Отворите главни мени

Промене

259 бајтова уклоњено ,  пре 5 година
м
Уклањање сувишних унутрашњих веза
| MeshID = D000860
}}
'''Хипоксија''' ({{јез-лат|hypoxia}}) је стање смањене количине или снижење парцијалног притиска [[кисеоник]]а, односно смањење [[молекул]]арне концентрације [[кисеоник]]акисеоника у [[ћелија]]ма и [[Ткиво (биологија)|ткивима]] живих организама, које има за последицу поремећај у функционисању [[ћелија]] [[Орган (анатомија)|органа]] и органских система. Она је снажан [[стрес]]ор, који испољава своје нежељено дејство на све организационе нивое [[човек]]овог [[организам|организма]].<ref>Van Liere, J. Edward and J. Clifford Stickney (1963): Hypoxia. The University of Chicago and London.</ref> Хипоксија као пратећа појава [[исхемија|исхемије]] један од најчешћих узрока оштећења ћелија и у основи је неких од најчешћих поремећаја здравља (нпр. инфаркт миокарда, цереброваскуларни инсулт, гангрена екстртемитета итд)
 
Досадашња [[истраживање|истраживања]] су показала да хипоксија, као интензиван [[стрес]]орстресор, мења психофизички статус и [[Физиологија одржавања равнотеже|физиолошке процесе]] у свакој јединки. Промене су утолико израженије и теже уколико је хипоксија интензивнија, а индивидуална способност јединке да се на њу прилагоди сужена.<ref>Guyton, A. C. (1996): ''Medicinska fiziologija'', Savremena administracija, Medicinska knjiga, Beograd.</ref> Зато хипоксија делује неједнако на различита [[ткива]] иако су подједнако изложена њеном дејству. Од свих [[ткива]], [[нервно ткиво]] је као највећи „потрошач“ [[кисеоник]]акисеоника најосетљивије на његов недостатак и најчешће прво страда под утицајем хипоксије. Међутим и [[нервне ћелије]] различитих структура [[ЦНС|централног нервног система]] различито реагују на недостатак [[кисеоник]]акисеоника, јер се њихова функционална постојаност снижава од виших према нижим структурама [[мозак|мозга]]. Зато у условима хипоксије долази до систематског раслојавања психичких функција и то према њиховој [[Filogenetsko stablo|филогенетској старости]].<ref name="psihofiziološke karakteristike hipoksičnih stanja">Davidović, J. (1975): ''Neke psihofiziološke karakteristike hipoksičnih stanja''. Skoplje: V Kongres psihologa Jugoslavije. Materijali 2: 231-240.</ref>
 
Губљење и раслојавање психичких функција иде упоредо са искључивањем њихових функционално-анатомских корелата, односно нервних структура. Прво се раслојавају филогенетски најмлађе психичке функције, односно, прво се искључују филогенетски најмлађе нервне структуре.{{напомена|Раслојавање и искључивање психичких функција и нервних структура обрнуто је филогенетском развоју и настанку}} Тако при потпуном прекиду дотицања [[кисеоник]]акисеоника у [[мозак]], знаке поремећаја функција великих хемисфера уочавамо након 2,5 до 3 минута, у нижим структурама мозга, након 10 до 15 минута, а у [[ганглија]]ма [[Аутономни нервни систем|симпатичког нервног система]] након 60 минута. При томе делови [[ЦНС]] који су у ексцитабилној фази брже страдају од оних који су у фази инхибиције. Зато можемо закључити да су на хипоксију најотпорније [[филогенеза|филогенетски]] најраније настале структуре и функције.<ref>Davidović, J, Krstić, N, Radović, A, Milunović, MI, Milanović, R. (1976). ''Slučajevi akcidentalne hipoksije za vreme letenja''. Zbornik radova iz vazduhoplovne medicine: 19-36.</ref>
<ref>Davidović, J. (1978): ''Funkcionalni nivo neurona u hipoksiji''. Psihologija, 5: 141-149.</ref>
<ref>Davidović, J. (1978a): ''Circadian variations of Speech''. XXVIth International Congresss of Aerospace Medicine, London - England, September 4-8.</ref>
 
