28-09-26 Семинар. Патофизиология. Гипоксия. Изменения микроциркуляции при гипоксии

Гипоксия. Изменения микроциркуляции при гипоксии

Занятие 4 · кафедра общей патологии МБФ РНИМУ им. Н. И. Пирогова · предыдущая тема — тромбоз, эмболия, ДВС-синдром, следующая — воспаление

Суть

Гипоксия — типовой патологический процесс: кислорода в ткани поступает мало или клетки не могут его использовать. Кислород проходит длинный путь: воздух → альвеолы → гемоглобин → сердце и сосуды → капилляр → митохондрия. Тип гипоксии определяется тем, на каком звене путь оборвался. Узнают тип по газам крови: напряжению кислорода в артериях, содержанию кислорода в артериальной и венозной крови и артериовенозной разнице. Микроциркуляция при гипоксии сначала спасает ткань: артериолы расширяются, открываются новые капилляры, кровь отдаёт больше кислорода. Потом она сама становится причиной гипоксии: стаз, сладж, отёк и шунты замыкают порочный круг.

К контрольной и экзамену

На занятии — разбор гипоксии и контрольная того же формата, что по тромбозу: 4 теоретических вопроса и 1 задача (слова преподавателя на занятии 21.09.2026).
Главный акцент по заданию: изменения микроциркуляции при гипоксии и почему они происходят — артериовенозная разница по кислороду, коэффициент использования кислорода, тканевые показатели. Это часть 2.
Задачу почти наверняка дадут с газами крови: как её решать — часть 3.
В экзаменационном списке рабочей программы — 6 вопросов по гипоксии, ответы в части 5.
Лекция по гипоксии в расписании снята, её нужно разобрать самостоятельно. Презентации по гипоксии в хранилище и на Google Drive нет — заметка собрана по учебникам и статьям.
Вводную часть по гипоксии лектор давала на первой лекции: ишемия, реперфузионное повреждение, ферроптоз — 7-09-26 Лекция. Патофизиология. Там же — рекомендованный учебник кафедры: Литвицкий. Поэтому ниже даны обе классификации — Петрова и Литвицкого.
(Дополнено по транскрипту семинара 28.09.2026): На семинаре проведён устный опрос у доски по всем типам гипоксии и кривой диссоциации. Преподаватель подчеркнул кафедральный приоритет РНИМУ (в том числе для коллоквиумов и экзамена, в частности у экзаменатора Алексея Владимировича): глубокое знание биохимических механизмов — организация дыхательной цепи митохондрий, комплексы I–IV, механизмы разобщения, ферментативные циклы, эффект Бора и регуляция синтеза 2,3-ДФГ. Без биохимического фундамента ответ по патофизиологии считается незавершённым.

Как пользоваться. Часть 1 — теория по вопросам для повторения из учебника кафедры (Порядин). Часть 2 — главная тема занятия: микроциркуляция и газовые показатели, с тремя схемами. Часть 3 — алгоритм решения задачи и задачи с разбором. Часть 4 — эталоны кафедры по микроциркуляции, где ведущее звено — гипоксия. Часть 5 — ответы на экзаменационные вопросы. Сокращения расшифрованы при первом упоминании.

Содержание

Часть 1. Теория по вопросам для подготовки

В методическом пособии кафедры нет отдельного занятия по гипоксии. Поэтому вопросы взяты из раздела «Вопросы и задачи для повторения» учебника Порядина (глава 15 «Гипоксия»; Г. В. Порядин — автор главы и учебника кафедры). Вопросы 12–14 добавлены из содержания темы в рабочей программе.

1. Определение понятия «гипоксия»

Гипоксия — типовой патологический процесс, возникающий вследствие недостаточного поступления кислорода в ткани или нарушения его использования клетками и ведущий к деструктивным изменениям в тканях (Порядин).

Клетке нужна энергия. Её даёт биологическое окисление: субстраты окисляются в митохондриях, энергия запасается в АТФ. Для этого нужны субстраты и кислород. Если доставка или использование кислорода нарушены, возникает абсолютная или относительная недостаточность биологического окисления. Это и есть основа гипоксии (Порядин).

Умеренная гипоксия — нормальное явление: бывает во сне, у работающих органов, во внутриутробной жизни. Она запускает адаптацию и даже стимулирует развитие. Тяжёлая гипоксия — это уже патогенный фактор с разрушительными изменениями (Порядин).

Транспорт кислорода зависит от четырёх факторов (Новицкий):

  1. Кислородная ёмкость крови (КЕК) — максимальное количество кислорода, которое могут связать 100 мл крови.
  2. Сродство гемоглобина к кислороду.
  3. Центральная гемодинамика: сократимость сердца, сердечный выброс, объём циркулирующей крови, давление в большом и малом кругах.
  4. Кровообращение в микроциркуляторном русле.

Почти весь кислород переносит гемоглобин. Число Гюфнера: 1 г гемоглобина связывает 1,34 мл кислорода (Новицкий). Растворено в плазме всего 0,3 мл на 100 мл крови при напряжении 95 мм рт. ст. Но именно растворённый кислород создаёт напряжение и проникает в клетки (Новицкий). КЕК в норме — 16,5–20,5 об. % (Новицкий).

Расхождение учебников

Новицкий берёт число Гюфнера 1,34 мл на 1 г гемоглобина. Литвицкий приводит 1,39 мл — это теоретический максимум. Для расчётов на занятии используйте 1,34.

Нормы газов крови (Порядин, табл. 15.1):

Показатель Что это Норма
pO₂ во вдыхаемом воздухе парциальное давление кислорода в атмосфере 150–160 мм рт. ст.
pO₂ в альвеолах парциальное давление кислорода в альвеолярном воздухе 100–110 мм рт. ст.
PaO₂ напряжение кислорода в плазме артериальной крови 85–95 мм рт. ст.
PvO₂ напряжение кислорода в плазме венозной крови 35–40 мм рт. ст.
SaO₂ насыщение гемоглобина кислородом в артериальной крови 96–98 %
SvO₂ насыщение гемоглобина кислородом в венозной крови 58–62 %
CaO₂ (у Порядина VaO₂) объёмное содержание кислорода в артериальной крови 19–20 об. %
CvO₂ (VvO₂) объёмное содержание кислорода в венозной крови 12–15 об. %
PaCO₂ напряжение углекислого газа в артериальной крови 35–45 мм рт. ст.
Опечатка и расхождение

В табл. 15.1 учебника Порядина альвеолярное давление обозначено так же, как артериальное, — «РаО₂». Правильно — PAO₂ (заглавная A — альвеолы).
Насыщение венозной крови у Порядина — 58–62 %. У Новицкого при напряжении 40 мм рт. ст. на венозном конце капилляра насыщение около 73 %. Современные обзоры дают для смешанной венозной крови (лёгочная артерия) у взрослого в покое SvO₂ около 70–75 %, PvO₂ около 40 мм рт. ст., коэффициент экстракции кислорода 20–30 %; экстракция выше 50 % говорит о шоке (Vincent и соавт., 2015; McGee и соавт., 2006). Вероятная причина расхождения — какую венозную кровь берут: смешанную или оттекающую от работающей ткани (это моё предположение, в учебнике не указано). На контрольной используйте нормы кафедры (Порядин), но знайте, что в клинике норма SvO₂ — 70–75 %.

Кривая диссоциации оксигемоглобина показывает, как насыщение гемоглобина зависит от напряжения кислорода. Она S-образная. Верхняя часть — плато: при снижении PaO₂ с 95–100 до 60 мм рт. ст. насыщение падает всего до 90 % (Новицкий). Это запас надёжности при экзогенной и дыхательной гипоксии. Нижняя крутая часть — зона отдачи кислорода тканям.

patfiz05-dissociaciya-grafik.jpg
Кривая построена по уравнению Северингхауса; точки на ней совпадают с данными Новицкого: 60 мм рт. ст. — около 90 %, 40 мм рт. ст. — около 73–75 %. P50 в норме — 26,6 мм рт. ст. (Новицкий).

Сдвиг кривой вправо — сродство к кислороду снижено, кислород легче отдаётся в тканях, но хуже присоединяется в лёгких. Причины: метаболический и газовый ацидоз (гиперкапния), повышение температуры, рост 2,3-дифосфоглицерата (2,3-ДФГ) и АТФ в эритроцитах (Новицкий).

Сдвиг влево — сродство повышено, кислород легко связывается в лёгких, но плохо отдаётся тканям. Причины: алкалоз и гипокапния, гипотермия, снижение 2,3-ДФГ (например, при сахарном диабете), карбоксигемоглобин и метгемоглобин, фетальный гемоглобин (Новицкий).

Акцент преподавателя (дополнено по транскрипту): Системный сдвиг влево vs локальный сдвиг вправо в капиллярах

На семинаре преподаватель подробно разобрал парадокс регуляции сродства гемоглобина к кислороду:

  • В организме системно и в лёгких при большинстве видов гипоксии (особенно экзогенной гипобарической за счёт гипервентиляции и гипокапнии) кривая диссоциации оксигемоглобина сдвинута влево. Физиологический смысл — облегчить связывание кислорода в альвеолах лёгких при сниженном парциальном давлении.
  • Парадокс и вопрос студентов: если системно кривая сдвинута влево, то сродство гемоглобина к кислороду повышено — как же ткань забирает кислород? Не ухудшает ли это оксигенацию клеток?
  • Разъяснение преподавателя: на уровне микроциркуляторного русла (внутри тканевых капилляров) микроокружение резко отличается от крупных сосудов и лёгких. В тканях нарастает гипоксия, накапливаются кислые метаболиты (𝐻+, лактат) и углекислый газ (𝐶𝑂2). Поэтому локально в капиллярах сдвига влево нет либо формируется локальный сдвиг вправо (эффект Бора). В итоге гемоглобин эффективно отдаёт кислород в капиллярах именно в тех микрозонах, где сильнее выражен ацидоз.

2. Классификация гипоксии по причине, механизму развития, скорости развития, распространённости

Есть две классификации по причине. Учите обе: учебник кафедры (Порядин) опирается на Петрова, а лектор рекомендует Литвицкого.

Классификация И. Р. Петрова (1949)

По причине и механизму; ею пользуются Порядин и Новицкий:

Вид Подвид Где обрыв
Экзогенная гипобарическая, нормобарическая мало кислорода во вдыхаемом воздухе
Эндогенная: дыхательная (респираторная, лёгочная) — внешнее дыхание
Эндогенная: циркуляторная (сердечно-сосудистая) системная и местная доставка кровью
Эндогенная: гемическая (кровяная) анемическая; при карбокси- и метгемоглобине; при гемоглобинопатиях кислородная ёмкость крови
Эндогенная: тканевая (гистотоксическая) — использование кислорода клеткой
Смешанная — два звена и более

Новицкий к ней добавляет субстратную и перегрузочную гипоксию.

Классификация П. Ф. Литвицкого

Литвицкий классифицирует гипоксию по четырём критериям: этиологии, выраженности расстройств, скорости возникновения и длительности (Литвицкий, гл. 16, рис. 16.1).

По этиологии — две группы:

Группа Тип Причина по Литвицкому Газы крови (кратко)
Экзогенная нормобарическая мало кислорода во вдыхаемом воздухе при нормальном давлении: шахты, колодцы, замкнутые помещения, неисправная аппаратура PaO₂ ↓, SaO₂ ↓, часто гиперкапния
гипобарическая снижено барометрическое давление: горы, полёты PaO₂ ↓, SaO₂ ↓, гипокапния
Эндогенная дыхательная (респираторная) недостаточность газообмена в лёгких — дыхательная недостаточность: альвеолярная гиповентиляция, нарушение перфузии, нарушение диффузии PaO₂ ↓, SaO₂ ↓
циркуляторная (сердечно-сосудистая, гемодинамическая) недостаточность кровоснабжения: гиповолемия, сердечная недостаточность, снижение тонуса сосудов, расстройства микроциркуляции, нарушение диффузии кислорода из капилляров к клеткам артерии N, вены ↓↓, АВР ↑
гемическая (кровяная) снижение эффективной кислородной ёмкости крови: мало гемоглобина (анемия) или нарушены его транспортные свойства (CO, метгемоглобин, гемоглобинопатии) CaO₂ ↓, PaO₂ N
тканевая снижение эффективности утилизации кислорода клетками и/или сопряжения окисления и фосфорилирования: угнетение ферментов, изменение физико-химических параметров тканей, торможение синтеза ферментов, повреждение мембран вены ↑, АВР ↓
субстратная дефицит субстратов окисления (чаще глюкозы) при сохранённой доставке кислорода; быстро падают АТФ, креатинфосфат и мембранный потенциал PvO₂ ↑, SvO₂ ↑, АВР ↓, артерии N, ацидоз (при диабете — кетоновые тела, лактат)
перегрузочная значительная или длительная гиперфункция органа (скелетные мышцы, миокард): даже максимальная доставка не покрывает потребность в вене от работающей мышцы PvO₂ ↓, SvO₂ ↓, АВР ↑, PCO₂ ↑, ацидоз
смешанная сочетание двух и более типов (например, высокие дозы наркотических веществ угнетают сердце, дыхательный центр и тканевое дыхание) зависит от сочетания

По выраженности расстройств (Литвицкий): лёгкая; средней тяжести (умеренная); тяжёлая; критическая (опасная для жизни, летальная). Тяжесть оценивают по трём признакам: степень нарушения нервно-психической деятельности; выраженность расстройств сердечно-сосудистой и дыхательной систем; отклонения газового состава и кислотно-основного состояния крови.

