Гипоксия и гипоксемия, их причины и последствия для человека Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

и на 20 минуте в концентрации 1,5-3,0%%; Asp.niger 1,0*109 KOE/мл - на 60 минуте в концентрации 5%, 8,0*108 KOE/мл - на 60 в концентрации 5,0% 1,0х109 KOE/мл - на 60 минуте в концентации 5,0% и более, 9,0*108 KOE/мл - на 80 минуте в концентрации 5,0% и более; Pseudomonas aeruginosa 1,0х109 КОЕ/мл - на 45-60 минуте в концентрации 1,0%-3,0%.

Из общего числа выполненных экспериментальных микробиологических исследований достоверно установлен достаточно высокий уровень антимикробной активности в отношении всех изученных культур в концентрации 1,5% и 3,0% - 15 минут и выше, достаточно высокий уровня фунгицидной активности в отношении изученной культуры Asp.niger при режиме: 1,5% и 3,0% - 60 минут и выше (p<0,05). Оценка эффекта роста микроорганизмов (качественная оценка) во времени позволила сделать вывод, что рост микроорганизмов на обработанной поверхности не наблюдался во временном промежутке 1 -4 дня, с 4 по 7 день наблюдений рост контрольных культур микроорганизмов обнаружен в 29,16% случаев (28 микробиологических исследований).

Выводы. Разработанная композиция дезинфицирующего средства представляет собой прозрачную жидкость, безопасную при использовании, не оказывает раздражающего действия на кожу, верхние дыхательные пути и слизистые, не вызывает деструкции обрабатываемой поверхности и коррозии металлов. Показано, что интенсивность эффекта и длительность его действия зависит от концентрации действующего вещества и времени воздействия. Эффект тем выше, чем больше концентрация активного вещества в препарате. После нанесения

на поверхностьобразуется «условная» пленка, которая препятствует разложению и испарению препарата во внешнюю среду и продлению бактерицидного эффекта (пролонгации).

Таким образом, разработанная композиция дезинфицирующего средства обладает достаточным спектром антимикробной активности с длительным дезинфицирующим действием (пролонгированным) в малых концентрациях действующего вещества, экологической и эксплуатационной безопасности, а также дезодорирующими свойствами и возможно для дезинфекции поверхностей, мебели, приборов, санитарно-технического оборудования, белья, предметов ухода за пациентами, уборочного инвентаря, изделий медицинского назначения перед их утилизацией при инфекциях бактериальной, грибковой этиологии в учреждениях здравоохранения, учреждениях образования, коммунальных объектах, предприятиях общественного питания, транспорта.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Пантелеева Л.Г. Современные антимикробные дезинфектанты. Основные итоги и перспективы разработки новых средств // Дезинфекционное дело. - 2005. - № 2. - С.49-56.

2. https://belaseptika.bv/catalog/surfaces/ - доступ 28.02.2018

3. Соколова Н.Ф. Современные проблемы организации и проведения дезинфекционных мероприятий в ЛПУ в целях профилактики внутриболь-ничных инфекций // Дезинфекционное дело. -2005.-№ 4.-С.31-39.

HYPOXIA AND HYPOXEMIA, THEIR CAUSES AND CONSEQUENCES FOR HUMANS

Grachev V.

doctor of technological science, academician of the Academy techno-medical science of Russian Federation, professor, CEO Scientific & industrial company «AVERS», Moscow

Sevryukov I.

doctor of technological science, professor, chief researcher Scientific & industrial company «A VERS», Moscow

ГИПОКСИЯ И ГИПОКСЕМИЯ, ИХ ПРИЧИНЫ И ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА

Грачёв В.И.

доктор технических наук, академик Академии медико-технических наук Российской Федерации, профессор, генеральный директор «Научно-производственная компания "АВЕРС", г. Москва

Севрюков И.Т.

доктор технических наук, профессор, главный научный сотрудник «Научно-производственная компания "АВЕРС", г. Москва

Abstract

On the example of animals and people of different age groups, the influence of hypoxia on the birth, growth and vital activity of humans and animals of their adaptive qualities, depending on age, is analyzed. The examples illustrate the negative effect of oxygen deficiency in diseases, the course of illness and during rehabilitation for people of different ages. The ways of eliminating a person's hypoxic state are determined. Аннотация

На примере животных и людей, различных возрастных групп, проанализировано влияние гипоксии на рождение, рост и жизнедеятельность человека и животных их адаптивные качества, в зависимости от

Norwegian Journal of development of the International Science No 17/2018 13

возраста. Показано на примерах негативное влияние кислородной недостаточности при заболеваниях, течении болезней и в период реабилитации на людей различного возраста. Определены способы ликвидации гипоксического состояния человека.

Keywords: reperfusion syndrome, hypoxic vasoconstriction, ontogeny, hemopoiesis, erythrogram, pneu-monitis, ataxia.

Ключевые слова: реперфузионный синдром, гипоксическая вазоконстрикация, онтогенез, гемопоэз, эритрограмма, пневмоноз, атаксия.

Жизнь животных и человека без кислорода невозможна. Гипоксия - это опасное состояние, обусловленное несоответствием между доставкой кислорода к тканям и их метаболическими потребностями. Доставка кислорода равна произведению объемной скорости кровотока на объемную концентрацию кислорода в артериальной крови, поэтому гипоксия может возникать при снижении кровоснабжения тканей, уменьшении РаО2 или кислородной емкости крови. Гипоксию могут вызвать также нарушения транспорта кислорода из капилляров в ткани и использования его клетками. Независимо от причины, недостаточное поступление кислорода, в конечном счете, приводит к прекращению аэробного метаболизма и окислительного фос-форилирования, истощению запасов макроэргиче-ских соединений, нарушению функции клеток и смерти.

Процентное содержание кислорода в атмосферном воздухе составляет примерно 21 % , что при нормальном атмосферном давлении уровне моря ( 1 атм, или 101,325 кПа, или 360 мм рт.ст.) соответствует РО2 в 21 кПа ( 158 мм рт. ст.). Процентное содержание кислорода в воздухе не зависит от давления, в то время как РО2 при уменьшении давления сразу понижается. Поскольку диффузия кислорода зависит от его парциального давления, поэтому при подъеме на большую высоту насыщение крови кислородом и его доставка к тканям уменьшаются. А при повышение давления (гипербарическая оксигенация или дыхание под водой на большой глубине) вызывает увеличение РО2 во вдыхаемом воздухе и усиливает поглощение кислорода. В газообменных отделах легких (дистальных дыхательных путях и альвеолах) РО2 снижается в результате поступления в альвеолярный воздух углекислого газа и водяных паров, а также поглощения кислорода кровью. Если вентиляция и перфузия легких происходят идеально равномерно, РО2 в альвеолярном воздухе составляет примерно 14,6 кПа ( 110 мм рт. ст.), парциальное давление водяных паров - 6,2 кПа (47 мм рт.ст.), а РСО2 - 5,3 кПа ( 40 мм рт.ст.).

В нормальных условиях между альвеолярным воздухом и капиллярной кровью устанавливается

равновесие и РО2 в конце легочных капилляров лишь на доли миллиметра ртутного столба отличается от РО2 в альвеолярном воздухе. Если же диффузия газов затруднена (при некоторых заболеваниях) или резко увеличен сердечный выброс, а следовательно, скорость прохождения крови по легочным капиллярам например, при физической нагрузке), это равновесие нарушается и может возникать достаточно существенная разница между РО2 в альвеолярном воздухе и в конце легочных капилляров.

В результате естественного внутрилегочного шунтирования (подмешивания венозной крови, РО2, которой равно примерно 5,3 кПа, или 40 мм рт. ст.) РаО2 становится меньше, чем РО2 в альвеолярном воздухе. Это шунтирование наряду с неравномерностью вентиляционно-перфузионного отношения в легких приводят к тому, что Р(А-а)О2 в норме составляет 1,3 - 1,5 кПа ( 10-12 мм рт. ст.) при дыхании атмосферным воздухом, в отличие от 4 - 6.6 кПа (30-50 мм рт. ст.) при дыхании чистым кислородом.

С кровью кислород переносится к тканям. Далее он выходит из капилляров и поступает в клетки по градиенту парциального давления. В результате РО2 в крови снижается и в венозной крови становится в среднем на 7,3 кПа (55 мм рт. ст.) меньше, чем в артериальной. Среднее РО2 в тканях значительно ниже, чем в смешанной венозной крови, вследствие большого диффузионного барьера и потребления кислорода клетками. Величина РО2 в митохондриях (где и используется кислород) не известна, но очевидно, что окислительное фосфори-лирование происходит даже при РО2, равном нескольким миллиметрам ртутного столба.

В крови кислород, в основном, связан с гемоглобином, и лишь незначительная его часть растворена в плазме. В норме при дыхании воздухом SaО2 составляет примерно 98%. При полном насыщении 1 г гемоглобина связывает 1,3 мл кислорода. Связывание кислорода с гемоглобином зависит от РО2 . Эта зависимость отражается S-образной кривой диссоциации оксигемоглобина ( рис. 1).

Рис.1. Кривая диссоциации оксигемоглобина цельной крови

Кривая отражает связь между степенью насыщения гемоглобина кислородом и РО2, Р50 - парциальное давление кислорода, которому соответствует 50 % насыщение гемоглобина. Повышение температуры крови или снижение её рН (например, в работающей мышце) вызывает сдвиг кривой вправо, при этом степень насыщения гемоглобина кислородом, при данном РО2 снижается. Это приводит к увеличению поступления кислорода в ткани. Крутой наклон центральной части кривой отражает быструю диссоциацию оксигемоглобина при снижении РО2 в тканях, с одной стороны, и быстрое насыщение гемоглобина кислородом в легких - с другой. В тканях с интенсивным метаболизмом повышены температура и РСО2 и снижен рН. Все эти три фактора приводят к сдвигу кривой вправо. Это означает что степень насыщения гемоглобина при данном РО2 снижается, что обеспечивает дополнительную отдачу кислорода тканям.

Пологая часть кривой при высоких значениях РО2 показывает, что в этой области при повышении РО2 (например, при вдыхании газовой смеси, обогащенной кислородом) количество кислорода, связанного с гемоглобином, лишь незначительно возрастает. Дальнейшего увеличения содержания кислорода в крови, при этом, можно добиться лишь за счет растворенной в плазме фракции. Вследствие же низкой растворимости кислорода ( 0,0226 мл/л на 1 кПа или 0,03 мл/л на 1 мм рт. ст. при температуре 37°С) при дыхании чистым кислородом его объемная концентрация в крови увеличивается лишь на 15 мл/л, что составляет менее трети метаболических потребностей. Однако в условиях гипербарической оксигенации, когда РО2 во вдыхаемом воздухе достигает 3 атм (304 кПа), количество растворенного в плазме кислорода может покрыть метаболические потребности даже в отсутствие гемоглобина.

