают реологические свойства крови, если вязкость ее повышена
  • Препараты железа – применяют при железодефицитной анемии
  • Антигипоксанты – группа лекарств, которые помогают кислороду проникнуть в клетку и снижают потребность клетки в кислороде. То есть это своего рода адаптогены, которые повышают устойчивость клеток к дефициту кислорода.

Это, конечно, неполный список препаратов, применяемых при гипоксии. Вряд ли кто-то примет решение лечиться самостоятельно. А врач точно разберется что и в каком случае необходимо.

И, наконец, “тяжелая артиллерия” – специальное оборудование для насыщения организма кислородом. При гипоксии применяют кислородные маски, баллончики, подушки. В условиях стационара у тяжелых пациентов применяют аппарат искусственной вентиляции легких – ИВЛ.

В том случае, если причиной гипоксии являются проблемы с кровью – при массивных кровопотерях, дефиците эритроцитов или гемоглобина проводят переливание крови.

 

11 комментариев к “Что такое гипоксия, и как нам с ней бороться?”

  1. Столкнула с гипоксией единожды — во время беременности. У меня было запланированное кесарево, в день операции врачи заговорили о гипоксии плода. Испугалась страшно, но все обошлось)
    Не думала, что когда-то снова об этом услышу. Но те признаки и симптомы, которые вы перечислили, заставляют задуматься, конечно.

  2. Очень интересная статья. Мой муж всю жизнь работал с цементом и теперь имеет проблемы с недостатком кислорода. Прочитала с удовольствием. Некоторые моменты прояснились.

  3. Необходимо регулярно заниматься спортом «для себя», особенно в этом плане поможет плавание и бег трусцой.
    Спасибо за интересную статью. Всем здоровья и удачи.

  4. С интересом прочитала статью. В период пандемии ввели разные ограничения, люди стали сидеть дома. Вот она, первая причина гипоксии.

  5. Людмила

    Очень информативная статья. Купила пульсоксиметр и делаю измерения.

  6. Разложено всё по полочкам, вот теперь много стало понятным..А то вроде разговоры об этом везде ведутся, а подробностей не знаешь. Спасибо. Информативно.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *