مبانی اوزون درمانی – قسمت سوم

فصل Chapter 5

هیپوکسی کمی اکسیژن) Hypoxia

  • مقدمه   Introduction
  • کلمه هیپوکسی در لفظ کلی به معنای کاهش اکسیژن رسانی به یک ارگان است – در مقابل لغت انوکسی Anoxia به معنای عدم وجود اکسیژن در ارگان است – اگرچه به عنوان یک لغت مترادف بصورت غلط با هیپوکسی استفاده می شود.
  • تعریف دقیق تر هیپوکسی عبارت است از کاهش فشار اکسیژن Po2 در بافتها و کاهش اکسیژن رسانی به میتوکندری ها که مولد انرژی سلولی هستند و از ارکان متابولیسم انرژی در سلول میباشند-
  • در شرایط عادی فشار جزئی اکسیژن ۱۶۰ mmHg میلی لیتر جیوه است و اغلب وقتی نزدیک به ۱۰۰mmHg میلی لیتر جیوه می رسد  متابولیسم هوازی در سلول دچار مشکل می شود. اگر فشار جزئی اکسیژن Po2 به کمتر از یک میلی لیتر جیوه برسد متابولیسم هوازی ممکن نخواهد بود.
  • هیپوکسی نسبی بافتی علت بسیار شایعی برای بسیاری از بیماری ها است که کاندید مناسبی برای درمان با HBO هستند و لازم است در اینجا بعضی از جوانب و تعاریف به دقت بررسی شوند.

پاتوفیزیولوژی در هیپوکسی   Pathophysiology of Hypoxia

  • – میتوکندری ها ۸۰ % اکسیزن درون سلولی را مصرف می کنند و ۲۰% باقی مانده را بقیه اجزاء سلولی مصرف می کنند.
  • واکنشهای شیمیایی ارگانهای سلولی منتج به تولید مواد بیوسنتزی ( Bio synthetics) و بیودگراتیو ( Biodegradadative )  اکسیداسیون دتوکسی فایکاسیون  ( Detoxificatory Oxidative)  می شوند که این مواد با هم ترکیب خواهند شد که همگی از مصرف اکسیژن  در سلول تولید می شوند
  • بعضی از آنزیمهای سنتز کننده نروتراسمیترها ( Neurotransmiteres) تمایل و جاذبه ( Affinity) کمی برای اکسیژن دارند یا به عبارت دیگر در غلظت و فشار جزئی مشخصی از اکسیژن رفتار بیوشیمیایی خود را به درستی انجام می دهند و برخی از آنزیمهای دیگر تمایل و جاذبه متوسطی ( Moderate) نسبت به اکسیژن دارند
  • بعضی از علائم کاهش سطح اکسیژن به دلیل اختلال تولید نروترانسمیترها ( محرکهای عصبی) است.
  • اختلالاتی که باعث کاهش تغذیه اکسیژن سلولی می گردد در فصل ۲ توضیح داده شد که از آن جمله عبارتند از :
  • اختلال در مرحله تنفسی                                                                    Respiratony Phase
  • اختلال در مرحله حمل اکسیژن                                                         Oxygen Transport Phase
  • اختلال در مرحله مصرف اکسیژن                                                                        Oxygen use Phase
  • هیپوکسی می تواند به دلیل استرس اکسیداسیونی Oxidative Stress یک پتانسیل برای صدمه به سلول می باشد
  • مجموعه واکنشهای محتمل در شکل Fig 5.1 نمایش داده شده است-