Последствия гипоксии

Независимо от причины, гипоксия приводит к снижению (вплоть до полной остановки) аэробного метаболизма, истощению внутриклеточных запасов макроэргических соединений, нарушению функции клеток и их гибели. Продолжительность

жизни клетки, в условиях гипоксии, зависит от метаболических потребностей, запасов кислорода и энергии, а также от способности поддерживать метаболизм в анаэробных условиях. Время сохранения функции (от момента прекращения кровотока, до выраженного нарушения функции) составляет 1 мин. для коры головного мозга, 5 мин. для миокарда, 10 мин. для почек и печени. Реперфузия частично восстанавливает функцию органов. Критическое время ишемии (после которого восстановление функции невозможно) превышает время сохранения функции в 4-5 раз. Менее тяжелая, но хроническая гипоксия, приводит к постепенному нарушению функции различных органов (№пп) [1]

Дыхательная система. Гипоксия стимулирует хеморецепторы каротидных и аортальных телец, в результате чего возрастают частота и глубина дыхания. В норме, при вдыхании газовой смеси с РО2 6,6 кПа (50 мм рт. рт.) минутный объем дыхания (МОД) повышается почти вдвое. Небольшая гипоксия не всегда сопровождается одышкой, последняя обычно возникает лишь тогда, когда МОД достигает половины от максимальной вентиляции легких. Так, даже небольшая физическая нагрузка, при легочных заболеваниях, снижающая максимальную вентиляцию легких, приводит к одышке. Потеря сознания, при гипоксии, обычно происходит без выраженных предвестников.

Сердечно-сосудистая система. Гипоксия вызывает повышение симпатического тонуса, что приводит к увеличению ЧСС и сердечного выброса. ОПСС же снижается, главным образом под действием местных сосудорасширяющих факторов. В результате, если только гипоксия не слишком тяжелая или длительная, АД обычно остается нормальным. Напротив, в легких гипоксия вызывает сужение сосудов, что приводит к увеличению давления в легочной артерии. Эта, так называемая гипоксиче-ская вазоконстрикация, представляет собой нормальную регуляторную реакцию, направленную на восстановление соответствия между перфузией и вентиляцией.

ЦНС. Наиболее чувствительна к гипоксии ЦНС. Гипоксия вначале вызывает ухудшение ко-

гнитивных функций и психомоторную заторможенность. Далее эти расстройства усугубляются; появляются оглушенность, беспокойство, а при РаО2 ниже 4-5,3 кПа (30-40 мм рт. Ст.) развивается сопор, кома и наступает смерть. Больные часто могут и не осознавать такого постепенного ухудшения своего состояния.

Влияние на клетки u метаболизм. Когда РО2 в митохондриях падает ниже 0,13 кПа (1 мм рт. ст.), аэробный метаболизм прекращается и выработка энергии в клетке осуществляется по менее эффективному пути анаэробного гликолиза. Конечные продукты анаэробного гликолиза, в частности молочная кислота, в значительном количестве поступают в кровь. Нарушается функция ионных насосов, снижаются трансмембранные ионные градиенты. Возрастает внутриклеточная концентрация Na+ , Ca2+ , Н+, и в итоге клетки погибают. Продолжительность жизни клетки зависит от метаболических потребностей, запасов кислорода и энергии, а также способности к анаэробному метаболизму. Восстановление перфузии и оксигенации, до наступления гибели клетки, может оказать физиологический эффект, заключающийся в быстром усугублении повреждения клетки (реперфузионный синдром). Причиной данного эффекта считают образование активных форм кислорода. (McCord) [2] Адаптация к гипоксии. Длительная гипоксия приводит к адаптационным изменениям. Лучше всего они изучены у проживающих в условиях высокогорья. Эти изменения включают увеличение числа альвеол, повышение концентрации гемоглобина в крови и миоглобина в мышцах, а также ослабление вентиляторной реакции на гипоксию. Кратковременное пребывание на высоте вызывает сходные изменения. У предрасположенных людей быстрый подъем на высоту может вызвать горную болезнь - синдром, для которого характерны головная боль, тошнота, одышка, нарушение сна и когнитивных функций; далее может развиться отек легких и головного мозга (Johnson and Rock). Лечение заключается в быстрой эвакуации в низины, ингаляции кислорода или гипербарической оксигена-ции. Эффективны также диуретики (ингибиторы карбоангидразы) и глюкокортикоиды. Горная болезнь обычно не возникает, если высоту набирать медленно, при этом успевают развиться процессы адаптации. [3]

Замечено, что у плода и новорожденного млекопитающих есть ряд физиологических особенностей, сходных со специальными адаптационными механизмами животных, устойчивых к гипоксии (Mortola, Singer): сдвиг кривой диссоциации окси-гемоглобина (гемоглобин F), способность к уменьшению ЧСС, понижению основного обмена и температуры тела (как у животных во время зимней спячки), к перераспределению крови (как у ныряющих млекопитающих), к экономии энергии за счет ограничения расхода энергии на рост. Это объясняет относительную устойчивость плода и новорожденного и к хронической (при плацентарной недостаточности), и к кратковременной гипоксии.

Ниже будут представлены проведенные нами исследования на новорожденных, молодых и старых животных, с применением барокамеры, для создания критических условий, имитируя подъёмы и спуски с различных высот, в целях искусственного создания условий высокогорья с дефицитом кислорода. Также описаны примеры влияния гипоксии на разные возрасты животных и человека. Поэтому, для правильного распределения и применения кислорода организмом человека, необходимо знать причины и последствия гипоксии. Все исследования проводились на базе Новосибирского государственного медицинского университета и медицинских учреждений г. Новосибирска.

Роль возрастного фактора в реакции организма на гипоксию

Несмотря на сравнительно давнее изучение проблемы гипоксии, возрастные особенности гипо-ксических состояний мало изучены. Между тем решение ряда вопросов этой проблемы приобретает особенно актуальное значение для профилактики и устранения кислородной недостаточности различного происхождения в клинике многих заболеваний человека от момента рождения до глубокой старости.

Сложность этой важной проблемы очевидна. С одной стороны, оценка патофизиологии гипоксиче-ских состояний каждого возраста должна базироваться на правильном понимании состояния и развития самого организма, его различных систем, клеточных и молекулярных структур, физиологических особенностей органов и регуляторных механизмов, ферментативных систем, биохимических и других процессов, в нем происходящих. Даже при беглом рассмотрении того огромного пути, какой проходит организм млекопитающего, особенно человека, от момента рождения до глубокой старости, становится очевидным, что в процессе индивидуального развития сложные взаимоотношения организма со средой изменяются, отражая в себе типичные для каждого этапа онтогенеза физиологические особенности.

С другой стороны, физиологические особенности возраста непосредственно связаны с видом животного, с продолжительностью его эмбрионального развития и жизненного цикла, со скоростью формирования организма до и после рождения. Эти возрастные особенности зависят также от степени зрелости организма во время рождения, от сложности организации нервной системы взрослых особей и от многих других факторов. Этим объясняется то, что хотя и собран большой фактический материал о кислородной недостаточности (гипоксии), о состоянии функциональных систем и обмена на ранних этапах онтогенеза, прослежено поступательное развитие их до взрослого состояния и изменения в старческом возрасте, все же многие вопросы, касающиеся возрастных особенностей физиологии и патофизиологии гипоксических состояний, спорны и настоятельно требуют своего дальнейшего изучения.

При оценке различных явлений, связанных с возрастными особенностями гипоксических состояний, наиболее дискуссионным является положение о раннем постнатальном онтогенезе, когда на протяжении короткого периода времени отношение организма к недостатку кислорода изменяется больше, чем на протяжении ряда лет во взрослом состоянии. Недостаточное внимание уделяется также и тому факту, что в период новорожденности видовые особенности реакций на гипоксию выражены значительно резче, чем в период зрелости.

Одним из наиболее выразительных суммарных показателей уравновешивания организма со средой является выживаемость и его жизнеспособность в данных условиях. При рассмотрении данных об изменении устойчивости организма к гипоксии, от момента его рождения до старости, обращает на себя внимание и то, что новорожденные животные отличаются особенной способностью переносить очень резкие степени кислородной недостаточности. Так, например, крысята выживают после пребывания в течение 45 мин. в среде азота или на высоте 30 тыс. м, щенки собаки - на высоте 17 тыс. м; дети во время рождения переносят полное прекращение притока кислорода на протяжении 15-20 мин., т. е. степень кислородной недостаточности, которая смертельна для взрослых.

В дальнейшем устойчивость организма постепенно снижается и устанавливается на уровне показателей взрослых в разные для, каждого вида сроки онтогенеза. У щенков устойчивость к гипоксии достигает показателей взрослых примерно к 3 - 4 месяцам. Однако, в этом нет линейной последовательности, и на протяжении жизни организма можно выделить определенные возрастные периоды, характеризующиеся повышенной чувствительностью и пониженной устойчивостью к гипоксии.

Одним из таких периодов является период полового созревания, очень сложный в отношении функциональных перестроек нервной и эндокринной систем, сердечной деятельности и дыхания, становления тонкой нервно-гуморальной регуляции функций (А. 3. Колчинская).

Другим возрастным периодом в жизни организма, характеризующимся определенными ана-томо-физиологическими изменениями аппарата дыхания, сердца и сосудов, упрощением и «огрубением» дифференцированных структур, понижением чувствительности к нервным раздражителям, ограничением функциональных возможностей, является старость. В старческом возрасте устойчивость организма к недостатку кислорода падает и «высотный потолок» снижается. Данные об особенностях реакций на гипоксию старческого организма приведены ниже.

Хорошо известно, что наиболее чувствительными к недостатку кислорода являются высшие отделы головного мозга. Исследования, проведенные А. З. Колчинской ещё в 60-е годы, показали, что у юношей и лиц старческого возраста нарушения высшей нервной деятельности - уменьшение величины рефлексов, увеличение латентного периода, растормаживание дифференцировки наступают в

условиях высокогорья на меньших высотах, чем у детей или взрослых. Данные о нарушении высшей нервной деятельности являются объективными показателями изменяющегося в эти возрастные периоды отношения организма к гипоксии.

К сожалению, вопрос о том, какое влияние оказывает недостаток кислорода на основные нервные процессы у новорожденных, полностью еще не изучен. Особенный интерес представляет изучение наиболее ранних условных рефлексов, которые, по предположению В. А. Трошихина, на этом этапе онтогенеза могут замыкаться не в коре, а на более низком уровне.

Естественно, что устойчивость к гипоксии целостного организма на разных этапах онтогенеза обусловливается совокупностью многих и различных факторов. В процессе эволюции у высших млекопитающих выработались рефлекторные приспособительные механизмы, которые в условиях кислородной недостаточности мобилизуются на обеспечение тканей и органов кислородом на адекватном для их потребности уровне. Функция внешнего дыхания, система кровообращения и система крови, регулируемые центральными нервными механизмами, обеспечивают этот сложный процесс.