По скорости возникновения и длительности (Литвицкий):

Вид Сроки Примеры по Литвицкому
Молниеносная (острейшая) секунды; тяжёлое состояние в пределах первой минуты разгерметизация летательного аппарата на высоте более 9000–11 000 м, ранение крупной артерии, разрыв аневризмы
Острая минуты, в пределах первого часа острая кровопотеря, острая дыхательная недостаточность
Подострая часы, в пределах первых суток метгемоглобинообразователи (нитраты, окислы азота, бензол), венозная кровопотеря, медленно нарастающая дыхательная или сердечная недостаточность
Хроническая больше нескольких суток: недели, месяцы, годы хроническая анемия, хроническая сердечная или дыхательная недостаточность

Сравнение двух классификаций

Петров (Порядин, Новицкий) Литвицкий
Общая схема экзогенная + эндогенные типы то же: экзогенная (нормо- и гипобарическая) + эндогенные
Дыхательная, циркуляторная, гемическая, тканевая, смешанная есть есть
Субстратная и перегрузочная нет у Петрова; Новицкий добавляет есть как самостоятельные типы, с газами крови (рис. 16.6, 16.7)
Циркуляторная системная и местная; ишемическая и застойная подчёркнуты механизмы: гиповолемия, сердечная недостаточность, тонус сосудов, микроциркуляция, диффузия
Тяжесть по PaO₂: лёгкая 60–50, средняя 50–40, тяжёлая 40–20, крайне тяжёлая < 20 мм рт. ст. (Порядин) по клинике и газам: лёгкая, средняя, тяжёлая, критическая
Скорость молниеносная, острая, подострая, хроническая то же, с чёткими сроками: первая минута, первый час, первые сутки, более нескольких суток
Распространённость местная и общая отдельным критерием не выделена
Как отвечать на вопрос «классификация гипоксии»

Начните с Петрова (экзогенная и эндогенные: дыхательная, циркуляторная, гемическая, тканевая, смешанная), затем скажите: «Литвицкий дополнительно выделяет субстратную и перегрузочную гипоксию и классифицирует по четырём критериям: этиология, выраженность, скорость возникновения, длительность». Закончите тяжестью, скоростью и распространённостью. Так вы закроете оба учебника.

patfiz05-dostavka-O2-shema.jpg
Путь кислорода и места его обрыва: каждому звену соответствует свой тип гипоксии.

По скорости развития и длительности (Порядин):

  • молниеносная — секунды или десятки секунд (разгерметизация летательного аппарата);
  • острая — минуты или десятки минут (массивная кровопотеря, асфиксия);
  • подострая — часы или десятки часов (острая пневмония, острая дыхательная недостаточность);
  • хроническая — недели, месяцы, годы (хроническая сердечная или дыхательная недостаточность).

По распространённости — местная и общая. Местная обычно циркуляторная: ишемия, венозная гиперемия, стаз. Общую гипоксию часто отождествляют с гипоксией мозга: он потребляет до 20 % всего кислорода (Порядин).

По тяжести — по напряжению кислорода в артериальной крови (Порядин):

Степень PaO₂, мм рт. ст.
Лёгкая 60–50
Средней тяжести 50–40
Тяжёлая 40–20
Крайне тяжёлая менее 20

3. Причины и виды экзогенных гипоксий

Экзогенная гипоксия возникает, когда во вдыхаемом воздухе мало кислорода. Форм две (Порядин, Новицкий).

Нормобарическая — давление нормальное, а доля кислорода снижена. Причины: невентилируемые помещения малого объёма, шахты, колодцы, подводные лодки, водолазные костюмы, неисправная наркозно-дыхательная аппаратура, смог. В замкнутом пространстве кислорода мало, а углекислого газа много: к гипоксемии присоединяется гиперкапния (Новицкий).

Гипобарическая — снижено атмосферное давление: высокогорье, подъём на высоту без кислородных приборов. Ведущее звено — гипоксемия. Отличие от нормобарической: из-за компенсаторной гипервентиляции развивается гипокапния и газовый алкалоз (Порядин).

Почему гипокапния вредна при подъёме в горы:

  1. Кривая диссоциации сдвигается влево: кислород хорошо связывается в лёгких, но плохо отдаётся тканям (Порядин).
  2. Суживаются артериолы мозга и сердца: сонливость, обмороки (Новицкий).
  3. Этому противостоит рост 2,3-ДФГ в эритроцитах: он сдвигает кривую обратно вправо (Порядин).

Для артериальной крови критическое напряжение кислорода, ниже которого тканевое дыхание невозможно, — 27–33 мм рт. ст., для венозной — 19 мм рт. ст. (Новицкий).

Горная болезнь. У нетренированных людей астенического типа первые признаки бывают уже на высоте около 2000 м. Выше 4500 м она развивается у подавляющего большинства (Порядин). На 2000 м насыщение гемоглобина 92 %, на 4500–5500 м — 70–75 % (Порядин); современные обзоры дают для неакклиматизированного человека в покое около 70–80 % (Gatterer и соавт., 2024; Luks, Hackett, 2022). Проявления острой формы: сосудистая головная боль, одышка при нагрузке, бледность и цианоз губ, нарушение сна, тошнота, рвота, изменение почерка. Опасные осложнения — отёк мозга и высотный отёк лёгких (Порядин). Обычно они развиваются выше 3000 м, не раньше чем через 2 суток. При подъёме на 4500 м за 1–2 дня высотный отёк лёгких бывает примерно у 6 %, на 5500 м — примерно у 15 % (Bärtsch, Swenson, 2013). Единого порога SaO₂, ниже которого отёк неизбежен, нет: диагноз клинический, но чем ниже сатурация, тем выше риск (Bärtsch, Swenson, 2013; Gatterer и соавт., 2024). Механизм отёка лёгких — в разделе 2.9. Лёгкие — исключение из правил.

Акцент преподавателя (дополнено по транскрипту): Цианоз, гипокапния, дыхание Чейна-Стокса и регуляция pH

На семинаре преподаватель подробно остановился на следующих дискуссионных вопросах экзогенной гипоксии:

  • Почему в горах преобладает бледность, а не выраженный цианоз: На вопрос студента о накоплении дезоксигемоглобина (>50 г/л) преподаватель подчеркнул, что выраженность цианоза зависит не только от артериальной сатурации, но в первую очередь от артериовенозной разницы и скорости кровотока. При гипобарической гипоксии компенсаторно включается гиперкинетический тип гемодинамики (тахикардия, рост сердечного выброса), кровь протекает через микрососуды быстро, время контакта снижено, поэтому на венозном конце капилляров кровь не обедняется до критических значений застоя. У пациентов наблюдается бледность кожных покровов с умеренным цианозом губ/акроцианозом, в то время как истинный разлитой цианоз характерен для застойной циркуляторной гипоксии с высокой АВР.
  • Гипокапния и периодическое дыхание Чейна-Стокса: Углекислый газ (𝐶𝑂2) — ведущий гуморальный стимулятор дыхательного центра. Мощная компенсаторная гипервентиляция в горах вымывает 𝐶𝑂2 (гипокапния). Если напряжение 𝑃𝑎𝐶𝑂2 падает ниже порога возбудимости бульбарных хеморецепторов, стимуляция дыхания прекращается и наступает фаза апноэ. За время паузы 𝐶𝑂2 накапливается, возбуждает дыхательный центр, запуская период тахипноэ, который снова вымывает 𝐶𝑂2 — это один из ключевых механизмов формирования высотного периодического дыхания Чейна-Стокса.
  • Роль почек в коррекции алкалоза: Организм контролирует pH крови двумя путями: быстро через лёгкие (изменение вентиляции) и медленно через почки (выведение или реабсорбция бикарбоната 𝐻𝐶𝑂−3). При острой гипоксии компенсация идёт исключительно через лёгкие; почечный механизм регуляции кислотно-основного состояния подключается только при длительно существующей подострой или хронической гипоксии.
  • Нюанс нормобарической гипоксии: Преподаватель уточнил, что сопутствующая гиперкапния возникает в замкнутых невентилируемых отсеках (подлодки, шахты) за счёт накопления выдыхаемого 𝐶𝑂2, тогда как при подаче искусственных газовых смесей с изолированным снижением доли кислорода гиперкапнии не возникает.

4. Причины развития и характеристика дыхательной гипоксии

Дыхательная гипоксия возникает при нарушении внешнего дыхания (Порядин). Механизмы:

  1. Альвеолярная гиповентиляция:
    • рестриктивные нарушения — деформации грудной клетки, миодистрофии, поражения мотонейронов (боковой амиотрофический склероз, полиомиелит), столбняк, ботулизм, пневмоторакс, ожирение;
    • обструктивные — хронический бронхит, эмфизема, бронхиальная астма, муковисцидоз;
    • расстройства ритма дыхания — комы, инсульты, шок, повышение давления спинномозговой жидкости.
  2. Нарушение диффузионной способности лёгких. Скорость диффузии: D = k·(P₁ − P₂)·S/d. Уменьшается площадь S — при ателектазе, дефиците сурфактанта. Растёт толщина барьера d (в норме не более 1 мкм) — при отёке, фиброзе (Порядин).
  3. Нарушение вентиляционно-перфузионного отношения (в норме 0,8–1,2) и шунтирование: часть крови проходит мимо альвеол. Шунт бывает в лёгких (пневмония, эмболия лёгочной артерии) или в сердце (незаращение овального окна, боталлова протока) (Новицкий, Порядин).

Газы крови: PaO₂ и насыщение снижены — гипоксемия. При гиповентиляции добавляется гиперкапния. Она сдвигает кривую вправо и ещё больше затрудняет оксигенацию в лёгких. Содержание кислорода снижено и в артериальной, и в венозной крови. Растёт восстановленный гемоглобин — появляется цианоз. КЕК нормальная или компенсаторно повышена (Новицкий, Порядин).

Акцент преподавателя (дополнено по транскрипту): Структурная триада причин дыхательной гипоксии

На семинаре преподаватель выделил чёткую анатомо-функциональную триаду лёгочных механизмов:

  1. Уменьшение перфузии лёгких: ухудшение лёгочного кровотока при системных нарушениях кровообращения либо анатомическая редукция сосудистого русла лёгких (пневмосклероз, облитерация капилляров, микротромбоэмболии).
  2. Уменьшение площади диффузионной поверхности: утрата функциональной паренхимы при пневмосклерозе, фиброзе, ателектазе, эмфиземе, резекции лёгкого, дефиците сурфактанта.
  3. Увеличение расстояния для диффузии газов: в норме аэрогематический барьер составляет не более 1 мкм (диффузия эффективна только на ультракоротких расстояниях). Диффузионный путь резко удлиняется при интерстициальном и альвеолярном отёке стенки альвеол, накоплении воспалительного экссудата в альвеолах, а также при скоплении жидкости или воздуха в плевральной полости (гидроторакс, пневмоторакс).
Спорное место на семинаре: почему АВР при дыхательной гипоксии не уменьшается? (Дополнено по транскрипту)
  • Ошибка студента: на вопрос об изменении АВР студент ответил, что артериовенозная разница уменьшится, поскольку в артериальной крови кислорода уже содержится меньше нормы.
  • Логика преподавателя («модель 100/75 vs 50/25»): АВР отражает количество кислорода, фактически поглощённое единицей объёма ткани, а не системное парциальное давление. В норме ткань извлекает лишь часть притекающего кислорода (коэффициент утилизации ~25–30 %): условно, притекает 100 у.е., оттекает 75 у.е., разница — 25 у.е. При дыхательной гипоксии притекает меньше (условно 50 у.е.), но метаболическая потребность ткани остаётся неизменной, и клетки продолжают поглощать необходимые 25 у.е. (в венозную кровь уходит 25 у.е., АВР = 25 у.е.). Ткань не «голодает пассивно», пока напряжение кислорода не упадёт ниже критического диффузионного порога. Более того, локальный метаболический ацидоз в тканях даёт сдвиг кривой диссоциации вправо, способствуя поддержанию отдачи кислорода. Поэтому по канону кафедры АВР при дыхательной гипоксии остаётся нормальной (или имеет лишь слабое компенсаторное повышение).

