Хроническая гипоксия плода что это такое: Внутриутробная гипоксия плода. Виды, причины, последствия, признаки, диагностика, лечение и профилактика патологии :: Polismed.com

В нормоксических условиях экспрессия HIF является конститутивной или, скорее, подавленной, поскольку они не требуются. В нормоксических условиях HIF регулируются специальными чувствительными к кислороду ферментами, называемыми ферментами домена пролилгидроксилазы (PHD). Эти ферменты регулируют HIF путем гидроксилирования остатков пролина, обнаруженных в домене кислородзависимой деградации (ODD) HIFs [31, 32]. Гидроксилирование осуществляется путем введения одной молекулы кислорода в пролин, а другой — в α -кетоглутарат, расщепляя его на сукцинат и диоксид углерода.Поскольку в PHD в качестве субстрата используется кислород, при отсутствии кислорода процесс не может иметь место [33]. Процесс гидроксилирования является предшественником другого очень важного шага, которым является убиквитилирование HIF белком фон Хиппель-Линдау (VHL). Субъединица β белка VHL распознает и связывает недавно гидроксилированный HIF. Субъединица α pVHL затем собирает убиквитин лигазу pVHL, которая маркирует HIF для расщепления протеасомой 26S [34].

HIF также регулируются факторами, ингибирующими HIF (FIH) в нормоксических условиях.Они функционируют, подавляя трансактивацию субъединицы HIF- α . Они делают это путем гидроксилирования остатков аспарагина в C-концевом домене трансактивации HIF с использованием кислорода и α -кетоглутарата в качестве реакций, тем самым предотвращая взаимодействие индуцируемого гипоксией фактора с белком-коактиватором p300 [35, 36].

Однако в условиях гипоксии большинство вышеперечисленных процессов обращено вспять. PHD, например, требует кислорода для гидроксилирования белковых остатков.Таким образом, гидроксилирование HIF прекращается в условиях гипоксии, что делает невозможным его распознавание и маркировку для деградации комплексом убиквитин-лигазы pVHL. В результате в ядре накапливаются HIF.

FIH-опосредованное гидроксилирование также снижается в условиях гипоксии, позволяя HIF реагировать с транскрипционными коактиваторами p300 / CREB-связывающим белком [37]. Этот активируемый транскрипционный комплекс приводит к транскрипции определенного набора генов как части клеточного ответа на гипоксию, который включает, но не ограничивается, SLC2A1 (гликолиз) и VEGFA (ангиогенез) [38].

HIFs также могут регулироваться некоторыми другими способами, а именно: (a) Заякоренный белок мышечной А-киназы (mAKAP): AKAP являются каркасными белками, которые опосредуют сборку мультибелковых комплексов. MAKAP формируют комплекс убиквитин-лигазы Е3, влияя на стабильность и расположение HIF в активном центре фермента. Снижение доступности mAKAP может изменить стабильность комплекса HIF. (B) Диметилоксалилглицин (DMOG) является хорошо известным противником α -кетоглутарата, который, если его ингибировать, нарушит функцию гидроксилазы, тем самым поддерживая транскрипцию HIF [39] (c) HIF также стимулируется хелатирующими агентами железа, десфериоксамином и хлоридом кобальта (Adeyemi et al., 2017). Эти хелатирующие агенты ингибируют гидроксилазы, вытесняя ионы железа, присутствующие в их каталитических центрах. (D) Доксорубицин (адриамицин) — химиотерапевтический препарат, используемый для лечения рака. Транскрипционная активность HIF-1 ингибируется доксорубицином, предотвращая связывание HIF-1 с ДНК [40, 41]

6. Регуляция HIF и функция митохондрий при раке

Цикл трикарбоновой кислоты (TCA) катализирует ферментативные реакции, которые обеспечивают электроны в форме восстанавливающих эквивалентов НАДН и ФАДН ₂ в цепь переноса электронов (ETC) в митохондриальном матриксе.Различные промежуточные соединения входят в цикл в другой точке, чем другие пути, но в условиях гипоксии; Углероды, полученные из глюкозы и жирных кислот, не расщепляются на ацетил-КоА, в то время как углеводороды, производные от глутамина, не подвергаются катаболизму в сукцинил-КоА с помощью HIF-регулируемых генов.

Снижение окислительного фосфорилирования может индуцировать HIF для повышения регуляции лактатдегидрогеназы (LDHA), таким образом, регенерируя NAD для поддержания продукции АТФ в результате гликолиза и тем самым отвлекая пируват от распада на ацетил-КоА, который отрицательно подавляет активность как TCA, так и ETC [17].

Клетки адаптируют свою метаболическую программу в условиях гипоксии, чтобы поддерживать реакции, которые зависят от АТФ, продуцируемого окислительным фосфорилированием. Как правило, передача сигналов HIF-1 поддерживает анаэробную продукцию АТФ и подавляет окислительное фосфорилирование, тем самым снижая зависимость клетки от кислородзависимого производства энергии [17]. В отношении функции митохондрий было отмечено, что коэкспрессия HIF-1 α и HIF-2 α играет несколько противоположных ролей; однако оба они сходным образом снижают зависимость клетки от окислительного фосфорилирования митохондрий [42].

Сигнальные пути стресса в клеточно-подобном гипоксическом ответе [43], окислительно-восстановительной передаче сигналов [44] и развернутом белковом ответе [45] активируются в митохондриях. Как видно из предыдущих исследований с использованием митохондриальной ДНК- (мтДНК-) дефицитных клеток ρ 0 в моделях ксенотрансплантатов мышей, было обнаружено, что рост опухоли ускоряется митохондриями (Tan, et al., 2015; Yan et al. ., 2015). Прогноз рака клинически связан с однонуклеотидными вариантами мтДНК [46, 47].Однако мутации мтДНК или снижение содержания митохондрий вызывают снижение или снижение митохондриальной функции, заметное при многих типах рака, включая рак поджелудочной железы, почек, щитовидной железы и толстой кишки [48–50]. Это говорит о том, что во время развития опухоли существуют некоторые адаптивные механизмы, при которых митохондриальная активность снижается.

7. МикроРНК и рак

МикроРНК, также называемые miRNA или miR, представляют собой небольшие некодирующие РНК, которые регулируют экспрессию генов на посттранскрипционном уровне.miRNAs репрессируют трансляцию мРНК и разрушают мишени РНК [51]. miRNA дают новый взгляд на исследования рака. Гены miRNA являются важным фактором в патогенезе рака человека, поскольку они образуют центральные узловые точки в развитии рака [52]. Понимание механистической роли miRNA в раке по-прежнему представляет собой проблему. Отчеты показали, что молекулярные пути рака регулируются miRNAs, воздействуя на онкогены и гены-супрессоры опухоли, включая путь развития раковых стволовых клеток, ангиогенез и устойчивость к лекарствам [53].

8. Ответы на HIF-1 в опухоли и перспективы таргетной терапии

Опухоли заметно характеризуются низким уровнем кислорода в микроокружении опухоли. Парциальное давление (PO ₂ ) менее 10 мм наблюдается в солидных опухолях по сравнению с 45-65 мм в нормальных тканях. При острой или преходящей гипоксии наблюдается недостаточная перфузия крови, но хроническая гипоксия ограничивает диффузию кислорода в увеличенных опухолях. Это приводит к активации как HIF-1, так и HIF-2 со сверхэкспрессией HIF-1 α , что связано с метастазированием и смертностью [4].

