Сущность и общая концепция ГБО
lektsii / Патофиз ГБО
Патофизиологические основы лечебного действия ГБО
Поддержание стабильного уровня обмена веществ обусловлено нормальным содержанием в организме и, в частности, в крови кислорода. В артериальной крови содержание кислорода равно 21 об%. Проходя по капиллярам, кровь отдает кислород тканям, и его содержание в венозной крови составляет 15 об%. Таким образом, в тканях на окислительные процессы используется 6 об% кислорода. При острой кровопотере, шоке различного происхождения, сердечной и дыхательной недостаточности содержание кислорода в крови и тканях уменьшается. Это приводит к снижению активности обменных процессов, нарушению функции органов и тканей. Поэтому обоснованным для ликвидации гипоксии в тканях явилось применение кислорода. Оказалось, что в нормобарических условиях содержание кислорода в организме является недостаточным для метаболических процессов. В условиях нормобарии диффузия кислорода в клетки резко снижена, что практически не оказывает влияния на коррекцию нарушенного обмена веществ в тканях. Поэтому обоснованным в терапии гипоксических состояний явилось использование кислорода под повышенным давлением, использование метода гипербарической оксигенации.
Применение кислорода под повышенным давлением в условиях патологии в первую очередь направлено на коррекцию расстройств метаболизма в тканях. В действии повышенного давления кислорода различают 3 стадии:
1. Адаптационную стадию
2. Токсическую стадию
3. Терминальную стадию
Первая, адаптационная, стадия проявляется комплексом биологических реакций, определяющих основу положительного клинического результата ГБО. Кислород под повышенным давлением вызывает мобилизацию функциональных, метаболических и морфогенетических резервов, способствующих выздоровлению.
На протяжении истории использования ГБО были выдвинуты различные теории, объясняющие лечебный эффект применения кислорода под повышенным давлением.
Эта теория была выдвинута в XYII веке. Считали, что применение сжатого воздуха способствует сдавлению сосудов, перераспределению крови из поверхностных сосудов в более глубокие ткани и улучшению их кровоснабжения.
Показано, что в барокамере при оксигенации растворимость кислорода возрастает.
Это физически растворенный кислород. При 3 ата восстанавливается нормальная артерио-венозная разница по кислороду, равная 6 об/%. Этого объема кислорода достаточно для нормального протекания метаболических процессов.
Согласно этой теории, кислород рассматривается как фармакологический агент. Если кислорода в крови много, то его достаточно и в клетке.
В ряде случаев гипероксемия (насыщение плазмы кислородом) не обеспечивает реакции, происходящие в клетке. При постоянном режиме оксигенации кислород в одних случаях оказывает положительный эффект, в других случаях он неэффективен, а иногда оказывает отрицательное действие.
Поэтому была выдвинута 4 -я теория – адаптационно-метаболическая теория ГБО (А.Н.Леонов).
Первая, адаптационная стадия, согласно этой теории является основой саногенеза (выздоровления).
Основные положения этой теории:
1. Гипербарический кислород рассматривается как естественный адаптогенный регулятор биодинамики клетки.
2. Гипербарический кислород вызывает стереотипные реакции адаптации благодаря его универсальным свойствам: стимулирующим, ингибирующим и заместительным.
3. Гипербарический кислород оказывает прямое, опосредованное и рефлекторное воздействие, проявляющееся специфическими и неспецифическими изменениями функции, метаболизма и структуры клетки соответственно метаболической целесообразности.
В действии гипербарического кислорода выделяют 3 механизма саногенеза:
1. Адаптационно-функциональные механизмы
2. Адаптационно-метаболические механизмы
3. Адаптационно-морфогенетические механизмы
Они касаются регуляторных и эффекторных (исполнительных) систем. В условиях ГБО повышается активность нейронов ЦНС, улучшается интегративная деятельность мозга, активируется система “гипоталамус-гипофиз-кора надпочечников”, стимулируется функция кислородных рецепторов, представленных адренорецепторами. В условиях ГБО происходит восстановление функциональных систем доставки кислорода к клетке (функции внешнего дыхания, сердечно-сосудистой системы, системы крови). Стимулируется вентиляционная способность легких, нормализуется сосудистый тонус и артериальное давление, повышается сократительная функция миокарда. Стимулируется гидремическая реакция (с участием антидиуретического гормона и кортикостероидов), восстанавливается объем циркулирующей крови.
Все эти механизмы делятся на:
Биоэнергетические механизмы адаптации
Эти механизмы проявляются повышением напряжения кислорода в артериальной крови. Усиливается экстракция кислорода из крови тканями, стимулируется митохондриальное окисление. Это способствует выработки энергии в виде АТФ, накоплению креатинфосфата.
