Начало >> Статьи >> Архивы >> Основы патологической физиологии

Патологические процессы при общих нарушениях обмена веществ - Основы патологической физиологии

Оглавление
Основы патологической физиологии
Основы учения о здоровье, предболезни и болезни
Внутренние причинные факторы
Роль условий в происхождении болезни
Патогенез
Общие механизмы патологических процессов
Формирование симптоматики болезни
Методы патологической физиологии
Барьерные механизмы
Гематоэпителиальные барьеры
Гематолимфатический барьер
Гистогематические барьеры
Циркуляторно-органные барьеры
Параиммунитет
Неспецифическая клеточная защита
Специфическая иммунная защита
Метаболизм антигенов
Антитела
Регуляция антителообразования
Реакции антиген-антитело
Иммунодефициты
Специфическая клеточная защита
Типовые клеточные патологические процессы
Типовые нарушения клеточной защиты
Повреждение клетки
Патохимические проявления повреждения клетки
Повреждение цитоплазматической мембраны
Нарушение трансмембранного транспорта
Нарушение рецепторной функции мембран
Функции органелл в поврежденной клетке
Цитозоль поврежденной клетки
Ядро поврежденной клетки, типовые нарушения
Патологические процессы при общих нарушениях обмена веществ
Типовые нарушения механизма компенсации недостаточности тканевого дыхания
Виды гипоксии
Патофизиологическое обоснование методов повышения устойчивости к гипоксии
Патология углеводного обмена
Дефекты энергетического использования углеводов
Нарушение утилизации моносахаридов
Врожденные нарушения утилизации моносахаридов
Мукополисахаридозы
Типы недостаточности инсулина
Патология жирового обмена
Внутриклеточное метаболизирование транспортных форм липопротеидов
Гиперлипопротеидемии
Ожирение
Патология белкового обмена
Белково-энергетическая недостаточность
Частичное голодание
Недостаточность растепления и всасывания белков в кишечнике
Типовые нарушения синтеза сывороточных белков
Диспротеинемии
Типовые нарушения внутриклеточного обмена белков
Пуриновый обмен
Патология обмена витаминов
Патология обмена витамина C
Патология обмена витамина A
Патология обмена коферментной группа витаминов
Патология обмена гормоноподобной группы витаминов
Патология обмена незаменимых микроэлементов
Марганец, медь
Магний
Молибден, селен, хром, фтор
Типовые нарушения водно-электролитного обмена
Нарушения объемного гомеостаза
Нарушения внеклеточного осмотического гомеостаза
Нарушения внутриклеточного осмотического гомеостаза
Местные нарушения объемного и осмотического гомеостаза
Типовые нарушения обмена кальция
Типовые нарушения обмена фосфора
Типовые нарушения кислотно-основного состояния
Дисфункция буферных систем - нарушения кислотно-основного состояния
Неспецифическое острое воспаление
Соединительная ткань в процессе воспаления
Противовоспалительная защита
Медиаторы воспаления
Системные проявления острого воспаления
Динамика местного острого воспаления
Хроническое воспаление
Лихорадка
Типовые нарушения регенерации
Неспецифическая над клеточная регуляция клеточной регенерации
Специфические регуляторы клеточной регенерации
Малигнизации клеток
Химический канцерогенез
Физический канцерогенез
Вирусный канцерогенез
Особенности малигнизированных клеток
Самозащита малигнизированных клеток
Противоопухолевая защита организма
Опухолевая болезнь
Боль
Рецепторы болевой чувствительности
Проводящие пути боли
Антиноцицептивная система
Специфическая рецепция опиоидных пептидов
Механизмы действия опиоидных пептидов в ЦНС
Опосредованное действие опиоидных пептидов
Острая боль
Хроническая боль
Стресс
Острый физиологический стресс
Хронический физиологический стресс
Патологический стресс
Типовые нарушения иммунитета
Атопия
Тестирование гиперчувствительности немедленного типа, иммунная аутоагрессия