Раковые клетки человека обладают сверхэкспрессией HIF-1 α , но это зависит от типа рака. Избыточная экспрессия HIF-1 α привела к высокой смертности пациентов, страдающих от рака груди, яичников, матки, шейки матки, головного мозга и ротоглотки, в то время как избыточная экспрессия HIF-1 α была связана со снижением смертности от больные раком головы и шеи [54]. Хотя исследования показали, что HIF-1 α способствует устойчивости к радиации и химиотерапии, ингибирование активации HIF-1 α может быть полезно для предотвращения прогрессирования рака, тем самым лишая растущие опухолевые клетки кислорода и необходимого снабжения питательными веществами [ 54].

9. HIF в прогрессии рака

Значение HIF на разных стадиях образования раковых клеток невозможно переоценить (Рисунок 3). Различные стадии включают ангиогенез, метастазирование, метаболическое перепрограммирование, инвазию, эпителиально-мезенхимальный переход, а также пролиферацию и выживание клеток. В различных клинических и экспериментальных исследованиях, устанавливающих HIF в качестве мишени для лечения рака, уровни HIF-1 α и HIF-2 α связаны с метастазированием, васкуляризацией и ростом опухоли как в исследованиях на животных, так и в клинических исследованиях.Ниже приведены несколько регулируемых HIF генов, которые считаются важными для развития рака [1]. (а) Повышение пролиферации и выживаемости клеток: основное различие между опухолевой клеткой и нормальной клеткой, которое инициируется аутокринной передачей сигналов, увеличивая пролиферацию клеток и уменьшая гибель клеток. Уровень АТФ является важной детерминантой апоптоза клеток, поскольку избыток гликолитического АТФ приводит к апоптозу во время гипоксии. Кроме того, недостаток кислорода приводит к ингибированию или снижению процессов цепи переноса электронов, что снижает потенциал митохондриальной мембраны [55].Это приводит к активации факторов выживания / роста, которые экспрессируются HIF-регулируемыми генами, такими как инсулиноподобный фактор роста-2 (IGF2), эритропоэтин (EPO), фактор роста эндотелия сосудов (VEGF), эндотелин 1 (EDN1), трансформирующий фактор роста — α (TGFA) и адреномедуллин [1]. Эти гены являются центром управления опухолевыми путями, такими как инвазия, пролиферация, ангиогенез и колонизация удаленных участков [5]. (B) Метаболическое перепрограммирование: для удовлетворения энергетических потребностей клеток потребление глюкозы в раковых клетках сильно регулируется по сравнению с в нормальную камеру.Это основа для обнаружения метастазов путем визуализации с использованием 18-F-фтордезоксиглюкозо-позитронно-эмиссионной томографии (FDG-PET). HIF-1 также смягчает связанный с опухолью метаболический переключатель посредством эффекта Варбурга, который отвечает за большее окисление глюкозы в анаэробных условиях, чем за окислительное фосфорилирование. Критические последствия этого сдвига — ацидоз микросреды опухоли. Кислая среда и метаболический переключатель ответственны за обилие промежуточных продуктов метаболизма, которые стимулируют прогрессирование опухоли и агрессивность [55].HIF-1 способствует экспрессии генов, кодирующих переносчики глюкозы 1 и 3, и ферменты, участвующие в превращении глюкозы в лактозу, отличные от тех, которые обнаруживаются в нормальных клетках, такие как гексокиназа 1 и 2 (HK1, HK2), альдолаза A и C (ALD-A, ALD -C), фосфофруктокиназа L (PFKL), глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназа (GAPDH), енолаза A, фосфоглицераткиназа 1 (PGK1), лактатдегидрогеназа A (LDHA) и пируваткиназа M2 (PKM2). HIF-1 увеличивает экспрессию киназы-1 пируватдегидрогеназы (PDK1), которая ингибирует пируватдегидрогеназу, ответственную за превращение пирувата в ацетил-КоА до того, как может произойти цикл TCA, тем самым подавляя функцию митохондрий и утилизацию кислорода [1].Гексокиназа и лактатдегидрогеназа А являются онкогенными факторами транскрипции для мишеней MYC. В физиологических условиях активность c-MYC ингибируется HIF-1 α , но как c-MYC, так и HIF-1 α работают рука об руку, индуцируя киназу-1 пируватдегидрогеназы (PDK1) и экспрессию гексокиназы, что приводит к в аэробном гликолизе и ангиогенезе. Кроме того, HIF-1 α влияет на переключение субъединицы 4 цитохром с оксидазы (COX4) в условиях гипоксии, давая гомеостатический ответ, который улучшает эффективность дыхания при различных концентрациях кислорода [5].Semenza [27] также показал, что HIF-1 может также опосредовать экспрессию фермента транскетолазы в гексозомонофосфатном пути, необходимом для

Ответ макрофагов и нейтрофилов на гипоксию в контексте рака и других воспалительных заболеваний

Недостаток кислорода (гипоксия). ) является признаком множества острых и хронических заболеваний и может быть как полезным, так и вредным для восстановления органов и выздоровления. В контексте воспаления особенно важна гипоксия, которая может существенно повлиять на течение воспалительных заболеваний.Макрофаги и нейтрофилы, главные клеточные компоненты врожденного иммунитета, проявляют особые свойства в условиях гипоксии. Практически на все аспекты функции макрофагов и нейтрофилов влияет гипоксия, в том числе морфология, миграция, хемотаксис, адгезия к эндотелиальным клеткам, уничтожение бактерий, дифференцировка / поляризация и протуморигенная активность. Выдающиеся области функции макрофагов и нейтрофилов, например острое / хроническое воспаление и микросреда солидных опухолей, характеризуются низким уровнем кислорода, что демонстрирует первостепенное значение гипоксического ответа для правильного функционирования этих клеток.Члены семейства факторов транскрипции, индуцируемых гипоксией (HIF), возникли в качестве основных молекулярных регуляторов макрофагов и нейтрофилов. В этом обзоре мы суммируем молекулярные ответы макрофагов и нейтрофилов на гипоксию в контексте рака и других хронических воспалительных заболеваний и обсудим возможные пути терапевтического вмешательства, которые возникают на основе этих знаний.

1. Введение

Кислород имеет центральное значение для жизни, и доступность кислорода влияет на различные физиологические и патофизиологические процессы у широкого круга видов.Чтобы гарантировать достаточное снабжение клеток и тканей O ₂ , в ходе эволюции биологической сложности возникли сложные системы доставки кислорода [1]. Поскольку большинство органов и функциональных тканей имеют многоклеточные структуры, локальная концентрация кислорода заметно отличается уже в здоровом состоянии. Действительно, локальные отклонения в концентрации O ₂ имеют центральное значение для эмбрионального развития и нормальной функции органов, например, в хрящах, печени и почках [2, 3].Недостаток кислорода (гипоксия) является признаком множества острых и хронических заболеваний и, в зависимости от степени и продолжительности, может быть либо полезным, либо пагубным для восстановления органов и их восстановления [4]. Физиологические различия в локальной концентрации кислорода и динамический характер кислорода в клетках и тканях приводят к широкому диапазону парциального давления кислорода в организмах млекопитающих: значения от 150 (верхушки легких), 100 (альвеолы ​​и артериальная кровь), до <20 мм рт. (костный мозг) [5].В контексте воспаления особенно важны кислородный обмен и, в конечном итоге, гипоксия, которые существенно влияют на течение воспалительных заболеваний. В этом обзоре мы кратко рассмотрим, как два выдающихся представителя миелоидных клеток, макрофаги и нейтрофилы, реагируют на гипоксию в контексте воспаления. Мы сосредоточимся на раке и некоторых хронических воспалительных заболеваниях. Интригующая важность гипоксии / HIF для функции миелоидных клеток при инфекционных заболеваниях уже освещалась в превосходных обзорах [6, 7] и не будет здесь подробно обсуждаться.