5. Причины развития и характеристика циркуляторной гипоксии

Циркуляторная гипоксия развивается, когда кровь медленно или мало доставляет кислород. Бывает системной и местной (Порядин, Новицкий).

Причины системной (Новицкий):

  1. недостаточность функции сердца;
  2. снижение сосудистого тонуса — шок, коллапс;
  3. гиповолемия — острая кровопотеря, обезвоживание;
  4. усиленное депонирование крови — например, при портальной гипертензии;
  5. нарушение текучести крови — сладж эритроцитов, ДВС-синдром;
  6. централизация кровообращения при шоке.

Причины местной: венозная гиперемия, ишемия, стаз; атеросклероз артерий с ишемической болезнью сердца, ишемическим инсультом, болезнями периферических артерий (Порядин, Новицкий).

Особая форма — гипоксия из-за нарушений микроциркуляции и реологии: агрегация форменных элементов, жёсткие мембраны эритроцитов, повышенная проницаемость капилляров, интерстициальный отёк. Всё это мешает доставке и диффузии кислорода (Порядин). Литвицкий выделяет ещё снижение диффузии кислорода через уплотнённую стенку микрососудов и мембраны клеток.

Газы крови: PaO₂, насыщение и КЕК нормальные. Кровь течёт медленно, контакт с тканью длится дольше, ткань забирает больше кислорода. Поэтому в венозной крови кислорода мало, артериовенозная разница увеличена (Порядин, Новицкий). Характерен акроцианоз (Новицкий). Подробнее — в 2.7. Особенности микроциркуляции при каждом типе гипоксии.

Акцент преподавателя (дополнено по транскрипту): Две группы системных причин и патогенетическая ловушка эритропоэтина при ХСН

На семинаре преподаватель акцентировал внимание на двух фундаментальных механизмах:

  1. Группировка системных причин:
    • Первая группа — абсолютное или относительное падение объёма циркулирующей крови: гиповолемия, шок, коллапс → массивная активация симпатоадреналовой системы → периферический вазоспазм и централизация кровообращения.
    • Вторая группа — первичное падение насосной функции миокарда (сердечная недостаточность): снижение фракции выброса, ударного объёма и артериального давления → резкое замедление капиллярного кровотока, стаз, ишемия.
  2. Эритропоэтин как единственный (и опасный) резерв при сердечной недостаточности:
    • При дыхательной или анемической гипоксии сердце может компенсаторно увеличить минутный объём (гиперкинетический тип). Но при сердечной недостаточности миокард уже истощён или повреждён и увеличить выброс не способен.
    • Единственный способ организма частично скомпенсировать циркуляторную гипоксию — активация синтеза эритропоэтина в почках (в ответ на их локальную ишемию) с развитием вторичного эритроцитоза.
    • Порочный круг компенсации: повышение концентрации эритроцитов увеличивает КЕК, но одновременно резко повышает вязкость крови. Высокая вязкость создаёт огромное гидродинамическое сопротивление, усиливает постнагрузку на декомпенсированное сердце, провоцирует сладж-феномен и генерализованные тромбозы в микрососудах.

6. Причины развития и характеристика гемической гипоксии

Гемическая гипоксия развивается при уменьшении кислородной ёмкости крови (Порядин).

Количественная — анемическая. Мало эритроцитов и гемоглобина: угнетение костного мозга, дефицит эритропоэтина при почечной недостаточности, гемолиз, кровопотеря, гидремия (Порядин, Новицкий). PaO₂ и насыщение в норме, но общее количество кислорода в крови снижено (Новицкий).

Качественная — гемоглобин есть, но не работает:

  • Карбоксигемоглобин. Угарный газ (CO) присоединяется к железу гемоглобина там же, где кислород. Сродство к CO в 250–350 раз выше, чем к кислороду (Новицкий). Карбоксигемоглобин не переносит кислород и сдвигает кривую влево: оставшийся оксигемоглобин плохо отдаёт кислород. Поэтому потеря 50 % гемоглобина в виде карбоксигемоглобина тяжелее, чем анемия с потерей 50 % гемоглобина (Новицкий). Дыхание рефлекторно не стимулируется: PaO₂ не меняется. Кровь и кожа ярко-вишнёвые (Новицкий, Литвицкий).
  • Метгемоглобин. Железо гема окисляется до трёхвалентного и не переносит кислород. Метгемоглобинобразователи: нитриты и нитраты, анилин, красители, окислители (бертолетова соль, перманганат калия), лекарства (сульфаниламиды, прокаин, ацетилсалициловая кислота, викасол) (Новицкий). Кривая сдвигается влево. Признаки гипоксии — при 20–50 % метгемоглобина, 75 % смертельно. Выше 15 % кровь коричневая — «шоколадная» (Новицкий).
  • Наследственные гемоглобинопатии. Серповидно-клеточная анемия — замена глутаминовой кислоты на валин в β-цепи, гемоглобин S. Талассемии — нарушена пропорция α- и β-цепей. Сродство к кислороду может повышаться (гемоглобин Райнера, кривая влево) или понижаться (гемоглобин Сиэтла, кривая вправо) (Порядин).

Газы крови: PaO₂ нормальное, объёмное содержание кислорода в артериальной крови резко снижено (Порядин). Цианоза нет (Новицкий).

Расхождение учебников

Артериовенозная разница при анемической гипоксии: по Новицкому — в норме, по Литвицкому — снижена, с падением напряжения кислорода в венозной крови. При карбокси- и метгемоглобине оба учебника пишут: разница снижена.
Современный обзор на стороне Литвицкого (Bunn, NEJM, 2022): абсолютная АВР в об. % при хронической анемии снижается — в артериальной крови мало кислорода, а сердечный выброс растёт. Но доля извлечённого кислорода (коэффициент использования) растёт — примерно с 20 до 30 % — за счёт 2,3-ДФГ и сдвига кривой вправо. PvO₂ и SvO₂ снижаются (Bunn, 2022; Arynov и соавт., 2024).
Ответ на контрольной: «АВР в об. % снижена или близка к норме, коэффициент использования кислорода повышен, PvO₂ и SvO₂ снижены; при CO и метгемоглобине АВР снижена».

7. Причины развития и характеристика тканевой гипоксии

Тканевая (гистотоксическая) гипоксия — кислород доставлен нормально, но клетки не могут его использовать (Порядин). Причины (Новицкий, Литвицкий):

  1. Инактивация дыхательных ферментов. Цианиды блокируют цитохромоксидазу — конечный фермент дыхательной цепи. Эфир, уретан, алкоголь, барбитураты угнетают дегидрогеназы. Ионы меди, ртути, серебра связывают SH-группы ферментов.
  2. Нарушение синтеза ферментов при дефиците витаминов B₁, B₂, PP, пантотеновой кислоты. Пример — бери-бери при дефиците тиамина (Порядин).
  3. Разобщение окисления и фосфорилирования: нитриты, бактериальные токсины, тиреоидные гормоны, избыток Ca²⁺ и H⁺, 2,4-динитрофенол. Кислорода потребляется даже больше, но энергия уходит в тепло (Новицкий, Литвицкий).
  4. Повреждение митохондрий: ионизирующая радиация, продукты перекисного окисления липидов (ПОЛ), уремия, кахексия, тяжёлые инфекции (Новицкий).

Газы крови: артериальная кровь в норме. Венозная кровь богата кислородом — напряжение, насыщение и содержание повышены. Артериовенозная разница снижена, коэффициент использования кислорода резко снижен. Исключение — разобщение: там разница может меняться мало. Цианоза нет (Порядин, Новицкий, Литвицкий).

Акцент преподавателя (дополнено по транскрипту): Парадокс разобщителей vs блокада дыхательных ферментов

На семинаре преподаватель подробно разобрал биохимическую дифференцировку двух механизмов тканевой гипоксии:

  1. Истинная блокада дыхательной цепи (ингибиторы ферментов — цианиды, азиды, CO):
    • Цианиды блокируют Fe³⁺ цитохромоксидазы (комплекс IV) → транспорт электронов полностью прекращается → утилизация 𝑂2 заблокирована.
    • Кислород не извлекается клетками: артериальная кровь проходит через капилляры «транзитом», венозная кровь артериализуется (алая, насыщение SvO₂ 85–95 %), АВР резко падает практически до нуля.
  2. Разобщение окисления и фосфорилирования (2,4-динитрофенол, термогенин, тиреотоксикоз, свободные жирные кислоты):
    • Разобщители переносят протоны (𝐻+) через внутреннюю мембрану митохондрий в обход АТФ-синтазы, ликвидируя протонный электрохимический градиент (Δ𝜇𝐻+).
    • Парадокс потребления кислорода: дыхательная цепь освобождается от дыхательного контроля (акцепторного контроля АДФ) и работает на максимальной скорости. Кислород потребляется тканью сверхинтенсивно (даже выше нормы), поэтому венозная кровь не артериализуется, а АВР не падает (может быть нормальной или повышенной). Однако синтез АТФ равен нулю — вся энергия биологического окисления рассеивается в тепло (профузный пот, гипертермия).
    • Клетка находится в состоянии жесточайшего энергодефицита (гипоксии) на фоне гипероксигенации ткани. Преподаватель подчеркнул: при ответе на экзамене нельзя смешивать эти два состояния — биохимический механизм дефицита АТФ у них диаметрально противоположный.

Субстратная гипоксия похожа на тканевую: нечего окислять — тяжёлое голодание, гипогликемия. Газы крови те же (Новицкий).

Перегрузочная (физиологическая) гипоксия — у здоровых при тяжёлой физической работе. Ткани забирают до 90 % поступающего кислорода вместо 25 % в норме. Артериальная кровь в норме, венозная резко обеднена, артериовенозная разница растёт (Новицкий).

Смешанная гипоксия — самая частая. Любая тяжёлая гипоксия со временем становится смешанной (Порядин). Примеры (Новицкий):

  • травматический шок: циркуляторная + дыхательная из-за «шокового лёгкого»;
  • тяжёлая анемия или отравление CO: гемическая + циркуляторная из-за гипоксии миокарда;
  • отравление нитратами: гемическая (метгемоглобин) + тканевая (разобщение).

8. Срочные механизмы компенсации гипоксии

В развитии гипоксии две стадии: компенсации, когда снабжение тканей ещё поддерживается, и декомпенсации — собственно кислородного голодания (Порядин). Срочная адаптация включается сразу. Она опирается на системы транспорта кислорода (Порядин, Новицкий, Литвицкий):

Система Что меняется Механизм
Дыхание учащается и углубляется, раскрываются резервные альвеолы, расширяются бронхи хеморецепторы дуги аорты и каротидной зоны; минутный объём дыхания может вырасти с 5–6 до 90–110 л (Литвицкий)
Сердце тахикардия, рост ударного объёма; минутный объём с 4–5 до 30–40 л (Литвицкий) симпатоадреналовая система, прямое действие гипоксии на проводящую систему
Сосуды расширение артериол почти во всех бассейнах, кроме малого круга; централизация метаболиты: АДФ, АМФ, аденозин, лактат, H⁺, CO₂; катехоламины
Кровь выброс из депо, вымывание эритроцитов из костного мозга → растёт КЕК; 2,3-ДФГ растёт за 2 суток → кривая вправо катехоламины, гормоны; гипоксия эритроцитов
Ткани активация гликолиза, повышение сопряжённости окисления и фосфорилирования; снижение функций органов, не участвующих в доставке кислорода распад АТФ до АДФ и АМФ активирует ферменты гликолиза
Эндокринная система выброс глюкокортикоидов — стабилизация мембран лизосом гипоталамо-гипофизарно-надпочечниковая система
Гипоксический парадокс

Срочная адаптация дорогая. Работа дыхательных мышц и сердца требует кислорода. Поэтому в период экстренной адаптации к экзогенной гипоксии потребление кислорода организмом не снижается, а растёт (Порядин).

