Научная статья на тему 'Функция внешнего дыхания у больных ишемической болезнью сердца в сочетании с хронической обструктивной болезнью легких'

Функция внешнего дыхания у больных ишемической болезнью сердца в сочетании с хронической обструктивной болезнью легких Текст научной статьи по специальности «Клиническая медицина»

CC BY
614
58
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ИШЕМИЧЕСКАЯ БОЛЕЗНЬ СЕРДЦА / CORONARY HEART DISEASE / ФУНКЦИЯ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ / RESPIRATORY FUNCTION

Аннотация научной статьи по клинической медицине, автор научной работы — Клинкова Ася Станиславовна, Каменская Оксана Васильевна, Караськов Александр Михайлович

Исследована функция внешнего дыхания (ФВД) методом бодиплетизмографии и эффективность легочного газообмена с учетом коэффициента использования кислорода (КИО 2) у 73 больных ишемической болезнью сердца (ИБС) и у 51 пациента с ИБС в сочетании с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Оценено состояние ФВД у больных ИБС и у пациентов с ИБС в сочетании с ХОБЛ. У больных ИБС в сочетании с ХОБЛ на фоне значительного снижения бронхиальной проводимости выявлено снижение эффективности легочной вентиляции (КИО 2 снижен на 24% от нормы). У больных ИБС без ХОБЛ выявлено умеренное снижение резервов ФВД с сохранением эффективности легочной вентиляции на оптимальном уровне.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по клинической медицине , автор научной работы — Клинкова Ася Станиславовна, Каменская Оксана Васильевна, Караськов Александр Михайлович

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Respiratory function in patients with coronary heart disease in combination with chronic obstructive pulmonary disease

The objective of the study was to assess the state of respiratory function (RF) in patients with CHD and in patients with CHD combined with COPD. Also evaluated was the efficiency of pulmonary gas exchange, while taking into account the oxygen-utilization coefficient (OUC). RF was investigated in 73 patients with coronary heart disease (CHD) and in 51 patients with CHD combined with COPD by means of a bodyplethysmography approach. In patients with CHD and COPD there was a significant reduction of the efficiency of pulmonary ventilation (OUC decreased by 24% as compared to the normal value) against a background of bronchial conductivity. The patients with CHD without COPD showed a moderate decrease in RF reserves, with the effectiveness of pulmonary ventilation maintained at an optimal level.

Текст научной работы на тему «Функция внешнего дыхания у больных ишемической болезнью сердца в сочетании с хронической обструктивной болезнью легких»

А.С. Клинкова, О.В. Каменская, А.М. Караськов

Функция внешнего дыхания у больных ишемической болезнью сердца в сочетании с хронической обструктивной болезнью легких

ФГБУ «ННИИПК им. акад. Е.Н. Мешалкина» Минздрава России, 630055, Новосибирск, ул. Речкуновская, 15, journal@meshalkin.ru

УДК 616.127-005.4:61624 ВАК 14.01.26

Поступила в редколлегию 29 апреля 2014 г.

© А.С. Клинкова, О.В. Каменская, А.М.Караськов, 2014

Исследована функция внешнего дыхания (ФВД) методом бодиплетизмографии и эффективность легочного газообмена с учетом коэффициента использования кислорода (КИО2) у 73 больных ишемической болезнью сердца (ИБС) и у 51 пациента с ИБС в сочетании с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ). Оценено состояние ФВД у больных ИБС и у пациентов с ИБС в сочетании с ХОБЛ. У больных ИБС в сочетании с ХОБЛ на фоне значительного снижения бронхиальной проводимости выявлено снижение эффективности легочной вентиляции (КИО2 снижен на 24% от нормы). У больных ИБС без ХОБЛ выявлено умеренное снижение резервов ФВД с сохранением эффективности легочной вентиляции на оптимальном уровне.

Ключевые слова: ишемическая болезнь сердца; функция внешнего дыхания.

Сочетанные соматические болезни -одна из актуальных проблем современной медицины [1]. Общность факторов риска позволяет отнести сочетание ишемической болезни сердца и хронической обструктивной болезни легких к типичным примерам сочетанной кардиореспираторной патологии, часто встречающейся в клинической практике [2]. Внедрение в клиническую практику новых методов исследования позволило установить, что хронические неспецифические заболевания легких следует рассматривать как фактор, повышающий риск развития ИБС в 2-3 раза. Сочетаемость ишемической болезни сердца и ХОБЛ, по данным различных исследований, у лиц старших возрастных групп достигает 62%, а 15-летняя выживаемость таких пациентов составляет не более 25% [3].

В связи с высокой частотой встречаемости больных ишемической болезнью сердца в сочетании с ХОБЛ, приводящей к взаимному отягощению сочетанной патологии, изучение функционального состояния кардиореспираторной системы у этой категории больных представляется наиболее актуальным. Цель нашего исследования -оценка особенностей состояния функции внешнего дыхания (ФВД) у больных ишемической болезнью сердца, а также у пациентов с ИБС в сочетании с хронической обструктив-ной болезнью легких.

Материал и методы

Обследовано 124 пациента с ИБС, стенокардией напряжения (СН) II-III функционального класса (ФК) по Канадской классификации, хронической сердечной недостаточностью (ХСН) I-IV ФК по Нью-Йоркской классификации (NYHA), у которых, по данным коронарографии, регистрировались хирургически значимые стенозы двух и более магистральных ветвей коронарной артерии. Средний возраст пациентов - 58,0±0,89 года (от 49 до 66 лет). Общую группу составили 102 (82%) мужчины и 22 (18%) женщины.

Критерии включения: ИБС, СН II-III ФК, ХОБЛ II и III стадии в период ремиссии.

Критерии исключения: врожденные и приобретенные пороки сердца, бронхиальная астма, прием пероральной стероидной терапии, наличие сахарного диабета.

Исследование ФВД проводили на компьютерном бодиплетизмографе «Master Screen Body» (Германия). Метод бодиплетизмографии позволяет провести более точную дифференциальную диагностику обструк-тивных и рестриктивных изменений в брон-холегочной системе посредством анализа структуры статических объемов и эластических свойств легких. Исследование осуществляли в соответствии с критериями Американского торакального общества [4].

Таблица 1

Клинико-функциональная характеристика больных ИБС и больных ИБС в сочетании с ХОБЛ

Сопутствующая патология I группа II группа

Хроническая СН, ФК, n (%)

I 21 (28) 16 (31)

II 48 (65) 31 (60)

III—IV 5 (7) 2 (4)

Артериальная гипертензия, n (%) 52(71) 34 (67)

Постинфарктный кардиосклероз, n (%) 45 (62) 29 (56)

Нарушения ритма, n (%)

фибрилляция предсердий 14 (19) 9 (18)

желудочковая экстрасистолия 16 (22) 12 (24)

атриовентрикулярная блокада 2 (3) 0 (0)

Проанализированы следующие показатели: бронхиальное сопротивление (БС); остаточный объем легких (ООЛ); общая емкость легких (ОЕЛ); ЖЕЛ - жизненная емкость легких на вдохе, максимальное количество воздуха, которое можно вдохнуть после полного глубокого выдоха; ФЖЕЛ - форсированная жизненная емкость легких, изменение объема легких в результате максимально интенсивного, быстрого форсированного выдоха, выполняемого после полного глубокого вдоха; ОФВ 1 - объем форсированного выдоха за первую секунду - та часть жизненной емкости легких, которая выдыхается за первую секунду после начала форсированного выдоха; МОС 25 - максимальная объемная скорость в момент выдоха 25% форсированной жизненной емкости легких; МОС 50 - максимальная объемная скорость в момент выдоха 50% форсированной жизненной емкости легких; МОС 75 - максимальная объемная скорость в момент выдоха 75% форсированной жизненной емкости легких. Анализировался минутный объем дыхания (МОД, л/мин), характеризующий легочную вентиляцию - количество воздуха, вентилируемого в легких за 1 мин (произведение частоты дыхания на дыхательный объем). С помощью газоанализатора на приборе «Oxycon Pro» (Германия) регистрировалось потребление кислорода в покое и оценивалась эффективность легочного газообмена: коэффициент использования кислорода (КИО2, мл/л) - отношение поглощенного О2 (в мл/ мин) к минутному объему дыхания (МОД) (в л/мин). С помощью пульсоксиметра BCI 3304 Oximeter (Smiths medical, UK) измеряли артериальную оксигенацию (%).