تاثیر هیپوکسی بر متابولیسم سلولی  Effect of Hypoxia on Cellular Metabolism

  • هیپوکسی مانع فسفوریلاسیون اکسیژنی Oxidative Phosphorylation در میتوکندری می گردد.
  • آنزیم کرانتین فسفوریلاسیون Creatine Phosphory lase آزاد می شود و به سارکولماهای سلولها صدمه زده Sarcolemmal Damage و صدمه سارکولمال  در طول هیپوکسی ایجاد می شود.
  • این پروسه یا فرایند وابسته به کانالهای یون کلسیم Ca+2 است و به همین دلیل مسدود کننده های کانال کلسیم ( Calciom Channel Bloker) می توانند تا حدودی جلوی صدمات هیپوکسی در بافت و ارگان هیپوکسیک را بگیرند.
  • کاهش سطح ATP سلولی در شرایط هیپوکسی باعث افزایش ورود ( Influx) یون کلسیم Ca+2 به سلول می گردد که علت اصلی آن منع پمپ کلسیم سلولی است که در دیواره های میتوکندری، دیواره سلولی و سیستم رتیکولوم اندوپلاستیک Endoplasmic Reticulum نقش بسزایی دارد و در کلیه واکنشهای بیوشیمایی درون سلولی نقش ایفا می کنند-
  • ازطرف دیگر متابولیسم سلولی به سمت تولید هیپوزانتین Hypoxanthine می رود این ماده برای تشکیل آنیون سوپراکسید ( Superoxide Anion) توانایی بالایی دارد
  • بارکروف Barcroft در سال ۱۹۲۰ میلادی هیپوکسی را در شکل زیر طبقه بندی کرده است.
  • ۱-هیپوکسیک ( Hypoxic) این نوعی هیپوکسی است که به دلیل نرسیدن اکسیژن کافی یا تهویه نا مناسب آلوئل ها ایجاد می گردد.
  • ۲- در اثر کم خونی ( Anemic) نوعی هیپوکسی که به دلیل هموگلوبین Hb خون ایجاد می شود.
  • ۳- نقض در گردش خون ( Circulatory Stagnant) در این نوع هیپوکسی کم شدن جریان خون بافتی باعث کاهش اکسیژن درون سلولی می گردد.
  • ۴- به علت مسمویت سلولی Histotoxic
  • علل هیپوکسی در جدول Table-5.1 نمایش داده شده است.

 

 اثرات عمومی متابولیک هیپوکسی       GeneraI Hypoxia  Effects

  • – تاثیر هیپوکسی براساس دلیل تولیدش و اینکه حاد یا مزمن است و همچنین شرایط بدنی فرد می تواند کاملا متغییر باشد.
  • هیپوکسی سلولی می تواند در صورت ادامه یافتن به سندرم عدم کارایی چند ارگان Multiple Organe Failure Syndrome ختم شود این اختلال می تواند به دلیل افزایش نیاز به اکسیژن Oxygen Demande رخ دهد و یا کاهش توانایی برداشت سلولی از اکسیژن محیط اطرافش رخ دهد. در این شرایط برقراری دوباره اکسیژن رسانی بافتی مهمترین قسمت درمان است که در رشته های مختلف طب روشهای متفاوت دارویی و جراحی است.

 عملکرد ریه    Respiratory Function

  • اولین اثر بیوشیمیایی هیپوکسی ، افزایش تعداد تنفس در دقیقه می باشد- ولی بعدا این سرعت کاهش می یابد و علت این موضع همچنان مورد مناقشه Conntraversial  است که آیا این مسئله در اثر کاهش فعالیت مرکز تنفسی مغزی است یا به دلیل رسپتورهای مرکزی فشار جزئی دی اکسید کربن Central Chemorecepor-Pco2 و یا هر دوی آنها.
  • کاهش تنفسی Respiratory Depression به احتمال قوی به دلیل کاهش Pco2 بافت که به دلیل افزیش جریان خون بافتی به دلیل هیپوکسی ایجاد می شود بوجود می اید. تندی تنفس و کاهش Pco2 و افزایش جریان خون منطقه ایی همگی می توانند از عوامل دخیل محسوب گردند
  • در هیپوکسی که به دلیل کاهش تهویه آلوئولها ۰ Alveolar Hypoventilation) رخ می دهد گاز Co2 بسیار بیشتر از گاز اکسیژن O2 تحت تاثیر قرار می گیرد و با تجمع CO2 فشار PaCO2 بالا رفته و هیپرکاپنی و اسید تنفسی Respiratory Acidosis رخ می دهد.
  • وقتی فشار جزئی دی اکسید کربن در آلوئولها به میزان ۶۰-۷۵ mmHg میلی لیتر جیوه افزایش می یابد مریض با علائم دیس پنی Dyspnia خود را نشان می دهد وقتی این فشار به ۸۰-۱۰۰ mmHg برسد باعث خخر تنفسی ( Stupor) می گردد و در فشار ۱۰۰-۱۵۰ mmHg میلی لیتر جیوه فرد خواهد مرد.