Все изменения микроциркуляции при срочной адаптации — в 2.4. Компенсация: микроциркуляция спасает ткань.

9. Долговременные механизмы компенсации гипоксии

Формируются при повторной умеренной гипоксии: высокогорье, тренировки в барокамере, хронические болезни сердца и лёгких (Порядин, Новицкий). Основу изучала лаборатория Ф. З. Меерсона: дефицит макроэргов активирует синтез нуклеиновых кислот и белков, растут структуры (Новицкий).

Система Изменения
Обмен веществ снижены основной обмен и потребность в кислороде; больше митохондрий и крист; мощнее анаэробный синтез АТФ (Порядин)
Дыхание растёт объём грудной клетки и мощность дыхательных мышц, число альвеол и капилляров в них, диффузионная способность (Порядин)
Сердце и сосуды умеренная гипертрофия миокарда с увеличением числа функционирующих капилляров на единицу массы; больше митохондрий и миоглобина; растёт ёмкость микроциркуляторного русла мозга и сердца; развиваются коллатерали (Порядин, Новицкий)
Кровь стойкое усиление эритропоэза под действием эритропоэтина почек: эритроциты до 6–7 млн в 1 мкл, гемоглобин до 170–180 г/л и более (Порядин)
Нервная и эндокринная системы повышенная устойчивость нейронов, экономная регуляция; снижение тиреоидных гормонов и основного обмена; рост опиоидных пептидов (Порядин, Новицкий)
Антиоксиданты активируются супероксиддисмутаза и каталаза (Новицкий)

Устойчивая адаптация: меньше гипервентиляция, нормализуется работа сердца, исчезает стресс-синдром. Повышается устойчивость и к другим повреждающим факторам (Новицкий).

Акцент преподавателя (дополнено по транскрипту): Иллюзия долговременной адаптации нейронов к гипоксии

На семинаре студент высказал предположение о биохимической адаптации нервной ткани и изменении её рецепторной чувствительности к медиаторам при гипоксии.
Преподаватель категорически скорректировал этот ответ: нервная система (и прежде всего кора больших полушарий) практически не способна адаптироваться к гипоксии.

  • Нейроны коры головного мозга необратимо погибают уже через 3–5 минут аноксии из-за колоссальной энергоёмкости поддержания трансмембранных ионных градиентов (Na+/K+- и Ca2+-насосов).
  • Внутриклеточные механизмы долговременной адаптации (увеличение числа митохондрий на единицу массы, оптимизация липидов мембран, снижение интенсивности основного обмена) эффективно реализуются в соматических органах: скелетных мышцах, миокарде и гепатоцитах.
  • Мозг же выживает исключительно за счёт системных механизмов всего организма — централизации кровообращения и приоритетной перфузии бассейна внутренних сонных и позвоночных артерий ценой спазма и ишемии периферических тканей (кожи, скелетной мускулатуры, органов брюшной полости, почек). При декомпенсации гемодинамики кора отключается первой.

10. Основные принципы профилактики гипоксических состояний

  • Устранение или ослабление причины (Порядин).
  • Тренировки для работы в высокогорье и замкнутых помещениях; дозированная гипоксия по схемам для выработки долговременной адаптации (Порядин).
  • Постепенный подъём в горы: высотный отёк лёгких надёжнее всего предупреждается постепенным набором высоты с акклиматизацией (Stream, Grissom, 2008).

11. Основные принципы терапии гипоксических состояний

  1. Этиотропно — устранить причину: восстановить проходимость дыхательных путей, остановить кровотечение, вывести из зоны угарного газа (Порядин).
  2. Общие меры: вспомогательное или искусственное дыхание, электроимпульсная терапия нарушений ритма, переливание крови (Порядин).
  3. Антиоксиданты — витамины C, E, A, глутатион, убихинон — подавляют ПОЛ. Антигипоксанты — амтизол, гутимин и др. — действуют на биологическое окисление (Порядин).
  4. Оксигенотерапия:
    • нормобарическая — при PaO₂ ниже 60 мм рт. ст. и насыщении ниже 90 %; хорошо устраняет гипоксемию при гиповентиляции и нарушении диффузии (Порядин, Новицкий);
    • гипербарическая — при отравлении CO и метгемоглобинобразователями, острой постгеморрагической анемии, декомпрессионной болезни, ишемии тканей при травме; при 2,5–3 атм растворённого кислорода хватает тканям без гемоглобина (Новицкий);
    • малоэффективна при тканевой гипоксии и при венозно-артериальном шунтировании (Новицкий).
  5. Гипокситерапия — дыхание смесями с 10–12 % кислорода; эффективна при некоторых формах анемий, хронических неспецифических болезнях лёгких (Порядин).
Когда кислород опасен

Длительная оксигенотерапия токсична: судороги, отёк мозга, угнетение сердца, изменения в лёгких как при респираторном дистресс-синдроме — за счёт свободных радикалов (Новицкий).
У пожилых с церебральным атеросклерозом и при органических поражениях ЦНС дыхательный центр плохо реагирует на CO₂. Дыхание держится на реакции каротидных хеморецепторов на гипоксемию. Устранение гипоксемии может привести к остановке дыхания (Новицкий).

12. Общий патогенез и нарушения в организме при гипоксии (из рабочей программы)

Основное звено патогенеза любой гипоксии — абсолютная или относительная недостаточность биологического окисления с расстройством энергетического и пластического обмена (Порядин). Дальше — цепочка:

  1. Энергия. Падает АТФ, растут АДФ и АМФ. Раньше всего в мозге исчезает креатинфосфат: за несколько секунд теряется около 70 %, через 40–45 с он исчезает почти полностью (Порядин).
  2. Гликолиз. Активируется, но энергии даёт мало. Копятся лактат и пируват → метаболический ацидоз (Порядин, Новицкий).
  3. Ионные насосы. Калий выходит из клеток, натрий и вода входят → клетки набухают. В клетке копится Ca²⁺, в нейронах этому помогает глутамат. Кальций активирует фосфолипазу A₂, она разрушает мембраны (Новицкий).
  4. ПОЛ. Свободных радикалов становится примерно на 50 % больше; активность супероксиддисмутазы и глутатионпероксидазы падает (Порядин). Страдают мембраны, в том числе лизосом → аутолиз (Новицкий).
  5. Белки и жиры. Отрицательный азотистый баланс, аммиак в тканях; распад жиров → кетоз и усиление ацидоза (Порядин).
  6. Точка обратимости. До неё изменения обратимы. После неё процесс прогрессирует до некроза даже при прекращении гипоксии (Порядин).

Нарушения функций (Порядин, Новицкий):

  • ЦНС страдает первой. Эйфория и потеря самокритики, похожие на опьянение; головная боль, шум в ушах; нарушение тонкой координации — изменение почерка («писчая проба» в авиамедицине). При насыщении 89–85 % — эмоциональное возбуждение, неадекватное поведение. При PaO₂ 40–20 мм рт. ст. — кома, ниже 20 — смерть (Новицкий).
  • Кровообращение: тахикардия → ослабление сокращений → нитевидный пульс или брадикардия; аритмии до фибрилляции; давление сначала растёт, потом падает до коллапса; расстройства микроциркуляции (Порядин).
  • Дыхание: стадия активации → диспноэтическая с патологическими типами дыхания → терминальная пауза → агональное дыхание → остановка (Порядин).
  • Почки: от полиурии до анурии и уремии (Порядин).
  • Пищеварение: потеря аппетита, снижение секреции и моторики (Порядин).
  • Иммунитет: умеренная гипоксия почти не меняет или активирует иммуногенез; тяжёлая подавляет — меньше антител, слабее фагоцитоз (Порядин).

Устойчивость органов к полному прекращению доставки кислорода (Порядин, табл. 15.2):

Орган, ткань Устойчивость
Кора больших полушарий 3–6 мин
Подкорковые центры (стволовые и спинномозговые) 15–20 мин
Миокард 20–30 мин
Печень 20–30 мин
Скелетные мышцы 1–1,5 ч
Тонкая кишка 2–3 ч
Кожа, волосы, сухожилия, хрящи, кости 12–24 ч
Расхождение

Новицкий даёт немного другие цифры: очаги некроза в коре и мозжечке — через 2,5–3 мин, гибель всех клеток коры — через 6–8 мин, миокард, почки и печень — 20–40 мин, мышцы — около 2 ч. Чувствительность мозга убывает в ряду: кора, мозжечок, зрительный бугор, гиппокамп, продолговатый мозг, спинной мозг, вегетативные ганглии (Порядин).

13. Влияние гипо- и гиперкапнии на развитие гипоксии (из рабочей программы)

Гипокапния (экзогенная гипобарическая гипоксия, гипервентиляция) (Новицкий, Порядин):

  • газовый алкалоз → кривая диссоциации влево → ткани хуже получают кислород;
  • сужение артериол мозга и сердца → сонливость, обмороки;
  • угнетение дыхательного центра: CO₂ проходит в ликвор и через H⁺ стимулирует хеморецепторы продолговатого мозга; при гипоксемии чувствительность к CO₂ растёт, поэтому гипервентиляция в горах сохраняется;
  • алкалоз позже может смениться метаболическим ацидозом.

Гиперкапния (нормобарическая гипоксия в замкнутом пространстве, дыхательная гипоксия) (Новицкий):

  • умеренная — полезна: расширяет сосуды мозга и сердца, возбуждает дыхательный центр;
  • значительная — вредна: растёт внутричерепное давление, головная боль, головокружение; газовый ацидоз сдвигает кривую вправо и затрудняет оксигенацию в лёгких → гипоксемия усугубляется.

14. Гипоксемия и асфиксия (из рабочей программы)

Гипоксемия — снижение напряжения кислорода и процента оксигемоглобина в крови (Новицкий). Это не синоним гипоксии: при гемической, циркуляторной и тканевой гипоксии гипоксемии нет, а ткани голодают.

Асфиксия (от греч. «а» — отрицание, «сфиксис» — пульс) — угрожающее жизни состояние, вызванное остро или подостро возникающей недостаточностью кислорода в крови и накоплением углекислоты в организме (Новицкий, т. 2). Причины: механическое препятствие в крупных дыхательных путях (повешение, удушение, утопление, отёк гортани, спазм голосовой щели); нарушение регуляции дыхания и дыхательных мышц (полиомиелит, отравления снотворными).

Фазы механической асфиксии (Новицкий, т. 2):

  1. Инспираторная одышка: усиленный вдох, возбуждение, симпатический тонус — расширены зрачки, тахикардия, давление растёт, судороги.
  2. Экспираторная одышка: дыхание урежается, преобладает парасимпатический тонус — сужены зрачки, брадикардия, давление падает.
  3. Предтерминальная: остановка дыхания, потеря сознания, падение давления.
  4. Терминальная: гаспинг-дыхание, смерть от паралича дыхательного центра. Сердце сокращается ещё 5–15 мин — в это время возможно оживление.

Часть 2. Изменения микроциркуляции при гипоксии

Главная тема занятия. Преподаватель просил разобраться, почему меняются параметры, а не выучить таблицу. Логика одна: смотрите, на каком звене оборвался путь кислорода и как кровь ведёт себя в капилляре.

2.1. Что такое микроциркуляция и что в ней измеряют

Микроциркуляторное русло: артериолы → метартериолы и прекапилляры с прекапиллярными сфинктерами → капилляры → посткапиллярные венулы → венулы. Отдельно — артериоло-венулярные анастомозы (шунты): кровь по ним идёт из артериол в венулы мимо капилляров (Порядин).

Кто регулирует кровоток (Порядин, табл. 10.1):

Сосуд Нервная регуляция Гуморальная и местная
Артериола сильная слабая
Метартериола слабая умеренная
Прекапиллярный сфинктер нет очень сильная
Капилляр нет слабая
Венула нет слабая

Отсюда главное для гипоксии: прекапиллярные сфинктеры почти не слушаются нервов, но очень чувствительны к местным метаболитам. Метаболические сосудорасширяющие влияния доминируют над нервными сосудосуживающими и могут полностью их подавить (Порядин).

Кровоток: Q = ΔP/R — объёмная скорость равна разнице давлений, делённой на сопротивление. Сопротивление обратно пропорционально радиусу сосуда в четвёртой степени. Поэтому просвет сосуда влияет на кровоток сильнее, чем вязкость и давление (Порядин).