Фиксировались как абсолютные значения вышеперечисленных показателей, вы раженные в л итрах или в л итрах в секунду для потоковых показателей, так и фактические значения показателей, выраженные в процентах к нормативу для соответствующего возраста, роста и пола.

Анатомо-функциональные параметры правых и левых отделов сердца регистрировались методом трансторакальной эхокардиографии по стандартной методике [5]. Для анализа использовали следующие данные: конечный диастолический размер (КДР, см), конечный диастоличес-кий объем (КДО, мл), фракция выброса (ФВ, %) правого и левого желудочков сердца (ПЖ, ЛЖ). Анализировался

конечный диастолический размер правого желудочка (КДР ПЖ.) Фиксировали показатели среднего давления в легочной артерии (СрДЛА, мм рт. ст. ).

Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием программного пакета Statistica 6.1 (США). Распределение признаков имело нормальный характер. Данные представлены в виде среднего значения ± ошибка среднего (M±m). Для определения статистической значимости различий применяли t-критерий Стьюдента. Для оценки взаимосвязи признаков применяли корреляционный анализ по Пирсону. Для всех проведенных анализов различия считали достоверными при уровне значимости p<0,05, где минимальная достоверность различий составила 95%.

Результаты

В зависимости от наличия сопутствующего заболевания бронхолегочной системы все пациенты были разделены на две группы: I группа (73 чел.) - больные ИБС, II группа (51 чел.) - больные ИБС с сопутствующей ХОБЛ. Диагноз ХОБЛ ставили на основании предложений, представленных программой «GOLD» в 2004 г. [6]. Более 50% пациентов обеих групп были с ХСН II ФК по Нью-Йоркской классификации. Наличие постинфарктного кардиосклероза в обеих группах также составило более 50% (табл. 1).

Во II группе пациентов средняя длительность ХОБЛ составила 7,5±5,6 года. По данному поводу больные получали базисную терапию (антихолинергические препараты).

По данным эхокардиографии, у больных I группы СрДЛА составило 16,5±1,81 мм рт. ст. У больных II группы отмечено увеличение СрДЛА до 24±2,91, что статистически значимо выше, чем в I группе. Сократительная способность миокарда ЛЖ и ПЖ в I группе составила 61,4±5,32 и 59±5,43, во II группе - 63,4±4,56 и 57±3,73 без достоверных отличий между группами (p>0,05). Размеры и объемы ЛЖ в обеих группах не увеличены. КДР ПЖ во II группе больных составил 2,7±0,49, в I группе - 2,2±0,86, без статистически значимых отличий (p>0,05).

Как видно из табл. 2, у больных ИБС и ХОБЛ (II группа) по сравнению с пациентами с ИБС без сопутствующей ХОБЛ

Таблица 2

Показатели функции внешнего дыхания у больных ИБС и у больных ИБС в сочетании сХОБЛ