 

 

 سیستم قلبی عروقی       Cardiovascular System

  • پاسخ سیستم قلبی عروقی به هیپوکسی اصولا در حیوانات آزمایشگاهی بررسی شده و نتایج ذیل حاصل می گردد :
  • تاثیر منطقه ای هیپوکسی بر عروق ارگانها بصورت گشاد شدن عروق Vasodilation است. بجز در عروق تنفسی Pulmmonary Vessel که برعکس دچار کاهش و انقباض عروق ریوی Respiratory Vasoconstriction و افزایش مقاومت ریوی در مقابل پمپاژ قلب می شود . ارگانهای اصلی بدن مثل مغز، قلب و ماهیچه های اسکلتی از نظر متابولیسمی بسیار وابسته به حضور اکسیژن کافی هستند.
  • عکس العمل رسپتورهای شیمیایی Chemoreceptor Reflex باعث افزایش قدرت انقباض قلب و تنگی عروق انتخابی Selective Vaso Constriction را در بعضی ارگانها به دلیل افزایش خون رسانی به ارگانهای دیگر افزایش می دهد .
  • مثلا تنگی عروق محیطی Peripheral Vaso Constriction رخ می دهد که باعث رنگ پریدگی و سردی فرد می شود.
  • پاسخ کلی سیستم قلب و عروق به هیپوکسی بطور خلاصه افزایش قدرت و تعداد ضربان قلب و گشادی عروق و تنگی عروق در ارگانهای مختلف با هدف بهتر رساندن خون حاوی اکسیژن به ارگانهای حیاتی بدن است.

 

اثرات کلی بر متابولیسم    General Metabolic Effects

  • اختلالات متابولیسمی مذکور در ذیل با مطالعات حیوانی بدست آمده و شاملند بر :
  • ۱- افزایش میزان لاکتات Lactate خون.
  • ۲- در هیپوکسی ارتفاعات High Altitude Hypoxia در سلول تغییر متابولیسم را در جهت افزایش ۲,۳-DPG می بینیم
  • ۳- افزایش غلظت هورمون کورتیکوسترون Corticosterone که باعث افزایش گلوکز خون از طریق افزایش گلوکونئوژنز Gluconeegenesis کبدی می گردد.
  • ۴- کاهش اسیدهای چرب زنجیره بلند غیر اشباع در خون که در مدت زمان زیاد به حالت آداپسیونAdaptation  درمی آیند.

تاثیر هیپوکسی بر مغز           Effects of Hypoxia on the Brain

  • اگرچه هر قسمتی از بدن می تواند به دلیل هیپوکسی آسیب ببیند ولی سلولهای سیستم عصبی مرکزی به دلایل زیر از حساست خاصی برخوردارند :
  • ۱- بافت مغز بطور غیر معمولی در حالت استراحت هم انرژی مصرف می کند- این انرژی فقط می تواند صرف تخریب اکسیژنی موادی که از بیرون سلول وارد شده اند گردد. ورود موادی که از نظر سلولهای عصبی ممنوع هستند باید اکسید و تخریب شوند و این مسئله باعث بالا رفتن مصرف انرژی مغزی حتی در حالت استراحت کامل Rest می گردد.
  • ۲- برای طبیعی ماندن فعالیت مغزی،متابولیسم هوازی ضروری است و تولیدات گلیکولیزی در فاز بی هوازی نمی توانند به عنوان منبع اصلی انرژی در مغز باشد و در شرایط بی هوازی مغز به شدت و سرعت صدمات جبران ناپذیری می بیند –
  • ۳- مغز توانایی ذخیره سازی اکسیژن را ندارد ذخیره انرژی مغز در شرایط بی هوازی Anoxia که به دلیل عدم جریان خون منطقه ای یا سیستمی ایجاد شده باشد حدود ۳ min دقیقه است .
  • ۴- مغز برخلاف ماهیچه های اسکلتی توانایی افزایش عروق در واحد حجم را ندارد و رگ سازی مخصوص ماهیچه ها است
  • نرونها بعد از یک  دیس اکسی Dysoxia یا  اکسیژن رسانی ناکافی  توانایی بسیار کمی در ترمیم و دوباره سازی Regenerate خود را دارند-