2. Воспаление и гипоксия

Термин «воспаление» относится к сложной и упорядоченной последовательности событий, посредством которых организм реагирует на потенциально опасные ситуации с целью защиты и восстановления целостности тканей. Воспалительные реакции могут быть вызваны микроорганизмами, химическими веществами, радиацией и механической силой, и это лишь некоторые из них. Как главные эффекторы врожденной иммунной системы, макрофаги и нейтрофилы имеют первостепенное значение в воспалительном процессе и могут быть обнаружены в большом количестве и в сильно активированных состояниях в воспаленных тканях.Чтобы полностью понять ключевую роль макрофагов и нейтрофилов, важно отметить, что они не только поглощают и убивают микроорганизмы, но также организуют активацию других типов клеток, важных для восстановления тканей / органов, например лимфоцитов, фибробластов и эндотелиальных клеток. [8, 9]. Воспаление неразрывно связано с метаболизмом кислорода [10]. Калорийность (тепло), опухоль (опухоль) и рубор (покраснение), три из четырех классических признаков воспаления, основаны на усилении кровотока и проницаемости сосудов и, следовательно, напрямую связаны с изменением распределения кислорода в воспаленных областях.Важно отметить, что, хотя усиление кровотока предполагает повышенную доставку кислорода, воспаленные участки обычно сильно гипоксичны, особенно в острой стадии [11–13]. Традиционно это объясняется снижением диффузии кислорода из-за более высокого межклеточного давления (набухания) и повышенного потребления кислорода клетками в их борьбе за выживание в суровых условиях воспаленных участков. Интригующие результаты Кэмпбелла и его коллег существенно расширили наше представление о механизмах и функциональном значении гипоксии во время воспаления в последние годы [14].Хотя раньше предполагалось, что респираторный взрыв нейтрофилов способствует гипоксии, связанной с воспалением, Campbell et al. представили убедительные экспериментальные доказательства функциональной роли активированных нейтрофилов в (а) кислородном истощении во время колита и (б) в индукции транскрипционного гипоксического ответа в эпителиальных клетках кишечника [14]. Кроме того, мыши с дефектным респираторным взрывом (мыши Nox2 — / -, модельная система для хронической гранулематозной болезни) продемонстрировали серьезное нарушение воспалительного процесса в кишечнике, что подтверждает мнение о том, что гипоксия и индуцированные гипоксией транскрипционные ответы функционально значимы для различных аспектов. патогенеза воспаления [14].Сложная связь между гипоксией и воспалением, кроме того, демонстрируется наблюдением, что гипоксические условия per se способны вызывать воспалительные реакции [10]. Воздействие на мышей 5% O ₂ в течение 60 минут привело к значительному усилению экспрессии белков IL-6, TNF- α и IL-1 как в сыворотке, так и в изолированных макрофагах [15]. Аналогичные наблюдения были сделаны на людях, поскольку здоровые добровольцы показали повышенный уровень провоспалительных факторов в сыворотке крови после трех ночей на большой высоте [16].Реакция макрофагов на гипоксию in vitro сложна и во многом определяется фенотипом и источником макрофагов, а также условиями культивирования. В целом, гипоксия оказывает глубокое влияние на различные важные аспекты биологии макрофагов, например, экспрессию маркеров клеточной поверхности, жизнеспособность, фагоцитоз, метаболическую активность и высвобождение цитокинов (подробно рассмотрено в [17]). Представление о том, что воспалительная реакция трансплантатов легких и почек, связанная с ишемией, увеличивает риск отказа трансплантата и отторжения трансплантата, демонстрирует клиническую значимость воспаления, вызванного гипоксией [18, 19].Все вышесказанное приводит к возможности возникновения порочного круга, в котором гипоксия и воспаление взаимодействуют и усиливают друг друга [20]. Разумно предположить, что молекулярные механизмы, регулирующие цикл гипоксия-воспаление, представляют собой привлекательные мишени для лечения хронического, неразрешимого воспаления. Последнее мнение дополнительно подтверждается облегчением экспериментального колита за счет доставки кислорода [21, 22].

3. Гипоксия и клетки врожденной иммунной системы

История исследований метаболизма иммунных клеток напоминает историю исследований метаболизма рака, поскольку обе темы были тщательно изучены в начале 20-го века, за которыми последовали десятилетия исчезновения интерес и всплеск интересных и инновационных результатов за последние 15 лет (отчасти объясняется беспрецедентными техническими улучшениями и широкой доступностью методов омики).Немногим более века назад Levene и Meyer впервые сообщили о высокой гликолитической активности лейкоцитов [23, 24]. Это наблюдение было подтверждено независимыми исследователями в последующих исследованиях [25, 26] и привело в 1938 г. к выводу, что в лейкоцитах «ферментативный метаболизм был высок по сравнению с окислительным метаболизмом и что расщепление сахара на молочную кислоту происходило в аэробных условиях». [27]. Поскольку гликолиз представляет собой основное средство для выработки энергии при недостатке кислорода, эти данные свидетельствуют о явной зависимости лейкоцитов от молекулярных механизмов, лежащих в основе реакции на гипоксию.В то время как различные факторы транскрипции индуцируются при истощении запасов кислорода [28], индуцируемые гипоксией факторы 1 и 2 (HIF-1, HIF-2, вместе называемые HIF) представляют собой основные молекулярные медиаторы гипоксического ответа [29, 30]. Генетическая инактивация HIF-1 α в миелоидных клетках (через лизоцим M-Cre [31]) привела к мнению, что HIF-1 α действительно важен для воспаления в различных модельных системах острых и хронических заболеваний на мышах [32]. Подобный генетический подход показал, что HIF-2 α в макрофагах является фундаментальным для экспрессии провоспалительных цитокинов при лечении LPS, а также для реакции in vivo на кожные и перитонеальные раздражители [33].Эти два фундаментальных исследования установили функциональную важность HIF для функции миелоидных клеток и положили начало огромному количеству последующих исследований, которые значительно расширили наше понимание взаимодействия между гипоксией и воспалением. В следующих главах сделана попытка обобщить части этой работы с особым акцентом на реакции нейтрофилов и макрофагов на гипоксию в контексте рака и других воспалительных заболеваний.