Дезинтоксикационные механизмы адаптации
В микросомальном окислении и в процессах детоксикации играют роль оксигеназы, цитохром P-450 и кислород. Гипербарический кислород стимулирует обезвреживающую функцию печени, предотвращает накопление свободных радикалов в организме. Гипербарический кислород ингибирует реакции пероксидного окисления липидов, снижает накопление пероксидов. При воздействии ГБО тормозится развитие лактат-ацидоза в условиях гипоксии. Гипербарический кислород при накоплении в организме аммиака предупреждает развитие аммиачной интоксикации: аммиак превращается в менее токсичные продукты – мочевину и глутамин.
Микросомальное окисление Свободные
Аммиак ГБО2 Лактат
Глутамин Мочевина (каталаза, супер-
окисление липидов Пероксиды
Биосинтетические механизмы адаптации
Гипербарический кислород стимулирует образование ферментов, синтез сывороточных белков в печени, иммуноглобулинов. Кислород под повышенным давлением способствует синтезу информационной РНК, которая обеспечивает построение аминокислот, активирует ДНК, оказывая как прямое действие, так и опосредованное действие через ингибирование фермента ДНКазы. Гипербарический кислород стимулирует выработку в гипоталамусе рилизинг-факторов, способствует выработке нейропептидов, стероидных гормонов и нейромедиаторов (катехоламинов).
Ферменты Белки Иммуноглобулины
Рилизинг- Нейропептиды, Нейромедиаторы
факторы гормоны (катехоламины)
Ультраструктурный уровень адаптации: ГБО2 предупреждает возникновение гиперконтрактур саркомеров и снижает развитие фибрилляции сердца в 4 раза, способствует восстановлению содержания гликогена в печени и миокарде, предупреждает развитие белковой и жировой дистрофии печени.
Субклеточный уровень адаптации: ГБО2 уменьшает дезорганизацию внутриклеточных органелл, ретикулума клетки, способствует восстановлению функции митохондрий в кардиомиоцитах при шоке различного происхождения.
Клеточный уровень адаптации: ГБО2 активирует эритропоэз при острых постгеморрагических состояниях, увеличивает количество гепатоцитов в резецированной печени, способствует пролиферации лимфоидных клеток, повышает иммунный потенциал. Кислород под повышенным давлением предупреждает развитие некробиотических процессов во внутренних органах, стимулирует образование соединительной ткани в зоне раневого процесса, повышает резистентность мембран эритроцитов.
Таким образом, основой адаптационно-метаболической теории гипербарической оксигенации являются саногенетические механизмы действия кислорода под повышенным давлением, направленные на восстановление функционально-метаболических процессов в поврежденных органах и тканях.
История развития ГБО – всё о поколениях
Ознакомьтесь с самыми свежими скидками и спецпредложениями
Мы рекомендуем к установке на большинство автомобилей
Безопасно ли ГБО, некоторые работы, промо ролики
Несмотря на то, что нефть время от времени дешевеет, цены на топливо продолжают неуклонно расти. В поисках более дешевой альтернативы многие автолюбители переоборудуют свои транспортные средства на газ.
Со времени своего существования газобаллонное оборудование (ГБО), претерпело много изменений.
На сегодняшний день известно 5 поколений ГБО, однако следует учитывать, что первые три поколения по своим техническим и эксплуатационным характеристикам оставались далекими от совершенства.
Первыми, кто активно начал переоборудовать свои автомобили под газ, были водители маршрутных такси марки “Газель”.
Вслед за ними всё больше начали устанавливать ГБО и частные автовладельцы.
Хотя первые системы газового оборудования и были достаточно капризными, тем не менее экономия давала о себе знать.
Так как же развивалось ГБО и в чем заключается его эволюция?
Взглянув на ситуацию более объективно, то версий ГБО получается три. Именно в них имеются конструктивные различия. Тем не менее между этими конструкциями имеются промежуточные варианты.
Традиционной системой питания двигателя автомобиля считается бензиновая. Эта система также модифицировалась. Сперва были только карбюраторы. Затем инжекторы с распределительным впрыском и непосредственный впрыск.
Поколения ГБО также отличаются принципами подвода газа к силовому агрегату.
Как и у бензиновой системы у газовой также имеется свой “бак”. Его функцию выполняет баллон, устанавливаемый в багажнике или салоне.
После заправки баллона газ по запорной аппаратуре поступает к испарителю, объединенному с охладительной системой. В испарителе газ трансформируется в пар. Затем на его пути стоит редуктор, дозирующий впрыск. Дозировка осуществляется исходя из степени давления во впускном коллекторе двигателя.
В метановой системе при движении от испарителя к редуктору происходит прогрев газа.