На ранних этапах онтогенеза реакции на гипоксию со стороны сердечно-сосудистой системы, органов дыхания и крови отличаются от этих же реакций в другие возрастные периоды. У взрослых особей, при острой гипоксии, увеличение кислородной емкости крови за счет перераспределения депонированной крови является хорошим диагностическим показателем способности организма приспосабливаться к этому воздействию.

У новорожденных увеличение количества эритроцитов и гемоглобина даже при резких степенях гипоксии или отсутствует или выражено слабо (Н. В. Лауэр , Ю. Ф. Домбровская, Л.И. Радченко, Ю. В. Семенов). С помощью метода рентгенографии в сочетании с введением контрастных веществ было установлено, что реакция сокращения селезенки, на недостаток кислорода у новорожденных, обладает большим латентным периодом, высоким порогом и наступает за пределами «высотного потолка» взрослых животных. Примерно на высоте 13-14 тыс. м (Н.В. Лауэр). Изменения эритрограмм новорожденных под влиянием гипоксии также имеют свои возрастные особенности (Ю.В. Семенов). Возможно, что последнее связано с тем, что у новорожденных в крови находится много эритроцитов экстрамедуллярного происхождения.

Обычно, при продолжительном воздействии гипоксии количество ретикулоцитов, эритроцитов и гемоглобина увеличивается в результате стимулирующего влияния недостатка кислорода на костномозговое кроветворение. Особенно отчетливо увеличиваются эти показатели в условиях высокогорья у детей дошкольного и школьного возраста, тогда как у стариков гипоксический гемопоэз выражен слабо. Большой интерес представляет еще почти не изученный вопрос о влиянии гипоксии на экстрамедуллярное кроветворение. На протяжении

жизни изменяются реакции на гипоксию и со стороны сердечно-сосудистой системы. Однако в этом вопросе еще также многое не изучено. И если увеличение минутного объема сердца у взрослых является одной из самых показательных реакций на гипоксию со стороны сердечно-сосудистой системы, то определенных данных об изменении этого гемо-динамического феномена при гипоксии у незрело-рождающихся новорожденных еще нет. Исходя из того, что в отличие от взрослых у щенков в ответ на гипоксию сердечная деятельность не учащается, а замедляется ( И. А. Аршавский, Л. А. Красновская, В. Д. Розанова), можно предполагать, что многие гемодинамические реакции на гипоксию возникают в более позднем периоде онтогенеза. Тем более, что после рождения не сразу устанавливаются соподчиненные отношения между центрами блуждающих и симпатических нервов, а также тоническое влияние центров блуждающих нервов на сердце( О. А. Михалева).

На ряду с незрелостью рефлекторной регуляции сердце у новорожденных отличается устойчивостью к гипоксии, хорошо выраженным автоматизмом и способностью восстанавливать свои сокращения после продолжительного бездействия ( Кулябко, Андреев и др.). В соответствии с этим и по данным электрокардиографии на рушения сердечной деятельности при гипоксии у новорожденных (на примере крольчат) начинаются при более резких степенях гипоксии, чем у взрослых животных (Н.В. Лауэр). Имеет большое диагностическое значение то, что изменения ЭКГ, возникающие под влиянием недостатка кислорода, у новорожденных имеют другой характер, чем у взрослых (Н. В. Ла-уэр, М. М. Когановская ).

Среди возрастных особенностей в реакции сердца обращает на себя внимание период полового созревания организма. По данным А. 3. Колчин-ской, сердце в этом возрасте становится очень чувствительным к недостатку кислорода; уже на сравнительно небольших высотах у юношей возникает гипоксическая тахикардия с учащением пульсе более чем на 30 %, а электрокардиографические изменения выражены больше, чем в этих же условиях у взрослых людей. Особенно чувствительной к кислородной недостаточности в старости оказывается сердечно-сосудистая система (М.М. Середенко, В. В. Фролькис).

Значительный интерес представляет развитие в онтогенезе приспособительных механизмов внешнего дыхания. У взрослых компенсация недостатка кислорода во вдыхаемом воздухе и эффективность приспособления во многом зависят от степени увеличения легочной вентиляции. Так, например, у собак имеет место уже при снижении кислорода во вдыхаемом воздухе на 1-1,5% (Н. В. Лауэр, А.З. Колчинская). Функция внешнего дыхания как функция газообмена устанавливается только после рождения. Вначале дыхание поверхностное, что компенсируется его частым ритмом ( А. Ф. Тур, М. С. Маслов, И. А. Аршавский, Ю. Ф. Домбровская). У новорожденных детей, особенно у недоношенных, ритм дыхания легко нарушается,

сменяясь периодическим дыханием. Неблагоприятным является также отношение мертвого дыхательного пространства к дыхательному объему, которое в этом возрасте сравнительно велико. Новорожденные, при гипоксии, слабо реализуют реакцию увеличения легочной вентиляции. Было установлено, что реакция на гипоксию со стороны дыхания устанавливается: у детей - к концу первого года жизни, а у щенков к 2,5 - 3 месяцам (А.З.Колчинская).

Наряду с этим известно, что у некоторых видов, например, у крысят или крольчат, дыхание при гипоксии может учащаться с первых дней после рождения. Однако, эти реакции нестойкие и компенсаторный эффект их ничтожен. Все эти вопросы могут считаться окончательно решенными лишь тогда, когда будут получены точные цифровые данные об изменении при гипоксии легочной и альвеолярной вентиляции. В этой связи необходимо подчеркнуть, что важно не только наличие рефлекса, но и сравнительная оценка его стойкости, продолжительности, а также значение рефлекторного механизма в приспособлении организма к недостатку кислорода. В свете данных о незрелости специализированных рефлекторных механизмов приспособления к гипоксии и неустойчивости регуляции вегетативных функций, для понимания причин жизнеспособности новорожденных в условиях острой гипоксии большое значение имеет выраженная в этом возрасте высокая устойчивость к гипоксии автоматической деятельности дыхательного центра продолговатого мозга и вазомоторного центра (Н.В. Лауэр). При одних и тех же условиях недостатка кислорода нервные центры у новорожденных функционируют в 10-14 раз дольше, чем у взрослых (Каба, Дени).

Однако необходимо подчеркнуть, что в связи с анатомо-физиологическими особенностями и неполноценностью регуляторных механизмов, продолжительную кислородную недостаточность организм, в раннем возрасте, переносит плохо. Известно, что дети первого года жизни очень тяжело переносят заболевания, осложняющиеся кислородной недостаточностью. Очевидно, у новорожденных даже слабые степени кислородной недостаточности нужно рассматривать как асфиксические, так как отсутствие при этом стойкого увеличения легочной вентиляции, что способствует накоплению в крови углекислоты.

Для всех этапов онтогенеза, исключая короткий период новорожденности, увеличение легочной вентиляции является очень важным механизмом компенсации и приспособления организма к гипоксии. Среди различных видов млекопитающих усиление млекопитающих усиление функции внешнего дыхания при гипоксии наблюдается чаще, чем реакции других функциональных систем, осуществляющих транспорт кислорода. Как показали исследования А. З. Колчинской, несмотря на установившуюся рефлекторную регуляцию, увеличение вентиляции при гипоксии у детей происходит менее экономно, чем у взрослых, за счет учащения дыхания.

В соответствии с данными об устойчивости у лиц периода полового созревания эффективность приспособления к гипоксии за счет внешнего дыхания выражена хуже, что обусловливает более резкую степень недонасыщения крови кислородом, чем при тех же условиях у детей и людей зрелого возраста. Большой интерес представляет характер изменения эффективности приспособления за счет внешнего дыхания в старости, которая в этом возрасте понижена. В свете рассматриваемых вопросов, нельзя не коснуться разного характера изменений обменных процессов при гипоксии, в зависимости от возраста организма. Достаточно отметить, что при слабых и средних степенях гипоксии потребление кислорода у взрослых животных и людей повышается, что обусловливается напряжением и усилением многих функций, а главным образом затратной энергии на сокращение дыхательной мускулатуры. [4]

В отличие от этого, у новорожденных, даже при малых степенях гипоксии, потребление кислорода падает (Кросс, Гизард). Данный механизм играет очень важную роль в способности новорожденных переносить большие степени острой кислородной недостаточности. Однако, как бы ни было велико снижение интенсивности окисления, вряд ли организм мог бы перенести полное отсутствие кислорода в течение столь продолжительного времени (как, например, крольчата 45 минут в среде азота), если б наряду с этим не использовался какой-то другой источник энергии. Таким источником энергии во время рождения и первое время после него являются анаэробные процессы - гликолиз (Рейсс, Горовитц). В связи с этим, не может не возникнуть интерес к выяснению изменений углеводного обмена при гипоксии, которые также имеют свои возрастные особенности.

Для правильного понимания последовательности процесса развития приспособительных механизмов многого еще недостает. Так, например, почти совсем не изучены возрастные изменения коррелятивных взаимоотношений между легочной вентиляцией, кровотоком в легких и их диффузионной способностью. Чрезвычайно важны в этом отношении также и исследования в области физиологии дыхательного и вазомоторного центров, их функциональных взаимоотношений не только в норме, но и в условиях такого резкого напряжения, каким является недостаток кислорода.

Особенного внимания заслуживает вопрос о развитии в онтогенезе высшего управления вегетативными функциями, связанного с корой головного мозга. Даже при беглом просмотре имеющегося фактического материала становится очевидным, что на протяжении жизни организма имеются возрастные периоды, на протяжении которых устойчивость и чувствительность к гипоксии, реакции внешнего дыхания, системы кровообращения и крови, характер и эффективность приспособления к недостатку кислорода носят свои определенные, присущие данному периоду онтогенеза, черты.

Хотя представители разных видов млекопитающих имеют свои этапы индивидуального развития и вряд ли по данным физиологических характеристик, тем более по характеру гипоксических состояний, можно выделить точно очерченные границы онтогенетических дат, все же ведущие признаки разрешают в общих чертах на основании данных ранее проведенных исследований выделить 6 возрастных периодов, характеризующихся отличительными чертами гипоксических состояний. А в самом раннем постнатальном онтогенезе можно выделить два возрастных периода:

Первый период - новорожденности. Он охватывает период рождения и ближайшие дни после него (продолжительность зависит от вида). Этот период характеризуется способностью организма переносить самые резкие степени (по сравнению с другими возрастами) острой кислородной недостаточности при явлениях выраженного нарушения гомеостаза. Продолжительность переживания при гипоксии в этот период не связана с эффектностью приспособления за счет усиления внешнего дыхания, кровотока и увеличения кислородной емкости крови, а обусловливается наличием эмбриональных, неспециализированных механизмов приспособления, среди которых ведущая роль принадлежит высокой устойчивости жизненно важных центров и обменным процессам. Физиологическое значение этих механизмов - приспособление к гипоксии во время рождения и к тем сложным перестройкам функций, которыми сопровождается переход организма от внутриутробной жизни к внеутробному существованию.