4. Нейтрофилы

Нейтрофильные гранулоциты, или сокращенно нейтрофилы, являются частью врожденной иммунной системы млекопитающих и задействованы в ранах и инфекциях на ранней стадии заболевания.На 50–70% они составляют самую многочисленную популяцию циркулирующих белых кровяных телец. Химические сигналы, такие как хемокин IL-8, фактор комплемента C5a, N-формилированные пептиды, фактор активации тромбоцитов и лейкотриен B4, привлекают нейтрофилы к участкам воспаления [34]. После обнаружения бактерий или медиаторов воспаления нейтрофилы фагоцитируют микробы с последующей сборкой цепи переноса электронов (НАДФН-оксидаза), которая перемещает электроны через мембрану к молекулярному кислороду для образования хлорноватистой кислоты (HClO) и активных форм кислорода, что приводит к лизису микробы [35].Этот процесс получил название «респираторный взрыв» и требует значительно повышенного потребления молекулярного кислорода [36]. Респираторный взрыв представляет собой важный антимикробный путь нейтрофилов. Кроме того, нейтрофилы могут убивать вторгшиеся патогены путем высвобождения содержимого гранул, активируя цитокины, такие как TNF- α , IL-1, интерфероны, дефенсины или активные формы азота, а в некоторых случаях они создают внеклеточные ловушки [34]. Как подробно описано выше, присутствие активированных нейтрофилов в очагах воспаления приводит к кислородному истощению, феномену, который удачно называют «воспалительной гипоксией», подчеркивая тесную связь между воспалением и гипоксией [37].

5. Нейтрофилы, гипоксия и воспаление

Воспаленные очаги часто становятся сильно гипоксическими из-за повышенной потребности клеток в кислороде и снижения его доступности, вызванного травмой, компрессией или тромбозом [10–13]. Гипоксия и HIF, в свою очередь, влияют на различные аспекты биологии нейтрофилов. Довольно короткоживущие наивные клетки активируются и обладают увеличенным временем выживания в воспалительной среде [34]. Было показано, что связанное с гипоксией ингибирование апоптоза нейтрофилов является NF- κ B-зависимым, что указывает на то, что NF- κ B является регулятором гипоксического ответа нейтрофилов [38].Кроме того, было показано, что фактор активации и выживания нейтрофилов MIP-1 β (воспалительный белок макрофагов-1 β ) индуцируется в условиях гипоксии, действуя как альтернативный медиатор выживания нейтрофилов [38]. Связывание нейтрофилов с эпителием облегчается экспрессией интегрина β ₂ , стимулированной HIF-1 [39]. Более того, нейтрофилы в основном полагаются на высокие скорости гликолиза для генерации АТФ, в котором HIF-1 α критически участвует, регулируя экспрессию ключевых гликолитических ферментов [32].Отсутствие HIF-1 вызывает истощение внутриклеточных пулов АТФ, что приводит к глубокому нарушению воспалительной реакции из-за снижения агрегации нейтрофилов, подвижности, уничтожения бактерий и инвазии, что еще раз указывает на то, что HIF-1 α имеет решающее значение для функциональности нейтрофилов [ 32, 40]. Кроме того, HIF-1 увеличивает экспрессию нейтрофилов антимикробных молекул, что, например, предполагают эксперименты, показывающие, что миелоид-специфический дефицит HIF-1 α увеличивает восприимчивость как к местным, так и к системным бактериальным инфекциям [32, 40].Интересно, что ни на развитие, ни на дифференцировку нейтрофилов не влияет специфическая делеция HIF-1 α в линии миелоидных предшественников [32].

Гораздо меньше известно о роли HIF-2 α во время нейтрофильного воспаления, хотя при выделении от пациентов было показано, что они экспрессируют повышенное количество HIF-2 α [41]. Томпсон и др. сообщили, что воспалительные нейтрофилы мышей с дефицитом HIF-2 α не проявляют нарушения хемотаксиса, фагоцитоза или респираторного взрыва, но повышают чувствительность к апоптозу, что приводит к уменьшению нейтрофильного воспаления [41].В соответствии с этим представлением, нейтрофилы, несущие мутации увеличения функции HIF-2 α , имели более низкую скорость апоптоза. Это исследование предполагает преобладающую роль HIF-2 α в разрешении воспаления. Конечно, необходимы дальнейшие исследования функций HIF-2, чтобы расширить наши представления о его влиянии на характеристики нейтрофилов во время воспаления.

Гипоксия влияет не только на активность нейтрофилов; но нейтрофилы также формируют тканевое микроокружение за счет истощения локального молекулярного кислорода.По мере того как они мигрируют через эпителий, они изменяют профиль экспрессии мРНК эпителиальных клеток, что, следовательно, стабилизирует HIF и активирует гены, отвечающие на гипоксию [14]. Проникающие нейтрофилы дополнительно модулируют ответ хозяина на воспаление, что приводит к эффективному разрешению воспаления и защите тканей, для которых кислородное истощение оказалось критическим [14]. В совокупности терапевтическое нацеливание нейтрофилов на участки воспаления должно быть тщательно выполнено и точно рассчитано по времени, чтобы предотвратить неразрешимое воспаление или другие потенциально опасные последствия.

6. Гипоксия и опухолевые нейтрофилы (TAN)

Нейтрофилы составляют значительную часть воспалительного инфильтрата при раковых поражениях, а высокие уровни нейтрофилов в крови наблюдались у пациентов, страдающих опухолями на поздних стадиях [42]. При многих типах рака, таких как бронхоальвеолярная карцинома [43], метастатическая меланома [42] и карцинома почек [44], накопление нейтрофилов было связано с плохим прогнозом, связанным с повышенной агрессивностью [45] или, как в глиомах человека, с опухолью. сорт [46].Напротив, высокое количество нейтрофилов в опухолях желудка коррелирует с благоприятным прогнозом [47].

Сильное влияние TAN на развитие, прогрессирование и исход рака становится все более и более оцененным [48–50]. Принимая во внимание очевидные доказательства того, что гипоксия влияет на поведение и активность нейтрофилов в опухолях, удивительно, что до сих пор лишь небольшое количество исследований было посвящено этой теме. Прикрепление нейтрофилов к эндотелию, их активация и повышенная экстравазация сосудов, приводящая к инфильтрации опухоли, были приписаны индуцированной гипоксией передаче сигналов в эндотелиальных клетках [51].Кроме того, в отчете Atai et al. предполагает, что HIF-1-зависимая индукция остеопонтина имеет решающее значение для рекрутирования нейтрофилов в неопластические поражения [52]. ИЛ-8, основной хемокин, привлекающий нейтрофилы, также индуцируется в ходе гипоксического ответа [53, 54]. Анализ HIF-1-регулируемых, связанных с гипоксией генов выявил усиленную экспрессию генов в TAN по сравнению с селезеночными миелоидными супрессорными клетками (MDSC) для iNOS, IL-10 и IL-6 [55]. Эластаза сериновой протеазы, специфичная для нейтрофилов, поддерживает пролиферацию раковых клеток [56], и ее высвобождение запускается при гипоксии [57].Интересно, что в гипоксическом микроокружении опухолей предполагается, что TAN влияют на классическую (M1) поляризацию макрофагов по сравнению с альтернативной (M2) поляризацией [58, 59].

По аналогии с классификацией макрофагов нейтрофилы, ассоциированные с опухолью, подразделяются на два разных состояния поляризации: N1 и N2 [60]. Было продемонстрировано, что образование протуморигенного N2 TAN с помощью TGF- β , который является другой мишенью HIF-1 и считается главным медиатором этого процесса, индуцируется в условиях гипоксии [60].В свою очередь, TAN приобретают провоспалительный и противоопухолевый фенотип N1 в условиях блокады TGF- β и, секретируя реактивные формы кислорода, проявляют потенциал для индукции лизиса опухолевых клеток и остановки роста.