Болезни иммунных комплексов
Гиперчувствительность замедленного типа
Трансплантационная иммунопатология
Инфекционный процесс
Радиационное повреждение
Повреждающее действие высоких и низких температур
Температурный анализатор
Эфферентные звенья терморегуляции
Типовые нарушения теплового баланса в организме
Ожоговая болезнь
Система крови
Энзимопатические гемолитические анемии
Органические повреждения клеток эритроидного ряда
Экстракорпускулярные гемолитические анемии
Кровопотеря
Возрастные и функциональные изменения эритропоэза
Белая кровь
Нейтрофилы
Эозинофилы
Базофилы
Пул агранулоцитов
Пул лимфоидных клеток
Пул тромбоцитов
Лейкозы
Гемостаз
Противосвертывающая система крови
Фибринолитическая система крови
Нарушения гемостаза
Сердечно-сосудистая система
Нарушения автоматизма сердца
Номотопные аритмии
Гетеротопные аритмии
Сердечная недостаточность
Адаптация к нагрузкам неповрежденного сердца - сердечная недостаточность
Адаптация к нагрузкам поврежденного сердца - сердечная недостаточность
Миокардит
Тампонада сердца
Венечное кровообращение
Механизмы повреждения венечных сосудов
Постинфарктные осложнения
Механизмы повреждения сосудистой системы
Механизмы быстрой регуляции артериального давления
Механизмы долгосрочной регуляции артериального давления
Система микроциркуляции
Комбинированные повреждения артериальных сосудов
Алиментарные факторы в патогенезе артериальной гипертензии
Атеросклероз
Нарушения регуляции обмена липопротеидов - атеросклероз
Патология лимфатической системы
Патология венозной системы
Дыхательная система
Нарушения нервной регуляции внешнего дыхания
Дыхательная недостаточность
Бронхиальная астма
Асфиксический синдром
Рестриктивная недостаточность дыхания
Отек легких
Патология плевры
Пищеварение в ротовой полости
Механизмы повреждений слизистой оболочки полости рта
Слюнные железы
Регуляция секреции слюнных желез
Нарушения деятельности слюнных желез
Жевание
Глотание
Пищеварительный транспортный конвейер
Нейроэндокринная регуляция моторной и секреторной функции желудка
Механизмы нарушения пищеварения в желудке
Гастрит
Механизмы язвообразования в желудке
Оперированный желудок
Пищеварение в кишечнике
Иммунная система тонкой кишки
Моторика тонкой кишки
Механизмы нарушения функций тонкой кишки
Острый перитонит
Пищеварение в толстой кишке
Типовые нарушения функции толстой кишки
Поджелудочная железа
Типовые нарушения внешнесекреторной функции поджелудочной железы
Панкреатит
Печень
Защита гепатоцитов
Типовые нарушения функций гепатоцитов
Гепатит
Печеночная недостаточность
Генетические дефекты функций печени, регенерация
Желтуха
Желчевыводящие пути
Структура и функции почек
Типовые повреждения нефрона
Типовые нарушения функций почек
Почечная недостаточность
Мочевыводящие пути
Костная ткань скелета
Регуляция активности остеогенных клеток
Типовые нарушения опорно-двигательного аппарата
Компенсационная перестройка кости
Искусственная активация репаративного остеогенеза
Остеопатии
Артропатии
Типовые нарушения суставов
Артрит
Скелетные мышцы
Адаптация скелетных мышц к режиму работы
Типовые нарушения скелетных мышц
Нарушения нервно-мышечной передачи возбуждения и нейротрофических влияний
Общая характеристика гормонов
Типовые нарушения функций эндокринных клеток
Гипофиз
Эпифиз
Паращитовидные железы
Корковое вещество надпочечников
Щитовидная железа
Женская репродуктивная система
Гормональная дисфункция у женщин
Мужская репродуктивная система
Типовые нарушения функций яичек и придатков
Дисфункция гипоталамо-гипофизарно-гонадной системы у мужчин
Типовые нарушения функций предстательной железы
Врожденная дисфункция гормональной регуляции репродуктивной функции у мужчин

