Reglarea aportului de oxigen tisular, parametru homeostatie fundamental si de aparare la hipoxie, reprezinta o problema de fond a efortului fizic, a etii la altitudine si a unei patologii extinse.
Homeostazia oxigenului dizolvat in umori se realizeaza in sistem deschis intrucit aportul de oxigen este de provenienta externa, atmosferica. Senzorii sau receptorii pentru reglarea aportului se gasesc dispusi, in principal, in sistemul de intrare a oxigenului spre tesuturi, in segmentul arterial, fiind reprezentati de chemoreceptorii sino-carotidieni si cardio-aortici, precum si la iesire, unde produsul de meolism al oxigenului, bioxidul de carbon, actioneaza direct asupra centrului respirator.
Aprozionarea tesuturilor animalelor superioare cu oxigen este deci un proces homeostatic complex, reglat, cu caracter functional continuu, la care participa cel putin functiile de circulatie si respiratie, coordonate si integrate la toate nivelele de reglare ce se gasesc situate intre polul celular periferic si polul central, reprezentat de mecanismele de control neurale encefalice.
In prima etapa a expunerii la hipoxie, deficitul de oxigen actioneaza initial asupra zonei chemoceptive sino-carotidiene si, mai redus, asupra celei aortice, mai putin sensibila, precum si direct asupra unor neuroni din anumite zone ale formatiei reticulate. La un grad mai avansat exercita si efecte periferice directe asupra altor celule cum ar fi cele renale, cu eliberarea, in singe, de enzime lizozomale, cu actiune esterazica si pro-teazica.
Excitarea chemoceptiva sino-carotidiana prin oxigen si cea directa, nervos centrala, prin bioxid de carbon si meoliti anaerobi, produce seria de reflexe de compensare a deficitului de oxigen: respiratorii si circulatorii. Simultan, sub controlul nervos se produce o alta repartizare a singelui intre organe: creste debitul circulator cerebral si coronarian; are loc mobilizarea de eritrocite din splina si de reticulocite din maduva osoasa. Cresterea permeabilitatii capilare, ca urmare a activarii fibrinolizei si sistemului kininoformator, determina o trecere de lichid plasmatic in spatiile interstitiale, cu reducerea volumului plasmatic. Se realizeaza astfel poliglobulia imediata, relativa, de repartitie.
Excitarea directa, nervos centrala, din hipoxie are ca efect, printr-un mecanism neuro-umoral, un raspuns simpato-adre-nal, cu cresterea excretiei de catecolamine urinare si meoliti ai acestora.
Daca mecanismele de integrare a functiilor de circulatie si respiratie la diferite nivele sint astazi relativ binecunoscute, mecanismele integrative, prin care este reglata si controlata cantitatea de hemoglobina din singe si, corelat cu aceasta, numarul de eritrocite, cu rol principal in fixarea oxigenului pe singele transportor, sint mai putin clarificate. Este interesant ca, datorita unei observatii clinice a lui S t o h 1 m a n si col., din anul 1954, care excludeau reglarea nervoasa, si datorita faptului ca existenta hemopoetinei, denumita mai tirziu corect eritropoetina, in anii urmatori atentia cercetatorilor a fost orientata spre studiul factorului umoral de reglare a eritro-poezei.
In cercetarile asupra acestei probleme, incepute la Cluj, in anul 1954, Baciu, Pitea, Neumann, Dorofteiu (1957) si-au pus problema de" a verifica, experimental, utilizind modele si procedee tehnice adecvate acestui scop, mecanismele reglarii nervoase si umorale a eritropoezei si interdependenta lor. Cele mai multe cercetari s-au facut pe animale preparate cronic, utilizind hipoxia ca stimul adecvat al eritropoezei.
Rezultatele obtinute au demonstrat ca, la fel cu reglarea circulatiei si respiratiei, reglarea eritropoezei este integrata in cadrul functiei complexe ce asigura transportul oxigenului spre tesuturi, eritropoeza and, ca si circulatia si respiratia, si impreuna cu acestea, nivele multiple umorale si nervoase supraetajate de control, de la cel celular la cel nervos (. 84).
Astfel, daca la sobolani, prin sectionarea maduvei spinarii in zona cercala, se izoleaza centrii encefalici de periferie, animalele spinale, tinute in barocamera, la altitudinea simulata de 5000 m, o hipoxie ce determina in 7296 ore (34 zile) reticulocitoza si poliglobulie foarte semnificativa, nu reactioneaza in acest interval, ci prezinta activarea eritropoezei numai dupa 79 zile. Se demonstra astfel rolul sistemului nervos central in reactia eritrocitara la hipoxie.