7. Нейтрофилы в других воспалительных заболеваниях

Долгое время считалось, что макрофаги являются центральными действующими лицами во время воспалительного заболевания, такого как ревматоидный артрит (РА), тогда как влияние нейтрофилов в этом контексте было в значительной степени неуловимым.Однако по сравнению с макрофагами нейтрофилы часто обнаруживаются в гораздо большем количестве в очагах воспаления, и они аналогичным образом способны представлять антигены и активировать Т-клетки [61]. Нейтрофилы представляют собой наиболее распространенный тип иммунных клеток в синовиальной жидкости суставов пациентов с РА и обнаруживаются в активных участках разрушения костей и хрящей в этом случае [62, 63]. Было высказано предположение, что повышенная секреция АФК нейтрофилами является частью процессов, управляющих заболеванием во время прогрессирования РА [64].

В ходе воспалительного заболевания печени нейтрофилы непосредственно участвовали в гибели клеток печени, опосредованной респираторным взрывом. Было показано, что они рекрутируются через TNF- α и другие факторы, высвобождаемые резидентными клетками Купфера [65]. Даже в тех случаях, когда другие раздражители приводили к разрушению паренхимы печени, вовлечение нейтрофилов часто ухудшало исход заболевания [66]. Ишемически-реперфузионное поражение печени, происходящее, например, при трансплантации, является еще одним типом воспалительного процесса, в котором в значительной степени принимают участие примированные нейтрофилы [67, 68].Более того, вследствие чрезмерного употребления алкоголя приток нейтрофилов в печень, дегенерация гепатоцитов и некроз в конечном итоге приводят к нейтрофильному стеатогепатиту [69, 70]. С механической точки зрения, остеопонтин, как предполагается, имеет решающее значение, поскольку он индуцируется в гепатоцитах крысы после кормления животных жидкой диетой, содержащей этанол, и его расщепленная форма коррелирует с инфильтрацией нейтрофилов [71].

У пациентов, страдающих хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ), нейтрофилы являются наиболее многочисленными воспалительными клетками в стенке и просвете бронхов, а накопление нейтрофилов, как сообщается, коррелирует со снижением функциональности легких [71–74].В ответ на загрязняющие вещества или инфекционные агенты легочные эпителиальные клетки или резидентные альвеолярные макрофаги секретируют хемоаттрактанты, индуцируя рекрутмент нейтрофилов и других иммунных клеток [75]. Однако не только повышенная тканевая инвазия, но и нарушение клиренса нейтрофилов были вовлечены в патогенез ХОБЛ, поскольку альвеолярные макрофаги проявляют потерю фагоцитарной активности, а сигаретный дым напрямую связан со снижением фагоцитоза апоптотических нейтрофилов [76, 77]. Клинические испытания по изучению эффективности препаратов, способствующих апоптозу нейтрофилов и их клиренсу, у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких продолжаются.

8. Макрофаги

Макрофаги являются фагоцитарными клетками и важнейшими эффекторами врожденного иммунитета в первичном ответе на патогены, помимо их ключевой роли в острых и хронических воспалительных ответах. Многие патологические процессы с участием макрофагов (например, воспаление, заживление ран, атеросклероз и опухоли) характеризуются гипоксией [29]. Гипоксические зоны возникают особенно в воспаленных тканях, заставляя клеточный метаболизм адаптироваться к этой враждебной микросреде. Поэтому неудивительно, что HIF стабилизируются в макрофагах на различных стадиях активации и поляризации [78, 79] и что ингибирование HIF влияет на множество архетипических функций макрофагов, таких как агрегация, миграция и инвазия [6, 32, 40].

9. Ответ на гипоксию: макрофаги и HIF

Гипоксия влияет на различные аспекты функции макрофагов, включая энергетический метаболизм и различные иммунные ответы. Специфическая для миелоидных клеток инактивация HIF-1 α посредством Cre / loxP-опосредованной условной инактивации гена привела к заметному снижению воспалительных реакций при воспалении кожи и суставов [32]. В этой экспериментальной обстановке значительно сниженные уровни внутриклеточного АТФ были обнаружены в макрофагах с дефицитом HIF-1 α , что усиливает решающее значение гликолиза, контролируемого HIF-1 α , для генерации энергии в миелоидных клетках [24, 25].Помимо стерильного воспаления, гипоксия также часто возникает в очагах инфекции [6]. Поскольку макрофаги имеют первостепенное значение в защите первой линии от инвазивных микроорганизмов, долгое время высказывалась гипотеза, что эти клетки должны быть специально оборудованы, чтобы справляться с гипоксическими областями и функционировать в них. Было убедительно показано, опять же с помощью условного удаления гена у мышей, что HIF-1 α имеет первостепенное значение для бактериальной активности макрофагов (и нейтрофилов) [32, 40].Следует отметить, что антимикробный эффект HIF-1 α не ограничивался гипоксическими условиями культивирования, но был явно очевиден в условиях окружающего воздуха, что дополнительно подтверждает отмеченную выше независимую от гипоксии важность HIF-1 α в макрофагах. В соответствии с этим представлением бактериальная инфекция макрофагов в условиях нормоксического культивирования приводит к устойчивой стабилизации белка HIF-1 α [40]. Этот эффект (частично) опосредован липополисахаридом (ЛПС, компонент внешней мембраны грамотрицательных бактерий), поскольку ЛПС представляет собой мощный индуктор как экспрессии мРНК, так и накопления белка HIF-1 α в макрофагах мыши и моноцитах человека [ 80, 81].Это свидетельствует о функциональной важности toll-подобного рецептора 4 (TLR-4, архетипический рецептор LPS) для активации HIF-1 α и привело к публикации множества интересных публикаций, посвященных этому вопросу. Сегодня мы знаем, что HIF-1 α и TLR взаимодействуют двунаправленно на многих биологически значимых уровнях [82]. С одной стороны, HIF-1 α регулирует поверхностную экспрессию различных TLR (например, TLR-2, -4, -6 и -9) [83–85]. С другой стороны, внутриклеточная передача сигнала нескольких TLR (частично) опосредуется HIF-1 α (e.g., TLR-2, -3, -4, -7/8 и -9) [85–88]. Особый интерес в передаче сигналов нижестоящего TLR представляет семейство факторов транскрипции NF- κ B. NF- κ B представляет собой ключевой элемент управления иммунной системой и сильно индуцируется ЛПС [89]. Следует отметить, что активация HIF-1 α , индуцированная LPS, зависит от NF- κ B в моноцитах человека и макрофагах мыши [80, 90]. Взятые вместе, первостепенная важность HIF-1 α для активации TLR квалифицируется как молекулярное объяснение описанной функции HIF-1 α в защите микроорганизмов.