 

 متابولیسم مغزی :  Cerebral Metabolism

  • – قواعد کلی     Basic Consideration
  • متابولیسم مغزی به مقدار زیادی یا جریان خون مغزی Cerebral Blood Flow  CBF مغزی در ارتباط  است –
  • اگرچه مغز فقط حدود ۲% کل وزن بدن را تشکیل می دهد ولی ۱۵% از خروجی قلب COP) Cardiac Output   )را بعنوان گردش خون به خود اختصاص می دهد زیرا مصرف اکسیژن مغز حدود  ۲۰-۱۵% از کل اکسیژن بدن است  ولی مثل قلب هیچ کار مکانیکی انجام نمی دهد.
  • متابولیسم مغزی از راه تعبیری دیگر بنام نسبت اکسیداسیون گلوکز GOA Glucose Oxidation Quotient محاسبه می گردد که از رابطه زیر محاسبه میگردد :
  • (GOA=(AVD of Glucose-AVD of Lactate ( in mg/dL))/(AVD Oxygen ( in VO1%)
  • در این جا، AVD  Arterial-Venous Difference به معنای اختلاف میزان گلوکز  بین سرخرگ و سیاهرگ است.
  • بطور طبیعی این اختلاف معادل۳۴ است زیرا یک گرم اکسیژن می تواند ۱٫۳۴ گرم گلوکز را اکسید کند.
  • متابولیسم انرژی سلولی به شکل ساده ایی یک تراز یا بالانس بین میزان تولید Adenosin Triphosphate) ATP)  و میزان مصرف ATP که حاصل آن تولید Adenosine Diphosphate  )P+ADP انرژی است می باشد .
  • نتیجه متابولیسم انرژی را در تساوی زیر اثبات کرده اند :
  • مصرف انرژی : H2o+ATP Energy + Phosphate + ADP
  • تولید انرژی : ADP+ فسفات+ انرژی H2o + ATP
  • در متابولیسم مغزی میزان تولید Co2 بیش از حالت طبیعی است که ضریب تنفس Respiratory Quotation معادل۰٫ یک است یعنی یک گرم گلوکز با یک گرم اکسیژن در مغز متابولیزه می شود.
  • گلوکز تنها ماده اولیه مورد مصرف مغز است.
  • ضریب حمل الکترون Electron Transport Rate که مصرف اکسیژن سلولی را رقم می زند و به وسیله میزان مصرف ATP مشخص می شود از طریق تجمع PI و,ADP یون فسفات در سلول اندازه گیری می شود .
  • بیشتر تحقیقات نشان می دهند میزان اکسیژن مصرفی برای متابولیسم گلوکز حدودا ۹۰-۹۵% درصد کل اکسیژنی است که به مغز می رسد و مابقی اکسیژن ۵-۱۰ % باقیمانده صرف متابولیسم مسیر اسید لاکتیک ( Lactate Acid) به دللائل نامعلومی می شود.
  • دلیل تولید اسید لاکتیک در مغز به درستی روشن نیست ولی یک تمهید متابولیکی برای شرایط اضطراری بنظر می رسد.
  • مسیرهای بیوشیمیایی متابولیسم مغزی که شامل گلیکولیز Glycolysis و چرخه سیتریک اسید ( Citrus Cycle) و مسیر بیوشیمایی GABA است در شکل Fig 5.2 نشان داده شده است –