В первом поколении газового оборудования испаритель и редуктор были выполнены в виде раздельных блоков. В более поздних версиях эти два узла стали монтировать в едином корпусе.
В редукторах первого поколения присутствовал вакуумный клапан. Его открытие происходило от появления во впускном коллекторе низкого давления (вакуума).
По этой причине первое поколение ГБО именовали “вакуумным”.
От вакуумного клапана через карбюратор или специальный смеситель смесь подавалась к коллектору. К слову смеситель также монтировался отдельным узлом.
Такую систему подачи газа сложно назвать идеальной. В данной конструкции газ на пути к камере сгорания должен преодолевать большое расстояние.
По этой причине у владельцев вакуумного оборудования возникали частые проблемы с запуском двигателя. Зачастую сложно было запустить непрогретый двигатель, поскольку вакуумное давление было слабым.
Из-за этого в вакуумную систему монтировали так называемый “подсос”. Благодаря ему производилась прямая подача газа к двигателю. При этом образование бензиновой смеси прекращалось.
Среди недостатков первого поколения ещё можно отметить разгерметизацию системы при длительной эксплуатации. Из-за этого при старте мотора происходили хлопки. Даже были случаи возгорания.
На тот момент это было настоящим техническим прорывом. У водителей появилась возможность выбора вида топлива. Для этого в кабине появилась специальная кнопка. С ее помощью можно переключать подачу бензина либо газа. Стал более облегченным “холодный” старт.
Благодаря своим изменениям, стало возможным использовать второе поколение ГБО на инжекторных двигателях.
Из недостатков второго поколения ГБО можно отметить изредка случающиеся хлопки, что создавало определенный дискомфорт при управлении автомобилем. Также эксплуатация второго поколения приводила к быстрому износу свечей.
В системе появился специальный контроллер, который снимал информацию с датчика кислорода. Исходя из этих данных контроллер определял, какое необходимо количество смеси для двигателя. Регулировка осуществлялась “шаговым” моторчиком.
Также на редукторе появился датчик температуры. Он блокировал работу ГБО при достижении редуктором необходимого нагрева. Все данные, необходимые для этой процедуры, прописаны в контроллере.
Третье ГБО стало соответствовать требованиям ЕВРО-2. Всё благодаря возможности получения информации с кислородного датчика.
К недостаткам третьего поколения можно отнести заторможенную реакцию газооборудования на изменения скоростного режима. Также оборудование медленно осуществляет регулировку состава газовой смеси.
Оборудование четвертого поколения еще можно назвать системой распределенного впрыска.
В редукторе поддерживается стабильное давление. На нем уже не лежит обязанность впрыска в коллектор. В данной версии ГБО для каждого цилиндра имеются газовые форсунки, к которым контроллера подводится отдельный шлейф. Команду форсункам на впрыск отдает контроллер.
Как и предыдущие версии ГБО четвёртое не обошлось без недочетов:
двигатель немного потерял мощность;
быстрый износ выпускных клапанов и их седел;
немного возрос расход топлива, поскольку исчезла возможность запуска непосредственно от газа.
Газ стал применяться не как в предыдущих версиях в качестве пара, а в жидком виде.
Газовый баллон был оборудован насосом для подачи топлива, схожим по принципу работы с бензиновым.
Благодаря этому в системе поддерживается постоянное давление.
Практика показала, что пятое поколение можно по праву назвать совершенной системой.
Среди ее преимуществ можно выделить следующие:
легкий запуск двигателя без использования бензина;
отсутствие необходимости подключения к системе охлаждения двигателя;
значительное уменьшение расхода газа, сравнимое с объемом расхода бензина;
применение пластиковых трубок и полное отсутствие шлангов;
прирост мощности автомобиля.
Несмотря на целый ряд преимуществ у пятого поколения ГБО имеются и свои индивидуальные недостатки.
Оборудование этой версии крайне требовательно к качеству газа. Проблема весьма актуальна для отечественных заправок, где имеется риск получить газ с различными примесями.
Система фильтрации оборудования не способна задержать эти примеси, что приводит к быстрому выходу из строя насоса для подачи газа.
Поскольку пятое ГБО рассчитано на работу только на пропан – бутане, использование в нем газа метан из-за его физических свойств становится невозможным.
простота в обслуживании;
малое количество оборудования.
На отечественном рынке данное поколение ГБО не появилось, однако в Европе уже приступили к его производству.
С полной уверенностью можно заявить, что газ становится альтернативой жидким видам топлива. Эксплуатация автомобиля на газу обходится в два раза дешевле при сохранении всех маневренных показателей. А если нет разницы, то стоит ли переплачивать.
