Наиболее разнообразными и наименее изученными являются биохимические механизмы адаптации к гипоксии. Так, возникающее при дыхании гипоксической газовой смесью увеличение концентрации метаболического углекислого газа сопровождается ослаблением химической связи кислорода с гемоглобином и интенсификацией тканевого дыхания [3]. В первые дни адаптации к высокогорью наблюдается возрастание активности гидрирующей карбоангидразы крови, сохраняющееся до конца гипоксического воздействия [85].

Экскреция ионов НСО3- почками сопровождается потерей ионов К+ с мочой в первые дни адаптации. С увеличением концентрации К+ в эритроцитах на фоне увеличения К+ в плазме, ненасыщенность гемоглобина кислородом увеличивается, а парциальное давление кислорода крови снижается. В дальнейшем, по мере развития долгосрочной адаптации, уменьшение эритроцитарного К+ проводит к нормализации рО2 крови (на фоне ненасыщенности гемоглобина кислородом) [102]. Наблюдавшийся в первые дни дыхательный алкалоз в процессе адаптации нивелировался.

Карбоангидраза, регулируя уровень СО2 в организме, играет большую роль в белково-липидном обмене. Устойчивость организма к низкому парциальному давлению О2 обусловлена сдвигом в сторону интенсификации белкового обмена и связана с ограничением жироотложения в депо [85]. Имеются работы, свидетельствующие об активации глико- и глюконеогенеза из жирных кислот при адаптации к гипоксии крыс [68]. Из белка, вновь синтезированного при гипоксии, образуются новые клеточные структуры, а запасы гликогена обеспечивают энергетический резерв клеток.

В настоящее время известно, что при гипоксии наблюдается активация синтеза окиси азота (NO) [84,111,112]. Гемсодержащие белки гемоглобин, миоглобин, цитохромоксидаза в митохондриях и цитохром Р-450 в микросомах, обычно взаимодействующие с кислородом, в дезокси-форме могут восстанавливать NO2 в NO и замыкать, таким образом, цепочку превращений "L-аргинин - NO - NO2/NO3 - NO" в цикл NO [110]. Кислород, связанный с ними, ингибирует эту способность. Свободнорадикальные соединения NO и NO2 вызывают образование парамагнитных центров на белках и липидах мембран и способствуют формированию дисульфидных связей между цитоплазматическими и мембранными белками [111]. В мембранно-связанном состоянии стимулируются ферментные системы синтеза АТФ, пролиферации, передачи сигналов внутри клеток. Активируя растворимую гуанилатциклазу и АДФ-рибозилтрансферазу, NO регулирует внутриклеточную концентрацию ионов кальция. NO и NO2 участвуют в увеличении активных зон синаптических контактов при экспериментальной ишемии мозга у кошек [111,112]. Оксид азота способен ограничивать размеры инфаркта и убивать раковые клетки [84].

Следовательно, повышение концентрации NO, закономерно возникающее при адаптации к гипоксии, является благоприятным фактором воздействия на больной и на здоровый организм.

Под действием длительной адаптации к периодической гипоксии увеличивалась активность ключевого фермента дыхательной цепи НАДН-цитохром С-оксидоредуктазы. Снижалось его сродство к НАДН, что должно повышать устойчивость митохондрий к кислороду [68]. Это имеет значение при восстановлении кровотока, когда высок риск реперфузионных повреждений. При снижении интенсивности окислительных процессов отмечена более эффективная работа дыхательной цепи - "парадоксальный эффект" адаптации к гипоксии [68].

Уже в 1979 г. Герасимовым А.М. и соавт. [34,61] было описано повышение активности антиокислительных ферментов тканей в ответ на действие периодической гипоксии. Это явление названо "парадоксальной реакцией внутри¬клеточных механизмов защиты от кислорода". Белых А.Г. [17] показано, что двухнедельная адаптация крыс к ПНГ приводила к увеличению мощности антиоксидантной системы на 20-33 % при повышении содержания радикалов в плазме крови на 15 %. При этом не выявлено ускорения образования конечных продуктов ПОЛ, свидетельствовавшего бы о свободнорадикальном повреждении тканей [29,36].

У неадаптированных крыс выявлено снижение, у адаптированных - повышение активности цитохром С-оксидазы (митохондриальная дыхательная цепь) и глутатионредуктазы (антиоксидантная система) в печени, мозге и сердце. Это уменьшает возможность резкой активации ПОЛ при воздействии острой гипоксии. Скорость потребления кислорода у тренированных крыс выше, чем в контроле, однако, степень сопряженности дыхания и окислительного фосфорилирования не изменялась [80].

Далее: Гипоксия и гипервентиляционный синдром (2)