  • در گلیکولیز ما شاهد هستیم که طی این فرایند هر گلوکز سیتوپلاسمی به دو مولکول لاکتاک سیتوپلاسمی تبدیل می گردد.
  • در این چرخه فقط + Nicotinamide Adenine Dinucleotid / NAD+ مصرف می شود و هیچ نیازی به اکسیژن نیست.
  • در کل در طی فرایند گلیکولیز دو مولکول ATP و NADH تولید می گردد
  • در شرایط هوازی پیروات Pyruvate بصورت اکسیدایتو دی کربکسیلاسیون تغییر پیدا می کند
  • اسیتل CoA ( Acetyl – CoA) پس از انتقال به میتوکندری وارد چرخه سیتریک می شوند و در اینجا ( میتوکندری) NADH اکسیده شده و منشاء انتقال الکترونی در میتوکندری را فراهم می کند بقیه ترکیبات حد واسط متابولیکی نیز وارد چرخه سیتریک شده یعنی جایی که یون هیدروژن FAD, NAD+ ( Flavine Adenine Dinucleotid) با انتقال آن به انزیمهای دی هیدروژناز Dehydrogenase کار نهایی را نجام می دهند-
  • بطور خلاصه تراز گردش به شکل زیر است :
  • وقتی لاکتات بعنوان ماده تولیدی نهایی در واکنهشای گلیکولیتیک قرار می گیرد ما شاهد واکنش زیر هستیم :
  • اگر تمام ATPهایی که در اثر متابولیسم اکسیژنی یک مولکول گلوکز را جمع کنیم به فرمول زیر می رسیم :
  • بنابراین متابولیسم اکسیدایتو گلوکز می توان نوزده بار بیشتر از متابولیسم غیر هوازی آن انرژی سلولی ایجاد می کند –
  • آنزیم کلیدی و محوری در فرایند تنظیم تولید گلیکولیز میگردد آنزیم فسفوفروکتوکیناز ( Phosphofructokinase) است که بوسیله یون فسفات pi فعال می شود البته وجود ADP,CAMP,AMP و آمونیاک نیز الزامی است.
  • تخریب یا مصرف گلوکز تا حدودی بوسیله میزان دسترسی گلوکز تنظیم می گردد. در شرایط که گلوکز به اندازه کافی وجود دارد گلیکوژ نولیسیس با القاء نور اپی نفرین Norepinephrine-Induce Glycogenolysis مسدود می گردد.
  • مگر اینکه سطح CAMP افزایش پیدا می کند.
  • در مجموع گردش انرژی مغزی ” Brain Energy Turnover” تقریبا ۷ مولکول در دقیقه است.
  • از آنجایی که یک مولکول ATP حدود۷ kj کیلوژل انرژی ازاد می کند.
  • تصور بر این است که مهمترین اثر تنظیم کنندگی متابولیسم سلولی به غلظت نسبی بین ATP,ADP,AMP برمی گردد که بنام بار انرژی EC) Energy Charge نامیده می شود که با فرمول زیر مشخص می کند:
  • در شرایط طبیعی این معادله یک حدود ۰.۸۵-۰٫۹۵ را بعنوان میزان زمان مشخص می منماید و آنچه در ایسکمی مغزی رخ میدهد افت شدید  این نسبت است.

