SINH LÝ BỆNH HÔ HẤP
5.7. ĐÓI OXY DO RỐI LOẠN HÔ HẤP TỂ BÀO
Hô hấp tế bào là giai đoạn cuối cùng của quá trình hô hấp. Đ ầu vào của nó gồm oxy và các chất dinh dưỡng chứa năng lượng. Cả hai đều do tuần hoàn đưa tới.
Đ ầu ra của nó gồm năng lượng (được tế bào sử dụng cho các hoạt động sống của mình), khí c o2, và nước
Như vậy, sản phẩm đầu vào và đầu ra của sự oxy hoá chất dinh dưỡng trong tế bào cũng giống như sự đốt cháy cáe chất hữu cơ trong không khí. Tuy nhiên, sự oxy hoá trong tế bào được thực hiện qua nhiều bước. Năng lượng được giải phóng dần dần dưới dạng ATP, mà không biến tất cả thành nhiệt. K h í C 02 trong hô hấp tế bào được tạo ra từ sự khử carboxyl của các acid hữu cơ (chủ yếu ở chu trình Krebs).
Chính chu trình này cũng cung cấp hydro mang năng lượng và kh i gặp oxy do hemoglobin của máu cung cấp thì tạo ra nước và năng lượng được giải phóng ra.
Quá trình hydro gặp oxy được một hệ thống enzym trong ty lạp thể của tế bào xúc tác, trải qua nhiều phản ứng, và cuối cùng m ới gặp oxy.
ị (1) R-COOH RH + C 02 (thải) T
(2) RH ■ằ H +
Ỷ
(3) 2H+ + c r ■ằ H 2Q (thải)
5.7.2. Các enzym chủ yếu
- Các enzym tách hydro (deshyrogenase) : có chức năng xúc tác phản ứng tách hydro (mang năng lượng) khỏi cơ chất; chủ yếu được thực hiện trong chu trình Krebs. Coenzym của chúng là FM N (flavin mononucleotid), FAD (fla vin adenin dinucleotid), N A D (nicotinam id adenin dinucleotid), NADP (nicotinam id adenin dinucleotid phosphat). Đây chính là các nhóm có khả năng tiếp nhận hydro từ cơ chất.
- Các enzym chuyển hydro : có chức năng xúc tác phản ứng chuyển hydro vừa tách ra từ cơ chất tớ i giai đoạn sau của quá trình hô hấp. Chúng cũng có các coenzym là FM N, FAD, NAD, NADP do vậy cũng có khả năng nhận hydro và sau đó chuyển giao cho bước sau. Hydro được ion-hoá (thành H+) và tách ra một điện tử : H+ được đưa tớ i oxy để tạo thành nước, còn điện tử được chuyển qua nhiều enzym khác, gọi là enzym chuyển điện tử
- Các enzym chuyển điện tử : rất nhiều, nhưng chủ yếu là các chất có tên cytochrom (a，b，c). Đó là những enzym có chứa sắt ở dạng oxy-hoá (Fe+++) và khi nhận điện tử nó trở thành sắt ở dạng khử (Fe++). Chính trong quá trình chuyển hydro và chuyển điện tử, năng lượng được giải phóng ra, một nửa tích vào ATP, còn nửa kia thành nhiệt (hiệu suất 〜50%).
5.7.3. R ối loạn hô hấp tế bào a) K h i th iế u cơ c h ấ t:
Có thể từ khâu cung cấp thiếu chất dinh dữỡng cho cơ thể, ví dụ trong suy dinh dưỡng, hạ đường huyết, suy kiệt cơ thể do khối u... Trường hợp này, dù cơ thể được cung cấp đủ oxy nhưng cường độ hô hấp tế bào cũng vẫn thấp. Cũng có thể thiếu cơ chất từ khâu muộn hơn, như trường hợp cơ chất có đủ ở máu nhưng không vào được tế bào (trong bệnh tiểu đường, trong trạng thái mất nước nặng...). Trường hợp cuối cùng liên quan đến cơ chất là rố i loạn hoạt động của chu trình Krebs, ví dụ kh i thiếu vitam in B ị hoặc nhiễm độc tế bào; do vậy không cung cấp được H+ cho chặng sau.
p b) G iảm hoạt tín h enzym hô hấp
- Giảm sản xuất các enzym hô hấp có thể xảy ra nếu cơ thể thiếu protein để tổng hợp phần apoenzym; nhưng hay gặp nhất là trường hợp giảm sản xuất các coenzym, mà thành phần quan trọng của chúng là các vitam in (nguồn duy nhất là từ thức ăn). Do vậy, một trong các cơ chế bệnh sinh của bệnh thiếu vitam in là làm giảm sản xuất các enzym tế bào, quan trọng nhất là các coenzym hô hấp.