Показатель I группа II группа Достоверность различий

БС в покое, кРа*5 0,9±0,07 1,6±0,09 р<0,05

БС, % от должных величин 78,5±2,70 145 ±3,10 р<0,05

ООЛ, л 2,6±0,11 3,8±0,14 р<0,05

ООЛ, % от должных величин 105,7 ±2,40 155,3 ±3,60 р<0,05

ОЕЛ, л 6,8±0,20 6,7±0,22 р>0,05

ОЕЛ, % от должных величин 101,3±2,70 98,2±2,70 р>0,05

ЖЕЛ, л 3,1 ±0,12 3,0±0,12 р>0,05

ЖЕЛ, % от должных величин 97,2±3,56 95,0±3,41 р>0,05

ФЖЕЛ, л 3,1 ±0,23 2,5±0,10 р<0,05

ФЖЕЛ, % от должных величин 99,7±2,60 80,1 ±2,10 р<0,05

ОФВ, л 2,9±0,10 2,1 ±0,14 р<0,05

ОФВ 1, % от должных величин 99,8±3,60 76,5±5,18 р<0,05

(ОФВ 1/ФЖЕЛ)% 84,7±1,89 75,8±3,39 р<0,05

МОС 25, л/с 5,4±0,65 3,1 ±0,29 р<0,05

МОС 25, % от должных величин 78,5±4,55 53,5±4,80 р<0,05

МОС 50, л/с 2,9±0,20 1,7±0,23 р<0,05

МОС 50, % от должных величин 72,0±4,70 43,3±5,68 р<0,05

МОС 75, л/с 0,8±0,07 0,5±0,06 р<0,05

МОС 75, % от должных величин 61,4±4,03 31,4±3,84 р<0,05

(I группа) отмечены достоверно более низкие динамические объемы легких, характеризующие проходимость воздухоносных путей (ФЖЕЛ, ОФВ 1, МОС 25, МОС 50, МОС 75) (р<0,05). При этом в I группе средние показатели ФЖЕЛ и ОФВ 1 в % к должным величинам были в пределах нормы для соответствующего возраста, роста и пола, а показатели бронхиальной проводимости при форсированном выдохе по крупным, средним и мелким бронхам - МОС 25, МОС 50, МОС 75 умеренно снижены. Во II группе показатели ФЖЕЛ и ОФВ 1 умеренно снижены - в среднем на 20,0 и 23,5%, а бронхиальная проводимость значительно снижена по всем видам бронхов. На фоне увеличенного БС в покое и снижения бронхиальной проводимости при форсированном выдохе у больных II группы зафиксировано статистически значимое увеличение ООЛ, что может указывать на наличие невентилируемых, но наполненных воздухом участков легких - эмфизематозных «воздушных ловушек», приводящих к снижению полезного объема легких.

Таким образом, у больных ИБС на фоне основного заболевания формируются нарушения ФВД в виде умеренного снижения бронхиальной проводимости на уровне всего бронхиального дерева. У больных ИБС в сочетании с ХОБЛ выявлены более выраженные изменения ФВД с нарушением бронхиальной проходимости в трахее и крупных бронхах (снижение ОФВ 1) и значительным снижением бронхиальной проводимости на всех уровнях бронхов. Возрастание сопротивления нижних отделов респираторного тракта приводит к легочной гиперинфляции - повышению воздушности легочной ткани. В итоге легочная гиперинфляция приводит к увеличению давления в легочной артерии, что отражено в нашем исследовании.

В табл. 3 представлены показатели, отражающие эффективность легочной вентиляции у пациентов обеих групп. Интегральным параметром оценки функциональных резервов ФВД помимо показателя ОФВ1 является КИО2. Величина данного параметра ниже 35 мл/л отражает нарушение эффективности легочной вентиляции. У больных I группы, несмотря на умеренно выраженную гипервентиляцию, регистрировались нормальные значения КИО2 за счет компенсаторного увеличения потребления кислорода. Увеличение МОД у этой категории пациентов было преимущественно за счет повышения дыхательного объема. Частота встречаемости гипервентиляции в данной группе не превышала 50%. Во II группе больных дополнительная нагрузка на аппарат дыхания на фоне бронхиальной обструкции приводит к увеличению напряжения адаптационных механизмов с целью поддержки оптимального газообмена. В итоге у пациентов зафиксировано значительное увеличение МОД, при этом компенсаторное увеличение потребления кислорода не обеспечивает адекватной легочной вентиляции - КИО2 снижен на 24% от нормы.