Глава 4
ТИПОВЫЕ ПАТОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ ПРИ ОБЩИХ НАРУШЕНИЯХ ОБМЕНА ВЕЩЕСТВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ТКАНЕВОГО ДЫХАНИЯ

Дыхание представлено двумя видами — внешним и тканевым (внутренним). Первый обеспечивает поглощение кислорода и удаление углекислого газа из организма, второй — газовый обмен между клетками и межклеточной жидкостью. В тканевом дыхании ключевую роль играет внутриклеточный перенос электронов и протонов при участии НАДН и фадн2 к молекулярному кислороду и восстановление его до воды в циклах обмена веществ (схема 5).
Реакции окисления при тканевом дыхании протекают с участием дегидрогеназ, флавопротеидов и цитохромов. Утилизация кислорода в качестве концевого акцептора электронов почти в 20 раз повышает энергетическую эффективность обмена веществ. Так, расщепление 1 моля глюкозы при анаэробном гликолизе ведет к образованию 2 молей АТФ, в то время как при аэробном окислении — 36 молей АТФ. Молекулярный кислород в биологических системах восстанавливается по схеме:

У здорового человека для оптимального уровня тканевого дыхания требуются потребление 02 в количестве 250 мл/мин, определенные параметры парциального давления и содержания газов в артериальной и венозной крови. При этом выделяется СО2 в количестве 200 мл/мин. Процент насыщения СО2 невозможно вычислить из-за отсутствия характеристик насыщения при диссоциации СО2, поскольку добавление СО2 индуцирует возрастание его парциального давления. Нормальные величины состава газов крови и тканевого дыхания поддерживаются лишь в условиях адекватной альвеолярной вентиляции и кровотока в легких. Определенное значение в тканевом дыхании имеет газообмен в коже. Верхний слой кожи человека (эпидермис) получает кислород не только с кровью, но и из окружающей воздушной среды. Кожное потребление О2 зависит от величины и скорости кровотока в коже. У взрослого человека площадь кожи составляет приблизительно 1,5 м2, поступление в нее 02 — 2,0—2,1 мл О2/мин, т.е. около 1 % от общего потребления кислорода организмом в состоянии покоя.
Транскапиллярный обмен кислорода. Оксигенированная в легких и коже кровь переносит кислород преимущественно в составе гемоглобина эритроцитов. Каждая молекула гемоглобина связывает 4 молекулы кислорода. Реакция полностью обратима и протекает без переноса электронов. В капиллярах тканей из эритроцитов высвобождается молекулярный кислород, который диффундирует в плазму крови, затем транспортируется через стенку капилляров, внеклеточную жидкость и цитоплазматическую мембрану клеток в цитозоль. Скорость диффузионных потоков из цитозоля в органеллы определяется наличием внутриклеточных каналов как с высокой, так и низкой кислородной растворимостью, сосредоточенных главным образом в мембранах, содержащих много липидов (мембраны митохондрий и эндоплазматической сети). В физиологических условиях метаболизм в тканях и органах регулируется потребностью клеток в кислороде путем изменений перфузии тканей кровью и вариабельностью коэффициента экстракции кислорода из крови. Это достигается в основном саморегуляцией гетерогенности регионарного тока крови в связи с неоднородностью длины капилляров и различием скорости транспорта крови по отдельным капиллярам.

