Механизмы адаптации организма к гипоксии

Гипоксия – состояние, возникающее в результате недостаточного обеспечения тканей организма кислородом и/или нарушения его усвоения в ходе биологического окисления

нормобарическая
ГИПОКСИЯ
экзогенная
эндогенная
гипобарическая
тканевая
дыхательная
сердечно-сосудистая
кровяная
субстратная
перегрузочная
гипобарическая

В чем опасность гипоксии?
1 mmHg
100 mmHg
50-60 mmHg
Кровеносная и дыхательная системы
О2 – необходимый акцептор электронов в дыхательной цепи.

Общая схема механизма адаптации организма к гипоксии.
хеморецептор
ствол мозга
сердце
дыхание
сосуды
емкость крови
О2
Долговременная адаптация
гормон

Рецепторы кислорода
- каротидное тельце ( клетки I типа)
- нейроэпителиальные клетки
- гладкомышечные клетки
- каротидное тельце

-
-
-
-
out
in

+
+
+
+
+
out
in
L - ток
К+Са
К+ утечки
К+ - кислород-чувствительные

Биохимическая природа закрытия К+ каналов
К+каналы непосредственно чувствительны к О2
Эффект опосредован гем-содержащим белком цитохромы
NADPH-оксидаза
NOS
HO...
К+ канал (β-субъеденица) гомологичен NADPH-оксидазе

Медиаторы в каротидном теле
Дофамин - ингибирующий трансмиттер
Ach и SP - стимулирующие трансмиттеры

Общая схема механизма адаптации организма к гипоксии.
хеморецептор
ствол мозга
сердце
дыхание
сосуды
емкость крови
О2
гормон

Ответ эффекторных органов
Дыхание: растет частота и сила дыхательных движений
минутный объем возрастает с 5-6 л до 90-110 л
Сердце: растет частота и сила сердечных сокращений
минутный объем возрастает с 4-5 л до 30-40 л
Кислородная емкость растет за счет выброса крови из депо (в том числе незрелых эритроцитов)
Растет отдача О2 в тканях за счет ацидоза

Регуляция тонуса сосудов
Малый круг кровообращения
Мощная вазоконстрикция в ответ на снижение содержания О2
Механизм: аналогичен сенсорному в каротидном теле
Смысл: поддержание вентиляционно-перфузионного соотношения

Регуляция тонуса сосудов
Большой круг кровообращения
Вклад НС значителен
Определяющую роль играют местные факторы (О2)
Перераспределение кровотока
Расширение сосудов мозга и сердца и сужение сосудов кожи и кишечника
Тканенезависимое расширение сосудов
Симпат. система + метаболиты
К+АТР - каналы
К+ - каналы, открывающиеся при гипоксии

Общая схема механизма адаптации организма к гипоксии.
хеморецептор
ствол мозга
сердце
дыхание
сосуды
емкость крови
О2
гормон
Долговременная адаптация

Долговременная адаптация
В основе долговременной адаптации к гипоксии лежит регуляция транскрипции различных генов
Главным медиатором такого ответа является
HIF - hypoxia inducible factor

Гены, активируемые гипоксией
метаболизм глюкозы
контроль тонуса сосудов
функция каротидного тела
эритропоэз, ангиогенез и перестройка тканей