Всякий недостаток кислорода носит название гипоксии. В ряде случаев гипоксия зависит от дефицита кислорода в крови, который называется гипоксемией.
В литературе гипоксия (недостаток кислорода) нередко обозначалась как аноксия (отсутствие кислорода), что неправильно, поскольку полного отсутствия кислорода не может быть в живом организме. Асфиксией обозначают задушение, при котором затрудняется или прекращается не только приток кислорода в организм (или — при нарушении кровообращения — к отдельным его органам), но прекращается или уменьшается также выделение углекислого газа.
Гипоксия может быть следствием недостаточного насыщения кислородом крови в легких. Тогда возникает так называемая дыхательная гипоксия. Разные виды гипоксии обусловливаются:
- недостатком кислорода в воздухе;
- поражением легочной ткани (при пневмонии или отравлении некоторыми газами);
- расстройством регуляции дыхания.
Гипоксия может возникнуть от недостаточного притока крови к органу, замедления и остановки кровообращения в целом. В данном случае имеет место так называемая циркуляторная гипоксия.
Гипоксия может зависеть от недостатка крови в организме (анемическая гипоксия) или от такого изменения самой крови, при котором уменьшается ее способность переносить кислород (последнее — вследствие перехода гемоглобина в другую форму, в метгемоглобин, или по причине блокирования его атома железа окисью углерода).
Гипоксия возникает также при неиспользовании тканями кислорода, что может быть вызвано некоторыми ядами, например, синильной кислотой (так называемая гистотоксическая гипоксия).
Содержание О2 при дыхательном виде гипоксии снижено в артериальной крови, а при циркуляторной — резко уменьшено в венозной (так как кровь протекает сквозь ткани медленнее, чем в норме); поэтому при циркуляторном виде гипоксии напряжение кислорода в тканях снижено резко; при незначительной же дыхательном или анемическом виде гипоксии ускорение кровотока в известной мере компенсирует уменьшение содержания О2 в единице объема артериальной крови. При гистотоксическом виде гипоксии напряжение О2 в венозной крови увеличено, так как ткани не могут нормально захватывать из крови кислород.
Чувствительность различных тканей к гипоксии. Наиболее реагируют на недостаток кислорода, как вообще на всякие изменения внутренней среды, высшие отделы центральной нервной системы, высшие рецепторы (например, сетчатка). Это проявляется особенно резко при быстром развитии значительной гипоксии.
Начальная фаза гипоксии сказывается в состоянии как бы своего рода опьянения, в потере правильной ориентировки в окружающем. Нарушения нормального притока кислорода к мозгу вызывают характерные нарушения условных рефлексов. Субъективно воспринимаемых расстройств при этом часто не отмечается; человек чувствует себя как бы даже бодро (эйфория). Но происходит это за счет нарушения нормального ориентирования в окружающей обстановке. Например, квалифицированные физиологи, подвергая себя с целью эксперимента гипоксии, не могли правильно повернуть крана в ими же сконструированном приборе. Вследствие поражения высших функций мозга сознание смертельной опасности, возникающей при гипоксии, отсутствует даже у людей, которые специально предупреждены о последствиях недостатка кислорода. Если гипоксия усугубляется, то непосредственно вслед за фазой эйфории наступает потеря сознания (паралич высших функций коры головного мозга). При быстром подъеме на высоту, значительной кровопотере, отравлении окисью углерода в большой концентрации или синильной кислотой потеря сознания может наступить очень скоро.
Лежащие ниже коры головного мозга образования центральной нервной системы, в частности, продолговатый мозг, реагируют на недостаток кислорода быстро (хотя и медленнее, чем мозговая кора). После паралича высших функций коры мозга наступает паралич подкорковых центров, центров промежуточного, среднего и продолговатого, а затем и спинного мозга. Наступает паралич дыхания и смерть.
Если мозг полностью лишен притока кислорода (например, при задушении, при зажатии питающих мозг сосудов), то в течение 5—6 минут возникают необратимые сдвиги в коре. После 5 минут полной гипоксии, вызванной или задушением, или остановкой сердца (клиническая смерть), собаки могут быть возвращены к жизни путем искусственного дыхания и нагнетания в артерии крови, насыщенной кислородом. Однако они ведут себя в течение дальнейшей жизни как животные, у которых удалена или сильно повреждена кора мозга. Функции низших отделов ЦНС при этом, следовательно, восстанавливаются, высшие же отделы головного мозга повреждаются необратимо. В случае, если полная гипоксия продолжается долее 15—20 минут, невозможно восстановление функций и продолговатого мозга.
Почки, печень, сердечная мышца менее чувствительны к недостатку кислорода, но признаки расстройства их деятельности обнаруживаются во многих случаях гипоксии. Значительная местная гипоксия, например, при зажатии печеночной, почечной или коронарной артерии, быстро ведет к параличу функций этих органов.
Скелетные мышцы жизнедеятельны при разных видах гипоксии относительно долго. Паралич функций мускулатуры наступает при зажатии ее сосудов через несколько минут, но прекращение жизнедеятельности наступает не скоро, и работоспособность мускулатуры после восстановления кровотока возвращается быстро. Способность скелетной мышцы сохранять жизнеспособность при нарушении кровоснабжения дает возможность останавливать кровотечение на срок до 2 часов (например, наложением на конечность жгута).