Параметры, которые спрашивают на занятии:

  • линейная и объёмная скорость кровотока;
  • площадь поперечного сечения микрососудов;
  • количество функционирующих капилляров — одни капилляры открыты, другие закрыты или стали плазматическими (в них течёт плазма без эритроцитов);
  • внутрикапиллярное давление и градиент давления вдоль капилляра;
  • местный гематокрит — доля эритроцитов в крови микрососуда;
  • артериовенозная разница по кислороду (АВР) — насколько артериальная кровь богаче кислородом, чем венозная; это кислород, отданный тканям;
  • коэффициент использования (утилизации) кислорода — доля кислорода, которую ткань забрала из притекающей крови.

2.2. Как кислород доходит до клетки

Содержание кислорода в крови складывается из связанного и растворённого:

CaO₂ = 1,34 × Hb × SaO₂ + 0,003 × PaO₂

Hb — в граммах на 100 мл, SaO₂ — в долях. Пример по нормам: 1,34 × 15 × 0,97 + 0,003 × 95 ≈ 19,5 + 0,3 ≈ 19,8 об. % (расчёт по числам Новицкого: 1,34 мл на 1 г, 0,3 мл растворённого кислорода при 95 мм рт. ст.).

Доставка кислорода = объёмный кровоток × содержание кислорода. При минутном объёме 5 л и 198 мл кислорода в литре крови — около 1000 мл в минуту (расчёт; минутный объём в покое 4–5 л — Литвицкий).

Артериовенозная разница = CaO₂ − CvO₂. Литвицкий: около 20 об. % в артериях, около 14 об. % в венах, разница — 6 об. %.

Коэффициент использования кислорода = АВР / CaO₂ × 100 %. В норме ткани используют в среднем 25 % поступающего кислорода (Новицкий). По числам Литвицкого: 6 / 20 = 30 %. При тяжёлой работе — до 90 % (Новицкий).

Последний этап — диффузия из капилляра в клетку. В клетку проходит только растворённый кислород (Новицкий). Доставка становится недостаточной, когда растёт расстояние между кровью в капилляре и клеткой: при интерстициальном отёке и гипертрофии клеток. Или когда падает число функционирующих микрососудов (Новицкий).

Главная мысль

АВР растёт, когда ткань забирает больше: медленный кровоток, ацидоз, работа. АВР падает, когда ткань не может забрать: яд в митохондриях, CO и метгемоглобин держат кислород, кровь уходит по шунтам.

2.3. Газовые показатели при разных типах гипоксии

Сводная таблица по Новицкому (табл. 13.1), Порядину (рис. 15.1) и Литвицкому (рис. 16.3–16.5). ↓ — снижено, ↑ — повышено, N — норма.

Тип PaO₂ SaO₂ CaO₂ Венозная кровь (PvO₂, CvO₂) АВР PaCO₂ Кривая Цианоз
Экзогенная гипобарическая ↓ ↓ ↓ ↓ N ↓ гипокапния влево есть
Экзогенная нормобарическая в замкнутом пространстве ↓ ↓ ↓ ↓ N ↑ гиперкапния вправо есть
Дыхательная ↓ ↓ ↓ ↓ N ↑ (при гиповентиляции) вправо есть
Циркуляторная N N N ↓↓ ↑ — вправо акроцианоз
Гемическая анемическая N N ↓ ↓ ↓ (Литвицкий, Bunn 2022) / N (Новицкий); коэффициент использования ↑ — вправо нет, бледность
Гемическая: CO, метгемоглобин N ↓ ↓ ↓ ↓ — влево нет
Тканевая, субстратная N N N ↑ ↓ — — нет
Перегрузочная N N N ↓↓ ↑ — вправо нет

Во всех эндогенных типах развивается негазовый (метаболический) ацидоз из-за лактата (Литвицкий).

Как понимать N у АВР при экзогенной и дыхательной гипоксии

Кислорода мало и в артериях, и в венах. Но разница между ними — то, что ткань забрала, — у Новицкого в норме. Ткань потребляет прежнее количество, просто из обеднённой крови.

Три типа по одной картинке
  • Кислорода мало уже в артериях → экзогенная или дыхательная (гипоксемия) либо гемическая (нормальное PaO₂, но мало содержание).
  • Артерии в норме, вены пустые, АВР большая → циркуляторная или перегрузочная.
  • Артерии в норме, вены «артериализованы», АВР маленькая → тканевая.
Акцент преподавателя (дополнено по транскрипту): Диагностические тонкости по таблице газов крови
  • Цианоз при гипобарической гипоксии: несмотря на то, что в учебных таблицах часто ставят «цианоз есть», преподаватель подчеркнул, что клинически чаще преобладает бледность с лёгким цианозом губ. Разлитой цианоз требует накопления восстановленного гемоглобина >50 г/л в венозном конце капилляров, что бывает при застое и высокой АВР (циркуляторная гипоксия).
  • Показатель АВР: в клинике и на экзамене АВР — главный критерий способности микрососудов и тканей поглощать 𝑂2. АВР резко возрастает при циркуляторной гипоксии (из-за увеличения времени контакта при медленном токе) и падает при классической тканевой гипоксии (блокада цитохромоксидазы цианидами). При экзогенной и респираторной гипоксиях АВР не падает, так как ткань забирает постоянную абсолютную квоту кислорода.

2.4. Компенсация: микроциркуляция спасает ткань

patfiz05-mikrocirkulyaciya-shema.jpg
Левая колонка — срочная компенсация, правая — декомпенсация. Выход из правой колонки замыкает порочный круг.

Шаг 1. Метаболиты расширяют артериолы. Гипоксия вызывает расширение мелких артерий и артериол практически во всех бассейнах, кроме малого круга (Порядин). Расширяют микрососуды: недостаток кислорода, CO₂, H⁺ и K⁺, лактат, пируват, АДФ, АМФ и аденозин (Порядин). Часть медиаторов действует через оксид азота (NO) эндотелия (Порядин). Ацидоз снижает возбудимость α-адренорецепторов к катехоламинам — это тоже расширяет сосуды (Новицкий). Эритроциты сами участвуют: отдавая кислород, гемоглобин высвобождает связанный NO — сосудорасширяющий сигнал (Premont, Stamler, 2020). Кровоток регулируется содержанием кислорода: чем его меньше, тем больше крови притекает (Новицкий).

Молекулярные механизмы: кто именно расширяет артериолы

Работают два источника сигнала — эритроцит и стенка сосуда (Fry, Secomb, 2021).

  • АТФ эритроцитов. Эритроцит выбрасывает АТФ тем больше, чем ниже насыщение гемоглобина (и при деформации в узком капилляре). АТФ действует на P2Y-рецепторы эндотелия, и сигнал проводится вверх по артериоле: расширяется приносящий сосуд, а не только капилляр (Fry, Secomb, 2021).
  • NO. Эндотелиальная NO-синтаза и NO эритроцитов (S-нитрозогемоглобин) активируют растворимую гуанилатциклазу → цГМФ → закрываются Ca²⁺-каналы L-типа → гладкая мышца расслабляется (Zhu и соавт., 2023).
  • Аденозин. Выделяется при падении местного pO₂. Действует через A₂-рецепторы эндотелия (→ NO) и прямо на гладкую мышцу через K-АТФ-каналы (Marshall, 2015).
  • K-АТФ-каналы. Их открытие гиперполяризует мышечную клетку и расслабляет её. В мозге блокада аденозиновой сигнализации уменьшает гипоксическое расширение сосудов примерно на 49 %, блокада K-АТФ — примерно на 37 % (Mascarenhas и соавт., 2025).
  • Простагландины и эндотелиальный гиперполяризующий фактор — дополнительный вклад (Marshall, 2015).
  • Гипоксический симпатолиз. Местная гипоксия в терминальных артериолах притупляет симпатическое сужение сосудов. Поэтому метаболиты «перебивают» нервы (Marshall, 2015) — это то же, что у Порядина: метаболические влияния доминируют над нервными.

Шаг 2. Открываются закрытые капилляры. Расширение приносящих артериол увеличивает скорость кровотока, внутрикапиллярное давление и число функционирующих капилляров. Открываются прекапиллярные сфинктеры (Порядин). Закрытые капилляры становятся функционирующими за счёт роста внутрикапиллярного давления и местного гематокрита (эталон кафедры, занятие 9).

Шаг 3. Короче путь, больше площадь. Чем больше открытых капилляров, тем ближе капилляр к каждой клетке и больше поверхность обмена. Это прямо следует из того, что доставка падает при росте расстояния и уменьшении числа микрососудов (Новицкий).

Шаг 4. Кровь отдаёт больше кислорода. В капиллярах и посткапиллярных венулах отдача кислорода растёт из-за низкого pO₂, ацидоза и 2,3-ДФГ (Литвицкий). Медленный кровоток увеличивает время контакта крови с тканью, CO₂ ускоряет диссоциацию оксигемоглобина (Новицкий). Итог — растёт АВР.

Шаг 5. Гиперкинетический тип кровообращения. Растут ударный объём, частота сердечных сокращений, объём циркулирующей крови и венозный возврат (Порядин).

2.5. Централизация кровообращения

Централизация — преимущественное кровоснабжение жизненно важных органов (сердца, мозга, лёгких) за счёт уменьшения кровотока в коже, скелетных мышцах, желудочно-кишечном тракте (Порядин).

Почему одни сосуды сужаются, а другие расширяются (Новицкий, Литвицкий):

Кожа, почки, органы брюшной полости, мышцы Сердце и мозг
Рецепторы преобладают α-адренорецепторы преобладают β-адренорецепторы
Действие катехоламинов сужение артериол спазма нет
Местные метаболиты не успевают перебить спазм аденозин, простациклин, простагландины E, кинины расширяют артериолы
Итог нутритивный кровоток резко ограничен → ишемия кровоток сохранён или усилен
Цена централизации

Сначала это приспособление. Но периферия голодает, и там начинается гипоксия со своими последствиями (Новицкий). Замедление регионарного кровотока при централизации — главный фактор распространённой агрегации и сладжа эритроцитов (Порядин). Так компенсация готовит декомпенсацию.

2.6. Декомпенсация: микроциркуляция становится причиной гипоксии

Новицкий описывает при шоке два типа защитно-приспособительных механизмов. Первый — вазоконстрикторный: централизация. Второй — вазодилататорный: ответ на гипоксию, направленный на ликвидацию ишемии. Именно его избыток ломает микроциркуляцию.

Цепочка декомпенсации (Новицкий, рис. 6.6; Порядин):

  1. Ишемизированные ткани выбрасывают вазоактивные вещества: распадаются тучные клетки, активируются протеолитические системы, клетки теряют калий. Образуются вазоактивные амины и полипептиды (Новицкий).
  2. Сосуды расширяются, проницаемость растёт. Меняется реакция прекапиллярных сфинктеров на катехоламины (Новицкий). Прекапилляры и посткапилляры реагируют на ацидоз по-разному. При падении pH с 7,4 до 7,1 чувствительность мелких прекапиллярных артериол к норадреналину падала примерно в 300 раз, а крупные артериолы и венулы сохраняли реакцию (McGillivray-Anderson, Faber, 1990). Причина — рецепторы: терминальные артериолы сужаются через α₂-адренорецепторы, которые «выключаются» ацидозом, венулы — через устойчивые α₁. Итог: прекапиллярный сфинктер открывается, посткапиллярные венулы остаются суженными → кровь втекает в капилляры, но плохо вытекает → растёт гидростатическое давление в капиллярах → жидкость выходит в ткань (McGillivray-Anderson, Faber, 1990; Kimmoun и соавт., 2015).
  3. Эритроциты агрегируют, преимущественно в венулах → вязкость крови растёт, внутрикапиллярное давление повышается (Новицкий, рис. 6.6).
  4. Жидкость уходит из сосудов → отёк, кровь сгущается (Новицкий).
  5. Реология ломается. При гипоксии в мембране эритроцитов растёт кальций, они теряют деформируемость, «жёсткие» клетки повышают вязкость (Порядин). Ацидоз тоже повышает вязкость (Порядин). При престазе вязкость крови увеличивается в 100–200 раз (Порядин).
  6. Сладж → стаз → микротромбы. К сладжу неизбежно присоединяется микротромбообразование. Активация свёртывания даёт крупнодисперсные белки, они усиливают агрегацию — порочный круг (Порядин). Нарушения микроциркуляции, гипоксия и ацидоз запускают ДВС-синдром (Новицкий).
  7. Капиллярный кровоток падает, шунтовой растёт (Новицкий). Кровь идёт по артериоло-венулярным анастомозам мимо тканей. Перфузия становится неоднородной: рядом лежат пустые и хорошо заполненные капилляры, плотность перфузируемых сосудов падает, образуются гипоксические зоны — а насыщение венозной крови может быть парадоксально повышено (De Backer, 2017).
  8. Вазоплегия. Тяжёлый лактат-ацидоз и избыток NO от индуцибельной NO-синтазы снижают ответ сосудов на катехоламины; работают также K-АТФ-каналы и рост цГМФ и цАМФ (Kimmoun и соавт., 2015; Jentzer и соавт., 2025). Сосуды перестают сужаться даже на введённые вазопрессоры.
  9. Системный порочный круг. Жидкость уходит в ткани → падает венозный возврат → падает сердечный выброс → падает давление → страдают жизненно важные органы (Новицкий).

