В процессе эволюционного развития организмы приобрели эффективный способ получения энергии – биологическое окисление. У человека и высших животных окислительные реакции, протекающие с участием кислорода, - преимущественный источник энергии.
В течение многих лет для обозначения состояния кислородного голодания организма использовался термин «аноксия», этиологический смысл которого - недостаточное содержание кислорода в крови (ан – лишение, оксиген – кислород и емия – кровь). Позже вместо него стали пользоваться более удачным термином «гипоксия» (hypoxia, от греч. hypo – под). В настоящее время гипоксией (кислородной недостаточностью) называют состояние, наступающее в организме при неадекватном снабжении тканей и органов кислородом или при нарушении утилизации в них кислорода в процессе биологического окисления.
Поскольку происхождение и динамика кислородного голодания протекает по различной схеме, выделяют значительное число типов гипоксии [1]. Развитие ее классификаций, отражающее успехи изучения нарушений доставки, переноса и утилизации кислорода в тканях, позволяет терминологически правильно обозначать формы гипоксии и дает общее представление о причинах развития кислородной и энергетической недостаточности в организме. Ранние классификации построены на принципе дефектности гемоглобина как переносчика кислорода. В классификации, предложенной И.Р. Петровым (1949), предусматриваются также экзогенные и дыхательные виды гипоксии. В более поздних классификациях видов гипоксий, в частности, по А.З.Колчинской (1979), учитывались как внешние, так и внутренние изменения, происходящие на всех этапах доставки и использования кислорода [1].
Экзогенная гипоксия возникает при недостатке кислорода в окружающей среде, в результате снижается РО2 (парциальное давление кислорода) альвеолярного воздуха и артериальной крови. Вследствие возникающей защитной реакции гипервентиляции легких наряду с артериальной гипоксией имеет место гипокапния и может проявляться газовый алкалоз.
Экзогенную гипоксию, в зависимости от изменений факторов окружающей среды, делят на три подкласса:
- гипоксическую,
- гипероксическую,
- экологическую.
По другой классификации экзогенную гипоксию делят на гипобарическую и нормобарическую.
Гипобарическая экзогенная гипоксия возникает главным образом при подъеме на высоту (Высотная болезнь, Горная болезнь), когда снижается общее атмосферное давление и, соответственно, падает парциальное давление кислорода. Нормобарическая экзогенная гипоксия развивается при нормальном общем барометрическом давлении, но сниженном парциальном давлении кислорода во вдыхаемом воздухе, например при нахождении в небольших замкнутых помещениях, работах в шахтах, колодцах, при неисправностях систем кислородообеспечения в кабинах летательных аппаратов, подводных лодках. Патогенетической основой экзогенной гипоксии является артериальная гипоксемия, т.е. уменьшение напряжения кислорода в плазме артериальной крови, приводящее к недостаточному насыщению гемоглобина кислородом и снижению его содержания в крови. Дополнительное отрицательное влияние на организм может оказывать также гипокапния, нередко развивающаяся при гипоксии в результате компенсаторной гипервентиляции легких и приводящая к ухудшению кровоснабжения головного мозга, сердца, нарушениям электролитного баланса и алкалозу.
В случае нарушения работы газотранспортных систем и системы биологического окисления возникает эндогенная гипоксия, которая может быть нескольких типов [26]:
1) дыхательная (респираторная) гипоксия возникает в результате нарушения газообменной функции легких при нормальном РО2 в атмосферном воздухе, например, при отеке легких, пневмониях и др.;