Ефекти хипоксичних, па самим тим и [[исхемија|исхемичних оштећења]] су привремена (реверзибилна) ако је трајање хипоксије ограничено.{{напомена|На пример, промене контрактилности миокарда, мембранског потенцијала, метаболизма и ултраструктуре на нивоу ћелија су пролазног карактера ако се циркулација брзо обнови}} Међутим, када је хипоксија дуготрајна (перзистентна) захваћене ћелије постају иреверзибилно оштећене, тј постају некротичне упркос реперфузији уз помоћ артеријског крвотока. Све метаболичке промене које су по дефиницији настале као последица реверзибилних хипоксичних ћелијских оштећења, ако су значајно, велике, могу изазвати трајна (иреверзибилна) оштећења [[ткива]] и [[ћелија]] па и њихову [[смрт]].<ref name="psihofiziološke karakteristike hipoksičnih stanja"/>
 
 
Према подацима из литературе ефекат хипоксије је веома комплексан поремећај који нарушава ћелијски метаболизам на много различитих начина. Главну улогу има ограничена резерва гликогена, која је у основи повезан са падом продукције [[АТП|аденозин трифосфата]](АТП), који је неопходан за одржање стабилности [[ћелије]]. У овим условима озбиљно је нарушен интегритет [[ћелијска мембрана|ћелијске мембране]] и равнотежа њених оксидо-редукцијских система.
 
Под аеробним условима [[гликолиза|гликолизе]] (преко [[Кребсов циклус|Кребсовог циклуса]] и оксидативне [[фосфорилација|фосфорилације]]) из једног [[молекул]]а [[глукоза|глукозе]] настаје 38 молекула [[АТП|аденозин трифосфата]](АТП). [[АТП]] даје [[енергија|енергију]] неуроналној мембранској пумпи која држи интерну [[концентрација|концентрацију]] [[калијум]]а на високом, а [[натријум]]а, [[калцијум]]а и [[хлориди|хлорида]] ниском нивоу. Та [[јон]]ска сегрегација је физиолошка база за интранеуронску комуникацију. Недостатком [[глукоза|глукозе]] и [[кисеоник]]а сламају се сви процеси зависни од [[АТП|аденозин трифосфата]]. При потпуној (комплетној) хипоксији [[ћелије]] потроше свој [[гликоген]] и све залихе [[АТП]]-а у року од 10 минута. Ћелије се тада прелазе на анаеробни [[метаболизам]],{{напомена|Производе само два молекула АТП-а из сваког молекула глукозе}} који доводи до снижења пХ. У одсуству [[АТП]]-а ремети се функција [[јонска пумпа|јонске пумпе]], [[натријум]] и [[хлор]] улазе у ћелију, а вода то пасивно прати, резултат је цитотоксични унутарћелиајски [[едем]] (оток). Ћелија бубри, пуца и ослобађа свој [[цитосол]] у интерстицијални простор.<ref>Avery GB, Fletcher MB, Mc Donald MG. ''Neonatology-Patophysiology and Management of the Newborn''. 4th ed. Philadelphia-New York: Lippincott-Rawen; 1994;248-66</ref><ref>Farber JL, Chien KR, Mittnacht S. ''The Pathogenesis of Irreversible Cell Injury in Ischemia.'' Am J Pathol. 1981;271-81.</ref><ref>Delivoria-Papadopoulos M. ''Mechanisms of cerebral injury in perinatal asphyxia and stragies for prevention.'' J Pediatr. 1998;132:30-34.</ref>
 
Зато се у условима хипоксије и [[исхемија|исхемије]] јављају многе структурне и функционалне промене нарочито у високо диференцираним [[ћелија]]ма [[бубрег]]а, [[срце|срца]] и [[ЦНС]], као последица губитка функције ћелијске мембране, што представља и примарни догађај у генези ћелијских оштећења у овим условима. Међутим до данас није позната основа механизама због којих настаје мембранска дисфункција.
 
У овом сложеном процесу потребно је истаћи постојање следећих потенцијалних механизама: поремећај [[јон]]скејонске [[хомеостаза|хомеостазе]], пероксидацију мембранских [[липид]]а, унакрсно повезивање мембранских [[протеин]]а, повећану разградњу [[Fosfolipid|фосфолипида]], значајну продукцију [[слободни радикали|слободних радикала]].
 