Второй период - грудной. Он характеризуется снижением устойчивости организма к острой гипоксии и неспособностью переносить продолжительную кислородную недостаточность. Последнее обусловливается частичной или полной утратой эмбриональных механизмов приспособления, повышением уровня окислительных процессов, относительным снижением интенсивности анаэробного гликолиза, отсутствием или незрелостью специализированных рефлекторных механизмов приспособления к гипоксии и большой неустойчивостью регуляции вегетативных функций. Выделение этого периода диктуется интересами клиники. У детей первого года жизни, особенно первого полугодия, болезни, осложненные кислородной недостаточностью, отличаются тяжестью течения, выраженной дыхательной недостаточностью, сопряженной с большим недостатком кислорода в крови.

Третий период - детский. Как уже указывалось выше, в дошкольном и школьном возрасте характер изменения высшей нервной деятельности при гипоксии, увеличение кислородной емкости крови (за счет перераспределения крови). Учащение сердечной деятельности мало отличаются от этих показателей у взрослых. Усиление гемопоэза, под влиянием гипоксии в этом возрасте выражено более значительно, чем в другие возрастные периоды. Увеличение легочной вентиляции у детей происходит в основном за счёт учащения легочной вентиляции, а не углубления дыхания, что говорит о

менее экономичном пути компенсации кислородной недостаточности.

Четвертый период - юношеский. Характеризуется повышенной чувствительностью и пониженной устойчивостью к гипоксии, меньшей эффективностью приспособления, чем у взрослых.

Пятый период - зрелого возраста. В результате усиления рефлекторной деятельности систем внешнего дыхания, кровообращения и крови, наличия специализированных в отношении гипоксии рефлексов, определенной уравновешенности нервной и гуморальной систем эффективность приспособления и способность удерживать гомеостаз в условиях определенных пределов кислородной недостаточности в зрелом возрасте выражены больше, чем в другие возрастные периоды.

Шестой период - старческий. Характеризуется пониженной устойчивостью и повышенной чувствительностью к гипоксии. Последнее проявляется в выраженном снижении «высотного потолка», раннем нарушении высшей нервной деятельности - инертности рефлекторных приспособительных реакций, функциональной неустойчивости и малой эффективности приспособления к гипоксии.

Влияние острой гипоксии на эритроциты растущего организма

После проведенных фундаментальных исследований, мы пришли к выводу, что в ответ на гипоксию, в организме развивается комплекс сложных адаптационных процессов с включением различных функциональных систем. Ряд реактивных изменений возникает и в эритроцитарной системе крови. В частности, при кратковременной острой гипоксии наблюдается быстрая рефлекторная реакция перераспределения имеющихся в организме эритроцитов. Эритроцитарный резерв выбрасывается из различных депо крови и включается в циркуляцию. Повышение эритроцитарного уровня увеличивает кислородную емкость крови и, расширяя таким образом ее транспортные возможности (перенос кислорода), повышает сопротивляемость организма к недостатку кислорода. Перераспределительные эритроцитарные реакции, при острой гипоксии, длительное время изучались лишь по количественным показателям, т. е. по изменению числа эритроцитов и количества гемоглобина. Качественные изменения эритроцитов, связанные с кислородным голоданием организма, до сих пор еще мало изучены.

Одним из методов качественной оценки эритроцитов служит определение их стойкости по отношению к различным повреждающим воздействиям. Существует много методов определения стойкости эритроцитов. Определяют осмотическую, химическую, электрическую, лучевую, термическую, ультразвуковую и механическую резистентность. Из всех этих методов можно выделить метод химической (кислотной) резистентности эритроцитов, основанный на фотоэлектрической регистрации динамики гемолитического процесса. Гемолиз вызывается действием на эритроциты слабого раствора

(0,004 К) соляной кислоты. Графическое изображение процентного распределения эритроцитов по времени, их распада в термостабильной гемолизи-руюзей среде называется эритрограммой. Этот метод был предложен ещё в середине ХХ века И.И. Гительзоном и И.А.Терсковым. В настоящее время опубликован ряд работ, авторы которых применили этот метод в своих исследованиях. Впервые метод эритрограмм одобрен на Всесоюзном совещании по биофизике эритроцитов в 1959 году.

Стойкость эритроцитов зависит от многих причин. Авторы метода эритрограмм считают, что главным фактором, что главным фактором, определяющим стойкость эритроцитов, является их возраст. Особенности эритропоэза также влияют на стойкость эритроцитов. Имеет значение и физико-химическое состояние плазмы и эритроцитов. При острой гипоксии возможно изменение возрастного состава эритроцитов за счет выхода их в циркулирующую кровь из различных депо, поступление из костно-мозгового резерва молодых эритроцитов и из селезенки более старых.

Применяя метод эритрограмм, И. И. Гительзон и И. А. Терсков ещё в 1960 году в опытах на морских свинках и белых мышах нашли, что в начальной фазе острой гипоксии стойкость эритроцитов не снижается и даже может повышаться за счет включения в кровоток молодых форм. С углублением гипоксии обнаруживается падение стойкости эритроцитов. Изучая причины падения стойкости красных клеток крови, авторы путем постановки опытов в двух вариантах с созданием моделей ги-покапнической и гиверкапнической острой гипоксии получили данные, свидетельствующие о том, что снижение стойкости не связано с изменением рН крови. Авторы предполагают, что снижение стойкости эритроцитов обусловлено накоплением в крови недоокисленных продуктов обмена. Наряду с таким предположением они не исключили возможности повреждения эритроцитов за счет других нарушений в физико-химическом состоянии плазмы. Все эти вопросы, связанные с изменением качественного состава эритроцитов при остро-ги-поксических состояниях, представляют большой интерес, но изучены они и на сегодня недостаточно.

В настоящее время твердо установлены различия в реакции организма на кислородное голодание в раннем и зрелом возрасте. Впервые об этом сообщил П. Бер ( 1878). Н. Н. Сиротинин неоднократно отмечал снижение устойчивости к недостатку кислорода в процессе филогенетического и онтогенетического развития организма. Н.В. Лауэр ещё 1959 году, в своей монографии «Вопросы патофизиологии гипоксических состояний новорожденных» на основании анализа литературных данных и большого собственного экспериментального материала делает четкий вывод о сравнительно высокой устойчивости животных раннего возраста и новорожденных детей к острой гипоксии.

В раннем и зрелом возрасте имеются различия и в качественном составе крови. Проводя эксперименты в 1937 году Ф. А. Локшина пришла к выводу, что осмотическая резистентность эритроцитов в

грудном возрасте выше, чем у взрослых, главным образом за счет повышения числа высокоустойчивых форм при одинаковом количестве низкоустойчивых форм. Сравнивая осмотическую резистентность эритроцитов у недоношенных и у грудных детей нормального срока, она обнаружила у первых более высокую устойчивость красных клеток крови к гипотоническому раствору. Это повышение стойкости эритроцитов было обусловлено увеличением высокорезистентных и уменьшением содержания низкорезистентных форм.

Проводя опыты на кроликах И.И. Гительзон, И.А. Терсков и Л.В. Тиханович в 1960 году установили, что у эмбрионов и новорожденных крольчат кислотная стойкость эритроцитов значительно выше, чем у взрослых животных. Эритрограмма плодов характеризуется резким сдвигом вправо за счет высокоустойчивых форм. В процессе эмбрионального развития качественный состав продуцируемых клеток крови непрерывно меняется в сторону понижения стойкости эритроцитов, но к периоду новорожденности стойкость эритроцитов остается все же значительно более высокой, чем в зрелом возрасте.

Учитывая, что в раннем и зрелом возрасте реакция организма на кислородное голодание различна, и принимая во внимание данные о возрастных особенностях качественного состава эритроцитов, естественно предположить, что при острой гипоксии в эти возрастные периоды будет разным и характер сдвигов в качественном составе эритроцитов крови. Однако, каких-либо значимых объяснений в ранней литературе мы не нашли ни одного сообщения по этому вопросу. Поэтому, свою задачу мы видели в изучении эритроцитарных реакций в растущем организме при острогипоксических состояниях. С этой целью, на ряду с обычной количественной характеристикой эритроцитарных реакций, мы решили с помощью метода эритрограмм дать оценку и качественным сдвигам в эритроци-тарном составе крови. Данная работа отражает результаты наших исследований.

Опыты поставлены на 37 собаках, из них 12 половозрелых (1,5 - 2 года), 10 новорожденных, 8

двухнедельных и 7 полуторамесячных, взятых из числа двухнедельных через месяц после одноразового «подъема» в барокамере, Острая гипоксия вызывалась путем «подъема» животных в барокамере, подачей через спирограф газовых смесей, бедных кислородом, а также пережатием трахеи. При анализе эритрограммы исходили из рекомендации А. А. Воробьева и за расчетное число принимали разницу между первым и последним показателем оптической плотности гемолизирующейся взвеси эритроцитов.

По этому способу расчета не выделяется фаза сферуляции эритроцитов. При оценке кривой эритрограммы учитывали длину эритрограммы, время и процент максимального, предмаксималь-ного и постмаксимального распада эритроцитов, процентное содержание низкостойких (0,5 - 2 мин.), среднестойких ( 2,5 - 3,5 мин.) и высокостойких клеток, располагающихся в интервале от 4 минут и до конца гемолиза. Эти интервалы времени характеризуют стойкость трех основных групп эритроцитов и допустимы как качественный критерий только для оценки эритроцитов собак, так как эритрограммы животных других видов могут быть иными, и оценка относительной стойкости эритроцитов по времени их распада может отличаться от принятых интервалов.

На взрослых собаках нами были проведены две серии опытов.

В первой серии: десять взрослых собак «поднимали» в барокамере на высоту 5000 м. Общее время «подъема», «спуска» с трехминутными «площадками» после каждого 1 000 м составляло около 44 минут. Высота 5000 м физиологически эквивалентна дыханию воздухом, содержащим 11,2% кислорода. Пробу крови брали сразу же после «спуска».

Результаты опытов показали, что у восьми собак количество эритроцитов в 1 мм3 увеличилось на 0,2 - 1,0 млн., а их стойкость уменьшилась за счет увеличения числа низкостойких клеток и уменьшения высокостойких форм (рис. 2).

Рис. 2. Левый сдвиг эритрограммы у взрослых собак после «подъема» на 5 000 м; 1 - до «подъема», 2 - после «подъема»

У двух собак количество эритроцитов уменьшилось почти на 1,5 млн. При этом обнаружилось, что стойкость эритроцитов у них несколько изменилась за счет уменьшения низкостойких клеток ( с 9 до 6,3 %) и увеличения высокостойких (с 1,5 до 2,8 %).

Во второй серии опытов, в которых был попользован спирограф. Создавалась более жесткая гипоксия. Через 10 минут после начала опыта, когда содержание кислорода во вдыхаемом воздухе падало до 11 - 14 %, что соответствует высоте 3400

- 5000 м, а насыщение крови кислородом снижалось до 73-89 %, у 12 подопытных взрослых собак нельзя было отметить какой-либо выраженной тенденции к увеличению числа эритроцитов. Стойкость же эритроцитов к этому времени отчетливо снижалась. Последнее проявлялось в изменении кривой эритрограммы за счет увеличения содержания низкостойких клеток и сдвига влево в средне-стойком интервале. Через 15 мин. от начала опыта, концентрация кислорода во вдыхаемом воздухе падала до 6,2 - 9,9 % (соответствует высоте 6000-9400 м). Насыщение крови кислородом снижалось до 45

- 73 %. В этот период у всех собак наблюдалось увеличение числа эритроцитов на 0,4 - 1,2 млн. и намечалась тенденция к повышению их стойкости.

Через 20 - 30 минут, от начала опыта, содержание кислорода во вдыхаемом воздухе падало от 4,0 до 6,5 %, что соответствует высоте около 9500 м, а насыщение крови кислородом снижалось до 25 - 40 %, В конце опыта наблюдалась выраженная эритро-цитарная реакция. У семи собак из десяти число эритроцитов увеличилось до 1,6 млн., а у остальных шести увеличение было от 0,5 до 0,9 млн. К этому времени отчетливо заметно повышение стойкости эритроцитов и приближение ее к исходной величине. Возможно, это объясняется притоком из резерва полноценных клеток. Результаты 16 опытов на 18 взрослых собаках и 20 опытов на 22 щенках показали существование возрастных различий в качественном составе эритроцитов. Эритрограммы новорожденных щенков резко отличались от эритрограмм взрослых животных (рис. 3). При сравнении эритрограмм взрослых и новорожденных животных мы увидели, что полный распад эритроцитов у новорожденных составили в среднем 8,5 минут. У взрослых же собак время полного распада эритроцитов составляет до 5 минут. В крови новорожденных щенков мы наблюдали до 70- 80 % высокостойких эритроцитов.

и 5 6 7 8 9 Минуты

Рис.3. Средняя эритрограмма взрослых собак (контурная линия) и новорожденных щенков (штриховая линия)

Острая гипоксия у щенков вызывалась с учетом их повышенной устойчивости к кислородному голоданию. Щенки всех возрастных групп были «подняты» на 8 000 м, при экспозиции 30 минут. В некоторых опытах «высота подъема» достигала 10 000 - 12 000 метров. У восьми из десяти новорожденных щенков гипоксия создавалась путем пережатия трахеи (асфиксия). Наши исследования показали, что независимо от способа вызывания

острой гипоксии, у новорожденных щенков отмечались своеобразные изменения в качественном составе эритроцитов. В условиях умеренной ( 8 000 м) и жесткой гипоксии (асфиксия) стойкость эритроцитов у новорожденных щенков остается неизменной или даже значительно повышается. Резкий правый сдвиг в эритрограмме со смещением максимума вправо наблюдался у восьми щенков (рис. 4).

6 18 Минуты

Рис.4. Усреднённый правый сдвиг у новорожденных щенков после «подъема» на 8 000 м, с экспозицией длительностью 30 мин. 1 - до «подъема», 2 - после «подъема»

Ни у одной взрослой собаки, при острой гипоксии, мы не наблюдали подобных правых сдвигов в эритрограммах. У трёх щенков ( «подъем» на 10 000 м) были обнаружены признаки небольших левых сдвигов в средне-стойком интервале. Выраженной тенденции к увеличению количества эритроцитов у новорожденных щенков после острой гипоксии мы не наблюдали. У двухнедельных щенков мы не могли отметить сохранения или повышения стойкости эритроцитов с такой же отчетливостью, как у новорожденных. Лишь у трех двухнедельных щенков было выявлено увеличение стойкости эритроцитов. У остальных щенков стойкость эритроцитов уменьшилась за счет левого сдвига в средне-стойком интервале (у трех со смещением максимума

влево на 0,5 мин., уменьшением количества высокостойких и увеличением числа низкостойких форм).

В количественных сдвигах наметилась тенденция к увеличению числа эритроцитов. В отличие от новорожденных и двухнедельных у всех семи обследованных полуторамесячных щенков мы отметили значительное снижение стойкости эритроцитов со смещением максимума распада на 0,5 минут, увеличением содержания низкостойких клеток до 7 % и уменьшением стойких форм на 10 и даже на 25 %. Количественные сдвиги имели разный характер. У одних щенков количество эритроцитов практически не изменялось. У других сдвигалось в сторону уменьшения или увеличения при небольших отклонениях от исходной величины.

Таким образом, полученные нами данные указывают на существование возрастных различий в изменении качественного состава эритроцитов при острой гипоксии. Эти различия особенно отчетливо проявляются при сравнении эритроцитарных реакций у взрослых и новорожденных животных. Можно отметить также, что в раннем и зрелом возрасте отличаются и количественные характеристики эритроцитарных реакций. Если, почти у всех взрослых собак, наблюдались однотипные сдвиги в количестве эритроцитов при той или иной степени острой гипоксии, то у щенков такой однотипности мы не обнаружили.

Необходимо отметить расхождение наших данных с данными И.И. Гительзона и И.А.Терскова в отношении изменения стойкости эритроцитов в начальной и последующей, более глубокой фазах острой гипоксии ( опыты на морских свинках и белых мышах). В опытах на взрослых собаках мы отметили падение стойкости эритроцитов в начальной и выравнивание стойкости (приближение к исходной) в более глубокой фазах. Это, возможно, связано с видовыми особенностями подопытных животных.

Сложный характер изменения внутренней среды организма, при остром кислородном голодании, чрезвычайно затрудняет установление причины изменения кислотной стойкости эритроцитов при этом состоянии. Для конкретизации характера качественных изменений эритроцитов необходимо учитывать, что резистентность эритроцитов к различным повреждающим воздействиям определяет их разные свойства. Поэтому очень важно знать, какие именно свойства эритроцита определяются его устойчивость к слабокислотному гемолитику.

Обращает на себя внимание и несоответствие между повышением стойкости основной группы эритроцитов и отсутствием увеличения количества эритроцитов. Такое несоответствие, обнаруженное нами у новорожденных щенков при воздействии на них острой гипоксии, затрудняет объяснение правого сдвига в эритрограмме поступлением в кровоток более стойких эритроцитов.

Метод эритрограмм ценен своей объективностью и возможностью проводить качественную дифференциацию эритроцитов. Определение с помощью этого метода качественной характеристики эритроцитарных сдвигов при гипоксии важно само по себе, но установление физиологической значимости таких сдвигов представляет особенно большой интерес. Однако, в настоящее время этот вопрос еще не ясен и для его решения необходимы дальнейшие исследования.

Гипоксемия в патологии детского возраста

Гипоксемия — это такое состояние, которое проявляется недостаточным содержанием кислорода в крови человека. В результате снижения данного показателя происходит замедление всех обменных процессов как в клетках, так и в тканях.

Уровень кислорода показывается двумя величинами:

- сатурацией;

- напряжением.

Снижению второго показателя способствует неравномерное функционирование различных участков легких, которое может наблюдаться с возрастом. В результате кислород начинает плохо поступать к клеткам, что влечет за собой развитие проблем со здоровьем. Такой процесс, как снижение напряжения и сатурации кислорода, приводит к развитию артериальной гипоксемии.

Классификация

Все симптомы гипоксемии подразделяются на ранние и поздние.

К первой группе относят:

• учащенное дыхание;

• сонливость;

• расширение сосудов;

• общую слабость;

• пониженное артериальное давление;

• бледность кожи;

• головокружение;

• учащенное сердцебиение.

Вторая группа признаков патологии характеризуется:

• симптомами сердечной и дыхательной недостаточности, такими как отек ног, тахикардия;

• нарушениями в работе мозга, такими как обмороки, бессонница, ухудшение памяти, тревожность и другие.

Может быть хроническая гипоксемия и острая.

Основные причины

В медицинской практике выделяют пять основных причин, способных спровоцировать данное заболевание. Они могут влиять как по отдельности, так и в сочетании друг с другом:

1. Атипичное шунтирование крови. При пороках сердца врожденной или приобретенной формы происходит попадание венозной крови в аорту. Из-за этого гемоглобин становится неспособным к присоединению кислорода, в результате чего и происходит снижение уровня последнего.

2. Гиповентиляция легочной ткани. При патологиях данного органа происходит замедление частоты выдохов и вдохов. Это снижает количество поступающего кислорода по отношению к расходуемому.

3. Анемия. В результате снижения гемоглобина уменьшается и индекс уровня кислорода, который распространяется по тканям.

4. Пониженная концентрация кислорода в воздухе.

5. Диффузные нарушения. Повышенные физические нагрузки способствуют тому, что кровь начинает циркулировать быстрее. В результате время, необходимое для контакта гемоглобина с кислородом, значительно уменьшается.

Кроме этого, существует еще несколько факторов, способных вызывать гипоксемию:

- курение;

- заболевания сердца;

- патологии бронхов и легких;

- перепады атмосферного давления;

- избыточный вес, приводящий к ожирению;

- наркоз.

Нередко гипоксемия может возникать у новорожденных. Это происходит в результате недостатка кислорода в материнском организме во время вынашивания плода.

Гипоксемия и тесно связанная с ней дыхательная недостаточность лежат в основе детской патологии при ряде заболеваний. Организм ребенка, на протяжении всех возрастных периодов особенно чувствителен к нарушениям газового обмена. В настоящее время среди всех случаев детской смертности главное место занимает летальность новорожденных, преимущественно в первые дни жизни. Как известно, эта проблема является предметом глубокого изучения акушеров и педиатров. Для педиатров особенное значение имеет так называемая внутриутробная асфиксия, которая является причиной развития ряда заболеваний.

Проблема аноксии или гипоксии плода имеет исключительно важное значение, поскольку с ней связаны профилактические мероприятия по предупреждению родовых травм. Установлено, что внутриутробная асфиксия и родовая травма имеют между собой самую тесную связь. Экспериментальные исследования, посвященные вопросам искусственной внутриутробной асфиксии, свидетельствуют о развитии в результате кислородного голодания значительных изменений в сосудах и особенно в сосудах головного мозга и легких.

Внутриутробная асфиксия может иметь различное происхождение, то есть может носить форму анемической, токсической и циркуляторной гипоксии в зависимости от характера нарушения нормального течения беременности.

По данным крупных родильных учреждений города Новосибирска, за 2008 год, в 32 % внутриутробная асфиксия являлась причиной мертворож-даемости. Более того, и после рождения ребенка (в среднем до 40 % ) у детей с установленным диагнозом внутриутробной асфиксии могут иметь место различные формы преимущественно респираторной патологии.