In silirea localizarii receptorilor, prin care hipoxia informeaza sistemul nervos central, declansind raspunsul eritroci-tar, existau do experimentale pentru rolul zonei chemoceptive.
Reglarea nervoasa a fost edentiata de grupul nostru (B a-ciu, Dorofteiu, Rosenfeld, Tomus, 1960, 1964) la ciini cu izolare circulatorie cronica somato-cefalica. Provocarea reactiei de hipoxie ischemica cefalica, 8 ore zilnic, trei zile, prin compresiunea partiala a arterelor carotide comune, tuneli-zate in lambouri de piele, produce o reactie eritrocitara, cu cresterea progresiva a reticulocitelor, incepind cu a doua zi. Dupa denervarea sinusurilor carotidiene, hipoxia cefalica declanseaza la fel raspunsul eritrocitar, dar, dupa o latenta de trei zile. Raspunsul are intensitate marita, cu cresterea mai exprimata si mai durabila a eritropoetinei plasmatice.

Rezulta ca actiunea hipoxiei este atit chemoceptiva, pe cale reflexa, cit si direct centrala, asupra unor grupe neuronale, prin care declanseaza secretia de eritropoetina. Prin stimularea zonelor chemoceptive se declanseaza o serie de reflexe imediate de adaptare la hipoxie: hipertensiune, accelerarea pulsului, polipnee, reflex de cascat, intensificarea lansarii eritroci-telor si reticulocitelor din maduva. In lipsa adaptarii reflexe rapide, ca urmare a denervarii sino-carotidiene, aceeasi hipoxie hipobarica determina o mai activa si mai indelungata secretie de eritropoetina si o poliglobulie mai exprimata.
Localizarea centrilor nervosi, prin care se realizeaza cele doua mecanisme de adaptare la hipoxie: neuro-reflex (cu punct de plecare in zona chemoceptiva sino-carotidiana, declansator al marilor reflexe imediate respiratorii, circulatorii si stimulator al eritropoezei) si neuro-umoral (cu secretia consecutiva de eritropoetina, ale carui efecte in compozitia singelui periferic sint mai tardive) sint diferite, intrucit dupa denervarea sino-carotidiana persista raspunsul neuro-umoral (B a c i u si col. 1960), iar dupa stimularea electrica repetata a hipotalamu-sului in anumite zone, uneori, poliglobulia este insotita de cresterea titrului eritropoetinei circulante, alteori eritropoetina nu creste. Cu procedeele stereotaxice, prin stimulare electrica repetata timp de mai multe zile, la iepuri, Hal vor sen (1961) localizeaza, in hipotalamusul posterior, formatiile neuronale prin care se declanseaza secretia de eritropoetina, in timp ce Mirand si col. (1964), la maimute si sobolani, obtin rezultate similare, in urma stimularii hipotalamusului anterior.
Inervatia bogata a maduvei osoase, interesind atit structurile vasculare cit si grupele de celule hematopoetice, sprijina si sub raport morfologic conceptul reglarii nervoase directe (Calvo, 1967).
Cu procedee stereotaxice, utilizind electrode bipolare, s-au provocat leziuni simetrice la sobolani in hipotalamusul anterior, posterior, formatia reticulata mezencefalica si formatia reticulata bulbara (Baciu, Soltuz, Stoica, Raducanu, 1965), si in continuare, animalele au fost expuse la hipoxie 96 ore, urmarindu-se, in ziua a 4-a si a 5-a, raspunsul eritro-citar (. 85). Distrugeri in formatia reticulara mezencefalica nu influenteaza acest raspuns. Distrugerile in hipotalamusul anterior reduc mai putin raspunsul reticulocitar si impiedica pe cel eritrocitar. Leziunile bilaterale in hipotalamus, in substanta cenusie periventriculara si in regiunea mamilara si supramamilara, simultan cu alte tulburari functionale profunde, blocheaza raspunsul la hipoxie. Rezultate similare se obtin prin distrugerea formatiei reticulate bulbare din vecinatatea centrului respirator. in cursul ascensiunii simulate in camera de decompresiune, sobolani, cu electrode imtate cronic in hipotalamusul anterior si bulb, prezinta, paralel cu ascensiunea, modificari electrice caracteristice stimularii acestor zone prin hipoxie.
Cercetarile efectuate pina in prezent nu pot preciza sediul celor doua mecanisme reglatorii in trunchiul cerebral si hipo-talamus.
In concluzie, rezulta ca, in serciul transportului de oxigen, formarea si lansarea eritrocitelor din maduva osoasa sint procese biologice complexe, integrate functional la diferite nivele. Hipoxia, stimulul specific al eritropoezei, actioneaza, chimio-ceptiv sino-carotidian, direct asupra centrilor hipotalamici si ai trunchiului cerebral, precum si periferic asupra unor anumite celule.
Sub actiunea stimularii reflexe chimioceptive sino-caroti-diene se declanseaza raspunsuri reflexe rapide imediate: circulatorii, respiratorii, de spleno-contractie si de lansare a re-ticulocitelor din maduva osoasa.
Prin actiunea directa, nervos centrala, a stimulului hipoxie, centrii nervosi vegetati superiori; pe calea eferentelor medulare, determina eliberarea de eritropoetina.* Dupa o latenta do 35 zile, in care celula susa se transforma, sub influenta hormonului eritropoetic, in proeritroblast si apoi in elemente tot mai maturate ale seriei rosii, apare reticulocitoza si poliglo-bulia periferica.
Mecanismul neuro-umoral include si formarea de eritropoetina pe cale enzimatica (Baciu, Dorofteiu, Olteanu, Pavel, Danieli o, 1973). Sub influenta unei hipoxii avansate si de durata, chiar in lipsa sistemului nervos si a rinichilor, anumite celule pot elibera enzime eritropoetinoformatoare. In asemenea conditii eritropoetina apare, dupa o latenta mai mare. in cantitati mai reduse.
Poliglobulia, din cursul adaptarii la hipoxie, marind capacitatea de fixare si transport a oxigenului de catre singe, reduce semnificativ accelerarea respiratorie la animalele adaptate, daca sint expuse la hipoxia in trepte. Animalele adaptate raspund la hipoxia in trepte printr-o mai prompta accelerare respiratorie, la progresiunea hipoxiei (Baciu, Stoica si col.).
Intre modificarile celulare prin care se realizeaza adaptarea la hipoxie in a doua etapa sint importante cresterea difosfo-gliceratului in eritrocite, cresterea mioglobinei musculare si proliferarea capilarelor in unele organe. S-a descris si cresterea capilarizarii muschilor, a retinei si a creierului. impreuna cu Derevenco si Pavel (1973) am aratat, prin masurari cu Rb86, cresterea irigatiei maduvei osoase sub actiunea hipoxiei si a eritropoetinei. Prin cresterea difosfogliceratului este facilitata disocierea oxihemoglobinei in capilare. Cu dezvoltarea acestor modificari fizico-chimice si enzimatice tisulare, organismul trece din etapa reactiei de solicitare, in cea de adaptare.Intreruperea antrenamentului sportilor produce o anemie relativa datorita inhibarii eritropoezei, ca urmare a hiperoxiei (M. Dorofteiu).
Cunoasterea mecanismelor homeostatice ale oxigenului si de adaptare la hipoxia ambianta si tisulara prezinta importanta teoretica si aplicativa pentru patologia circulatiei, a respiratiei si a functiei sanguine de fixare, transport si cedare a oxigenului.
Prevenirea, corectarea hipoxiilor, precum si extinderea limitei de adaptare la hipoxie, in practica chirurgicala, la subiectii ce traiesc la mare altitudine, in nagatia aeriana si astronautica, in eforturi de intensitate, pentru fat si nou-nas-cut, intra- si post-partum si in cursul nasterii, reprezinta probleme de rezolvat ce justifica necesitatea cunoasterii mecanismelor de control ale aportului de oxigen si ale adaptarii la hipoxie.In conceptul homeostaziei aportului de oxigen, socul de orice natura apare ca o insuficienta a unuia sau mai multor sisteme homeostatice, in serciul asigurarii constantei Oz, a acestui important factor al mediului intern. in socul neprogresiv, altadata numit compensat, o parte a mecanismelor de reglare inca functionale, intens solicitate, sint in masura sa mai asigure homeostazia oxigenului. In socul progresiv se realizeaza prin insuficienta mecanismelor homeostatice un cerc cios in reglarea cardio-vasculara care genereaza o datorie de oxigen in progres. Cind deficitul de oxigen neacoperit pentru 1 kg tesut depaseste 120 ml 02 socul dene ireversibil. Chiar daca se resileste presiunea arteriala si debitul cardiac, circulatia nu se corecteaza durabil si moartea surne in urmatoarele minute sau ore.