Увеличение МОД в этом случае развивалось в основном за счет увеличения частоты дыхательных движений. Частота встречаемости гипервентиляции во II группе составила 68%. Артериальная оксигенация у пациентов II группы соста вила в среднем 94±3,22%, в I груп пе - 96±2,18%.

Проведя корреляционный анализ, выявили, что у больных I и II групп с увеличением возраста происходит снижение абсолютных показателей, отвечающих за проходимость в крупных бронхах - ОФВ 1 (г = -0,52; р<0,05) и (г = -0,48; р<0,05) и в мелких бронхах - МОС 25 (г = -0,49; р<0,05) и (г = -0,43; р<0,05).

Таблица 3

Эффективность легочной вентиляции у больных ИБС и у больных ИБС в сочетании с ХОБЛ

Показатель I группа II группа Достоверность различий

Потребление кислорода, мл/мин 249±5,81 315±7,21 р<0,05

Потребление кислорода, % от должных величин 114±3,54 143±4,9,04 р<0,05

Частота дыхания, кол-во дыхательных движений/мин 16±1,14 23±1,71 р<0,05

Дыхательный объем, мл 479±7,16 436±8,13 р<0,05

Дыхательный объем, % от должных величин 125±4,21 110±4,53 р<0,05

Минутный объем дыхания, л/мин 7,1±1,12 10,29±1,25 р<0,05

Минутный объем дыхания, % от должных величин 119±3,14 180±5,65 р<0,05

Коэффициент использования кислорода, мл/л 35,1±1,14 26,4±1,26 р<0,05

Коэффициент использования кислорода, % от должных величин 100,2±3,22 75,4±2,16 р<0,05

Фракция выброса ЛЖ в I и II группах обратно взаимосвязана с дыхательным объемом в процентах от нормы (г =-0,36; р<0,05) и (г =-0,42; р<0,05), а также с МОД в процентах от нормы (г = -0,41; р<0,05) и (г = -0,42; р<0,05) соответственно. Во II группе больных регистрировалась обратная корреляционная связь между СрДЛА и ОФВ 1 (г = 0,55), (р<0,05), МОС 75 (г = 0,57), (р<0,05). Бронхиальное сопротивление взаимосвязано с показателем гиперинфляции легких - ООЛ (г = 0,52), (р<0,05).

Обсуждение

Совместное течение ИБС и ХОБЛ подчиняется закону взаимного отягощения [7]. Такому течению сочетанной патологии способствуют определенные патогенетические факторы. Развитие обструкции дыхательных путей при ХОБЛ приводит к снижению форсированных экспираторных потоков, что отражено в нашем исследовании в виде снижения бронхиальной проводимости на уровне крупных и мелких бронхов. Возрастание бронхиального сопротивления приводит к легочной гиперинфляции (увеличение ООЛ), что в свою очередь способствует увеличению давления в легочной артерии. Развивающаяся при ХОБЛ гипоксия и ее компенсаторные механизмы (эритроцитоз, тахикардия) способствуют еще большему повышению потребности миокарда ЛЖ в кислороде в условиях недостаточной оксигенации крови при коронарном атеросклерозе и ухудшения микроциркуляции [8]. Длительная работа сердца в таких условиях приводит к развитию миокардио-дистрофии, а развивающаяся несостоятельность насосной функции ЛЖ ведет к ретроградному повышению давления в левом предсердии и облигатно - к повышению давления в сосудах малого круга кровообращения, формируя капиллярную пассивную легочную гипертензию. Данные изменения усугубляют нарушения газообменной функции легочной ткани [9].

На первом этапе компенсации гипоксии происходит стимуляция J-рецепторов с увеличением объема вентиляции преимущественно за счет дыхательного объема [10]. Данный механизм адаптации к гипоксии наиболее оправдан с физиологической позиции, так как он способствует увеличению потребления кислорода и улучшению центральной гемодинамики [11]. В нашем исследовании вышеизложенный механизм адаптации респираторной системы зафиксирован у больных ИБС без сопутствующей ХОБЛ, в результате чего эффективность легочной вентиляции у данных пациентов была сохранена на оптимальном уровне (КИО2 в пределах нормы). Такой механизм обеспечения необходимого уровня легочной вентиляции для организма мы считаем менее энергозатратным.

