ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ГБО С ПОЗИЦИЙ НОВЫХ ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ ЗНАНИЙ

К.П.Воробьев, Луганская областная клиническая больница
, hbo_vorobyov@mail.ru

Какая у нас ПАРАДИГМА применения ГБО?

Понятие парадигма в обыденном языке встречается довольно редко, но в научном лексиконе - это одно из основополагающих определений. Согласно T.Kuhn (1962), парадигма может быть определена как набор убеждений, ценностей и техник, разделяемых членами данного научного сообщества.

Общеизвестно, что болезнь сопровождается гипоксией, и также общепринято в любых клинических ситуациях направить терапевтические мероприятия на ликвидацию гипоксии. И вот, наконец, появился метод ГБО - способ борьбы с любой гипоксией. В 80-х годах в структуре работы нашего отделения ГБО 85% составляли различные по этиологии критические состояния. Были отдельные результаты, но гораздо больше разочарований.

Прошло более двадцати лет, а парадигма необходимости ликвидации гипоксии не изменилась. При всех типах критических состояний, в первую очередь, рекомендуется увеличить доставку кислорода. Отдельные клинические исследования о соотношении доставка-потребление кислорода противоречивы и пока не получили физиологической интерпретации. Так что опять появляется поле деятельности для лечебной гипероксии и это декларируется концептуальных работах последних лет [1]. Но, с другой стороны, все уже знают о токсическом действии кислорода и о том, что при критических состояниях свободнорадикальные процессы уже и так чрезмерно активизированы.

Эта ситуация называется конфликт парадигма-новое эмпирическое знание. В соответствии с классической научной методологией создается основа для получения нового знания и разработки новой парадигмы, которая устранит указанный конфликт. Для формирования новой клинической парадигмы необходима помощь фундаментальных наук.

Фундаментальные знания

Основой для клинических гипотез являются новые знания, прежде всего из области патологической физиологии, которая обобщает общебиологические знания на языке понятном клиницисту. В период становления ГБО в СССР (1976-1986) активно проводились фундаментальные исследования механизмов действия ГБО. Те, кто учился в этот период на курсах усовершенствования, должны помнить, как много внимания в учебной программе уделялось физиологическим основам ГБО. Нам читали лекции биохимики, биофизики и патофизиологи. Информацию давали самую последнюю. В этот период были заложены патофизиологические основы новой парадигмы ГБО: адаптационно-саногенетическая концепция механизмов действия ГБО (А.Н.Леонов, Воронеж) [2] и концепция механизмов патогенного и лечебного действия свободнорадикальных форм кислорода (Е.А.Демуров, Москва) [3,4].

Конечно, много других ученых работали над проблемами ГБО, получено множество отдельных научных, но разрозненных фактов влияния ГБО на здоровый и больной организм, но именно указанные концепции, с моей точки зрения, носили системный характер и определили направление дальнейших исследований.

Однако, эти новые фундаментальные знания уже известны почти 20 лет, но до сих пор не получили форму клинического знания. Врач специалист по ГБО продолжает бороться с гипоксией, иногда, на всякий случай, подавит свободнорадикальное окисление экзогенными антиоксидантами, или, применив "низкий режим", учтет повышенную вероятность токсического действия ГБО у тяжелого больного. Но все эти действия врача ГБО направлены "на борьбу с гипоксией", с той лишь разницей, что теперь одновременно надо "бороться" и с перекисными процессами.

Небольшое отступление. Тема борьбы хорошо знакома советскому человеку - это был наш образ жизни. "Борьба и революция" были нашей идеологией вместо "понимания и эволюции". Эта идеология господствовала и в науке. Пятый пункт уже упомянутой Гарцкой хартии (г.Гарц, 30.04.95) гласит: "Общепризнано, что при обострении какого-либо противоречия необходимо бороться за снятие этого противоречия. Только борьба есть наиболее простой и прямой путь к цели. УТВЕРЖДАЕМ: На практике это, как правило, выливается в попытки искоренения носителей противоречия со всеми вытекающими последствиями. В целом же борьба вызывает резкое усиление противостояния, которое мы почему-то называем противоречием..."

Это философское отступление очень точно отражает наше нынешнее понимание кислородного статуса. Мы не верим в мудрость природы и часто протезируем там, где надо просто создать условия для нормального течения адаптационных процессов. В дальнейшем мы покажем это на нашей модели кислородного статуса.

Итак, что необходимо для разработки нового подхода к применению ГБО в клинике, при котором будут учтены все известные эмпирические факты и разрешены существующие противоречия?

В этот момент мы оглядываемся на фундаментальные науки и видим, что множество ученых разрабатывают свои узкие проблемы биологической роли кислорода, другие ждут от нас постановок задач для проведения лабораторных экспериментов и проверок гипотез, но никто из них не собирается обобщать весь наличный опыт с позиций ОРГАНИЗМА во взаимосвязи всех его структур и функций. Но кто это сделает? Только тот, кто ежедневно лечит больного, а не мембрану клетки, биохимические реакции, синапсы и прочие составные части этого самого организма. То есть необходимо целостностное представление об организме, но с учетом новых фундаментальных знаний.

Классическим методом познания является моделирование. Существуют различные модели кислородного статуса, но каждая рассматривает отдельные физиологические аспекты.

Прежде чем создавать новую модель регуляции кислородного статуса необходимо разработать соответствующий методологический подход.

Новая физиологическая модель регуляции доставки кислорода

Концепция функциональных систем П.К.Анохина является наиболее подходящим методологическим инструментом для создания целостных физиологических моделей. Но эта концепция является только базовой частью новой методологии. Современная классическая теория адаптации (Ф.З.Меерсон) и концепция взаимосвязи структуры и функции (Д.С.Саркисов, М.А.Пальцев, Н.К.Хитров) [5] дополняют теорию функциональных систем и создают целостный методологический подход к анализу любой физиологической системы, в том числе и кислородного статуса во время ГБО.

В цепочке наших дальнейших рассуждений необходимо определить: какова доминанта функциональной системы регуляции доставки кислорода в клетку?

Существующая физиологическая парадигма говорит, что определенная концентрация макроэргов является триггерным механизмом увеличения (снижения) доставки кислорода и субстратов аэробного гликолиза. Это общеизвестно. В случае применения ГБО доминанта смещается от механизмов регулирующих, к механизмам лимитирующим доставку кислорода и, соответственно, снижающим уровень свободно радикальных реакций. То есть во время ГБО доминантой становится ограничение свободнорадикальных кислородзависимых процессов. Совершенно очевидно, что для клетки важнее сохранить органелы от оксидативного стресса, чем перейти в гипоэргоз. Мы заявляем, что этот постулат является новой физиологической гипотезой, которая изменяет многие привычные представления.

Прежде чем создавать функциональную систему регуляции транспорта кислорода нам необходимо обозначить главные механизмы регуляции кислородзависимых свободнорадикальных процессов в целостном организме.

Эти механизмы представлены в виде иерархической системы антиоксидантной защиты организма (рис.1).

Рис.1



Подробный анализ этой системы мы надеемся представить в периодике, а пока лишь отметим наиболее важные позиции. Система представлена функциональным и структурным компонентами антиоксидантной защиты, которые отражают соответственно регуляторное и компенсаторное звенья адаптации к гипероксии. Система иерархична. Первой линией антиоксидантной обороны является сердечно-сосудистая система и эритроцит. Если эта линия не справляется - включается многокомпонентная структурная система зашиты от гипероксии. Первая имеет широкий диапазон регуляции, вторая, аварийная, может быть израсходована, что сопровождается гибелью клетки.

Это второй физиологический постулат, который мы декларируем как качественно новый. Новым является не механизмы антиоксидантной защиты, а их взаимосвязь и иерархия.

Существуют аналогичные представления об антиоксидантной защите организма [6], но они представляют "физиологическую" и "биохимическую" системы как две независимые линии антигипероксической защиты организма, что не отражает целостности данной физиологической системы.

Анализ указанной системы с позиций теории функциональных систем П.К.Анохина позволяет разработать соответствующую функциональную систему регуляции доставки кислорода (рис.2).

Рис.2



Краткое описание этой системы сводится к следующему. Главной доминантой системы (целью) является регуляция свободнорадикальных реакций не выше физиологического уровня. Кроме общеизвестного контура прямой и обратной связи доставки кислорода по концентрации макроэргов мы ввели третий контур, который лимитирует доставку кислорода при превышении определенного уровня перекисных процессов. Это, соответственно, третий новый физиологический постулат, который мы декларируем.

Указанные модели были доложены на заседании Киевского общества патофизиологов (институт физиологии НАН им.0.0.Богомольца, 20.10.2000) и опубликованы в журнале украинской ассоциации анестезиологов [7].

Клинические следствия нового модельного представления о механизмах доставки кислорода

Любое фундаментальное теоретическое знание требует проверки на практике - то есть необходимо произвести эмпирическую интерпретацию этого знания, что означает сравнение нашей абстрактной модели с реальными объектами.

Исследование кислородного статуса в физиологии и при патологии всегда привлекало исследователей. Накоплено множество фактов, которые не всегда находят свое объяснение в рамках традиционных представлений. Эти факты общеизвестны. В качестве объектов эмпирической интерпретации мы взяли три клинических ситуации: ишемический шок, терминальное состояние и устойчивое патологическое состояние - старческая гипоксия, не связанная с недостаточностью насосной функции сердца.

Ишемический шок является патофизиологической категорией. На основе нашей базовой физиологической модели разработана клиническая концепция ишемических шоков. При критических состояниях мы очень часто сталкиваемся с этим синдромом, поэтому он заслуживает более внимательного анализа. Этому вопросу посвящен отдельный раздел в последующих наших публикациях.

Терминальное состояние рассматривается нами как стадия болезни, которая следует за экстремальным состоянием. Обе категории объединяются понятием критические состояния. В отдельной работе нами представлен клинико-физиологический анализ категорий функционального состояния организма и качественные отличия экстремального и терминального состояний [8]. Эта работа не носит характер вольной публикации, а прямо связана с вышерассмотренной моделью функциональной системы регуляции кислородного статуса.

При экстремальном состоянии сохранены механизмы ауторегуляции, то есть адаптивные механизмы носят саногенетический характер и сохранены механизмы обратной афферентации, которые лимитируют доставку кислорода. При этом состоянии увеличение доставки кислорода не будет сопровождаться увеличением его потребления, если это состояние не связано с кислородной задолженностью.

При терминальном состоянии нарушается функция афферентных рецепторов и регуляция превращается в дисрегуляцию. Запускаются процессы танатогенеза. Увеличение доставки кислорода будет сопровождаться увеличением его потребления, но не для выработки макроэргов, а для свободного окисления органических веществ, то есть для сжигания тканей. Такое увеличение потребления кислорода ассоциируется с более высокой смертностью [9].

В моей личной практике есть интересный опыт. Более двадцати лет назад мы выполняли научное исследование эффективности ГБО при ишемических инсультах. В некоторых случаях проведение ГБО ассоциировалось с гиперемией на пораженной стороне мозга (по данным РЭГ). Мы ожидали в этих случаях лучших результатов, но вышло наоборот. Тогда этот опыт остался без объяснений, но сейчас становится понятно, что если при гипероксии не происходит снижения кровотока, то это свидетельствует о нарушении ауторегуляции и, в конечном итоге, будет сопровождаться увеличением реперфузионных повреждений тканей.

Общий подход при использовании лечебной гипероксии будет следующим. При экстремальном состоянии гипероксия увеличит резервы доставки кислорода и при определенной дозе ГБО не произойдет перекисного повреждения тканей. При терминальном состоянии гипероксия допустима в очень узких пределах и сопровождается высоким риском оксидативного стресса. В этом случае правильней отказаться от ГБО (почти нет исключений).

На эмпирическом уровне эти рекомендации утвердились в практике концепцией малых доз ГБО у тяжелых больных [10].

Старческую гипоксию, не связанную с недостаточностью насосной функции сердца можно отнести к устойчивому патологическому состоянию в соответствии с концепцией Н.П. Бехтеревой, Д.К.Камбаровой и В.К.Поздеева (1978) [11]. Для таких состояний характерна "адаптация к патологии" и устойчивое смещение показателей гомеостаза. Причем если протезировать нарушенный гомеостаз и искусственно его нормализовать, тогда может произойти ухудшение состояния и произойти срыв механизмов адаптации.