- Thiếu vitam in 5； (thiam in) : vitam in này tham gia cấu tạo các coenzym của cocarboxylase có vai trò khử carboxyl (tạo ra C 0 2) từ acid pyruvic và acid (X- cetoglutaric. Thiếu vitam in này, các acid trên tồn đọng trong tế bào và chu trình Krebs quay chậm lại.
- Thiếu vitam in B2 (flavin) : nó là thành phần của các coenzym FM N và FAD.
Nếu thiếu, các enzym tách hydro và chuyển hydro sẽ giảm hoạt tính và làm xuất hiện nhiều triệu chứng đặc trưng cho bệnh.
- Thiếu vitam in p p (niacin) : nếu thiếu, các enzym có N A D và N A D P sẽ giảm hoạt tính.
- Thiếu vitam in Bỗ (pyridoxin) : đây là vitam in tham gia nhóm các nhóm cotransaminase, cocarboxylase, cokinureninase
- Thiếu sắt : khổng những gây giảm tổng hợp hemoglobin, m yoglobin (như đã biết) mà còn ảnh hưởng xấu tớ i các cytochrom trong chuỗi hô hấp tế bào.
- Ngộ độc tế bào : nhiều chất độc tác động lên hệ enzym hô hấp trong tế bào, khiến tế bào bị “ ngạt” mặc dù ở máu rất giàu oxy. Chẳng hạn, thuốc ngủ, thuốc mê, urethan ức chế hoặc làm tê liệ t các enzym tách hydro; cyanur, flu o rur ức chế các enzym vận chuyển hydro; còn oxyd carbon (CO), B A L (british anti-levusit), hydrosulfur, cyanur ức chế các enzym vận chuyển điện tửỗ Cơ chế chủ yếu gây chết do cuanur là ngừng hô hấp tế bào.
5.7.4. L iệ u pháp oxy Biện pháp thực hiện:
- Dùng “ lều” oxy : thực chất là tạo m ôi trường không khí giàu oxy ở quanh đầu bệnh nhân
- Đưa ống dẫn oxy vào trong m ũi
- Thở oxy nguyên chất qua một “ mặt nạ” .
Tuy nhiên, liệu pháp oxy có thể rẩt hiệu quả, cũng có thể hoàn toàn vô hiệu, tùy sự chỉ định đúng hay sai.
Trường họp đói oxy
- Trường hợp thiếu oxy khí quyển : liệu pháp oxy là hoàn toàn phù hợp cơ chế, đem lạ i 100% hiệu quả.
- Trường hợp giảm thông khí (do hạn chế hay tắc nghẽn): nếu dùng oxy nguyên chất thì nâng được mức thông khí lên 5 lần. V í dụ, m ột người suy thở m ỗi phút chỉ đưa vào phổi được 1/5 thể tích bình thường, rất cần chỉ định oxy nguyên chất (qua mặt nạ); nếu vẫn tự đưa vào phổi được 2/3 mức tối thiểu, chỉ cần dùng lều oxy là đủ.
- Trường hợp đói oxy do kém khuếch tán : có thể chỉ định liệu pháp oxy để tăng phân áp oxy ở phế nang. V í dụ từ 100 mmHg (bình thường) lên 600 mmHg (hoặc 800 mmHg). Như vậy hiệu số khuếch tán đang từ 60 m m Hg nay tăng lên 560 mmHg, có tác dụng bù đắp khiếm khuyết về diện tích và độ dày của màng khuếch tán.
- Trường hợp đói oxy do thiếu máu hay suy tuần hoàn: Liệu pháp oxy ít có giá trị, vì không phù hợp cơ chế. Tuy nhiên thở oxy nguyên chất sẽ làm tăng tỷ lệ oxy hoà tan trong huyết tương và nhờ vậy có thể bổ sung cho các mô khoảng 7-30% oxy;
đôi khi kéo dài sự sống để kịp áp dụng các cách điều trị đúng cơ chế. Nếu Hb bị khí c o chiếm giữ, thở oxy nguyên chất nhằm giải phóng Hb (bằng tranh chấp nồng độ).
- Nếu do rối loạn hô hấp tế bào: liệu pháp oxy là vô tác dụng, không đúng cơ chế.