Особенности метаболизма мозга. Влияние гипотермии и гипертермии
НАВИГАЦИЯ ПО СТРАНИЦЕ
легко понять и запомнить
Особенности метаболизма
В покое мозг потребляет до 20 % получаемого организмом человека кислорода. Главный потребитель энергии в мозге — это фермент АТФ-аза, поддерживающий электрическую активность нейронов. Метаболизм в мозге обычно оценивают по потреблению кислорода мозгом.
Потребность мозга в кислороде по сравнению с таковой у других органов чрезвычайно велика, а запасов кислорода в нем нет. Если кровь не поступает в мозг в течение 10 с, напряжение кислорода падает ниже 30 мм рт. ст. и человек теряет сознание. Если мозговой кровоток не восстанавливается в течение 3-8 мин, то запасы АТФ истощаются и возникает необратимое повреждение нейронов. Наиболее чувствительны к гипоксии нейроны гиппокампа PI мозжечка.
Нейроны обеспечиваются энергией преимущественно за счет утилизации глюкозы. В среднем потребление глюкозы мозгом равно 5 мг/100 г/мин. Почти вся глюкоза (> 90%) подвергается аэробному распаду, поэтому потребление кислорода и потребление глюкозы изменяются параллельно. При голодании главным источником энергии для мозга становятся кетоновые тела — ацетоацетат и 3-гидроксибутират. Хотя мозг способен поглощать из крови молочную кислоту, ее метаболизм не играет значительной роли в энергетическом обеспечении.
Не меньше чем гипоксия, опасна для мозга острая устойчивая гипогликемия. Исследования выявили парадоксальное явление: при тотальной ишемии мозга гипергликемия способствует внутриклеточному ацидозу и усугубляет повреждение нейронов. Влияние гипергликемии на очаговую ишемию не исследовано.
Регуляция кровообращения головного мозга в ответ на изменения в кровеносной системе или окружающей сосуды среде основана на трех физиологических механизмах:
нейрогенном;
гуморально-метаболическом;
миогенном.
Нейрогенный механизм активно участвует в регуляции мозгового кровообращения, о чем свидетельствует эфферентная иннервация стенок сосудов головного мозга разного калибра – от магистральных артерий до микрососудов.
Гуморально-метаболический механизм подразделяется на два вида: один связан с регуляторной реакцией на вазоактивные вещества, которые выбрасываются в кровь различными органами и тканями, в первую очередь эндокринными железами; другой включается при изменении кислотно-основного состояния крови за счет продуктов метаболизма мозговой ткани.
Миогенный механизм базируется на особенностях сократительных свойств гладкомышечных элементов сосудистой стенки, определяющих ее способность активно отвечать на растягивающее усилие (закон Остроумова – Бейлиса). Гладкие мышцы сосудов обладают спонтанной активностью и могут действовать как механорецепторы, т. е. их растяжение приводит к возрастанию частоты генерации потенциалов действия, которые распространяются на соседние клетки, в результате чего возрастает тонус сосудов и уменьшается просвет артерии.
Состояние гипотермии и гипертермии
Состояние гипотермии наступает, когда температура в подмышечной впадине падает ниже 35°. Быстрее всего возникает гипотермия при погружении в холодную воду. При этом в начале наблюдаются проявления возбуждения симпатической нервной системы и рефлекторно резко усиливаются процессы теплопродукции. Этому с собствуют наблюдающиеся на холоде сокращения мышц — мышечная дрожь. Через некоторое время температура тела все же начинает падать
Состояние гипертермии наступает, когда температура в подмышечной впадине снимается выше 37°. Гипертермия возникает при продолжительном действии высокой температуры внешней среды, в особенности в том случае, если окружающий воздух влажен и, следовательно, эффективное потоотделение невелико. Резкая гипертермия, при которой температура тела достигает 40—41°, сопровождается тяжелым общим состоянием организма и носит название теплового удара.
Полезные ссылки:
