Патогенез гипоксии плода

Наиболее частой причиной развития гипоксии является не анатомическое (или механическое) нарушение маточно-плацентарного газообмена, а так называемая биохимическая травма, обусловленная аномалией родовой деятельности и некоторыми патологическими состояниями матери, которые проявляются в родах.
Роль «биохимической травмы» в развитии гипоксии была выявлена в последние годы, когда начали интенсивно изучать особенности дыхательной функции плода.
Установлено, что в процессе родового акта возникают нарушения плацентарного газообмена, поэтому сразу после рождения насыщение крови плода кислородом обычно снижено (в крови пупочной вены у большинства новорожденных НВ02 составляет 10-60%).
Однако при нормальном точении родов плод не испытывает кислородного голодания благодаря включению компенсаторных механизмов, обеспечивающих его ткани достаточным поступлением кислорода. Одним из этих механизмов является увеличение минутного объема сердца плода и увеличение количества крови, протекающей через плаценту. Это обеспечивается учащением сердечных сокращений и так называемыми внутриутробными дыхательными движениями плода. Однако учащение сердечных сокращений способствует увеличению минутного объема только до определенного предела, так как при чрезмерном учащении сокращений происходит неполное заполнение сердца кровью. Внутриутробные дыхательные движения (сокращения диафрагмы при закрытой голосовой щели) способствуют увеличению притока крови к сердцу. На фоне длительной и выраженной гипоксии и гиперкапнии голосовая щель открывается, внутриутробные дыхательные движения становятся глубокими и наблюдается аспирация.
Наиболее важным механизмом, обеспечивающим высокую устойчивость плода и новорожденного к гипоксии, является особая способность их организмов длительное время существовать за счет анаэробного гликолиза. Снижение насыщения кислородом крови плода приводит к увеличению интенсивности анаэробного гликолиза, при котором процессы окисления не доходят до получения конечных продуктов - Н2О и СО2, а идут с образованием молочной и пировиноградной кислот. Увеличивается содержание продуктов межуточного обмена жиров.
При физиологическом течении родов концентрация недоокисленных продуктов в крови матери ниже, чем в крови плода, вследствие чего они своевременно диффундируют в кровь матери и нейтрализуются ее буферной системой. По-этому в процессе родов и сразу после физиологических родов величина рН крови здоровых плодов, как правило, не ниже 7, 2, а умеренное накопление кислых продуктов не приводит к значительному дефициту буферных оснований (BE не превышает - 10 мэкв/л крови). При нормальных родах поступление недоокисленных продуктов плода в кровь матери не оказывает существенного влияния на кислотно-щелочное равновесие, так как объем циркулирующей крови матери намного больше, чем у плода.
Организм женщины уже в процессе беременности подготавливается к соответствующим сдвигам кислотно-щелочного равновесия, наступающим в родах. Уже в начале беременности, по-видимому, под влиянием эндокринной деятельности плаценты снижается порог возбудимости дыхательного центра по отношению к СО2, развивается гипервентиляция, приводящая к компенсированному или частично компенсированному дыхательному алкалозу. Обычно перед родами отмечается смещение рН до верхних границ нормы.
Во время родов в связи с повышенной мышечной работой в организме матери увеличивается образование молочной кислоты и других недоокисленных продуктов, однако истощения буферных оснований крови не происходит, рН смещается только до нижней границы нормы.
Поэтому развивающийся в процессе родов метаболический ацидоз при физиологическом течении родовой деятельности у здоровых рожениц остается вполне компенсированным.
Степень адаптации повышается у лиц, которые проходили специальную подготовку к родам (физио-психопрофилактическая подготовка, регламентация режима питания, труда и отдыха). Адаптация к энергетическим затратам в родах снижается при сосудистых дистониях, поздних токсикозах, органических поражениях печени, почек, органов дыхания, хронических инфекциях и интоксикациях, нарушении режима питания и отдыха. Все многочисленные причины могут первично нарушать кровообращение ЕЛИ различные звенья энергетического обмена в матке. За этим следуют вторичные изменения кровообращения в сосудах плаценты и нарушения биоэнергетических процессов и проницаемости ее тканей. Первичная слабость родовой деятельности, затяжные роды при крупном плоде и сужении таза, токсикоз беременных в родах, сосудистые дистопии и ряд других состояний матери влекут за собой более интенсивное нарушение метаболизма со значительным смещением кислотно-щелочного равновесия в крови матери и особенно плода. Основным источником кислых продуктов в родах является молочная и пировиноградная кислота, а также продукты нарушения метаболизма жиров, накопление которых связано с торможением окислительных процессов в матке, плаценте и других органах.
