Патофизиологические аспекты кислорода, гипоксии и свободнорадикального окисления при критических состояниях

Кислород является основным регулятором метаболических процессов в организме не только в контексте нормальной физиологии, но и при развитии различных критических состояний.

В последние годы проблема патогенеза целого ряда заболеваний органов и систем обогатилась знанием механизма повреждения клеточных структур. Основным фактором повреждения оказался кислород — тот самый кислород, из-за недостатка которого возникает гибель клеток. Выяснилось, что так называемые активные формы кислорода, имеющие неспаренный электрон, обладают биологическим эффектом, который в зависимости от концентрации может быть регуляторным или, наоборот, токсическим. Соответственно, пробудился интерес и к соединениям, которые в обычных условиях предотвращают токсическое действие активных форм кислорода, — антиоксидантам. Сегодня общепризнано, что окислительный стресс играет важную, если не ключевую роль в патогенезе критических состояний. Таким образом, с одной стороны, избыточная продукция свободных радикалов рассматривается как одно из проявлений защитной реакции организма на воздействие различных факторов окружающей среды и условий жизнедеятельности (инфекции, травмы, токсины, ионизирующее излучение, физическое напряжение, переохлаждение, гипоксия, различного вида стрессы), с другой ― повышенная продукция свободных радикалов достаточно быстро приводит к необратимым повреждениям: разрушению мембран эритроцитов с последующим гемолизом, превращению гемоглобина в метгемоглобин, повреждению ДНК, десенситизации рецепторов плазматических мембран, инактивации различных гормонов и ферментов, в том числе ферментов антирадикальной и антиперекисной защиты.

Проблема использования кислорода при критических состояниях в настоящее время широко обсуждается в периодической литературе с акцентированием внимания на его концентрациях, применяемых у пациентов как в операционных, так и в отделениях реанимации и интенсивной терапии. Кислород, используемый в процессе интенсивной терапии острой дыхательной недостаточности и гипоксии, должен иметь определённый диапазон значений концентрации. Токсические эффекты кислорода могут проявляться при его длительном использовании в высоких концентрациях, что обусловливает не только его прямой токсический эффект на лёгкие, но и активацию свободнорадикального окисления и избыточной продукции активных форм кислорода.

В обзоре изложены современные данные о физиологической роли кислорода, его участии в процессах метаболизма на фоне воспаления, гипоксии и в условиях активации процессов свободнорадикального окисления. Современный подход к оксигенотерапии и представленные в обзоре данные исследований призывают относиться к кислороду как к лекарственному препарату во избежание проявлений его токсических эффектов.