Эндотелий. После тяжёлой ишемии эндотелий синтезирует меньше NO. Нейтрофилы массово прилипают к стенкам микрососудов и закупоривают их (Порядин).

Феномен «no-reflow». После длительной ишемии кровоток в микрососудах не восстанавливается, даже когда приток открыт (Порядин). В опыте на собаках окклюзию коронарной артерии на 40 мин капиллярное русло переносило без серьёзных повреждений. После 90 мин часть миокарда не перфузировалась: эндотелий выпячивался в просвет, появлялись фибриновые тромбы, клетки набухали (Kloner и соавт., 1974).

Реперфузионное повреждение (лекция 07.09, 7-09-26 Лекция. Патофизиология). Когда кровоток после ишемии восстанавливается, кислород возвращается в ткань с разрушенной антиоксидантной защитой. Образуется много активных форм кислорода, и ткань повреждается дополнительно, хотя кислорода уже достаточно. Лектор отдельно просила знать ферроптоз — железозависимую гибель клетки через перекисное окисление липидов. Сравнение видов гибели — 21-09-26 Патофизиология. Сравнение процессов клеточной гибели.

Почему при шунтировании АВР падает

Обычно при циркуляторной гипоксии АВР растёт. Но при сбросе крови по артериоло-венулярным анастомозам из-за спазма прекапиллярных сфинктеров, при сладже и ДВС использование кислорода не растёт. Кислорода в венозной крови может оказаться даже больше нормы (Новицкий). То же при отёке, когда кислород не проходит путь от капилляра до митохондрии (Новицкий). Отсюда вывод Новицкого: для оценки потребления кислорода тканями важно определять его содержание в венозной крови. Литвицкий делает ту же оговорку: АВР растёт, кроме вариантов с масштабным сбросом крови по шунтам.

2.7. Особенности микроциркуляции при каждом типе гипоксии

Тип Что происходит в микроциркуляции Источник
Экзогенная гипобарическая гипокапния суживает артериолы мозга и сердца; неравномерная гипоксическая вазоконстрикция в лёгких → высотный отёк лёгких; отёк мозга Новицкий, Порядин, Stream и Grissom
Экзогенная в замкнутом пространстве умеренная гиперкапния расширяет сосуды мозга и сердца; значительная повышает внутричерепное давление Новицкий
Дыхательная в лёгких сосуды сужаются в плохо вентилируемых зонах; нарушено вентиляционно-перфузионное отношение; при шоке — «шоковое лёгкое» Порядин, Новицкий, Sylvester
Циркуляторная системная централизация; замедление кровотока; затем сладж, стаз, шунтирование, ДВС Новицкий, Порядин
Циркуляторная местная ишемия: сужение, плазматические и закрытые капилляры; венозная гиперемия: переполнение, замедление, маятникообразный кровоток; стаз Порядин, эталоны кафедры
Гемическая анемическая компенсаторное увеличение минутного объёма (при гемической гипоксии минутный объём может расти) Новицкий
Гемическая CO, метгемоглобин кривая влево — ткань плохо забирает кислород даже из полноценно протекающей крови; при отравлении CO сосуды заполнены вишнёвой кровью Новицкий, Литвицкий
Тканевая кровоток есть, кислород не используется — венозная кровь «артериализована», цианоза нет Порядин, Новицкий
Перегрузочная рабочая гиперемия, использование кислорода до 90 %, ацидоз облегчает отдачу Новицкий
Особенность компенсации при каждом типе

Приспособительные реакции слабее со стороны того органа, который и вызвал гипоксию. Гемическая, экзогенная и дыхательная гипоксии увеличивают минутный объём сердца, а циркуляторная при сердечной недостаточности — нет (Новицкий).
(Дополнено по транскрипту семинара 28.09.2026): Преподаватель подчеркнул: при сердечной недостаточности сердце работает на пределе или повреждено, поэтому увеличение сердечного выброса невозможно. Единственным органом, способным дать долговременную компенсацию, остаются почки через синтез эритропоэтина (эритроцитоз), что, однако, ведёт к резкому росту вязкости крови и риску генерализованных микротромбозов.

2.8. Местные расстройства кровообращения — это местная гипоксия

Местная гипоксия чаще всего циркуляторная: ишемия, венозная гиперемия, стаз (Порядин). По эталонам кафедры ведущее звено патогенеза и ишемии, и венозной гиперемии — гипоксия (пособие «Общая патология, ч. II», занятия 10 и 11).

Сравнение по эталонам кафедры (занятия 9–11 пособия; дополнено по Порядину):

Показатель Артериальная гиперемия Венозная гиперемия Ишемия
Основное звено расширение артериол затруднение оттока затруднение притока
Ведущее звено увеличение кровенаполнения гипоксия гипоксия
Линейная скорость ↑ ↓ ↓
Объёмная скорость ↑ ↓ ↓
Площадь сечения микрососудов ↑ ↑ ↓
Функционирующие капилляры ↑ обычно без изменений (Порядин) ↓
Закрытые капилляры ↓ — ↑
Внутрикапиллярное давление ↑ ↑ ↓
Градиент давления ↑ ↓ ↓
Местный гематокрит ↑ — ↓
Артериовенозная разница ↓ ↑ (Порядин) —
Коэффициент использования кислорода ↓ ↑ ↑
Цвет и температура красная, тёплая синюшная, холодная бледная, холодная

Почему при ишемии капилляры закрываются. Скорость падает — в капилляры поступает кровь, бедная эритроцитами. Местный гематокрит снижается, функционирующие капилляры становятся плазматическими. Внутрикапиллярное давление падает — капилляры закрываются. Развиваются гипоксия, гиперкапния и местный ацидоз (Порядин).

Почему при венозной гиперемии растёт использование кислорода. Кровь течёт медленно, время контакта с тканью растёт. Артериоло-венулярная разница по кислороду увеличивается, копится восстановленный гемоглобин — цианоз (более 5–6 % восстановленного гемоглобина в венозной крови) (Порядин).

Почему при артериальной гиперемии использование кислорода падает. Крови притекает много и быстро. Ткань получает больше, чем успевает использовать, и венозная кровь остаётся богатой кислородом (эталон кафедры, занятие 9).

Виды стаза: застойный (после венозной гиперемии), ишемический и постишемический, истинный капиллярный (из-за вязкости). Застойный и ишемический принципиально обратимы, истинный — только вначале (Порядин).

2.9. Лёгкие — исключение из правил

Гипоксия расширяет сосуды во всех бассейнах, кроме малого круга (Порядин). В лёгких альвеолярная гипоксия вызывает гипоксическую лёгочную вазоконстрикцию. Её механизмы — в гладкомышечных клетках лёгочных артерий (Sylvester и соавт., 2012).

Зачем это нужно. Кровь уходит из плохо вентилируемых участков в хорошо вентилируемые — вентиляция и перфузия согласуются (Sylvester и соавт., 2012).

Когда это вредит — высотный отёк лёгких. При подъёме в горы кислорода мало во всех альвеолах. Сосуды сужаются неравномерно. Там, где спазма нет, капилляры перегружены кровью и давлением, их стенка рвётся («stress failure»), жидкость уходит в альвеолы (Stream, Grissom, 2008; Hopkins, Levin, 2005). У Порядина механизм тот же: сужение лёгочных сосудов → лёгочная гипертензия → повышенная фильтрация в интерстиций.

2.10. Хроническая гипоксия перестраивает микроциркуляцию

  • Больше капилляров. Растёт число функционирующих капилляров на единицу массы миокарда (Порядин), ёмкость микроциркуляторного русла мозга и сердца (Новицкий), число капилляров в лёгких (Порядин).
  • Ангиогенез и коллатерали. Развивается коллатеральное кровообращение там, где затруднён кровоток (Новицкий). Молекулярный переключатель — HIF (фактор, индуцируемый гипоксией): при нехватке кислорода он включает гены эритропоэтина, фактора роста эндотелия сосудов и ферментов гликолиза (Semenza, 2012).
  • Васкуляризация периферии. У больных с хронической сердечной или дыхательной недостаточностью усиливается васкуляризация тканей. Её признак — утолщение концевых фаланг с утратой нормального угла ногтевого ложа (Новицкий).
  • Больше эритроцитов — полицитемия. Она повышает КЕК, но и вязкость крови (Порядин).

2.11. Морфологические изменения

Обратимые: жировая дистрофия мышечных волокон, миокарда, гепатоцитов (Новицкий).

Необратимые при острой гипоксии (Новицкий):

  • очаговые кровоизлияния во внутренние органы, оболочки и ткань мозга;
  • дегенерация нейронов коры, мозжечка, подкорковых ганглиев;
  • периваскулярный отёк мозга — при гипоксии растёт проницаемость сосудов мозга;
  • некробиоз и некроз почечных канальцев с острой почечной недостаточностью;
  • гибель клеток в центре печёночных долек с последующим фиброзом.

При длительной гипоксии — гибель паренхимы и разрастание соединительной ткани (Новицкий), при хронической венозной гиперемии — диапедезные кровоизлияния, гемосидероз, склероз (Порядин).

Препарат кафедры: множественные стазы в сосудах головного мозга (№ 95) — на фоне периваскулярного и трансцеллюлярного отёка капилляры резко расширены, в просветах много эритроцитов, контуры которых местами не определяются (пособие «Общая патология, ч. II», занятие 10). См. также 21-09-26 Семинар. Патофизиология. Тромбоз и эмболия и 21-09-26 Патофизиология. Формы лимфатической недостаточности.

Часть 3. Ситуационные задачи

На контрольной будет одна задача. Почти всегда в ней газы крови или клиника, по которым нужно назвать тип гипоксии и обосновать.

Алгоритм: тип гипоксии за четыре вопроса
  1. PaO₂ снижено? Да → гипоксемия → экзогенная или дыхательная.
    • Мало кислорода во вдыхаемом воздухе (горы, шахта, закрытое помещение) → экзогенная. PaCO₂ снижено — горы; повышено — замкнутое пространство.
    • Воздух нормальный, есть болезнь лёгких, дыхательных путей или регуляции дыхания → дыхательная, обычно с гиперкапнией.
  2. PaO₂ в норме, но мало кислорода в артериальной крови (CaO₂) или мало гемоглобина? → гемическая. Мало гемоглобина — анемическая. Гемоглобин есть, но насыщение низкое при нормальном PaO₂ — CO или метгемоглобин.
  3. Артерии в норме, в венах кислорода мало, АВР увеличена? → циркуляторная (сердечная недостаточность, шок, кровопотеря, местные расстройства). Если был тяжёлый физический труд у здорового — перегрузочная.
  4. Артерии в норме, в венах кислорода много, АВР уменьшена, цианоза нет? → тканевая (цианиды, разобщители, дефицит витаминов) или субстратная (гипогликемия).

В конце всегда проверьте, нет ли второго механизма — смешанная гипоксия встречается чаще всего. И назовите компенсацию, которую видно в условии: одышка, тахикардия, эритроцитоз.

Как оформлять ответ. Тип гипоксии → какие данные на это указывают → механизм (цепочка) → компенсация → что делать по патогенезу.

Задачи из учебника кафедры (Порядин)

Учебные задачи для тренировки

Составлены для тренировки по нормам учебника кафедры; это не задачи кафедры.