По сравнению с огромным количеством доступной литературы о важности HIF-1 α , роль HIF-2 α в гипоксическом ответе макрофагов только начинает проявляться. Гипоксические условия культивирования приводят к устойчивому накоплению белка HIF-2 α в различных типах миелоидных клеток, например, в макрофагах, происходящих из моноцитов человека (MDM), и в первичных макрофагах, происходящих из костного мозга мыши (BMDM) [33, 91]. Функциональная инактивация HIF-2 α либо РНК-интерференцией в MDM, либо Cre / loxP-опосредованной делецией в BMDM, приводила к значительному снижению транскрипционных ответов на гипоксию (и на провоспалительную стимуляцию LPS плюс интерферон- γ ) [33 , 78].Сравнимая с другими типами клеток, функция HIF-1 α и -2 α для гипоксического ответа макрофагов не является избыточной всегда, но отличается в отношении регуляции выбранных факторов [30]. Например, потеря HIF-2 α в макрофагах не влияет на экспрессию двух классических генов-мишеней HIF-1 α , индуцибельной NO-синтазы (iNOS) и VEGF-A [33, 92]. С другой стороны, HIF-2 α активирует растворимый рецептор VEGF-1, мощный ингибитор VEGF, тогда как HIF-1 α не действует [92].

10. Поляризация макрофагов и метаболизм аргинина

Макрофаги являются высокопластичными клетками и могут быстро изменять свою поляризацию в ответ на сигналы микросреды [93]. В последние годы возникла концепция Th2-управляемого провоспалительного макрофага (обозначенного M1) и Th3-управляемого проангиогенного / иммунно-уклоняющегося макрофага M2. Вышеупомянутая связь гипоксии и воспаления привела к вопросу, как / если HIF участвуют в пластичности макрофагов. Takeda и его коллеги были первыми, кто обратился к этому вопросу и интригующим образом обнаружили, что HIF-1 α и HIF-2 α способствуют поляризации макрофагов противоположным образом [94].В то время как индуцированное цитокином Th2 перекос M1 мышиного BMDM сопровождается стабилизацией белка HIF-1 α , индукция M2 интерлейкином-4 приводит к накоплению белка HIF-2 α [94]. В то время как гипоксия усиливала этот ответ, цитокин-индуцированная стабилизация HIF была четко обнаружена в нормоксических условиях, что еще раз подтверждает идею о независимом от гипоксии накоплении HIF. Анализ мышиных макрофагов с дефицитом HIF-1 α или HIF-2 α еще больше усилил противоположные роли изоформ 1 α и 2 α в поляризации макрофагов [94].Важно отметить, что поляризация макрофагов не была в центре внимания экспериментальной установки, применяемой группой Джонсона, поскольку их основной целью было выяснить роль HIF в гомеостазе NO в макрофагах. В принципе, количество внеклеточного NO определяют два фактора (через конкуренцию за предшественник L-аргинина): семейство NO-синтаз (наиболее заметно iNOS) продуцирует NO, в то время как аргиназа-1 метаболизирует L-аргинин в орнитин и полиамины, эффективно снижая уровни внеклеточного NO. [95].Интересно, что эти факторы по-разному экспрессируются в поляризованных макрофагах: iNOS в M1 и аргиназа-1 в (мышиных) макрофагах M2 [93, 96]. Посредством идентификации аргиназы-1 как целевого гена HIF-2 α Takeda et al. предоставили молекулярный механизм противоположного действия HIF на поляризацию макрофагов. Впервые в конце 1980-х было сообщено, что активированные мышиные макрофаги способны убивать опухолевые клетки с помощью NO, производного от iNOS [97, 98]. Быстрое прогрессирование большинства злокачественных опухолей привело к предположению, что опосредованное макрофагами убийство каким-то образом нарушается во время злокачественного прогрессирования [95].

Что такое хроническая гипоксия? (с иллюстрациями)

Хроническая гипоксия — это состояние, при котором ткани организма постоянно лишены столь необходимого кислорода в течение нескольких месяцев или лет. Обычно он характеризуется медленным или постепенным снижением снабжения кислородом клеток, тканей и систем органов, часто вызываемым проблемами в сердце и легких. Кислород очень важен для правильного функционирования клеток. Уменьшение или отсутствие подачи кислорода к клеткам обычно приводит к снижению функций клеток и общему ухудшению здоровья.

Есть несколько заболеваний, ведущих к развитию хронической гипоксии. К ним относятся респираторные заболевания, застойная сердечная недостаточность (ЗСН), отек легких и хроническая кровопотеря.ЗСН — это состояние, при котором сердце становится слабым и не может перекачивать кровь по всему телу. Отек легких — это состояние, при котором жидкость накапливается в воздушных мешочках легких, затрудняя дыхание. Хроническая кровопотеря часто возникает из-за невыявленного кровотечения из желудочно-кишечного тракта.

Люди, которые являются хроническими курильщиками, подвергаются высокому риску развития этого состояния. Сильное курение часто приводит к развитию респираторного заболевания, известного как хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ). При ХОБЛ постепенно разрушаются альвеолы, представляющие собой крошечные воздушные мешочки в легких. Воспалительные изменения в тканях легких, вызванные ХОБЛ, обычно происходят постепенно, и с течением времени пациентам становится все труднее дышать.

Симптомы хронической гипоксии часто включают слабость тела, замедление умственных процессов и плохие рефлексы.Больные пациенты обычно не могут выполнять многие задачи, связанные с физическими нагрузками, поскольку они быстро утомляются. У них также могут наблюдаться повторяющиеся мышечные судороги, цианоз или посинение кожи, затрудненное дыхание и вздутие носа. Хроническая гипоксия обычно мешает нормальному образу жизни многих пациентов.

Пульмонологи — это врачи, специализирующиеся на диагностике, ведении и лечении пациентов с проблемами легких. Они часто ставят диагноз пациентам на основании подробной истории болезни, медицинского осмотра и диагностических тестов, проводимых с этими пациентами. Диагностические тесты, часто выполняемые пациентам с хронической гипоксией, включают рентген грудной клетки для оценки внешнего вида легких, спиральную стимулирующую спирометрию для оценки респираторной функции и анализы газов артериальной крови для выявления аномалий уровня кислорода в крови.Пациентам с хронической гипоксией часто дают дополнительный кислород. Отказ от лечения этих пациентов обычно приводит к осложнениям, которые могут еще больше ухудшить их состояние.

Симптомы, осложнения, лечение и многое другое

ХОБЛ и гипоксия

Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) — это группа заболеваний легких, которая включает хронический бронхит и эмфизему.Ограниченный поток воздуха характеризует все эти состояния, а ХОБЛ вызывает затруднение дыхания.

Неспособность получить достаточное количество кислорода в легкие повышает риск развития гипоксии. Гипоксия — это состояние, при котором в клетки и ткани тела поступает недостаточно кислорода. Это может произойти даже при нормальном кровотоке.

Гипоксия может привести к множеству серьезных, иногда опасных для жизни осложнений. Однако, если вы знаете, на что обращать внимание, вы сможете справиться с этим заболеванием, прежде чем оно приведет к опасным осложнениям.

Кислород играет важную роль в клетках и тканях вашего тела. Единственный способ получить кислород — через легкие.

ХОБЛ приводит к воспалению и отеку дыхательных путей. Это также вызывает разрушение легочной ткани, называемой альвеолами. ХОБЛ также вызывает ограниченный поток кислорода в вашем теле.

Симптомы гипоксии часто включают:

ХОБЛ — это хроническое заболевание, поэтому любой из этих симптомов может проявляться постоянно. Если вы испытываете какие-либо из этих симптомов, это считается неотложной медицинской помощью.

