Гистотоксическая гипоксия (также называемая гистотоксической гипоксией ) — это неспособность клеток поглощать или использовать кислород из кровотока, несмотря на физиологически нормальную доставку кислорода к таким клеткам и тканям. [1] Гистотоксическая гипоксия возникает в результате отравления тканей, например, вызванного цианидом (который действует путем ингибирования цитохромоксидазы ) и некоторыми другими ядами , такими как сероводород (побочный продукт сточных вод, используемый при дублении кожи).
Гистотоксическая гипоксия означает снижение выработки АТФ митохондриями из-за нарушения использования кислорода клетками. [2]
Примером гистотоксической гипоксии является отравление цианидами . Наблюдается резкое снижение потребления кислорода тканями, поскольку реакция кислорода с цитохромоксидазой блокируется присутствием цианида. Цианид связывается с ионом трехвалентного железа на цитохромоксидазе а 3 и предотвращает четвертую и последнюю реакцию в цепи переноса электронов. Это полностью останавливает окислительное фосфорилирование и предотвращает выработку митохондриями АТФ. [3] Существуют и другие химические вещества, которые прерывают митохондриальную цепь переноса электронов (например, ротенон , антимицин А ) и оказывают воздействие на оксигенацию тканей, аналогичное воздействию цианида. Экстракция кислорода снижается параллельно со снижением потребления кислорода, что приводит к увеличению содержания кислорода в венах и PvO2. Хотя цианид стимулирует периферические респираторные хеморецепторы, увеличение вдыхаемой фракции кислорода не помогает, поскольку уже имеется достаточное количество кислорода, которое отравленные клетки не могут использовать. [2]
Набор антидотов против цианидов — широко используемый метод лечения гистотоксической гипоксии, вызванной цианидами. Он состоит из трех различных частей, которые выполняются одна за другой. Три части — это амилнитрит , нитрит натрия и тиосульфат натрия . [3] Нитриты взаимодействуют с гемоглобином , образуя метгемоглобин , который связывает цианид. Цианид отдает предпочтение иону трехвалентного железа на метгемоглобине по сравнению с ионом трехвалентного железа на цитохромоксидазе a 3 и вызывает вытягивание цианида из митохондрий. Это заставляет митохондрии снова производить АТФ и останавливать гистотоксическую гипоксию. [3]
Гистотоксическая гипоксия может быть следствием ишемии при инсульте или воспалении. В случае воспаления нейровоспалительные заболевания, такие как болезнь Альцгеймера , болезнь Паркинсона и рассеянный склероз , могут привести к гистотоксической гипоксии. Во время инсульта происходит нарушение кровоснабжения с последующей реперфузией, что приводит к гистотоксической гипоксии из-за накопления активных форм кислорода (АФК). [4] При воспалительных заболеваниях гистотоксическая гипоксия также может быть спровоцирована АФК от повреждения митохондрий в активных очагах хронического рассеянного склероза. Медиаторы воспаления, такие как гемоксигиназа -1(НО-1), могут приводить к гистотоксической гипоксии, когда они высвобождаются в избытке, и вызывают секвестрацию железа, как в случаях болезни Альцгеймера, болезни Паркинсона и рассеянного склероза. [4]