شانت گابا گابا شنت     The GABA Shunt

  • نشان داده شده است که حدود ۱۰ % از اتمهای کربن در مولکول پیروات از طریق یک راه جانبی ( شنت) بنام GABA متابولیزه شده و بوسیله انزیم آسپارتات آمینوترانسفریز ( AST) Aspartate Aminotransferase به اسپارت ( Aspartate) تبدیل می گردند. طبق واکنش زیر :
  • دو واکنش وابسته برای افزایش تولید گلوتامین و آلانین وجود دارد که عبارتند از :
  • وظیفه مسیر شنت GABA این است که با واکنشهای وابسته به آن اجازه سنتز شدن ترکیباتی مثل گلوتامات Glutamate و GABA, aspartate, alanine,
  • and glutamine را از آمونیاک و  پیش سازهای هیدروکربنی را که در ان استفاده میشود  میدهد . که عمل اصلی انجام می دهند،
  • ۱- سم زدایی آمونیاک Ammonia Detoxification
  • ۲-سنتز دوباره ترانسیترهای آمینواسیدها  Amino Acid Transmitters
  • این مواد در سلولهای عصبی بعنوان مواد انتقال پیام بصورت مداوم مصرف می شوند-

 سیکل پیرووات و اسید سیتریکPyruvate and Citric Acid Cycle                                                       

  • – در بعضی شرایط پیرروات بعنوان یک ماده میانی به چرخه سیتریک اسید عرضه می شوند –
  • این اتفاق بوسیله آنزیمهای پیرووات دکربوکسیلاز Pyruvate Decarboxylase با مالیت دهیدروژناز Malate Dehydrogenase.میافتد.
  • پیرووات دهیدروژناز یک آنزیم داخل میتوکندری است که بعنوان یک کاتالیزور Catalyzer برای تبدیل پیرووات به استیل – CoA و دی اکسید کربن عمل می کند.
  • نسبت پیرووات دهیدروناژ به شکل فعال در میتوکندری سلولهای مغزی باعث تغییر معکوس در تغییرات بار Charge انرژی در میتوکندری میشود –
  • بطور طبیعی مقدار اندکی اضافه پیرووات دهیدروناژ در مقایسه با نفوذ پیرووات ( Pyrutate Flux) که یک اندیس از میزان مصرف کروهیدراتهای سلولی است بیشتر دیده می شود.

 

 