Для старческого возраста характерно снижение тканевого напряжения кислорода. Чем это обусловлено? Иногда недостаточностью кровообращения, но чаще это есть не что иное, как физиологическая защитная реакция на относительную гипероксию. Известно, что с возрастом мощность всех структурных компонентов антиоксидантной защиты снижается. При этом ослабляется защита органел клетки от свободных радикалов. Чтобы не развились оксидативные повреждения проще всего, в ущерб энергетике клетки, но во благо ее жизнеспособности, спазмировать прекапилляры и сократить доставку кислорода к клеткам. Известно, что у стариков при правильном применении ГБО после окончания лечения происходит устойчивое увеличение напряжения кислорода в тканях. Большинство это связывают с гипероксией во время ГБО, но это абсолютно несправедливо, т.к. уже через 20 минут гипероксия связанная с ГБО исчезает. Что остается?

Во многих работах показано увеличение мощности структурного компонента антиоксидантной защиты (после 3-5 сеансов ГБО). Но этот факт не получает более широкой интерпретации. С позиций нашей модели существует следующее объяснение: увеличение мощности антиоксидантных систем уменьшает спазм прекапилляров, так как клетка может пережить большее напряжение кислорода. Увеличение оксигенации клетки снижает гипоэргоз, активизируются жизненно важное оксигеназное использование кислорода (микросомальное окисление, синтез простагландина и пр.).

Старики являются благодатными для ГБО пациентами, однако можно передозировать ГБО и получить неблагоприятные реакции. Мой личный опыт это подтверждает.

Вместо заключения

Новая физиологическая модель создана врачом практиком. Кто бы мог еще сделать эту работу? Предполагаю, что мотивация может быть только у практика, и постановку задач может сформулировать только практик. Мы понимаем ограниченность наших знаний и не претендуем на абсолютные истины. Модель обсуждаема, развиваема и открыта для критики. Какая она покажет время. Заключение формулировать пока рано.

Если кому-то вышеуказанные рассуждения покажутся очень сложными, то этот специалист явно не анестезиолог-барофизиолог. Модель упрощена, и в ней содержаться специальные, но общеизвестные данные - мы просто сложили из этих данных свое понимание проблемы.

Данная модель является необходимой методологической основой для получения новых клинических знаний - создания принципов стратегии и тактики ГБО.

Литература

1. Неговский В.А., Мороз В.В. Актуальные вопросы реаниматологии //Анестезиология и реаниматология, 1999.- №1.-С.6-9.
2. Леонов А.Н. Гипербарическая оксигенация. Адаптационно-метаболическая концепция.- Воронеж, 1985, 27с.
3. Петровский Б.В., Ефуни С.Н., Демуров Е.А., Родионов В.В. Гипербарическая оксигенация и сердечно-сосудистая система. М.: Наука, 1987.- 326с.
4. Шпектор В.А., Колчина Е.А., Демуров Е.А., Мельников Г.П. ГБО как одно из направлений современной клинической медицины (обзорная лекция) //Бюлл. гипербар. биол. и мед.- 1997.- № 1-2.- С.36-66.
5. Саркисов Д.С., Пальцев М.А., Хитров Н.К. Общая патология человека.- М., 1997.- 608с.
6. Габибов М.М. Биохимические механизмы токсического действия кислорода под повышенным давлением в острый и отдаленный периоды: Автор. дисс. ...д.б.н., 03.00.04.- Л., 1988 46с.
7. Воробьев К.П. Концепция интенсивной терапии методом гипербарической оксигенации при экстремальных состояниях //Бiль, знеболювання i iнтенсивна терапiя.- 2000.- №2.- С.30-39.
8. Воробьев К.П. Клинико-физиологический анализ категорий функционального состояния организма и интенсивная терапия //Вестник интенсивной терапии.- 2001.- № 2.- С.3-8.
9. Bihari D., Smithies M., Gimson A., Tinker J. The effects of vasodilation with prostacyclin on oxygen delivery and uptake in critically ill patients //New England Journal of Medicine.- 1987.- V.317.- P.397-403.
10. Казанцева Н.В. Клиническая эффективность различных режимов гипербарической оксигенациипри лечении мозгового инсульта.-Гипербарическая физиология и медицина.-1996.-N.2.-С.8-13.
11. Бехтерева Н.П., Камбарова Д.К., Поздеев В.К. Устойчивое патологическое состояние при болезнях мозга М.:Медицина, 1978 300с.

- назад

© Design by "Открытый контур"
vulcan.casino
Hosted by uCoz