Вам следует позвонить в службу 911 или в местную службу экстренной помощи или обратиться в отделение неотложной помощи, если вы почувствуете отклонение от исходного уровня или если ваши симптомы ухудшатся. Это особенно важно, если симптомы связаны с болью в груди, лихорадкой, усталостью или спутанностью сознания.

Гипоксия ХОБЛ затрудняет дыхание и поражает не только легкие.

Когда вы не можете дышать достаточным количеством кислорода, ваша кровь лишается этого жизненно важного компонента. Кислород необходим вашему организму для выполнения основных функций.Например, гипоксия может иметь серьезные последствия для здоровья сердца и мозга.

Гиперкапния

Гипоксия также может привести к состоянию, называемому гиперкапнией. Это происходит, когда легкие задерживают слишком много углекислого газа из-за затрудненного дыхания.

Когда вы не можете дышать, скорее всего, вы не сможете дышать так, как должны. Это может привести к повышению уровня углекислого газа в крови, что может быть смертельно опасным. Дисбаланс кислорода и углекислого газа в организме более вероятен по мере прогрессирования ХОБЛ.

Другие осложнения

Нелеченная хроническая гипоксия ХОБЛ также может привести к:

Обратимая гипоксия предполагает увеличение потребления кислорода. Распространенным методом обеспечения дополнительного кислорода является кислородная терапия. Кислородная терапия также называется дополнительной или прописанной кислородной терапией. Это связано с использованием механического устройства, которое снабжает ваши легкие кислородом.

Дополнительный кислород может уменьшить одышку, повысить уровень кислорода в крови и облегчить работу сердца и легких.Он также может уменьшить гиперкапнию. Прежде чем назначить кислород, ваш врач проведет тесты, чтобы измерить уровень кислорода в крови.

Кислородные баллоны

Кислородная терапия использует сжатый кислород. Сжатый газообразный кислород хранится в переносном резервуаре.

Баллон доставляет кислород в ваше тело через носовые трубки, лицевую маску или трубку, вставленную в дыхательное горло. Измеритель на баллоне отслеживает количество вдыхаемого кислорода.

Кислородные концентраторы

Кислородная терапия также доступна в форме концентратора.Кислородный концентратор забирает воздух из окружающей среды, фильтрует другие газы и сохраняет кислород для использования. В отличие от сжатого кислорода, вам не нужно использовать предварительно заполненные кислородные баллоны.

Концентраторы полезны для людей, которые постоянно нуждаются в кислородной терапии. Но концентраторам для работы требуется электричество, поэтому они могут быть не такими универсальными, как сжатый кислород.

Другой вариант — жидкий кислород. Жидкий кислород превращается в газ при выходе из контейнера.

Хотя жидкий кислород может занимать меньше места, чем сжатый кислород, он также может испаряться.Это означает, что поставки не могут длиться так долго, как другие формы.

Помимо кислородной терапии для лечения гипоксии и ваших обычных лекарств от ХОБЛ, вам также могут потребоваться лекарства для контроля проблем с дыханием, вызванных другими заболеваниями. Эти лекарства могут включать:

Помимо лечения, важно держаться подальше от факторов окружающей среды, в том числе:

ХОБЛ неизлечима. Однако важно лечить это состояние, чтобы предотвратить осложнения. Одно из возможных осложнений, дыхательная недостаточность, является частой причиной смерти от ХОБЛ.

Если у вас гипоксия ХОБЛ, вам потребуется пожизненное лечение, чтобы предотвратить осложнения кислородной недостаточности. Лечение низкого уровня кислорода может помочь вам легче дышать и позволит выполнять повседневные задачи. Кислородная терапия может помочь вам лучше спать по ночам.

Симптомы, причины, лечение и многое другое

Что такое аноксия?

Аноксия возникает, когда ваше тело или мозг полностью теряют снабжение кислородом. Аноксия обычно возникает в результате гипоксии. Это означает, что какой-то части вашего тела не хватает кислорода.Когда ваше тело страдает от недостатка кислорода, это называется гипоксически-аноксической травмой.

Гипоксия может быть следствием многих заболеваний. К ним относятся:

• низкий уровень кислорода на большой высоте
• значительная потеря крови
• угарный газ и другие отравления
• затруднения дыхания, которые снижают снабжение кислородом, например астма или пневмония
• низкий приток крови к органам, например, в результате инсульта или проблема с сердцем
• внезапные травмы, влияющие на дыхание, например, близкое утопление или удушье

Когда гипоксия переходит в аноксию, части вашего тела, которым для работы необходим кислород, могут перестать работать должным образом.Сюда входят:

• мозг
• сердце
• почки
• ткани тела

Полная нехватка кислорода может быть вредной или даже смертельной, если ее не лечить. Если вы считаете, что у вас появились признаки или симптомы гипоксии, немедленно обратитесь за медицинской помощью. Не ждите, пока симптомы не начнут указывать на аноксию.

Аноксия может быть особенно вредной для вашего мозга. Примерно через четыре-пять минут без кислорода ваш мозг может получить необратимые повреждения.Без кислорода клетки вашего мозга могут умереть, и это может повлиять на многие функции, которые контролирует ваш мозг. Чем дольше ваш мозг остается без достаточного количества кислорода, тем выше вероятность возникновения долгосрочных осложнений, включая смерть.

Поначалу симптомы аноксии не всегда могут быть очевидны. Ваш мозг может проработать несколько минут без кислорода, прежде чем появятся какие-либо симптомы. Иногда симптомы могут проявляться через несколько дней или недель.

Первые заметные симптомы аноксии могут включать:

• изменения настроения и личности
• потеря памяти
• невнятная речь или забытые слова
• изменения суждений
• проблемы с ходьбой или обычным движением рук или ног
• слабость
• чувство головокружения или дезориентация
• необычные головные боли
• проблемы с концентрацией внимания

Другие симптомы могут стать заметными после того, как ваш мозг был без кислорода более четырех-пяти минут.

К ним относятся:

Если вы или кто-то из окружающих испытываете какие-либо из вышеперечисленных симптомов, немедленно обратитесь за неотложной медицинской помощью.

У каждого типа аноксии своя внутренняя или внешняя причина. Например, внутренние причины включают то, что сердце или кровеносные сосуды не получают кислород в мозг. Внешние причины включают недостаток кислорода или вдыхание токсинов из окружающей среды.

Анемическая аноксия

Анемическая аноксия возникает, когда ваша кровь не может переносить достаточно кислорода по вашему телу, чтобы ваши органы функционировали должным образом.

Гемоглобин, белок крови, содержащий железо, используется для доставки кислорода к органам и тканям. Когда в вашей крови недостаточно гемоглобина или гемоглобин неэффективен, общее поступление кислорода снижается. Недостаток кислорода может вызвать аноксию.

Уровень гемоглобина в организме может быть снижен по ряду причин, в том числе:

• Низкий гемоглобин, обратимый, например, из-за низкого уровня железа (железодефицитная анемия)
• аномальный гемоглобин от рождения, вызывающий такие состояния, как серповидно-клеточная анемия анемия или талассемия

Токсическая аноксия

Токсическая аноксия возникает при попадании токсинов или других химических веществ.Это мешает вашей крови эффективно переносить кислород по всему телу.