Ещё на VIII международном конгрессе педиатров ( Копенгаген, 1957 г.) было предложено выделить ряд форм аноксии новорожденных как с нарушениями функций центральной нервной системы, так и с расстройством функций других органов и систем. Учитывая столь важное значение дыхательной недостаточности в первые дни жизни ребенка, были проведены обследования поступавших в клинику новорожденных с развившейся пневмонией, у которых в анамнезе имелись указания на различные формы асфиксии. Было установлено, что для развития пневмонии у детей на протяжении первого месяца жизни обычно имеется благоприятная почва в виде особого состояния легких, так называемого пневмоноза.

Пневмоноз связан с наличием сосудистого расстройства, кровоизлияниями и мелкими ателектазами и, как правило, эти изменения наблюдаются у детей. перенесших внутриутробную или после-утробную асфиксию. Анализируя показатели внешнего дыхания в группе детей первого месяца жизни,

на основании данных пневмографии было установлено характерное для этой группы детей крайне поверхностное дыхание, близкое по своему характеру к дыханию типа Чейна-Стокса и Кусмауля.

Как известно, одним из ранних симптомов пневмонии у детей первого месяца жизни является рано наступающий цианоз. Наличие цианоза как будто бы предопределяло развитие гиперкапнии и гипоксемии, то есть обеднение организма кислородом наряду с увеличением содержания углекислоты. Но, проводя в динамике исследования газового состава крови, мы могли установить, что у новорожденных детей и особенно недоношенных, при развитии пневмонии наблюдается так называемая гипероксия, т. е. повышенное содержание кислорода. Вместе с тем установлено нарастание редуцированного гемоглобина, что указывает на значительные изменения в окислительно-восстановительных процессах.

С указанными фактами тесно связаны вопросы оксигенотерапии и аэротерапии. После увлечения массивной оксигенотерапией, т.е. длительное пребывание в атмосфере с высоким содержанием кислорода, появились в литературе сообщения, свидетельствующие об опасности длительной оксигено-терапии, приводящей к развитию ретробульбарной дисплазии и неизлечимой слепоте ребенка.

Из практики известно, что именно у детей первого месяца жизни, особенно недоношенных, окси-генотерапия, которую проводят струйным методом из кислородной подушки, может привести к развитию коллапса с общей бледностью и адинамией.

В свете наших исследований, указывающих на частоту гипероксии у детей этой возрастной группы, становится понятной описанная отрицательная реакция. Наряду с этим широкая аэротерапия нормализует пневмограмму и оказывает благоприятное действие на газовый состав крови.

Антибиотикотерапия и применение сульфаниламидных препаратов не оказывают существенного влияния ни на показатели внешнего дыхания, ни на газовый состав крови, но комплексное лечение с применением биогенных стимуляторов, в сочетании с дозированной оксигенотерапией, при содержании кислорода во вдыхаемом воздухе не больше 40 %, как известно, у детей первого месяца жизни изменение газового состава крови не имеет строго выраженного характера гипоксемии и ги-перкапнии, что необходимо учитывать в проводимых лечебных мероприятиях.

Чем выше подниматься по возрастной лестнице, тем ярче вырисовывается совокупность классических симптомов, определяющих дыхательную недостаточность. У детей после третьего месяца жизни уже четко выявляется гипоксемия, т. е. снижение содержания кислорода в артериальной и венозной крови, и гиперкапния, т. е. повышение содержания углекислоты.

Применение оксигенотерапии у детей этой возрастной группы является высокоэффективным методом лечения в сложной системе комплексных мероприятий при пневмонии.

При кишечных токсикозах, как известно, также наблюдается дыхательная недостаточность, которая нередко приводит к острому развитию ги-поксемии или же развивается медленно, способствуя появлению поздней гипоксемии, но в основе этой группы заболеваний имеется так называемый негазовый ацидоз, последствием которого бывает развитие газового ацидоза, т. е. гиперкапнии.

При тяжелом течении пневмонии у детей более старшего возраста респираторная гипоксемия и ги-перкапния наблюдаются с первых же дней заболевания, причем изменяются такие показатели окислительных процессов, как уровень витамина С, тиамина, карбооксидазы и глутатиона. Но наблюдаемая у этих детей тяжелая одышка не может быть объяснена только накоплением углекислоты. Громадное значение в ее возникновении имеет снижение окислительных процессов в тканях, в результате чего образуются недоокисленные продукты и, в частности, молочная и пировино-градная кислоты.

Проведенные наблюдения в динамике и сопоставлении их с развитием рецидивов, длительностью течения пневмоний и их переходом в хроническую форму, удалось установить, что чем меньше по возрасту ребенок, тем у него медленнее восстанавливается измененный газовый состав крови, несмотря на нормализацию внешнего дыхания, регистрируемого пневмограммой, и как будто бы наступившее клиническое выздоровление. В основе этого факта лежат возрастные особенности адаптационной реакции при гипоксемии.

Длительное поверхностное дыхание, характерное для всех видов респираторных заболеваний у детей первого месяца жизни, по Холдену, приводит к утомлению дыхательного центра, в результате чего еще больше уменьшается глубина дыхания и увеличивается его частота. Выдыхаемый при этом кислород является своего рода распознавательным методом для определения резервной силы дыхательного центра и, в частности, недостаточного развития рефлексогенных зон - синокаротидной и аортальной, в основе чего лежит и слабая адаптационная реакция у этой группы детей.

Наши клинические наблюдения дали основание провести экспериментальные исследования в течение последних десяти лет на базе Новосибирского государственного медицинского университета под руководством ректора университета - доктора медицинских наук, профессора И.О. Марин-кина.

Создавая искусственное кислородное голодание у крыс различного возраста, мы определяли у них характер дыхания, реакцию крови, диаметр эритроцитов, и затем подвергали морфологическим исследованиям органы животного через определенные промежутки времени при остром кислородном голодании. В данном эксперименте нами было достоверно установлено, что новорожденные крысята, несмотря на плохую общую адаптацию, дольше выносили пребывание в среде с низким со-

держанием кислорода, чем животные старшего возраста, что связано с переходом их на анаэробное дыхание.

Чем старше было опытное животное, тем яснее выражены у него адаптационные механизмы, и тем ярче проявлялась картина реакции со стороны центральной нервной системы в виде беспокойства, судорог клонического и тонического характера.

При морфологическом исследовании органов животных, подвергнутых острому кислородному голоданию, наблюдалась значительная реакция со стороны сосудистой и интерстициальной ткани легких, сосудов и паренхимы сердца, печени и почек. Таким образом, наши предположения, что асфиксия создает преморбидное состояние для развития пневмонии, получило подтверждение в приведенном эксперименте.

В условиях эксперимента при кислородном голодании нами установлено постепенное развитие реакции со стороны межуточной ткани легких в виде эмфиземы, набухания и растворения коллаге-новых волокон и дальнейшее развитие склероза, то есть наблюдались изменения, характерные для хронической интерстициальной пневмонии.

Установив неадекватность локальных изменений в органах при кислородном голодании и сроков выживаемости животных, мы подвергли ткани ряда органов гистохимическому исследованию. Определяли активность окислительно-восстановительного процесса в органах и тканях, то есть по существу пытались исследовать тканевое дыхание. Применялись также реакции на некоторые флавиновые ферменты и цитохромоксидазу. В результате этих исследований установлено, что кислородное голодание вызывает диффузию дыхательного фермента из внутриклеточного образования, а фармацевтические средства типа витамина В1, повышают активность окислительно-восстановительного фермента в легких, сердце, печени и почках, но только у животных первых дней жизни.

Наши исследования были бы не полны, если бы мы только ограничились респираторной патологией, при которой более ясно выступают классические гипоксемия и гиперкапния, связанные с нарушением внешнего дыхания, т. е. одышкой, кашлем, снижением объемных показателей дыхания и т. д. Поэтому, для сравнения мы провели исследование состава газов крови и внешнего дыхания в группе детей с сердечно-сосудистой патологией, взяв под наблюдение детей, больных ревматизмом в различной фазе его течения. Мы установили в остром периоде ревматизма фазы инфекционной аллергии без выраженного поражения сердечно-сосудистой системы, гиперкапнию при низком содержании кислорода в венозной крови. Наряду с этим в артериальной крови содержание газов остается почти в пределах нормы. Гиперкапния особенно отчетливо выражена в первой фазе заболевания, чем до известной степени объясняется типичная цианозно-розоватая окраска лица и слизистых оболочек. При стихании процесса нарастает гипоксия, характеризующаяся бледностью кожных покровов. Показа-

тели внешнего дыхания в то же время почти не изменены, поэтому можно предположить, что нарушение газового состава крови при ревматизме, без выраженного порока сердца, связано со значительными сдвигами обменных процессов, а именно в острой фазе ревматизма и нарушением сосудистой проницаемости.

При ревматических поражениях сердца, с клиническими симптомами недостаточности различной степени, имеется выраженная гиперкапния, нарастающая параллельно увеличению недостаточности кровообращения. Это указывает на циркуля-торный характер гипоксемии, связанной с нарушением гемодинамики.

Особенно большой интерес, по нашему мнению, представляют нарушения газового обмена, наблюдаемые во внеприступовом периоде ревматизма особенно у детей, страдающих хроническим тонзиллитом. У таких детей, при исследовании в динамике, отмечалась довольно стойкая, хотя и умеренная гиперкапния венозной крови и в случае заболевания катаром дыхательных путей, а тем более пневмонией, эти нарушения газового состава крови увеличивались.

Заслуживает внимания и то, что у детей, учащихся в сельских школах, по нашим данным, нарушения внешнего дыхания и газового состава крови не только во внеприступном периоде, но и при ревматических пороках сердца выражены значительно меньше, что объясняется их длительным пребыванием на свежем воздухе.

Проведенные нами исследования и наблюдения, дают право утверждать, что в случае патогенетического лечения обращать особое внимание на явную или скрытую гиперкапнию и гипоксию, имеющую место при различных заболеваниях детского возраста. Широко проводимая в детских больницах аэротерапия, долечивание в санаториях больных с рецидивирующими и хроническими пневмониями и этапное лечение больных ревматизмом в ревматических санаториях свидетельствуют о целесообразности и эффективности таких мероприятий.

Возрастной фактор в адаптации при гипоксии

Достоверных и обоснованных исследований, посвященных роли в реакции организма на гипоксию с учетом возраста, очень мало. В литературе по этому вопросу приводятся преимущественно сравнения гипоксических состояний новорожденного и взрослого организма, а излагаются данные, полученные главным образом в эксперименте на животных. Сведений о действии недостатка кислорода на растущий, созревающий и старческий организм человека почти нет. Морфологические и функциональные особенности организма в различные возрастные периоды выступают настолько отчетливо, что уже а priori можно предположить зависимость его реакции на недостаток кислорода от возраста.

Выяснению возрастных особенностей реакции организма на гипоксию посвящены наши исследования, проводившиеся на протяжении более 20 лет.

Изучалась реакция на недостаток кислорода организма человека дошкольного возраста, в пубертатном периоде, зрелом и старческом возрасте.

