Определение предмета исследования

Энергетический обмен в биохимической литературе обычно определяют как совокупность ферментативных реакций, в ходе которых потенциальная энергия пищевых веществ (главным образом углеводов, жиров и белков) высвобождается в форме, пригодной для выполнения работы [36]. Более 90 % этой энергии высвобождается в ходе аэробных, то есть зависимых от молекулярного кислорода, процессов [36, 64]. Поэтому доставка кислорода из атмосферы в клетки, равно как и удаление из организма конечных продуктов биологического окисления, могут рассматриваться как неотъемлемая часть энергетического обмена. С учётом этого, в настоящем исследовании энергетический обмен понимается в широком смысле - как совокупность процессов, обеспечивающих высвобождение потенциальной энергии нутриентов для осуществления энергозатратных физиологических функций. 42-60 % свободной энергии идёт на синтез АТФ, 15-33 % - на активный транспорт, около 25 % - на тепло [64].

Массопереносом кислорода в организме называется совокупность процессов переноса молекулярного кислорода из атмосферного воздуха в митохондрии. В функциональных системах организма, обеспечивающих массоперенос кислорода, условно выделяют несколько звеньев. Первое звено составляют кондуктивная и транзиторная зоны лёгких - дыхательные пути, где при вдохе кислород с воздушным потоком движется по направлению к альвеолам. Второе звено составляет респираторная зона лёгких - альвеолярные ходы и альвеолы. В третьем звене - лёгочных капиллярах - происходит насыщение крови кислородом. Четвёртое звено представлено сосудистой системой с кровью, движущейся благодаря сердечной деятельности от лёгких к сердцу, от него к тканям и несущей к ним кислород. Пятое звено образовано сетью капилляров в тканях, тканевыми жидкостями, в которых совершается обмен газов между кровью капилляров и клетками. В шестом звене - в клетках - происходят собственно утилизация кислорода, образование углекислоты и воды.

В организме млекопитающих массоперенос газов обеспечивается различными физическими и химическими процессами; принудительной конвекцией, простой и облегчённой диффузией, химической ассоциацией и диссоциацией [14].

При коме вообще, при коме, вызванной веществами седативно-гипнотического действия и при барбитуратной коме, в частности, энергетический обмен понижен. Об этом прямо свидетельствуют снижение основного обмена [96, 104, 106, 111, 158, 141] и температуры тела [169] в начальном периоде интоксикации барбитуратами. О снижении энергетического обмена при коме косвенно свидетельствует и торможение энергозатратных функций организма - мышечной активности, электрической активности мозга [19, 127, 141, 165, 176], процессов активного транспорта в почках [117, 131].

Одним из параметров гомеостазиса, имеющим важное значение для исхода комы, является температура тела. С одной стороны, её снижение, тормозя (в соответствии с правилом Вант-Гофа) энергозатратные функции организма и уменьшая его потребность в энергии, может тормозить развитие энергетического дефицита [69]. С другой стороны, снижение температуры тела человека до менее чем 30 ºС считается несовместимым с жизнью [75]. Это может быть связано с тем, что правило Вант-Гофа распространяется и на процессы ресинтеза АТФ, тормозимые в условиях гипотермии.

Возможны две причины снижения уровня энергетического обмена при барбитуратной коме: (1) уменьшение потребности организма в энергии; (2) уменьшение способности организма удовлетворить свою потребность в энергии (такое состояние обозначим как энергетический дефицит). Эти причины - не взаимоисключающие, то есть снижение потребности в энергии и неспособность эту потребность удовлетворить могут иметь место одновременно. Проблема же заключается в том, чтобы выяснить, что меньше: потребность в энергии при барбитуратной коме (то есть количество высвобождаемой организмом за единицу времени энергии, достаточное для поддержания в совместимом с жизнью диапазоне значений основных гомеостатических параметров), или максимальная мощность энергетического обмена (то есть максимальное количество энергии, которое пребывающий в коме организм способен извлечь за единицу времени из органических молекул).