 متابولیسم مغزی در طول هیپوکسی       Cerebral Metabolism During Hypoxia

  • درشرایطی که مغز در حالت هیپوکسی قرار گفته باشد اکسیژن بصورت مولکول و بعنوان مولکول نهایی جاذب و کاهش  دهنده هیدروژن H+ عمل میکند –نتیجه این فرایند کاهش در میزان تولید یون هیدروژن H+است که می تواند به اکسیژن در چرخه تنفس برسند. متعاقب این موضوع نه تنها کاهش تولید انرژی اکسیدایتو را داریم بلکه باعث کاهش فعالیت  سیستم ریداکس Redox به سمت کاهش تولید و تجمع دی اکسید کربن سلولی می گردد و بدن را به سمت یک اسیدوز پیش می برد
  • کاهش تولید اکسیدایتو ATP که همراه با کاهش کسر ATP/AMP درون میتوکندری است باعث افزایش تولید انرژی به روش غیر اکسیدایتو Nonoxidative می گردد –
  • افزایش گلیکولیز باعث تجمع پیرووات و NADH در سیتوپلاسم سلولی می گردد
  • از آنجایی که آنزیم تریوز فسفات دهیدوژناز Trios Phosphate Dehydrogenase آنزیمی است که گلوکلیز را با وابستگی به NAD ( با فعالیت آنزیم) و براساس مسیر گلیکولیزی که نیازمند NAD در سیتوپلاسم برای حفظ و نگهداری فعالیت سلولی دارد فعالیت الزامی خود  را انجام میدهد –
  • در شرایط بی هوازی NAD در میتوکندری و با کاتالیزور لاکتات دهیدوژناز Lactate Dehydrogenase. تولید میگردد.
  • این واکنش باعث کاهش میزان پیرووات درون سلولی و غلظت NADH می گردد و بعنوان یک منبع تغذیه کننده لاکتات و+ NAD برای واکنشهایی باشند که این دو ماده را بعنوان ماده اولیه  نیاز دارند –
  • در اینجاست که لاکتات بعنوان ماده نهایی گلی کولیز هستند و به NAD متصل می گردند که بعنوان یک گیرنده هیدروژن H+ Receptor برای تری اوزفسفات هیدروژناز عمل می کنند –
  • این روشی است که در بدن به روش  گلیکولیز که نسبتا انرژی کمی هم تولید می کند بعنوان سیتم حافظ و نگه دارنده در شرایط هیپوکسی استفاده میشود.
  • این مسیر بیوشیمیایی در سلولهای عصبی یا نرونها از اهمیت ویژه ای در شرایط بی هوازی برخوردار است که توانایی تولید انرژی مورد نیاز مغز برای فعالیتهای طبیعی اش را تامین می کند.
  • هیپوکسی که باعث بهم خوردن توازن اسید و باز سلول و خون ( Acid-Base Disturbance) به سمت اسیدوز و تجمع لاکتات درون سلولی و خونی می گردد باعث اثر گذاری بر نسبت NADH/NAD سیتوپلاسم و نسبت Lactate/Pyruvate میتوکندری میگرددکه در فرمول زیر نشان داده شده است:
  • در اینجا حرف K ثابت تعادل ( Equilibrium Constant) است – ودر شرایط هیپوکسی سیستم رداکس Redox به سمت کاهش رفته تغییر جهت داده و شیفت می کند – در این شرایط غلظت پیرووات افزایش یافته و به طور موقتی  تبدیل به لاکتات می گردد.
  • در مجموع در آنکسی Anoxia فرایند گلیکولیز بین ۴-۷ بار فعال تر می شود و این مسئله باعث کاهش گلوکز، گلوکز-۶- فسفات، و فروکتوز هگزوز فسفات می شود و برعکس باعث افزایش تمام مواد شیمیایی می شود که از متابولیت  های فروکتوزدی فسفات به لاکتات تبدیل می شوند.
  • این تغییرات اینگونه تعبیرمی شود که در شرایط هیپوکسی متابولیسم بیشتر به سمت فسفوریلاسیون گلوکز به هگزوز-فروکتوز است.
  • یکسری تحقیقات در زمینه میزان برداشت ( Uptake) گلوکز در سلولهای عصبی مغز در شرایط هیپوکسی نشان داد که مناطق هیپوکسی ، ماده سفید و کولیکول فوقانی Superior Colliculi و اجسام جرمیکولات Germicolate-Body حساس ترین مناطق به هیپوکسی هستند.
  • حساسیت زود هنگام ماده سفید مغز به هیپوکسی می تواند راهنمای درک این موضوع باشد که چرا مثلا در بیماریهایی مثل   لوکو انسفالوپتی بعد از انوکسی Post anoxic Leuko Encephalopathy ضایعات بخش سفید مغز به خوبی در شرایت T  HBO ترسیم می شوند –
  • به دلیل کم بودن مویرگهای مغزی در ماده سفید در اثرادم  مغزی Cerebral Edema و افزایش فشار محیطی احتمال بسته شدن عروق مغز و ایجاد هیپوکسی یا انوکسی در ماده سفید  از مغز بیشتر  وجود دارد.
  • آنوکسی و هیپوکسی اثرات متفاوتی بر مغز دارند و باعث اختلال های متفاوتی در عملکرد مغز می شوند ولی آن را خاموش نمی کند –
  • یک مدل با سه مرحله Three-Stage Model درشرایط ایسکمی در شکل Fig: 5-3 نشان داده شده است –

 

تغییر در متابولیسم نروترانسمیتررها    Change in Neurotransmitter Metabolism

  • در شرایط هیپوکسی تغییرات ذیل در نروترنسمیترها و واکنش های بیوشیمیایی تولید آنها ایجاد می شود که عبارتند از :
  • ۱- در اثر کاهش جریان خون مغزی و یا کاهش فشار جزئی اکسیژن خون شریانی Pao2 تولید اسیتل کولین Ach در مغز دچار اختلال می گردد که در حافظه و یادگیری یک نقش کلیدی دارد.

۲-  در بسیاری از مطالعات نشان داده شده است  و شواهد غیر مستقیم این   موضوع را که   شامل داروهای آنتی کولینر ژیک است که تاثیرات مشابهی با تاثیرات بیوشیمیایی هیپوکسی بر بافت مغز می گذارند اثبات شده است.