В ряде органов (миокард, фазные медленные мышечные волокна и др.) местные саморегуляторные механизмы снабжения митохондрий кислородом обладают очень высокой эффективностью. В этих органах при переходе из состояния физиологического покоя в фазу активности уровень объема кровотока и потребления кислорода может возрастать в 20 раз. В мышцах с высоким содержанием миоглобина высокая скорость утилизации кислорода происходит при сравнительно низком РО2 в эндоплазматической сети. Это указывает на высокую, зависимую от РО2 скорость поступления и интенсивную экстракцию кислорода митохондриями из саркоплазмы, особенно при стимуляции сокращений мышечных волокон.
80—90 % проникающего в клетки из внеклеточной среды кислорода используется в митохондриальных окислительных процессах, и лишь 10—20 % — во внемитохондриальном окислении.
Митохондриальные окислительные процессы — основной путь аэробного метаболизма — цикл Кребса, который обеспечивается постоянством содержания ферментов, участвующих в реакциях дыхательной цепи. В цикле окислительного фосфорилирования митохондрии клеток синтезируют более 90 % АТФ (на 1 молекулу кислорода образуется 2—3 молекулы АТФ). В качестве энергетических материалов в митохондриях используются жирные кислоты, кетоновые тела. В митохондриях специализированных паренхиматозных клеток — гепатоцитов — дополнительно осуществляется орнитиновый цикл; именно в них синтезируется карбамилфосфат и протекают последующие реакции с орнитином и цитруллином. Митохондрии выполняют важную роль в адаптации клеток к изменениям характера энергетического снабжения и содержания О2 в окружающей среде.
Кроме энергетической функции, митохондриальные окислительные процессы выполняют функцию донаторов свободных радикалов на основе кислорода. Митохондриальная электронно-транспортная система в клетках является одним из мощных источников активных радикалов. В здоровых клетках используется сравнительно небольшая часть этой мощности, которая обеспечивает продукцию адекватного количества активных радикалов, необходимое для течения обменных реакций.

Экстрамитохондриальные окислительные процессы осуществляются в виде неферментативной утилизации кислорода, например самоокисления гемоглобина с превращением в метгемоглобин, окислительных реакций, опосредованных через флавопротеиды, микросомального окисления — реакций, катализируемых оксигеназами и гидроксилазами. Последний путь характерен для метаболизма стероидных гормонов, ядов, канцерогенов, ряда лекарств и других чужеродных соединений. К внемитохондриальным процессам относятся также пероксисомальное бета-окисление жирных кислот, синтез желчных кислот в гепатоцитах и др. Роль пероксисомального окисления в бета-окислении жирных кислот резко возрастает после приема жирной пищи. При врожденном дефиците синтеза пероксисом грубо нарушается бета-окисление жирных кислот, развивается общая интоксикация, ведущая к гибели ребенка в раннем постнатальном периоде.
Транскапиллярный обмен СО2 в тканях лимитируется объемом кровотока, составом и реологическими свойствами крови, а также эффективностью гистогематических барьеров и функциональным состоянием клеток.
Уменьшение объема кровотока, особенно в сочетании с изменениями реологии крови, развитием синдрома дыхательной недостаточности, может сильно влиять на характер химических реакций обмена веществ, диффузию и конвективное смешивание газов между клетками, внеклеточной жидкостью и кровью. Нарушению транскапиллярного обмена газов способствует достижение критического уровня доставки кислорода (10 мл/кгмин) и угнетение окислительного фосфорилирования. Эти нарушения становятся более выраженными при доставке кислорода ниже критического уровня.
При патологии транскапиллярного обмена газов кинетика биохимических реакций с участием СО2 зависит от степени снижения объема кровотока, срока пребывания крови в капиллярах, концентрации гемоглобина и его способности взаимодействовать с кислородом. При деоксигенации гемоглобин связывает протоны и СО2 в результате аллостерического взаимодействия лигандов, что влияет на величину pH оксигенированной и деоксигенированной крови (эффект Голдана). В поврежденных тканевых капиллярах при участии карбоангидразы нарушается кинетика СО2 крови, управление этим ферментом обмена СО2 в клетках за счет изменений скорости реакций гидратации и дегидратации. Одновременно выпадает регуляция обмена
СО2 путем воздействия на скорость трансмембранного переноса HCO3/Cl. В поврежденных легких карбоангидраза, сосредоточенная в капиллярах, способна вызывать патологические изменения скорости внеклеточных реакций де- и гидратации СО2 в плазме крови. При этом внесосудистая карбоангидраза клеток легких может не обеспечивать быстрый переход НСО3/Н+ через эндотелий и тем самым нарушать ионный транспорт, особенно ионов водорода и натрия. В изменениях активности карбоангидразы легких важную роль играет выпадение регулирующего влияния на нее низкомолекулярных ингибиторов.



 
« Основы иммунологии (Ярилин)   Основы педиатрии »