=== Поремећај јонске хомеостазе ===
{{главни|Хомеостаза}}
Живе ћелије опстају у еквилибријуму са спољашњом средином, а пасивним и активним механизмима одржавају бројне електрохемијске градијенте карактеристичне за разлику између унутарћелијског и ванћелијског миљеа. Поремећај ових градијената на плазма мембрани је критични догађај у леталном оштећењу [[ћелије]]. Највећи градијент јона у свим живим ћелијама је карактеристичан за [[калцијум]]. При чему је концентрација јона [[калцијум]]акалцијума у ванћелијском флуиду милимоларног реда (10 М), а у цитосолу је 10.000 пута мања и реда је 10 М. Овај велики концентрациони градијент се одржава пасивним непропуштањем [[калцијум]]акалцијума кроз [[плазма]] мембрану и његовим активним избацивањем из [[ћелије]], уз истовремено преузимање овог јона од стране [[митохондрија]] и [[ендоплазматични ретикулум|ендоплазматичног ретикулума]]. На великом броју модела је показано да хипоксија изазива нарушавање калцијумовог градијента и његову унутарћелијску акумулацију <ref>Nicholson, C, Bruggencate, G. T., Steinberg, R. and Storkle, H. (1977). ''Calcium modulation in brain extracellular microenviroment demonstrated with ionselective micropipettes.'' Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 74, 1287-1290.</ref><ref name=autogenerated1>Johnson, J. D., Conroy, W. G. andlsom, G. E. (1987). ''Alteration of cytosolic calcium levels in PC 12 cells by potassium cyanide.'' Toxicology and Applied Pharmacology, 88, 217-224.</ref><ref>Lorenz,J.N. and Paul, R.J. (1997). ''Dependence of Ca^+ channel currents on endogenous and exogenous sources of ATP in portal vein smooth muscle.'' Am. J. Physiol., 272, 987-994.</ref>
 
Међутим, и данас постоји дилема око начина повећања унутарћелијског слободног [[калцијум]]акалцијума у ​​стањима хипоксије, тако да могуће начине представљају:
* Повећање инфлукса калцијума због отварања волтажно зависних калцијумских канала (деполаризација) и агонист-оперативних калцијумских канала (ослобађање ексцитаторних аминокиселина).<ref>Patel, M. N., Yim. G. K. W. andlsom, G. E. (1992). ''Blockade of N-methyl-Daspartate receptors prevent cyanide induced neuronal injury in primary hippocampal cultures.'' Toxicol. Appl. Pharmacol., 115, 124-129.</ref><ref>Khodrov, B., Pinelis, V., Vergun, 0., Storozhevykh, T. and Vinskaya, N. (1996). ''Mitochondrial denergization underlies neuronal calcium overload following a prolonged glutamate challenge'' FEBS-Lett, 397, 230-234.</ref>
* Смањење рефлукса калцијума услед инхибиције [[АТП]]-зависног испумпавања из ћелије.<ref name=autogenerated1 />
* Смањено преузимање од стране [[митохондрија]] и [[ендоплазматични ретикулум|ендоплазматичног ретикулума]] и то нарочито због промене митохондријског мембранског потенцијала.<ref>Scorrano, L., Petronilli, V. and Bernardi, P. (1997). ''On the voltage dependence of the mitochondrial permeability transition pore.'' A critical appraisal. J. Biol. Chem., 272, 12295-12299.</ref><ref>Simpson, P. B. and Russell, J. T. (1996). ''Mitochondria support inositol 1,4,5- triphosphate-mediated Ca+ waves in cultured oligodendrocytes.'' J. Biol. Chem., 271, 33493-33501.</ref><ref>Herrington, J., Park,Y.B., Babcock,D.F.<mdHille, 5.(1996). ''Dominant role of mitochondria in clearance of large Ca 2+ loads from rat adrenal chromaffin cells.'' Neuron., 16(1), 219-228.</ref> Акумулација веома активног, слободног цитосолног калцијума може допринети морфо-физиолошким трансформацијама које воде ћелију у [[смрт]] након изражене хипоксије.<ref>Kessler MH, Lang H, Sinagowitz R, et al. ''Homeostasis of oxygen supply in liver and kidney.'' In: Bicher HI, Bruely DF, editors, Oxygen transport to tissue. Instrumentation, methods and physiology. Advances in experimental medicine and biology, vol. 37A. New York: Plenum Press; 1973. p. 351–60.</ref>
 