Отравление угарным газом — одна из наиболее частых причин токсической аноксии. Окись углерода образуется при использовании газа в качестве топлива. Неисправная газовая плита, камин или печь могут стать причиной попадания угарного газа в ваш дом. Он также содержится в выхлопных газах автомобилей.

Застойная аноксия

Застойная аноксия также известна как гипоксицишемическое повреждение. Это происходит, когда ваша кровь не достигает мозга или других частей тела, которые в ней нуждаются.Это может произойти, даже если ваша кровь содержит много кислорода и гемоглобина.

Сердечно-сосудистые заболевания — наиболее частая причина застойной аноксии. К ним относятся:

Аноксическая аноксия

Аноксическая аноксия возникает, когда вашему телу не хватает кислорода. Если кислорода недостаточно для дыхания, вы не сможете получить достаточно кислорода в кровоток.

Одна из форм аноксии может случиться, когда вы находитесь на большой высоте. Многие из его симптомов обычно являются частью состояния, называемого высотной болезнью.

Физические нагрузки на большой высоте могут усугубить последствия аноксии. Это связано с тем, что при тяжелой работе вашему организму требуется больше кислорода, но ему не хватает воздуха.

У вас может развиться аноксия в следующих случаях:

• пеший туризм
• альпинизм
• катание на лыжах
• сноуборд

Аноксическая аноксия также может быть вызвана чем-либо, что мешает вашим легким работать должным образом и ограничивает поступление кислорода в организм.К таким состояниям относятся:

• удушье
• удушье
• при утоплении
• проблемы с дыханием, такие как астма, пневмония или ХОБЛ
• употребление наркотиков

Чтобы выяснить, связаны ли какие-либо симптомы, которые у вас есть, с гипоксией или аноксия, ваш врач может провести множество тестов. Анализы крови, визуализационные тесты и тесты вашей нервной системы могут дать ключ к разгадке причин и результатов гипоксии и аноксии.

Полезные тесты включают:

• сканирование магнитно-резонансной томографии (МРТ), чтобы увидеть детализированные изображения вашего мозга
• сканирование функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ), чтобы увидеть, как ваш мозг реагирует и функционирует во время определенных действий
• компьютерная томография КТ) сканирование, чтобы увидеть обзор вашего мозга
• электроэнцефалограмма (ЭЭГ), тест электрической активности мозга
• показатели крови и анализы газов крови, которые измеряют уровни гемоглобина и кислорода в вашей крови
• другие тесты мозга, которые измеряют как вы реагируете на окружающую среду

Лечение зависит от того, как долго ваш мозг или другие части вашего тела были лишены кислорода.

Если ваш мозг не получает достаточно кислорода в течение нескольких минут или более, некоторые физические и умственные функции могут ослабнуть. В большинстве случаев врач попытается вернуть нормальный уровень кислорода в вашем теле и мозге. Это может включать сердечно-легочную реанимацию (СЛР) или включение аппарата ИВЛ для получения достаточного количества кислорода.

Ваш врач может также лечить определенные симптомы, например судороги, чтобы они не ограничивали ваше выздоровление. Если вам удастся быстро получить помощь после потери кислорода, у вас может не появиться столько осложнений или длительных симптомов.

Если сердечная недостаточность или сердечная недостаточность вызвали аноксию, ваш врач вылечит вас от этих состояний или направит вас к кардиологу для дальнейшего лечения.

Потеря кислорода в мозгу может привести к необратимому повреждению или потере вашей способности ходить, говорить или выполнять основные функции.

В этом случае ваш врач, вероятно, порекомендует вам пройти одно или несколько из следующего:

• физиотерапия, чтобы помочь восстановить вашу способность ходить и контролировать свое тело
• логопед, чтобы помочь восстановить вашу способность говорить и глотать
• трудотерапия, которая поможет вам приспособиться к повседневной деятельности
• консультирование, которое поможет вам научиться справляться с любыми изменениями в вашей жизни
• рекреационная терапия, которая поможет укрепить здоровье и хорошее самочувствие посредством индивидуальных и общественных мероприятий, таких как искусство, музыка, танцы, игры и спорт

Существуют специализированные реабилитационные центры, которые работают с людьми с травмами головного мозга.Поговорите со своим врачом о направлении в один из этих центров в вашем районе.

Гипоксико-аноксические повреждения головного мозга могут вызвать длительные повреждения. Чем раньше вы распознаете симптомы гипоксии и аноксии и обратитесь за лечением, тем выше вероятность того, что вы успешно оправитесь от повреждений или осложнений, связанных с потерей кислорода.

В некоторых случаях ваши способности могут никогда не быть полностью восстановлены до исходного уровня. Но есть много вариантов терапии и поддержки, пока вы учитесь управлять своей повседневной жизнью после аноксической травмы.Поговорите со своим врачом о доступных вам вариантах.

Цель реабилитации и терапии — помочь вам достичь максимально возможного качества жизни, независимо от того, какие изменения произошли. Вам следует проявить терпение и придерживаться своего плана ухода, поскольку реабилитация и терапия являются важными и необходимыми инструментами для полноценной, активной и здоровой жизни.

Гипоксия плода | Статья о гипоксии плода по The Free Dictionary

(кислородное голодание, кислородная недостаточность), снижение содержания кислорода в тканях.Патологическое состояние, возникающее при гипоксии, возникает из-за того, что ткани получают меньший запас кислорода, чем им требуется (в случаях гипоксемии — пониженное содержание кислорода в крови). Это также может возникнуть, когда способность тканей использовать кислород меньше их потребности в кислороде. В жизненно важных органах в результате гипоксии происходят необратимые изменения. Центральная нервная система, сердечная мышца, а также ткани почек и печени наиболее чувствительны к дефициту кислорода.

Различные гипоксические состояния различаются по классификации, принятой в 1949 г. на конференции по гипоксии в Киеве.Гипоксическая гипоксия — это форма кислородного голодания, вызванная снижением содержания кислорода во вдыхаемом воздухе (например, при восхождении на гору), затруднением проникновения кислорода в кровь из легких, поскольку они больны и дыхательные пути повреждены. затрудненный и дыхательные расстройства. Гемическая гипоксия, возникающая при снижении количества гемоглобина, способного поглощать кислород (снижение кислородной емкости крови), развивается после потери крови, отравления угарным газом и воздействия радиации.Гипоксия кровообращения возникает при нарушениях кровообращения, которые уменьшают количество крови, притекающей к тканям в единицу времени. Гипоксия тканей — это форма кислородного голодания, связанная с изменением активности дыхательных ферментов. В результате этих изменений ткани не могут использовать кислород, содержащийся в крови, которая их омывает. (Гипоксия тканей развивается при нарушениях обмена витаминов и при определенных типах отравлений, например цианидом.)

Гипоксия может быть острой или хронической, в зависимости от скорости ее усиления.При острой гипоксии в первую очередь страдает функционирование высших отделов центральной нервной системы. При хронической гипоксии в первую очередь страдает работа сердечно-сосудистой, дыхательной и кровеносной систем. Повышать сопротивляемость гипоксии можно тренировками в барокамере или в горах. В этих условиях в организме вырабатывается ряд адаптивных механизмов, в том числе рефлекторное усиление дыхания и кровообращения, увеличение количества эритроцитов в результате их выхода из депо крови и повышение содержания гемоглобина в эритроцитах.