Нами установлено, что при родовой слабости в мышце матки происходит разобщение сопряженности окисления и фосфорилирования. Как известно, окислительное фосфорилирование является центральным звеном энергетических процессов в биологических объектах. Показатель сопряженности этих процессов в миометрии (Р/О) при нормальных родах составляет 2, 3, что указывает на высокий уровень процессов дыхания и фосфорилирования. При продолжительности родов до 24-36 ч потребление кислорода миометрием снижалось на 17, 7%, 43-63 ч - на 27, 9%, 99-121 ч - 31, 1%, а коэффициент Р/О снижался до 1, 10.
Дети, родившиеся от матерей с выраженной слабостью родовой деятельности, имеют выраженные сдвиги кислотно-щелочного равновесия крови даже при отсутствии клинических признаков асфиксии, вследствие чего увеличивается проницаемость сосудистых стенок, нарушается кровообращение в жизненно важных органах, происходят кровоизлияния и отек.
Внутриутробная гипоксия при слабости родовой деятельности и затяжных родах находится в закономерной зависимости от нарушения энергетического метаболизма и метаболизма биологически активных соединений (серотонина, катехоламинов, а возможно и других соединений). Высокое содержание молочной кислоты и, по-видимому, продуктов липидного обмена, как следствие нарушения окислительного метаболизма в матке и плаценте, создает тканевой ацидоз, наличие которого в дальнейшем приводит к морфологическим и еще большим функциональным нарушениям этих органов.
Причем чем длительнее продолжаются роды при клинически выраженной слабости сокращения матки, тем выше уровни накопления лактата и ниже уровень поглощения кислорода тканями матки и плаценты. Эти процессы усугубляются нарушением кровотока в маточных сосудах в связи со снижением уровней серотонина, катехоламинов, тонуса матки и силы сокращения миометрия. Диффузия лактата и других «кислых» соединений в материнский кровоток компенсируется ее щелочными резервами, хотя при большой длительности родов может наступать их декомпенсация. Для плода более опасной является диффузия нарастающих концентраций лактата из матки кропи межворсинчатых пространств и плаценты. Повышается концентрация лактата в околоплодной среде и наблюдается сдвиг рИ ниже 7, 0. Снижается поглощение кислорода плацентой, вследствие чего нарушаются окислительные процессы, накопление лактата и, по видимому, межуточных продуктов липидного обмена, которые свободно диффундируют в сосудистую систему плода. Происходит постепенное истощение щелочных резервов системы крови плода. Возникает сначала компенсированный, а затем декомпенсированный ацидоз, который может быть самостоятельной причиной мертворождаемости или является патологической основой для нарушений проницаемости сосудов (отек ткани мозга, повышенная ломкость сосудов), снижения усвоения кислорода тканями и большого комплекса других нарушений.
В связи со сдвигом рН плода в кислую сторону происходит сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина вправо и уменьшается кислородосвязывающая способность фетального гемоглобина. При определенных условиях это можно рассматривать как своеобразную компенсаторную реакцию, так как при этом отдача кислорода тканям облегчается. Новейшими исследованиями установлено, что кислородосвязывающая способность гемоглобина зависит не только от рН и температуры, но и от характера обмена веществ самого гемоглобина. Одним из факторов, регулирующих кислородосвязывающую способность гемоглобина, является 2, 3-дифосфоглицерат (ДФГ), образующийся в процессе метаболизма глюкозы. Специфическая связь ДФГ с денатурированным гемоглобином обусловливает уменьшение кислородосвязывающей способности эритроцитов. В крови плода фетальный гемоглобин связывает минимальные количества ДФГ, чем, по-видимому, и объясняется его высокое сродство с кислородом.
Однако при продолжительном снижении рН происходит нарушение метаболизма эритроцитов с резким снижением содержания ДФГ, с усилением связи кислорода с гемоглобином и затруднением его отдачи тканям. Это еще больше усугубляет гипоксию тканей, особенно после рождения плода.
Глубокий ацидоз ведет к извращению ферментативных процессов, так как нормальное их течение возможно только при определенных уровнях рН. В результате этого уменьшается способность тканей использовать кислород, и таким образом замыкается патологический круг.