У стањима хипоксије нарушена је и равнотежа других јона, као што су [[Kалијум|K]]<sup>+</sup>, [[Натријум|Na]]<sup>+</sup> и [[Хлор|CI“]]. Хипоксија супримира проток [[калијум]]а кроз [[ћелијска мембрана|ћелијску мембрану]]<ref>Chao, K. F., Liu, S. H. and Lin-Shiau, S. Y. (1996). ''Suppression of potassium currents by cyanide on the mouse motor nerve terminals.'' Neurosci Lett, 203(2), 105-108.</ref> редукујући његов нето [[флукс]],<ref>Wilson, R. W., Wareing, M. and Green, R. (1997). ''The role of active transport in potassium reabsorption in the proximal convoluted tubule of the anaesthetized rat.'' J. Physiol. Lond., 500, 155-164.</ref> а такође и променом функције неколико типова [[Калијум|К]]<sup>+</sup> канала <ref>Hyllienmark, L. and Brismar, T. (1996). ''Effect of metabolic inhibition on K + channels in pyramidal cells of the hippocampal CA1 region in rat brain slices.'' J. Physiol. Lond., 496, 155-164.</ref> и то нарочито у [[нервна ћелија|нервним ћелијама]]. Хипоксија узрокује и повећање унутарћелијског [[натријум]]а.<ref>Carini,R.,Autelli,R.,Bellomo, G.,Dianzani,M. U. imdAlbano.E. (1995). ''Sodiummediated cell swelling is associated with irreversible damage in isolated hepatocytes exposed to hypoxia or mitochondrial toxins.'' Biochem Biophys Res Commun, 206(1), 180-185.</ref> Такође је у хипоксији транспорт [[Хлор|CI“]] електроген и одвија се преко CI-стимулисане [[аденозин трифосфат]]азе. <ref>Gerencser, G. A. and Purushotham, K. R. (1995). ''A novel CI (-)-pump: intracellular regulation of transport activity.'' Biochem Biophys Res Commun, 215, 994-1000.</ref> Као последица нарушавања јонског еквилибријума после акутне хипоксије могуће је бубрење ћелија и појава [[едем|отока]] у органима који су у великој мери зависни од аеробне продукције [[аденозин трифосфат]]атрифосфата, при чему је главни узрок непотпуна активност Na<sup>+</sup>, K<sup>+</sup> - [[аденозин трифосфат]]азетрифосфатазе. Познато је да у исхемичним условима акумулација натријума у ћелији узрокује интрацелуларно нагомилавање воде. У прилог томе говоре резултати хистолошких испитивања хепатоцита [[пацов]]а после тровања [[KCN]]-ом (5 мг/кг) у којима су Аштон и сар. (1981) открили [[вакуола|вакуолизиране]] [[митохондрије]] након 20 минута и микровакуолизацију што је типично за [[исхемија|исхемичне ћелијске промене]].<ref>Ashton, D., Ven Reempts, J. and Wauquier, A. (1981). ''Behavioural, electroencephalografic and histological study protective effect of etomidate against histotoxic dysoxia produced by cyanide.'' Arach. Int. Pharmacodyn. Ther., 25412, 196-213</ref>
 
=== Пероксидација мембранских [[липид]]а ===
 
=== Унакрсно повезивање мембранских протеина ===
Промена оксидоредукцијског стања ћелије у стању хипоксије, услед [[ацидоза|ацидозе]] и могуће продукције [[Slobodni radikal|слободних радикала]] може да доведе унакрсног повезивање мембранских [[протеин]]а образовањем дисулфидних (S-S) веза. Резултат тога је, агрегација [[ћелијска мембрана|мембранских]] [[протеин]]апротеина, при чему се мења активност [[јон]]ских канала и других протеина ћелијске мембране. Образовањем мешаних дисулфида у реакцији са редукованим глутатионом (GSH) SH групе мембранских протеина такође могу бити модификоване у процесима који зависе од хидроксил радикала. Модификовани протеини мембране могу бити алтернатива липидној пероксидацији у механизму иреверзибилног оштећења ћелијске мембране у овим условима.<ref>Chance B, Oshino N, Sugano T, et al. ''Basic principles of tissue oxygenation determination from mitochondrial signals.'' In: Bicher HI, Bruely DF, editors, Oxygen transport to tissue. Instrumentation, methods and physiology. Advances in experimental medicine and biology, vol. 37A. New York: Plenum Press; 1973. p. 277–92.</ref>
 