  • ۳- کاهش کتکول آمینهای مغزی که شامل نوراپی نفرین، دوپامین و اپی نفرین هستند که در بیشتر آنها از آمینواسید تیروزین و اکسیژن (به روش اکسیداتیو) ساخته می شوند – که در هیپوکسی مانع  بیوسنتر CCA کتکول آمین ها می شود.
  • هیپوکسی باعث ممانعت سنتر برای چرخه تولید و مصرف umour Tدر مولکول ۵-HT میشود –
  • ۴- این کاهش بیوسنتر را می توانید در بقیه محصولات گلوکزی که با آمینواسید ها واکنش بیوشیمیایی دارند هم دید..

اختلال در تنظیم جریان خون مغزی      Disturbance of CBF Regulation

  • – در افراد طبیعی فشار جریان عروق مغزی CBF  با بالا رفتن فشار خون بالا نمی رود و تا حد مشخصی بطور خود تنظیمAuto regulation  فشار جریان  عروق مغزی CBF را تنظیم می کند.
  • این رفلکس یک پتانسیل ذاتی برای مغز ایجاد می کند که تنظیم گردش خون را براساس نیازهایش تنظیم کند –
  • وقتی فشار خون بالا می رود شریانها Artery و شریانچه ها Arterioleها منقبض می شوند و اگر فشار خون پایین بیاید گشاد ( Dilate) می شوند. این مکانیزم حیاتی در مغزی که دچار هیپوکسی است مختل می گردد و گشاد شدن بیش از حد رگها باعث افزایش جریان  عروق مغزی CBF  و حتی افزایش مایع مغزی خونی CSF می گردد.
  • بنابراین گردش خون هر منطقه در مغز براساس فشار هیدروستاتیک درون رگهای منطقه آسیب دیده تنظیم می شود و یا از تنظیم درمی آید.
  • نوسان در سیستم خود تنظیم گردش خون که بصورت منطقه ایی کنترل می شود و ممکن است بصورت منطقه ای ایسکمی پیدا کند در صورتی که خون محیطی از فشار نرمال یا بالایی برخوردار باشد را بنام سندرم گردش خون لوکسری  ” Luxury Perfusion Syndrome” می نامند –
  • در سال ۲۰۰۶ اگز و آماتا Xu and Amana نشان دادند که در شرایط هیپوکسی مغزی , فشار جریان  عروق مغزی CBF می تواند حتی دو برابر شود – علت این موضوع کاهش Pco2 به دلیل هیپرونتیلاسیون در ابتدای هیپوکسی است که یک الکالوز تنفسی  را ایجاد می کند –
  • اگرچه بعد از چند روز فشار جریان عروق مغزی CBF کاهش پیدا کرده و به سطح  پایه ( Base Line) می رسد در این مدت به دلیل افزایش غلظت Hb در مدت هیپوکسی مزمن که باعث تنظیم افزایشی Up Regulation سیستم اریتروپوتیک Erythropoietin و تحریک تولید RBC برای جبرانهیپوکسی  مزمن مغزی  میشوند.
  • بعد از دو هفته که از هیپوکسی مزمن گذشت سختی مویرگی مغزی افزایش یافته که باعث اختلال مویرگی مغزی Intercapillary Disturbanceمی گردد.

 

اختلال در گردش خون مویرگی     Disturbance of Microcirculation

  • – در شرایط هیپوکسی مغزی مستقل از علت ایجادش یک تجمع پلاکتها( Thrombocyte Aggregation)ایجاد میکند که این مسئله باعث کاهش سیلان Velocity جریان خون و نهایتاایستایی خونی Stasis می گردد و این مسئله باعث گسترش  محدوده ایسکمی ( Ischemic Area) می گردد.

 

0 پاسخ

دیدگاه خود را ثبت کنید

تمایل دارید در گفتگوها شرکت کنید؟
در گفتگو ها شرکت کنید.

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *