1.4.2. Патогенез асфиксии При тяжёлой асфиксии у новорождённого ребёнка развивается дефицит энергии вследствие снижения транспорта электролитов в дыхательной цепи, биосинтеза АТФ и креатинфосфата в тканях. Снижается поляризация клеточных мембран, повышается проницаемость цитоплазматических и лизосомальных мембран, что приводит к выходу ионов калия, лизосомальных ферментов в межуточную жидкость. Возникает деполяризация клеточной мембраны, что способствует активации потенциалзависимых кальциевых каналов и поступлению кальция внутрь клеток. Недостаток АТФ и цАМФ нарушают депонирование кальция в саркоплазматическом ретикулуме мышечных клеток и в кальцисомах немышечных клеток, изменяется активность кальциевых насосов, выкачивающих кальций из клеток, что способствует накоплению свободного кальция в цитоплазме. Кальций чрезмерно активирует многие протеазы, фосфолипазы, что ведёт к повреждению структуры клеточных и субклеточных мембран. Важно отметить, что кальций активирует протеиназу «каллеин», который переводит ксантиндегидрогеназу в ксантиноксидазу. Последняя, в свою очередь, при восстановлении доставки кислорода тканям на фоне оксигенотерапии, приводит к образованию супероксидного иона из гипоксантина (большое количество его накапливается при гипоксии) и ксантина. При гипоксии типичным сдвигом является внутриклеточный ацидоз. На ликвидацию кислых радикалов интенсивно расходуется глютатион и другие ферменты, а также различные антиоксидантные метаболиты, возникает их истощение, что ведёт к активации окислительных процессов. В эритроцитах происходит аутоокисление HbO2 в метгемоглобин с освобождением супероксидного аниона, что также способствует гемической гипоксии и приводит к свободно-радикальным реакциям и перекисному окислению липидов (ПОЛ), которые повреждают мембраны нейронов, кардиомиоцитов, эпителиальных клеток. Арахидоновая кислота, освобождающаяся под действием фосфолипаз на фосфолипиды мембран, является субстратом для образования простагландинов, лейкотриенов, тромбоксанов и др. метаболитов, которые в момент синтеза освобождают свободные радикалы кислорода. При кислородном голодании происходит активация свободно-радикальных реакций, особенно у недоношенных детей они интенсивны, т.к. недостаточно активны антиоксидантные механизмы. При сроке гестации 32 и менее недель отмечается резкое снижение в первые дни жизни глюта-тионпероксидазы, глютатионредуктазы, церуллоплазмина, супероксиддисмутазы, эстрадиола и эстриола, которые обладают сильными антирадикальными свойствами. Поэтому у глубоконедоношенных детей может развиться «оксидантный стресс» даже без перинатальной гипоксии. Недостаточность антиоксидантной защиты и активация свободно-радикальных реакций в большей степени проявляются при возобновлении транспорта кислорода в ишемизированные ткани на фоне оксигенотерапии (в этом опасность кислородотерапии). В мозговой и других тканях при распаде АТФ и креатинфосфата образуются аденозин и гипоксантин. Но в мозговой ткани малая активность ксантиноксидазы, поэтому при восстановлении кровотока и реоксигенации не происходит образования существенных количеств ксантина, мочевой кислоты (из гипоксантина) и вместе с ними супероксидного аниона. При дефиците АТФ в нейроглии и нейронах нарушается возврат калия в клетку, повышается его концентрация в интерстициальной жидкости, происходят деполяризация клеточных мембран и открытие кальциевых каналов с последующим поступлением кальция внутрь клетки. Повышение уровня кальция в клетки из-за несрабатывания кальциевого насоса приводит к активации липолиза и протеолиза. Возрастает активность фосфолипазы А2, которая воздействует на фосфолипиды мембран и повышает уровень свободных жирных кислот, особенно много арахидоновой кислоты (в 90 раз). При реоксигенации мозга из накопившейся арахидоновой кислоты образуются её метаболиты (простагландины, свободные радикалы), повреждающие мембраны клеток. А под влиянием липоксигеназ из арахидоновой кислоты образуются лейкотриены, особенно В4, С4, Д4, которые повреждают эндотелий сосудов. Кальций в мышечных клетках сосудов способствует их сокращению, чем увеличивает нарушения кровотока в очаге ишемии мозга. Тяжёлая асфиксия вызывает гиперпродукцию провоспалительных цитокинов или дисбаланс в «цитокиновой сети». Установлено, что гиперпродукция ИЛ-6 индуцирует и усиливает ответную реакцию симпатико-адреналовой системы на стресс (гиперпродукция адреналина, АКТГ и глюкокортикоидов), так называемый «цитокиновый шторм» (рис. 7). Цитокинопосредованное воспаление играет большую роль в процессах, приводящих к гипоксически-ишемической энцефалопатии при асфиксии (Шабалов Н.П. и соавт., 1999). В ликворе обнаруживают высокий уровень ИЛ-6 и ИЛ-8. Известно, что ИЛ-8 повышает хемотаксис у нейтрофилов и моноцитов, активируя в них метаболические процессы и выход лизосомальных ферментов, в результате которых накапливаются кислые радикалы и оксид азота (NO). В последние годы во многих исследованиях в патогенезе интранатальной асфиксии и развития гипоксически-ишемической энцефалопатии большое значение отводится повышенной продукции NO эндотелием, который в большой концентрации токсически воздействует на нейроны, а также непосредственно вызывает неуправляемую вазодилятацию сосудов головного мозга, в результате чего нарушается ауторегуляция церебральной гемодинамики, т.е. развивается церебральная ишемия. ИЛ-8 стимулирует адгезию лейкоцитов к эндотелию, активирует образование гистамина и лейкотриенов в базофилах, которые тоже способствуют нарушению проницаемости стенки сосудов. Индикатором тяжести гипоксии с поражением головного мозга с неблагоприятным исходом является повышение фактора активации тромбоцитов (ФАТ), что способствует развитию геморрагического синдрома (в 66 % случаев тяжёлой асфиксии). При ишемии нарушается метаболизм глюкозы и накапливается лактат, что ведёт к внутриклеточному ацидозу (pH внутри нейронов снижается до 6,64). При длительной ишемии мозга внутриклеточный ацидоз усиливается из-за накопления свободных жирных кислот и pH снижается до 6,08. Образованию лактата в нейронах головного мозга в условиях ишемии способствует и активация β-адренорецепторов катехоламинами (норадреналином, дофамином), которые интенсивно накапливаются в этих условиях в тканях мозга. Изменения в составе фосфолипидов мембран нарушают активность их протеинов, входящих в состав различных рецепторов, реагирующих на медиаторы, гормоны, эндогенные метаболиты и др. Нарушается функция нейронов и их систем. Накопившийся внутри нейронов и их аксонов кальций нарушает структуру полимеров тубулина, препятствуя нормальному распространению вдоль аксонов медиаторов, синтезируемых в телах нейронов.
Ишемия головного мозга сопровождается его отёком, который имеет две стадии: 1 стадия – из-за накопления лактата развивается цитотоксический (внутриклеточный) отёк (через несколько минут), при этом нет повышения внутричерепного давления; 2 стадия – вазогенный (внеклеточный) отёк при более длительной ишемии мозга из-за повреждения сосудистой стенки и гематоэнцефалического барьера. Возникает экстравазация плазмы крови во внеклеточное пространство мозга, что ведёт к повышению внутричерепного давления. Эта фаза развивается через несколько часов. Возможны геморрагии в желудочки и ткань мозга.