У больных ишемической болезнью сердца в сочетании с ХОБЛ на фоне ремоделирования и фиброза дыхательных путей, а также прогрессирования легочной гипер-тензии и ХСН возрастает напряжение адаптационных механизмов респираторной системы. Для того чтобы справиться с дополнительной нагрузкой на аппарат дыхания вследствие бронхиальной обструкции и поддержать уровень минутной вентиляции, соответствующей метаболическим потребностям организма, происходит дальнейшее изменение дыхательного паттерна: при экспираторном ограничении воздушного потока развивается частое поверхностное дыхание, что отражено в нашем исследовании. Частое поверхностное дыхание у больных ИБС с ХОБЛ является компенсаторным механизмом, позволяющим ускользать из паттерна утомления, хотя расплатой за этот путь является снижение эффективности легочной вентиляции. Изучение механизмов развития нарушения легочной вентиляции у больных ишемической болезнью сердца с сочетанной бронхолегочной патологией наиболее важно с точки зрения профилактики послеоперационных осложнений со стороны бронхолегочной системы, что может также

привести к увеличению времени искусственной вентиляции легких [12].

Суммируя все сказанное, можно отметить, что ишеми-ческая болезнь сердца сопровождается умеренным снижением бронхиальной проводимости и характеризуется умеренной гипервентиляцией (за счет увеличения дыхательного объема), которая, с одной стороны, носит компенсаторный характер, с другой - связана с гипоксией и повышенной потребностью тканей в кислороде. Данный механизм адаптации наиболее физиологичен и поддерживает эффективность легочной вентиляции на оптимальном уровне.

У больных ишемической болезнью сердца в сочетании с хронической обструктивной болезнью легких возрастание напряжения адаптационных механизмов респираторной системы на фоне значительного снижения бронхиальной проводимости отражается в выраженной гипервентиляции преимущественно за счет увеличения частоты дыхания. Данный механизм «физиологически неоправдан», так как приводит к снижению эффективности легочной вентиляции.

Необходимо отметить негативное влияние возрастного фактора на бронхиальную проводимость и, следовательно, на резервные возможности респираторной системы как у больных изолированной ишемической болезнью сердца, так и в сочетании с хронической обструк-тивной болезнью легких.

Список литературы

1. Казанбиев Н.К., Атаева З.Н., Казанбиев Д.Н. // Клиническая медицина. 2011. № 2. С.4-8.

2. Чучалин А.Г. Хроническая обструктивная болезнь легких. М., 2008.

3. Черейская Н.К. ИБС и ХОБЛ: особенности диагностики и лечения сочетанной патологии. М., 2007.

4. Celli B.R., MacNee W. // Eur. Respir. J. 2004. V. 23. P. 932-946.

5. Лутра А. Эхокардиография понятным языком. М., 2011.

6. Чучалин А.Г. Глобальная стратегия диагностики, лечения и профилактики хронической обструктивной болезни легких. М., 2007.

7. Rutten F., Cramer M. et al. // Eur. J. Heart Fail. 2006. № 7. P. 706-711.

8. Миронов М.Б., Шепеленко А.Ф., Сидоров Ю.А. // Лечащий врач. 2006. № 8. С. 22-26.

9. Провоторов В.М., Гречушкина И.В., Строева C.B. и др. // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. 2011. Т. 10. № 3. С. 698-700.

10. Hogg J.C. // Lancet. 2004. V. 364. P. 709-721.

11. Малкин В.Б., Гора Е.П. Гипервентиляция. М., 1990.

12. Зыков И.С., Ломиворотов В.В., Князькова Л.Г. // Патология кровообращения и кардиохирургия. 2012. № 4. С. 43-49.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.