Часть 4. Вопросы программированного контроля

В пособии кафедры «Общая патология, ч. II» (Балякин и соавт., 2014) нет занятия по гипоксии. Ниже — вопросы из занятий 9–11 о микроциркуляции, где ответ связан с гипоксией. Номер в скобках — номер вопроса в пособии. Нажмите на вопрос, чтобы открыть эталон.

Опечатки в пособии

В вопросе 10 занятия 11 пособия: «превращение закрытых капилляров» — оставлено как есть, смысл верный. В названии занятия 10 «морфофукциональная характеристика» — опечатка, правильно «морфофункциональная».

Часть 5. Ответы на экзаменационные вопросы

Вопросы раздела «Гипоксия» из рабочей программы дисциплины «Патологическая физиология», РНИМУ, 2024. Ответ в объёме устного, подробности — выше.

1. Компенсаторно-приспособительные механизмы при гипоксии

Две стадии: компенсация и декомпенсация (Порядин). Срочные механизмы включаются сразу и опираются на системы транспорта кислорода. Дыхание: учащение, углубление, раскрытие резервных альвеол, расширение бронхов. Сердце: тахикардия, рост ударного и минутного объёма. Сосуды: расширение артериол метаболитами (аденозин, АДФ, АМФ, лактат, H⁺, CO₂), открытие капилляров, централизация кровообращения за счёт катехоламинов. Кровь: выброс из депо, вымывание эритроцитов, рост 2,3-ДФГ — кривая вправо. Ткани: гликолиз, рост сопряжённости окисления и фосфорилирования. Глюкокортикоиды стабилизируют мембраны лизосом. Гипоксический парадокс: потребление кислорода при срочной адаптации растёт. Долговременные механизмы — при повторной умеренной гипоксии, лаборатория Меерсона: больше митохондрий, снижен основной обмен, гипертрофия миокарда и дыхательных мышц с ростом капилляров, новые альвеолы, эритропоэтин — эритроциты до 6–7 млн в 1 мкл, гемоглобин до 170–180 г/л, коллатерали, антиоксидантные ферменты, устойчивость нейронов.

2. Гемический тип гипоксии

Причина — уменьшение кислородной ёмкости крови. Анемическая: мало эритроцитов и гемоглобина — кровопотеря, гемолиз, угнетение костного мозга, дефицит эритропоэтина. Качественная: карбоксигемоглобин при отравлении CO (сродство в 250–350 раз выше, кривая влево, вишнёвая окраска, дыхание не стимулируется); метгемоглобин при действии нитритов, анилина, окислителей, лекарств (трёхвалентное железо, кривая влево, «шоколадная» кровь выше 15 %, смертельно 75 %); наследственные гемоглобинопатии — серповидно-клеточная анемия, талассемии. Газы: PaO₂ в норме, объёмное содержание кислорода в артериальной крови резко снижено; АВР не увеличена, при CO и метгемоглобине снижена; цианоза нет. Потеря 50 % гемоглобина при отравлении CO тяжелее, чем анемия той же степени. Лечение: гипербарическая оксигенация при CO и метгемоглобине, переливание крови.

3. Гипоксия. Классификация гипоксий

Определение — см. часть 1, вопрос 1. Классификация И. Р. Петрова (1949): экзогенная (гипобарическая, нормобарическая) и эндогенная — дыхательная, циркуляторная (системная и местная), гемическая, тканевая, смешанная. Дополнительно — субстратная и перегрузочная. По течению: молниеносная (секунды), острая (минуты), подострая (часы), хроническая (недели — годы). По распространённости: местная и общая. По тяжести по PaO₂: лёгкая 60–50, средняя 50–40, тяжёлая 40–20, крайне тяжёлая менее 20 мм рт. ст. Каждый тип соответствует звену пути кислорода, которое нарушено, и узнаётся по газам артериальной и венозной крови и АВР.

Классификация Литвицкого — по четырём критериям. Этиология: экзогенная (нормо- и гипобарическая) и эндогенная — дыхательная, циркуляторная, гемическая, тканевая, субстратная (дефицит глюкозы и других субстратов окисления при нормальной доставке кислорода; PvO₂ ↑, АВР ↓), перегрузочная (гиперфункция мышц или миокарда; в оттекающей вене PvO₂ ↓, АВР ↑, PCO₂ ↑, ацидоз) и смешанная. Выраженность: лёгкая, средней тяжести, тяжёлая, критическая — по нервно-психическим нарушениям, расстройствам кровообращения и дыхания, газам крови и кислотно-основному состоянию. Скорость и длительность: молниеносная (в пределах первой минуты), острая (в пределах часа), подострая (в пределах суток), хроническая (более нескольких суток).

4. Гипоксическая гипоксия. Причины. Механизмы развития. Высотная и горная болезни

Гипоксическая (экзогенная) гипоксия — снижение pO₂ во вдыхаемом воздухе. Нормобарическая — шахты, колодцы, замкнутые помещения, неисправная наркозная аппаратура; в замкнутом пространстве гипоксемия сочетается с гиперкапнией. Гипобарическая — подъём на высоту. Ведущее звено — гипоксемия: падает pO₂ в альвеолах, насыщение гемоглобина и напряжение кислорода в крови, растёт восстановленный гемоглобин — цианоз. Гипервентиляция вызывает гипокапнию и газовый алкалоз: кривая влево, сужение сосудов мозга и сердца; противодействует 2,3-ДФГ. Благодаря плато кривой на 2000 м насыщение ещё 92 %; на 4500–5500 м — 70–75 %. Горная болезнь: первые признаки с 2000 м у нетренированных, выше 4500 м — у большинства; головная боль, одышка, бледность, цианоз губ, бессонница, тошнота, рвота, изменение почерка. (Дополнено по транскрипту семинара 28.09.2026): Преподаватель подчеркнул: при высотной гипоксии преобладает бледность с умеренным цианозом губ (а не разлитой цианоз), так как при гиперкинетическом типе кровообращения АВР остаётся в норме. Глубокая гипокапния из-за гипервентиляции выключает стимуляцию дыхательного центра и провоцирует высотное периодическое дыхание Чейна-Стокса (чередование апноэ и тахипноэ). Осложнения — отёк мозга и высотный отёк лёгких: неравномерная гипоксическая вазоконстрикция, лёгочная гипертензия, перегрузка части капилляров, их разрыв и фильтрация жидкости. Высотная болезнь — то же при быстром подъёме на летательных аппаратах; молниеносная форма — при разгерметизации.

5. Гипоксия. Гипоксемия. Асфиксия. Функциональные и морфологические изменения

Гипоксия — недостаточное поступление кислорода в ткани или нарушение его использования. Гипоксемия — снижение напряжения и насыщения кислородом крови; бывает при экзогенной и дыхательной гипоксии, но отсутствует при циркуляторной, гемической и тканевой. Асфиксия — угрожающее жизни состояние с острой недостаточностью кислорода в крови и накоплением CO₂; при механической асфиксии четыре фазы: инспираторная одышка с возбуждением, экспираторная одышка с брадикардией, предтерминальная остановка дыхания, терминальный гаспинг; сердце бьётся ещё 5–15 мин. Функциональные изменения: раньше всего ЦНС — эйфория, потеря самокритики, нарушение почерка, затем кома при PaO₂ 40–20 мм рт. ст.; сердце — тахикардия, аритмии, коллапс; дыхание — от активации до агонального; почки — от полиурии до анурии; обмен — падение АТФ и креатинфосфата, лактат-ацидоз, выход K⁺, вход Na⁺ и Ca²⁺, ПОЛ. Морфологические: обратимые — жировая дистрофия миокарда, мышц, печени; необратимые — кровоизлияния, периваскулярный отёк и дегенерация нейронов мозга, некроз канальцев почек, центролобулярный некроз печени; при длительной гипоксии — склероз.

6. Гемодинамический и дыхательный типы гипоксии

Дыхательная: нарушение внешнего дыхания — гиповентиляция (рестрикция, обструкция, нарушения регуляции), нарушение диффузии (ателектаз, дефицит сурфактанта, отёк, фиброз), нарушение вентиляционно-перфузионного отношения и шунты. (Дополнено по транскрипту семинара 28.09.2026): Структурная триада лёгочных причин: 1) снижение перфузии, 2) уменьшение площади диффузии, 3) увеличение диффузионного расстояния (>1 мкм при интерстициальном отёке). Газы: гипоксемия, обычно гиперкапния, кривая вправо, АВР в норме (ткань извлекает прежний абсолютный объём кислорода), цианоз, КЕК нормальная или повышена. Гемодинамическая (циркуляторная): недостаточная доставка кислорода кровью. Системная — сердечная недостаточность, шок, коллапс, гиповолемия, депонирование, сладж, ДВС, централизация. Местная — ишемия, венозная гиперемия, стаз. Газы: артериальная кровь в норме, в венозной кислорода мало, АВР и коэффициент использования кислорода увеличены, акроцианоз, метаболический ацидоз. (Дополнено по транскрипту семинара 28.09.2026): При сердечной недостаточности сердце не может компенсаторно нарастить минутный объём, поэтому единственный долговременный путь компенсации — стимуляция выработки эритропоэтина почками (эритроцитоз), несущий угрозу тромбозов. Исключение — шунтирование и отёк: АВР не растёт, хотя ткань голодает. Изменения микроциркуляции: сначала расширение артериол и открытие капилляров, централизация; при декомпенсации — сладж, стаз, повышение проницаемости, отёк, микротромбы, шунтовой кровоток, порочный круг.

Запомнить

Когда → что ответить
  • Спрашивают основное звено патогенеза любой гипоксии → Недостаточность биологического окисления с дефицитом АТФ.
  • Спрашивают ведущее звено ишемии и венозной гиперемии → Гипоксия (эталон кафедры).
  • Спрашивают, при каких гипоксиях есть гипоксемия → Экзогенная и дыхательная.
  • Спрашивают, где АВР увеличена → Циркуляторная и перегрузочная, а также венозная гиперемия и ишемия.
  • Спрашивают, где АВР уменьшена → Тканевая, субстратная, CO и метгемоглобин, артериальная гиперемия, шунтирование.
  • Спрашивают, где нет цианоза → Гемическая и тканевая.
  • Спрашивают, чем горы отличаются от закрытой комнаты → В горах гипокапния и алкалоз, в замкнутом пространстве гиперкапния.
  • Спрашивают, какие вещества расширяют артериолы при гипоксии → Аденозин, АДФ, АМФ, АТФ эритроцитов, лактат, H⁺, K⁺, CO₂, NO; конечный путь — K-АТФ-каналы и гиперполяризация.
  • Спрашивают классификацию → Петров (экзогенная и эндогенные: дыхательная, циркуляторная, гемическая, тканевая, смешанная) + Литвицкий (ещё субстратная и перегрузочная; 4 критерия: этиология, выраженность, скорость, длительность).
  • Спрашивают, почему при шоке жидкость уходит из капилляров → Ацидоз раньше расслабляет прекапиллярные сфинктеры (α₂), венулы (α₁) остаются суженными — растёт давление в капиллярах.
  • Спрашивают АВР при анемии → В об. % снижена или норма; коэффициент использования кислорода повышен.
  • Спрашивают, где гипоксия суживает сосуды → В лёгких: гипоксическая лёгочная вазоконстрикция.
  • Спрашивают, что такое централизация → Кровь идёт к мозгу, сердцу, лёгким за счёт сужения сосудов кожи, почек, мышц, ЖКТ катехоламинами через α-адренорецепторы.
  • Спрашивают, почему при ишемии капилляры становятся плазматическими → Падают внутрикапиллярное давление и местный гематокрит.
  • Спрашивают нормы → PaO₂ 85–95, PvO₂ 35–40 мм рт. ст.; SaO₂ 96–98 %, SvO₂ 58–62 % (кафедра; в клинике смешанная венозная — 70–75 %); CaO₂ 19–20, CvO₂ 12–15 об. %; использование кислорода около 25 % (20–30 %).
  • Спрашивают, почему в горах бледность, а не цианоз (дополнено по транскрипту) → Кровоток ускорен (гиперкинетический тип), время контакта снижено, АВР в норме; истинный цианоз требует венозного застоя и накопления дезоксигемоглобина >50 г/л.
  • Спрашивают направление сдвига кривой диссоциации Hb в капиллярах (дополнено по транскрипту) → Системно в лёгких влево (гипокапния/алкалоз), но локально в тканевых капиллярах — вправо (эффект Бора из-за тканевого ацидоза), что сохраняет отдачу 𝑂2.
  • Спрашивают, почему АВР не падает при дыхательной гипоксии (дополнено по транскрипту) → Клетки продолжают извлекать из крови необходимый абсолютный объём кислорода (пока pO₂ выше критического), поэтому АВР нормальна.
  • Спрашивают единственный орган долгосрочной компенсации при сердечной недостаточности (дополнено по транскрипту) → Почки через синтез эритропоэтина (вторичный эритроцитоз), так как сердце не может увеличить минутный объём; цена — рост вязкости крови и риск тромбозов.
  • Спрашивают парадокс разобщителей (дополнено по транскрипту) → Поглощение 𝑂2 тканями повышено или в норме (АВР не падает), но протонный градиент рассеивается в тепло без синтеза АТФ (энергетический голод клетки).
  • Спрашивают, адаптируются ли нейроны коры к гипоксии (дополнено по транскрипту) → Нет, гибнут через 3–5 минут; мозг защищается только системно через централизацию кровообращения.

