Токсическое действие кислорода. Проявления кислородной интоксикации
В течение последних двух десятилетий исследования токсического действия кислорода достигли высокой активности, что «обусловлено широким применением кислорода в различных областях промышленности и в медицине, в том числе при изучении подводных погружений. Развитие гипербарической оксигенотерапии, связанное с риском кислородное лечение легочной недостаточности под действием атмосферного давления способствовало увеличению числа больных, подвергающихся воздействию повышенного давления кислорода. Кроме того, широкое использование гипероксии для сокращения продолжительности и повышения эффективности декомпрессионных процедур, необходимых для работы военных и промышленных водолазов, привело к тому, что большой контингент здоровых людей также испытывает влияние повышенного давления кислорода.
В связи с широким применением гипербарической оксигенации глобальная зависимость живых биологических процессов от клеточных механизмов антиокислительной защиты, развившихся на протяжении многих веков адаптации организма к парциальному давлению кислорода в атмосфере Земли, получила глубокое осознание. В настоящее время стало очевидным, что при отсутствии этих механизмов кислород, необходимый для жизни, может вызвать смертельное отравление [McCord, Fridovich, 1978]. Следовательно, антиокислительная защита, которая, как считали раньше, была необходимой только в экстремальных условиях, в настоящее время считается одним из основных биологических процессов.
В дальнейших статьях будут подробно рассмотрены аспекты, сопутствующие кислородному отравлению, и освещены общие введения о биохимических изменениях, предшествующих явным токсическим поражениям, и антиокислительные механизмы, препятствующие таким изменениям. Безопасное и оптимальное использование полезных свойств кислорода требует знания его токсического влияния на чувствительные органы и функции организма и разработки эффективных способов развития врожденной устойчивости к его вредному воздействию на организм. Глубокое понимание основных механизмов кислородного отравления и противодействующей ему антиокислительной защиты способствует достижению этих целей.
Проявления кислородной интоксикации
Тяжесть кислородного отравления прогрессивно возрастает по мере повышения парциального давления кислорода во вдыхаемой газовой смеси и увеличения экспозиции. При достаточных давлении и продолжительности воздействия кислород вначале будет вызывать функциональные нарушения, а затем химическую деструкцию любой живой клетки. Многие из разнообразных проявлений кислородного отравления представлены на рис. 33 в обобщенном виде.
К признакам кислородного отравления легких относятся деструкция как эндотелия капилляров, так и эпителия альвеол, гиперплазия альвеолярных клеток, отек, геморрагия, утолщение и гиалинизация артериол, образование фибрина, ателектазы, сопровождаемые тяжелыми нарушениями газообмена, гипоксемией и приводящие к летальному исходу. Проявления кислородной интоксикации ЦНС по степени тяжести могут находиться в пределах от локальных судорог мышц до эпилептического припадка и, если экспозиция после появления этих признаков продолжается, то до прогрессирующей деструкции нервной ткани, стойкого паралича и смерти.
Среди проявлений кислородного отравления описаны также отслойка сетчатки, разрушение зрительных клеток и развитие слепоты, гемолиз эритроцитов, нарушение функций почек, сердца, печени, эндокринных органов.
Когда интактное животное или человек подвергается действию кислорода при токсических значениях парциального давления, очередность развития и тяжесть поражений различных органов и тканей зависят от дозы кислородного воздействия и относительной чувствительности тканей. В свою очередь кислородная доза для конкретной ткани определяется соотношением таких факторов, как артериальное Ро2 , кровоток, уровень метаболизма в тканях и плотность капилляров. Поскольку эти факторы неодинаковы для различных частей тела, то конкретные органы и ткани подвергаются действию различного по величине парциального давления кислорода во время дыхания этим газом под любым давлением окружающей среды.
В связи с тем что альвеолярное Ро2 превышает артериальное Ро2, на легкие оказывает влияние более высокое напряжение кислорода, чем на любой другой орган. При давлении кислорода в пределах 0,5—2 кгс/см2 экспозиция ограничивается развитием кислородного отравления легких. Однако во время воздействия кислорода под давлением 3 кгс/см2 или выше наиболее серьезные ограничения экспозиции обусловлены кислородным отравлением нервной системы, поскольку относительно высокая чувствительность ткани мозга обусловливает его поражение при меньшем парциальном давлении кислорода, чем большинства других органов.