=== Повећана разградња фосфолипида ===
Повећана количина слободног [[цитосол]]ног [[калцијум]]а у току хипоксији активира [[фосфолипаза|фосфолипазе]] (PLA2, PLC),<ref>Isom, G. E. and Borowitz, J. L. (1995). ''Modification of cyanide toxicodynamics: mechanistic based antidote development.'' Toxicology Letters, 83183, 795-799.</ref> што ствара могућност разлагање [[Fosfolipid|фосфолипида]], што су и потврдили ''Јанг и сар. ([[1996]])'' на [[нервне ћелије|нервним ћелијама]] (PC 12) након примене [[KCN]]-а у дози од 1,0-100 μМ.<ref>Yang, C.W., Borowitz, J. E., Gunasekar, P. G. and Isom, G. E. (1996). ''Cyanide-stimulated inositol 1, 4, 5-triphosphate formation: an intracellular neurotoxic signaling cascade.'' J. Biochem. Toxicol., 11, 251-256.</ref>
Такође, у [[експеримент]]има је показано да је [[смрт]] [[хепатоцит]]а (ћелија јетре) у култури повезана са повећаним [[метаболизам фосфолипида|метаболизмом фосфолипида]] уз паралелну њену редукцију третманом са [[глицин]]ом, што је праћено смањењем [[метаболизам|метаболизма]] [[Fosfolipid|фосфолипида]].<ref>Sakaida, I., Nagatomi, A. and Okita, K. (1996). ''Protection by glicine against chemical ischemia produced by cyanide in cultured hepatocytes.'' J. Gastroenterol., 31,684-690.</ref> Наведена повећана хидролиза фосфолипида може стимулисати пасивну неселективну пропустљивост ћелијске мембране.
 
=== Продукција слободних радикала {{напомена|Ову претпоставку подржавају бројна експериментална истраживања}} ===
 
;Анемијска хипоксија
Анемијска хипоксија означава сва стања која су изазвана поремећајем транспорта [[кисеоник]]акисеоника [[хемоглобин]]ом (због недовољних количина или хемијских оштећења структуре хемоглобина)
 
;Застојна хипоксија
Позната и под називом стагнациона, циркулациона (исхемичка) хипоксија - означава хипоксична стања изазвана поремећајем [[Циркулација крви (хемодинамика)|циркулације]] која омета допремање [[кисеоник]]акисеоника до [[ћелија]] и [[ткива]]. Иако је у [[артерија|артеријској]] [[крв]]и присутна довољна количина [[кисеоник]]акисеоника, [[Циркулација крви (хемодинамика)|циркулација]] је толико ослабљена да доводи до смањења перфузије у [[ткива|ткивима]]. У почетку [[Исхемија|исхемије]] оксигенација ткива се одржана захваљујући повећању степена [[дифузија|дифузије]] [[кисеоник]]акисеоника из [[крв]]икрви, али због погоршања перфузије ткива то ускоро није довољно и развија се хипоксија ткива.
 
Узроци застојне хипоксије могу бити:
 
;Хистотоксична (ткивна) хипоксија
Ова хипоксија означава хипоксична стања у којима и поред довољне количине [[кисеоник]]акисеоника у организму, [[ткива]] и [[ћелије]] не могу да га користе због оштећења оксидационих [[ензим]]а у ћелијама изазваних тровањем ([[цијанид]]има, [[угљен-моноксид]]ом, [[распрезни отрови|распрезним отровима]], неким [[анестетик|анестетицима]] итд.) или недостатком [[Витамин Б|витамина]] Б. Постаје манифестна у условима када [[кисеоник]] нормално долази до ткива, али токсични [[Агенс (медицина)|агенс]] ометају његово даље коришћење. Зато је код ове хипоксије у венској [[крв]]икрви повишен садржај [[кисеоник]]акисеоника, јер га [[ткива]] не искоришћавају.<ref>Fink M. ''Cytopathic hypoxia in sepsis.'' Acta Anaesthesiol Scand Suppl 1997;110: 87–95.</ref><ref>Fink MP. Cytopathic hypoxia. ''A concept to explain organ dysfunction in sepsis''. Minerva Anestesiol 2000;66(5):337–42.</ref><ref>Fink MP. ''Cytopathic hypoxia in sepsis: a true problem?'' Minerva Anestesiol 2001; 67(4):290–1.</ref>
 
;Хипоксија због прекомерне потрошње кисеоника (физиолошка хипоксија)
Физиолошка хипоксија настаје због велике потрошње [[кисеоник]]акисеоника при екстремном мишићном раду и може се јавити код спортиста и физичких радника.
 
== Остале поделе хипоксије ==
1.506.851

измена