Интересное

То, что не спрашивают напрямую, но что связывает тему в целое.

  • Гипоксический парадокс. В первые часы на высоте организм тратит кислорода больше, а не меньше: сердце и дыхательные мышцы работают на износ (Порядин). Срочная адаптация — это кредит под высокий процент.
  • Эритроцит как датчик кислорода. Отдавая кислород, гемоглобин отпускает связанный с цистеином β-цепи оксид азота, и тот расширяет сосуды именно там, где кислорода мало. Мыши с мутацией этого цистеина не умеют усиливать кровоток при гипоксии и живут с тканевой гипоксией (Premont, Stamler, 2020).
  • Сердце не всегда виновато. У больных тяжёлым сепсисом доля перфузируемых мелких сосудов языка — около 48 % против 90 % у здоровых. Нанесение ацетилхолина полностью восстанавливало кровоток (De Backer и соавт., 2002). Системные показатели могут быть в норме, а капилляры — нет.
  • Микроциркуляция как «мотор сепсиса». Можно исправить доставку кислорода на уровне всего организма, а регионарная гипоксия и дефицит экстракции кислорода сохранятся. Этот синдром назвали микроциркуляторно-митохондриальным дистресс-синдромом (Ince, 2005).
  • Критические 90 минут. Капилляры сердца собаки переносили 40 минут ишемии, а после 90 минут часть миокарда уже не заполнялась кровью при восстановлении притока — феномен «no-reflow» (Kloner и соавт., 1974). Клетки миокарда при этом гибли раньше капилляров.
  • Почему отёк лёгких на высоте несимметричный. У склонных к нему людей кровоток в лёгких при гипоксии становится неравномерным: одни участки сужаются, другие перегружаются (Hopkins, Levin, 2005). Разрывается именно перегруженный капилляр.
  • Эритроцит сам зовёт кровь. Чем меньше кислорода у гемоглобина, тем больше АТФ выбрасывает эритроцит. Сигнал через эндотелий бежит вверх по артериоле и расширяет её — кровь «заказывает» себе дорогу туда, где кислорода не хватает (Fry, Secomb, 2021).
  • Ацидоз выключает прекапилляры в 300 раз. Сдвиг pH всего на 0,3 делает мелкие артериолы почти глухими к норадреналину, а венулы — нет (McGillivray-Anderson, Faber, 1990). Отсюда отёк при шоке.
  • Угарный газ в городе. У некурящих карбоксигемоглобина 1–3 %, у курильщиков — до 15–22 %. У жителей Москвы его уровень может достигать 12 % (Новицкий). Хроническая лёгкая гемическая гипоксия — обычное дело.
  • Мозг без кислорода. Мозг потребляет до 20 % всего кислорода. После прекращения кровотока он теряет около 70 % креатинфосфата за несколько секунд и почти весь — за 40–45 с (Порядин).
  • Централизация ещё до рождения. Плод при гипоксии перераспределяет кровоток от периферии к мозгу; запускает это в основном каротидный хеморефлекс (Giussani, 2016). Тот же механизм, что при шоке у взрослого.

Источники

Дата сверки: 27.09.2026.

  • Порядин Г. В. (ред.) Патофизиология, т. 1 — глава 15 «Гипоксия» (с. 335–353): определение, нормы газов, классификация, все типы, компенсация, нарушения, устойчивость органов, терапия, вопросы и задачи для повторения. Глава 10 «Патофизиология гемореологии, периферического кровообращения и микроциркуляции»: регуляция микрососудов, сладж, стаз, ишемия, венозная гиперемия, no-reflow. Сверено с текстом.
  • Новицкий В. В., Уразова О. И. (ред.) Патофизиология, 5-е изд., 2020, т. 1 — глава 13 «Гипоксия» (с. 787–812): транспорт кислорода, табл. 13.1 газовых показателей, циркуляторная гипоксия и шунтирование, гемическая, тканевая, перегрузочная, смешанная, адаптация, повреждение, оксигенотерапия. Глава 6: шок, централизация, вазоконстрикторный и вазодилататорный типы реакций, рис. 6.6 «Шок-специфические нарушения микроциркуляции». Т. 2, глава 17: асфиксия. Сверено с текстом.
  • Литвицкий П. Ф. Патофизиология, т. 1 — глава 16 «Патофизиология гипоксии»: циркуляторная, гемическая, тканевая гипоксия, газовые показатели, экстренная адаптация, централизация. Сверено с текстом.
  • Балякин Ю. В. и соавт. Общая патология, ч. II. Методическое пособие, 5-е изд., 2014 (кафедра) — занятия 9–11: вопросы и эталоны программированного контроля по артериальной и венозной гиперемии, ишемии; препарат № 95. Сверено с текстом.
  • Рабочая программа дисциплины «Патологическая физиология», РНИМУ, 2024 — содержание темы 4 «Гипоксия» и 6 экзаменационных вопросов раздела «Гипоксия». Сверено с текстом.
  • Расшифровка практического занятия 21.09.2026 — формат контрольной и акцент на изменениях микроциркуляции. Сверено с текстом.
  • Расшифровка семинара 28.09.2026 («2026-09-28 Патофизиология (семинар) — Гипоксия») — устный опрос у доски; акценты и разъяснения преподавателя: системный сдвиг влево vs локальный сдвиг вправо в капиллярах (эффект Бора), почему в горах бледность вместо выраженного цианоза, периодическое дыхание Чейна-Стокса при гипокапнии, модель сохранения нормальной АВР при дыхательной гипоксии («100/75 vs 50/25»), почечный эритропоэтин как единственный компенсаторный ресурс при ХСН, биохимический парадокс разобщителей vs блокаторов дыхательной цепи, отсутствие долговременной адаптации нейронов коры головного мозга к гипоксии. Внесено в конспект с пометками «Дополнено по транскрипту».
  • Sylvester J. T. и др. Hypoxic pulmonary vasoconstriction. Physiol Rev. 2012;92:367–520. DOI. Сверено с аннотацией (PubMed).
  • De Backer D. и др. Microvascular blood flow is altered in patients with sepsis. Am J Respir Crit Care Med. 2002;166:98–104. DOI. Сверено с аннотацией (PubMed).
  • Ince C. The microcirculation is the motor of sepsis. Crit Care. 2005;9 Suppl 4:S13–9. DOI. Сверено с аннотацией (PubMed).
  • Kloner R. A. и др. The «no-reflow» phenomenon after temporary coronary occlusion in the dog. J Clin Invest. 1974;54:1496–508. DOI. Сверено с аннотацией (PubMed).
  • Semenza G. L. Hypoxia-inducible factors in physiology and medicine. Cell. 2012;148:399–408. DOI. Сверено с аннотацией (PubMed).
  • Premont R. T., Stamler J. S. Essential role of hemoglobin βCys93 in cardiovascular physiology. Physiology. 2020;35:234–243. DOI. Сверено с аннотацией (PubMed).
  • Stream J. O., Grissom C. K. Update on high-altitude pulmonary edema. Wilderness Environ Med. 2008;19:293–303. DOI. Сверено с аннотацией (PubMed).
  • Hopkins S. R., Levin D. L. Heterogeneous pulmonary blood flow in response to hypoxia. Respir Physiol Neurobiol. 2005;151:217–28. DOI. Сверено с аннотацией (PubMed).
  • Giussani D. A. The fetal brain sparing response to hypoxia. J Physiol. 2016;594:1215–30. DOI. Сверено с аннотацией (PubMed).
  • Bunn H. F. Oxygen delivery in the treatment of anemia. N Engl J Med. 2022;387:2362–2365. DOI. Обзор; через OpenEvidence.
  • Arynov A. и др. Alternative blood transfusion triggers: a narrative review. BMC Anesthesiol. 2024;24:71. DOI. Обзор; через OpenEvidence.
  • Vincent J.-L. и др. Perioperative cardiovascular monitoring of high-risk patients: a consensus of 12. Crit Care. 2015;19:224. DOI. Консенсус; через OpenEvidence.
  • McGee W. T. и др. The pulmonary artery catheter in critical care. Semin Dial. 2006;19:480–91. DOI. Обзор; через OpenEvidence.
  • Fry B. C., Secomb T. W. Distinct roles of red-blood-cell-derived and wall-derived mechanisms in metabolic regulation of blood flow. Microcirculation. 2021;28:e12690. DOI. Модельное исследование; через OpenEvidence.
  • Marshall J. M. Interactions between local dilator and sympathetic vasoconstrictor influences in skeletal muscle in acute and chronic hypoxia. Exp Physiol. 2015;100:1400–11. DOI. Обзор; через OpenEvidence.
  • Mascarenhas A. и др. On the mechanisms of brain blood flow regulation during hypoxia. J Physiol. 2025;603:2263–2280. DOI. Систематический обзор; через OpenEvidence.
  • Zhu H. и др. Integrated regulation mechanism of coronary microvascular function. Adv Ther. 2023;40:76–101. DOI. Обзор; через OpenEvidence.
  • McGillivray-Anderson K. M., Faber J. E. Effect of acidosis on contraction of microvascular smooth muscle by alpha 1- and alpha 2-adrenoceptors. Circ Res. 1990;66:1643–57. DOI. Эксперимент; через OpenEvidence.
  • De Backer D. Detailing the cardiovascular profile in shock patients. Crit Care. 2017;21(Suppl 3):311. DOI. Обзор; через OpenEvidence.
  • Kimmoun A. и др. Hemodynamic consequences of severe lactic acidosis in shock states. Crit Care. 2015;19:175. DOI. Обзор; через OpenEvidence.
  • Jentzer J. C. и др. Mixed cardiogenic-vasodilatory shock. JACC Adv. 2025;4:101432. DOI. Обзор; через OpenEvidence.
  • Bärtsch P., Swenson E. R. Acute high-altitude illnesses. N Engl J Med. 2013;368:2294–302. DOI. Обзор; через OpenEvidence.
  • Luks A. M., Hackett P. H. Medical conditions and high-altitude travel. N Engl J Med. 2022;386:364–373. DOI. Обзор; через OpenEvidence.
  • Gatterer H. и др. Altitude illnesses. Nat Rev Dis Primers. 2024;10:43. DOI. Обзор; через OpenEvidence.
  • Лекция 07.09.2026 — 7-09-26 Лекция. Патофизиология: ишемия, реперфузионное повреждение, ферроптоз, рекомендованный учебник. Сверено с текстом заметки.
  • Схемы нарисованы самостоятельно; кривая диссоциации рассчитана по уравнению Северингхауса. Учебные задачи 3–7 составлены для тренировки по нормам Порядина.
  • Отдельной лекции по гипоксии нет (снята из расписания), презентации в хранилище и на Google Drive не найдено. Классификация Литвицкого сверена с текстом главы 16 (рис. 16.1, 16.6, 16.7).

Запросы для OpenEvidence (по желанию)

Ответы на Q1–Q5 получены 27.09.2026 и внесены в заметку. Осталось одно расхождение — норма насыщения венозной крови у Порядина.

Отвечай на каждый вопрос отдельно, нумеруй Q1, Q2 и т. д. Под каждым ответом дай список литературы и укажи тип источника: мета-анализ, РКИ, обзор, учебник, клинические рекомендации.

Q6. Каковы нормальные значения насыщения гемоглобина кислородом (SvO₂) и напряжения кислорода (PvO₂) в периферической венозной крови (локтевая вена) у здорового взрослого в покое по сравнению со смешанной венозной (лёгочная артерия) и центральной венозной кровью (ScvO₂)?
Q7. Какие данные есть о значении ферроптоза в реперфузионном повреждении миокарда и мозга после ишемии?