Были подготовлены материалы об изменениях в среде, бедной кислородом, высшей нервной деятельности у детей дошкольного возраста, юношей и девушек от 14 до 17 лет, взрослых от 20 до 50 лет, и пожилых людей - старше 65 лет.

У перечисленных возрастных категорий людей изучались изменения внешнего дыхания, сердечной деятельности и эритроцитарного состава крови, при различных степенях кислородной недостаточности. Запланированное содержание кислорода в атмосфере создавалось в камерах пониженного давления и при вдыхании газовых смесей, бедных кислородом. Действие недостатка кислорода исследовалось также в естественных условиях на высотах 2 000, 3 000 и 4 000 метров в горах. Недостаток кислорода вызывает у взрослого человека, находящегося в состоянии полного покоя, усиление внешнего дыхания, возрастание легочной вентиляции. Ранние научные исследования по данному вопросу говорят о том, что увеличение минутного объема дыхания (МОД) зависит от степени гипоксии, от температуры окружающей среды, индивидуальных особенностей и тренированности организма, функционального состояния организма и, в частности, его нервной системы.

Уменьшение глубины дыхания, наряду с учащением дыхательного ритма, у людей среднего возраста рассматривается рядом авторов как симптом дыхательной недостаточности. Дальнейшее уменьшение глубины дыхания у взрослого человека, не компенсируемое его учащением, указывает на серьезное нарушение при гипоксии акта дыхания (Хол-дейн).

Повышенная легочная вентиляция обеспечивает у взрослого организма, при снижении содержания кислорода в окружающей среде на небольших и средних высотах, довольно высокий уровень насыщения артериальной крови кислородом и постоянный или даже более высокий, чем при нормальном атмосферном давлении, уровень потребления кислорода.

У детей дошкольного возраста недостаток кислорода также вызывает возрастание легочной вентиляции. Однако, в отличие от взрослого организма, увеличение минутного объема происходит у детей 3 -7 лет не за счет возрастания глубины вдоха, а преимущественно за счет учащения дыхательных движений. Глубина дыхания, как показали исследования в барокамере и на высотах (от 1 000 до 3 000 м), не возрастает, а даже уменьшается.

Увеличение МОД у детей дошкольного возраста на небольших высотах за счет возрастания частоты дыхательных движений, а не глубины дыхания объясняется, очевидно, физиологическими особенностями дыхания в этом возрасте. В условиях нормального снабжения кислородом, дыхание у детей 3-7 лет более поверхностно, ритм его более частый, чем у взрослых людей. С возрастом дыхание становится более глубоким и менее частым (Н.П.

Гундобин). Поэтому, учащение дыхания при гипоксии у детей, вряд может рассматриваться как симптом дыхательной недостаточности. Однако, учащение дыхания у детей дошкольного возраста при гипоксии, ведет к меньшему, чем у взрослых, возрастанию альвеолярной вентиляции, что свидетельствует о меньшей эффективности приспособления к недостатку кислорода со стороны внешнего дыхания в детском возрасте. [5]

Следует отметить, что у детей при гипоксии сохраняется присущее им при нормальном атмосферном давлении более высокое парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе. Возможно, это один из факторов, объясняющих меньшую степень гипоксемии в условиях пониженного парциального давления кислорода.

Дыхание в пубертатном периоде, как и иные вегетативные функции, претерпевает значительные изменения, связанные с общей перестройкой нейрогуморальных факторов регуляции функций организма, приводящей нередко к временным физиологическим дисфункциям. В этом периоде оно отличается большой лабильностью. По своему типу дыхание является смешанным, с преобладанием то грудного, то брюшного типа. С возрастом заметно увеличивается глубина дыхания, что обеспечивает значительное увеличение легочной вентиляции. По своей частоте, дыхание в пубертатном периоде, хотя и приближается к дыханию взрослого человека, но все же, сохраняя признаки детского и продолжает быть более частым, чем у взрослого средних лет.

Как показали наши исследования, недостаток кислорода вызывает усиление дыхания у юношей и девушек и уже, так же как и у взрослых людей, возрастание легочной вентиляции у них обеспечивается в основном за счет увеличения глубины дыхания. Глубина дыхания, однако, возрастает у юношей и девушек не так значительно, как у взрослых людей и поэтому увеличение минутного объема дыхания на небольших и средних высотах отстает от того, какое наблюдается у взрослых. В то же время, легочная вентиляция, по мере прогрессиро-вания гипоксии у юношей и девушек возрастает не так интенсивно и закономерно, как у взрослых людей, редуцированный МОД снижается, альвеолярная вентиляция уменьшается. Адаптация организма к недостатку кислорода, со стороны внешнего дыхания в пубертатном периоде, осуществляется хуже, чем в среднем возрасте. В связи с худшим приспособлением со стороны внешнего дыхания гипоксемия у юношей и девушек выражена более значительно, чем у взрослых людей на тех же высотах. Потребление кислорода при гипоксии у юношей и девушек заметно снижается.

Анатомические и функциональные изменения органов дыхания в старости приводят к уменьшению вентиляции легких, появлению дыхательной недостаточности, выраженной в различной степени, к снижению насыщения артериальной крови кислородом, т. е. к гипоксемии даже и при нормальном парциальном давлении кислорода во вдыхае-

мом воздухе. Отмеченная при этом гипервентиляция у стариков рассматривается некоторыми авторами как мера борьбы с гипоксемией в старости (Бине, Бур, Вернан, Себаун). Но недостаток кислорода во вдыхаемом воздухе усугубляет у стариков дыхательную недостаточность.

Проведенные наблюдения позволяют прийти к заключению, что в каждом возрасте приспособление внешнего дыхания к гипоксии имеет свои особенности. По мере роста и созревания организма оно становится более совершенным, но значительно ухудшается в старости. Изучение состояния сердечно-сосудистой системы по разным показателям (частота сердечных сокращений и изменение ее при физической нагрузке, артериальное давление, электрокардиограмма) также позволило отметить возрастные отличия в реакции ее на гипоксию.

Согласно нашим данным, у взрослых людей, находящихся в горизонтальном положении, при разрежении воздуха в барокамере частота сердечных сокращений почти не изменялась до высоты соответствующей 3 000 м. На высоте соответствующей 4 000 м пульс у них учащался на 5-10 ударов в мин. (9-12 % от исходной нормы), на высоте, соответствующей 5 000 м, учащение пульса увеличилось на 12-18 ударов в мин. (22 - 27 %). Из 28 обследованных взрослых людей можно было определить, что учащение пульса, в среднем, повысилось всего на 5 ударов в минуту, в то время, как у 30 детей дошкольного возраста, при таких же условиях пульс, в среднем, увеличивался на 15 ударов в минуту.

Таким образом, каждый из возрастных периодов характеризуется определенными особенностями адаптации к гипоксии. В отношении организма новорожденных животных это особенно четко было показано Н. В. Лауэром. Дошкольный возраст, как это следует из приведенного выше материала, по-своему реагирует на кислородную недостаточность. Ритм дыхания и сердечных сокращений становится более частым, и организм, хотя и очень неэкономно, все же компенсирует в пределах высот (соответствующим 1 000 - 4 000 м) недостаток кислорода в окружающем воздухе. При более длительном воздействии нерезкой гипоксии на детский организм, начинает играть известную роль и усиление кроветворения, наиболее выраженное в этом возрасте, как и в высокогорных условиях.

При изучении акклиматизации детского организма к гипоксии нужно учесть и тот факт, что чем меньше ребенок, тем больше кислорода расходуется его организмом на рост, но тем меньше энергии он тратит на выполнение мышечной работы (Гельмрейх). Последнее обстоятельство не может не иметь значения в условиях гипоксии, т. к. конфликт между ограниченным поступлением кислорода в организм и потребностью организма в нем становится меньшим. Все это приводит к тому, что организм ребенка сравнительно хорошо адаптируется к гипоксии в пределах соответствующим высотам от 2 000 до 4 000 м над уровнем моря. Показателем хорошей адаптации детского организма

служит отсутствие нарушений высшей нервной деятельности у детей на этих высотах.

В пубертатном периоде более экономным становится приспособление к гипоксии со стороны внешнего дыхания, но все же оно менее совершенно, чем в зрелом возрасте. В результате этого, у юношей и девушек наблюдается при гипоксии большая, чем у взрослых людей, степень гипоксе-мии, поэтому со стороны сердечно-сосудистой системы реакция также большая, но ткани страдают от гипоксии. Это важно потому, что потребность тканей юношеского организма в кислороде, особенно при физической работе, значительно превосходит потребность взрослого организма. О том, что юношеский организм хуже переносит гипоксиче-скую гипоксию, чем организм взрослого человека, свидетельствуют и большие изменения высшей нервной деятельности у юношей и девушек на тех же высотах.

Наиболее эффективна и экономна деятельность приспособительных к гипоксии механизмов, обеспечивающих доставку тканям кислорода в зрелом возрасте. В пределах высот от 4 000 до 5 000 м усиление внешнего дыхания и кровообращения может обеспечить взрослому организму поддержание относительного гомеостазиса и сохранение полноценного функционирования организма в целом. За пределами указанных высот деятельности только этих приспособительных механизмов оказывается недостаточно и наступает декомпенсация, которая у стариков наблюдается при меньшей степени гипоксии.

Особенности реакции старческого организма на гипоксию

В настоящее время в научной литературе, также крайне мало сведений о реакциях организма преклонного возраста кислородную недостаточность. Между тем эта проблема, в последнее время, привлекает внимание многих исследователей. Имеются указания на то, что сама по себе физиологическая старость характеризуется наличием гипокси-ческого состояния организма (Мильман, Дервиз, Сиротин). Особенно усиливается кислородное голодание организма при различных заболеваниях, часто наблюдающихся в старости. (артериосклероз, эмфизема легких и др.), оперативных вмешательствах (торакальная хирургия), попадании в среду с пониженным содержанием кислорода в воздухе (полеты на самолетах, восхождения на горы, работы в горных районах).

Проведенные ранее исследования Макфар-ланда, Кентера, Вернана и др. показали, что реакция старческого организма на гипоксию отличается, от реакции организма среднего возраста, компенсация в старости осуществляется хуже. Однако в этих работах изучались изменения лишь отдельных функций организма, и притом на небольшом количестве испытуемых.

Нашими объектами исследования служили старые белые крысы в возрасте 25-30 месяцев и старые собаки в возрасте 12-17 лет. Одновременно проводились эксперименты (для сравнения) на со-

ответствующих животных среднего возраста. Гипоксия достигалась или разрежением воздуха в барокамере, или же дачей животным газовых смесей с постепенно уменьшающимся количеством кислорода. Эксперименты проведены на ненаркотизиро-ванных животных, приученных к обстановке опыта, в состоянии относительного покоя.