Ацидоз приводит к изменению проницаемости мембран, увеличению гидрофильности тканей плода, следствием чего могут быть расстройства мозгового кровообращения и отек мозга. Как показали наши исследования, отек мозга у плода, развившийся в результате ацидоза, является одной из основных причин задержки появления первого вдоха и установления самостоятельного дыхания у новорожденных.
Нарушение ферментативных процессов в клетках приводит к резким изменениям состава электролитов. Проведенные нами исследования показали, что при возникновении ацидоза происходит усиленный выход калия из клеток во внеклеточное пространство и в кровь, вследствие чего развивается гиперкалиемия. В начальных стадиях гипоксии в крови повышается концентрация ионизированного кальция, что, вероятно, играет защитную роль и препятствует влиянию гиперкалиемии на сердечную деятельность. Однако при дальнейшем нарастании ацидоза рост концентрации ионов кальция отстает от роста концентрации калия. Как известно, эти электролиты оказывают противоположные влияния на сердечную деятельность плода (калий - ваготропное, а кальций - симпатикотроппое). При глубоком ацидозе коэффициент К/Са резко увеличивается и гиперкалиемия вызывает замедление и ослабление сердечных сокращений, вплоть до остановки сердца.
Следует отметить, что замедление сердечных сокращений у плода может возникнуть и на более ранних стадиях гипоксии, еще до развития гинеркалиемии, в результате перевозбуждения парасимпатического отдела вегетативной нервной системы. Этот механизм развития брадикардии имеет место при чрезмерном повышении внутриматочного давления и сдавлении головки плода.
По данным Л. С. Персиапинова, при патологическом ацидозе нарушается соотношение величин общей и удельной карбоангидразы - дыхательного фермента, под действием которого осуществляется гидратация и дегидратация СОг, уменьшается активность ферментов, участвующих в биосинтезе белка (аспарагиновой и аланиновой трансаминаз).
При декомпенсированном ацидозе нарушаются функции многих органов и систем; нередко он является основной причиной смерти новорожденных.
Под влиянием гипоксии, ацидоза и электролитных сдвигов в организме плода развиваются различные нарушения гемодинамики, препятствующие своевременной перестройке кровообращения для повой, внеутробной формы существования.
Имеются основания предполагать, что при хронической гипоксии (перенашивание, токсикоз беременных) плод обладает способностью компенсировать снижение доставки кислорода так называемой централизацией кровообращения. При этом благодаря спазму периферических сосудов (мускулатуры, кожи, кишечника, легких и, по-видимому, почек и надпочечников) расход кислорода снижается и происходит нормализация его содержания в артериальной крови, поступающей к жизненно важным органам (мозг, сердце, печень). В процессе централизации кровообращения в периферических органах местная гипоксия усугубляется, что приводит к интенсивному образованию молочной кислоты, которая затем выделяется в общий круг кровообращепия. Этим можно объяснить наблюдающееся иногда сочетание ацидоза с нормальным или незначительным снижением насыщении крови кислородом (так называемый первичный метаболический ацидоз).
Спазм периферических сосудов приводит к местной гипоксии кишечника, стимулирующей расслабленно ануса и усиливающей перистальтику, в результате чего происходит отхождение мекония.
Плод может использовать в большой степени анаэробный гликолиз для покрытия энергетических потребностей, что повышает относительную устойчивость его к гипоксии. Однако плод не может неограниченно долго жить за счет анаэробных процессов, так как этот путь получения энергии неэкономен и малоэффективен. Высвобождающееся при этом количество энергии на единицу субстрата почти в 18 раз меньше, чем при аэробном гликолизе, уменьшаются запасы гликогена. Л. С. Персианинов с соавт. (1966) обнаружил уменьшение гликогена в нейтрофильных лейкоцитах при тяжелой гипоксии. Истощение запасов гликогена в миокарде плода приводит к развитию сердечной слабости.
И, наконец, как указывалось выше, анаэробный гликолиз приводит к развитию глубокого патологического ацидоза, вызывающего общее нарушение обмена веществ и срыв функций центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.
Следовательно, источником «выброса» большого количества недоокисленных продуктов обмена могут быть ткани матери (матка, скелетная мускулатура и другие органы при нарушении гемодинамики), а также плод, если снижаются свойственные для него процессы окисления.