Адаптационно-метаболическая концепция ГБО
- ГБО2 как адаптогенный и патогенный фактор
2. Адаптационная (защитно-приспособительная) стадия гипероксии как основа положительного клинического результата ГБО
2.1. Формы адаптации
- защитно-приспособительная – мобилизующее действие ГБО
- компенсаторная – заместительное действие ГБО
2.2. Типы адаптации
- функциональная, метаболическая, структурная адаптация
3. Механизмы адаптации в гипероксической среде
3.1. Пусковые механизмы действия гипербарического кислорода на клетку
- прямое действие: включение кислорода в электронотранспортные цепи митохондрий и эндоплазматического ретикулума
- опосредованное действие: через свободные радикалы биомолекул, сопряжённые метаболические пути
- рефлекторное действие: через нейрорецепторы
3.2. Виды действия гипербарического кислорода на клетку (организм)
- специфическое действие – обеспечение функции редокс- и антиредокс систем
- неспецифическое действие – мобилизация универсальных защитно-приспособительных процессов
3.3. Общие механизмы адаптации к гипероксии
4. Адаптационно-функциональные механизмы действия гипербарической оксигенации при патологии (угрожающие и критические состояния организма)
4.1. Регуляторные нейрогуморальные механизмы
– гипербарический кислород – неспецифический физико-химический раздражитель полирецепторных ассоциаций
– адренореактивные структуры кровеносных сосудов как кислородные рецепторы
– активность афферентных путей нейрогуморальных механизмов гипербарической оксигенации при шоке
активация афферентного звена кардиоваскулярного рефлекса
нормализация афферентной импульсации чревного нерва
– активность центральных звеньев нейрогуморальных механизмов ГБО
регуляторные влияния ЦНС на защитно-приспособительные механизмы при патологических процессах (шок, расстройства мозгового кровообращения и др.)
– эфферентные механизмы регуляции в условиях ГБО
изменение функции нейро-эндокринной системы
– реакции гипоталамо-гипофизарной системы на гипероксию
стимуляция биосинтеза нейрогормонов в супраоптическом и паравентрикулярном ядрах гипоталамуса
– реакции симпато-адреналовой системы на гипероксию
усиление секреции катехоламинов
4.2. Эффекторные механизмы
– реакции функциональных систем и органов – лёгочного дыхания, кровообращения, крови, печени, почек и др.
– восстановление функциональных характеристик нефронов при острой почечной недостаточности, острой сывороточной болезни
5. Адаптационно-метаболические механизмы гипербарической оксигенации при патологии (шок, инфаркт миокарда, ишемия головного мозга, гепатиты)
5.1. Биоэнергетические механизмы ГБО
- увеличение кислородной ёмкости дыхательной цепи митохондрий
- феномен притяжения электронов на кислород
- повышение напряжения кислорода в артериальной крови
- предупреждение угнетения клеточного дыхания в мозге, сердце, печени
- изменение динамики свободной энергии окислительно-восстановительных процессов
- повышение активности переносчиков электронов (НАД-зависимых дегидрогеназ, ФАД-зависимых дегидрогеназ, гемопротеидов – ЦХО)
- усиление окислительного фосфорилирования и выработки АТФ в клетках
5.2. Дезинтоксикационные механизмы ГБО
5.2.1. Свободнорадикальные реакции и ГБО
- активация ферментов – супероксиддисмутазы (СОД), пероксидазы (глютатиопероксидазы), каталазы
- участие в антирадикальных реакциях альфа-токоферола, мочевины, аминокислот, аскорбиновой кислоты и др. антиоксидантов
- использование интермедиатов кислорода в реакциях гидроксилирования биомолекул (детоксикации и биосинтеза)
- активация системы НАДФ.Н-цитохром Р-450 + О2 = детоксикация
- ингибирование свободнорадикальных реакций ПОЛ
- выведение из организма ксенобиотиков
5.2.2. Детоксикация аммиака и ГБО
- устранение аммонийного эндотоксикоза
- предупреждение сдвигов соотношения в ЦНС медиаторов возбуждения и торможения глутамат/ГАМК
5.2.3. Лактат-ацидоз и ГБО
- включение пирувата в процесс митохондриального окисления
- замедление скорости реакций анаэробного гликолиза
- активация аэробных фракций ЛДГ1,2 и ингибирование анаэробных ЛДГ4,5
5.3. Биосинтетические механизмы ГБО
6. Адаптационно-морфогенетические механизмы ГБО
6.1. Ультраструктурные элементы саногенеза
- предупреждение развития фибрилляции
- восстановление содержания гликогена в сердце, печени
- предупреждение процесса белковой дистрофии гепатоцитов
- предупреждение прогрессирования жировой дистрофии гепатоцитов
Загрузка...