Проведенные исследования показали, что в процессе старения организма его устойчивость к недостатку кислорода заметно снижается. Наши опыты подтвердили полученные ранее данные А. З. Копчинской и Н. В. Лаувр о снижении «высотного потолка» у старых крыс. В экспериментах, проведенных в барокамере ( скорость «подъема» 10 м/сек, «площадки» - 5 мин.), взрослые крысы в фиксированном состоянии на спине погибали на «высоте» 10 000 - 11 000 м, а старые на «высоте» около 9000 м. Аналогичные результаты были получены и на собаках в свободном состоянии. Если собаки среднего возраста переносили «подъём» до «высоты» 11 000 - 12 000 м, то гибель старых собак наступала уже на «высоте» 10 000 метров.

Для старых животных характерно и более раннее появление атаксии, непроизвольного мочеиспускания и дефекации. Так, если у собак среднего возраста атаксия появлялась на «высоте» 7 000 - 8 000 м, а непроизвольное мочеиспускание и дефекация на 9 000 - 10 000 м, то у старых собак атаксия в подавляющем большинстве случаев была заметна уже на «высоте» 6000 м, а непроизвольное мочеиспускание и дефекация на «высоте» 7 000 - 9 000 м.

Нами также изучались изменения внешнего дыхания ( частота и глубина дыхательных движений, характер дыхания, минутный объем дыхания) и сердечной деятельности (по данным электрокардиограмм). При рассмотрении изменения частоты дыхания у взрослых и старых крыс, в условиях нарастающей кислородной недостаточности в барокамере, было обнаружено, что по мере увеличения разрежения воздуха, дыхание у крыс среднего возраста на «высоте» 1 000-2 000 м учащалось и доходило до максимального учащения на «высоте» 5 000-7 000 м (в среднем на 30 % по сравнению с исходным). При дальнейшем нарастании гипоксии, у этих животных наблюдалось замедление дыхания, а затем к моменту достижения «высотного потолка» и полная его остановка. С возрастом, характер реакции на гипоксию со стороны внешнего дыхания значительно изменяется. Как и у взрослых животных, дыхание у старых крыс учащалось на тех же «высотах», однако его учащение было менее выражено (в среднем 12 % ), а максимальное учащение отмечалось у них ранее, на «высоте» 4 0005 000 м, вслед за чем наблюдалось понижение частоты дыхания, вплоть до его полной остановки к моменту гибели крыс.

При «спуске» крыс с «высоты» 7000 м (вторая серия опытов), частота дыхания постепенно возвращалась к исходным величинам, достигая нормы в пределах 10-20 мин. после «спуска» у животных среднего возраста и 20-30 мин. у старых животных. Это говорит о более замедленной нормализации дыхания в период после гипоксии у старых крыс.

Более детально изучалось изменение внешнего дыхания при кислородной недостаточности у собак в барокамере ( «подъем» до 5 000 м, скорость «подъема» и «спуска» 10 м/сек, «площадки» - 3 мин.). В отношении изменения частоты дыхания особых различий, в зависимости от возраста, выявить не удалось. У большинства взрослых и старых собак ранее всего увеличивалась глубина дыхания, и только при резкой гипоксии отмечалось увеличение частоты дыхательных движений. Углубление дыхания приводило к увеличению легочной вентиляции.

Легочная вентиляция у собак среднего возраста начинала увеличиваться с 1 000-2 000 м и прогрессивно возрастает по мере «подъема». Увеличенная легочная вентиляция у взрослых животных снижалась при «спуске», быстро достигая исходных величин. Хотя у старых собак легочная вентиляция начинала нарастать приблизительно на тех же «высотах», но степень ее увеличения на первых тысячах метров «подъема» была более значительной, чем у животных среднего возраста. При «спуске» с 5 000 м у собак среднего возраста легочная вентиляция достигала исходной величины к концу «спуска» или же сразу после него, у старых животных легочная вентиляция долго оставалась увеличенной.

Исследования, в которых животные дышали постепенно нарастающими гипоксическими смесями, показала, что старческому возрасту присуща иная, чем у взрослых животных, нормализация усиленной легочной вентиляции. В частности, потребовалось больше времени для того, чтобы были достигнуты исходные величины. Наряду с увеличением легочной вентиляции по мере нарастания гипоксии наблюдалось и увеличение потребления кислорода. У собак среднего возраста наблюдаются примерно аналогичные изменения потребления кислорода и легочной вентиляции как при возрастании этих показателей, так и при их нормализации. Однако у старых собак прямая зависимость между изменением легочной вентиляции и потреблением кислорода наблюдалась только при «подъеме», а при «спуске» отмечалась иная картина. Прежде всего, при «спуске» с 5 000 до 4 000 м, на ряду с уменьшением легочной вентиляции, потребление кислорода организмом старых собак не только не понижалось, но даже несколько увеличивалось. По мере уменьшения, а затем и прекращения действия гипоксии, легочная вентиляция у старых собак приходила в норму хуже, чем у собак среднего возраста. Несмотря на значительное увеличение легочной вентиляции и потребления кислорода, насыщение артериальной крови кислородом у старых собак происходило значительно медленнее.

Так же, представляет интерес сопоставление ликвидации гипоксии у старых и молодых животных в постгипоксическом периоде. Во время наших исследований оказалось, что у животных среднего возраста легочная вентиляция, потребление кислорода и насыщение кислородом артериальной крови возвращаются к исходным величинам в течение первых минут после дыхания обычным воздухом.

Однако, у старых собак, несмотря на увеличенную легочную вентиляцию и повышенное потребление кислорода, в течение довольно длительного времени после дыхания воздухом, содержащим нормальное количество кислорода, не устраняется явление гипоксемии.

По сравнению с высшими млекопитающими, для которых при гипоксии характерно учащение сердечной деятельности, имеющее приспособительный характер, для крыс является типичным постепенное уменьшение числа сердечных сокращений. Проведенные нами исследования показали, что в условиях барокамеры у взрослых крыс число сердечных сокращений удерживается на исходном уровне до «высоты» 4 000 - 5 000 м, затем наблюдается постеленное замедление сердечной деятельности, а на «высоте» 8 000 - 9 000 м начинается резкое снижение числа сердечных сокращений. У старых крыс постепенное уменьшение количества сердечных сокращений начинается с «высоты» 1 000 - 2 000 м, а резкое падение наблюдается на «высоте» 5 000 - 7 000 м.

При проведении опытов в барокамере увеличение количества сердечных сокращений у взрослых собак отмечалось с «высоты» 1 000 - 3 000 м и нарастало по мере развития гипоксии. При «спуске» частота сердечных сокращений довольно быстро возвращалась к исходным величинам, часто достигая нормы на «высоте» 3 000 - 2000 м. Примерно, на тех же «высотах», учащалась деятельность сердца и у старых собак, однако ее возвращение к исходным величинам оказывалось замедленным, и увеличенное количество сердечных сокращений наблюдалось в ряде случаев даже и после нормализации барометрического давления.

Изменения электрокардиограммы у собак, в основном, сводятся к некоторому уменьшению зубцов Я и Т или к углублению отрицательного в норме Т и не отражают особой зависимости от возраста при «подъеме» до 5 000 м. Изложенное свидетельствует о снижении устойчивости старческого организма к остро развивающейся гипоксии. Это же подтверждает и понижение «высотного потолка» у старых крыс и собак, более раннее появление атаксии, непроизвольного мочеиспускания и дефекации, наблюдаемые у старых собак, а также более раннее снижение частоты дыхания у старых крыс при «подъеме» в барокамере. Наступающее на более низких «высотах» уменьшение количества сердечных сокращений и изменения электрокардиограммы у старых крыс, проявляющиеся на малых «высотах», большее увеличение легочной вентиляции у старых собак указывают на повышение чувствительности старых животных к недостатку кислорода во вдыхаемом воздухе. Несмотря на увеличенную легочную вентиляцию и потребление кислорода, которые отмечаются по мере нарастания гипоксии у взрослых и старых собак, у старых животных резче выражены явления гипоксемии, что подтверждает недостаточную эффективность усиления функции внешнего дыхания. Последнее, по-видимому, связано с недостаточно эффективной

альвеолярной вентиляцией, обусловленной увеличенным в старости физиологическим мертвым пространством. При нормализации физиологических функций, по мере уменьшения и прекращения гипоксии, обращает на себя внимание более растянутое во времени возвращение к исходным величинам легочной вентиляции, потребления кислорода и частоты сердечных сокращений у старых собак, что частично может быть объяснено более продолжительной гипоксемией, усиленной деятельностью дыхательных мышц и сердечной мышцы у старых животных в постгипоксическом периоде. Возможно, дольше сохраняющееся, после перенесенной кислородной недостаточности, повышенное потребление кислорода у старых собак обусловлено и большим накоплением в крови недоокислен-ных продуктов обмена и не совсем ясными для нас пока изменениями происходящими на уровне тканевых процессов.

Выводы

Результаты проведенных исследований по вопросам влияния гипоксии на животных и человека в разных возрастах и различных состояниях здоровья, на примерах животных и людей показывают, что многие заболевания человека могут развиваться и усиливать тяжесть протекания болезни из-за банального недостатка свежего воздуха в период его жизнедеятельности. Авторы хотели обратить внимание медицинских специалистов, специалистов по контролю за загрязнением окружающей

среды и работодателей на обязательный мониторинг мест постоянного проживания, дневного времяпровождения и ночного отдыха наших граждан. Загрязнение воздуха или содержание в нем токсичных веществ отрицательно сказываются на здоровье и работоспособности человека. Период терапии и реабилитации заболеваний может быть значительно уменьшен, при условии исключения гипоксии у людей.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Nunn, J.F. Hypoxia. Oxford, ButterworthHeinemann, 1993b, pp.535 - 536.

2. McCord, J.M. Oxygen-derived free radicals in postischemic tissue injury. N. Engl. J. Med. 1985, 312: 159-163.

3. Johnson, T.S., and Rock, P. B. Current concepts. Acute mountain sickness. N. Engl. J. Med. 1988, 319: 841-845.

4. Колчинская А.З. О роли возрастного фактора в действии высокогорного климата на организм человека, Научная сессия, посв. 25-летней деятельности эльбрусской экспедиции, тезисы докладов, Нальчик, 1960, с. 28-37.

5. Гундобин, Н.П. Особенности детского возраста. С.-Петербург, изд. «Практическая меди-цина»,1906. - 480 с.

SOME ASPECTS OF MODERN METHODS OF LOCAL TREATMENT OF DIABETIC FOOD

WOUNDS

Krivoshchekov E.

MD, Professor, Department of Surgery, Samara State Medical University, Elshin E.

Head of admission Department, operating surgeon of septic surgery department,

Samara city clinical hospital № 8, Sadchikov S. Surgeon of the surgical Department, Stavropol Central regional hospital, Ganja N.

Surgeon of the Department ofpurulent surgery, Samara city clinical hospital №8, Romanov V. MD, Professor, Deputy Director, The Territorial Fund of obligatory medical insurance in Samara region,

Russia, Samara