CC BY
26
2
20051Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш Ш ВЕСТНИК ВолГМУ
ТЕРАПЕВТИЧЕСКИЕ ДИСЦИПЛИНЫ
УДК 612.17:557.3(612/1/2)
ОСОБЕННОСТИ РЕАКЦИИ КАРДИОРЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ ЧЕЛОВЕКА НА ВОЗДЕЙСТВИЕ ГИПОКСИИ В РАЗЛИЧНЫЕ СЕЗОНЫ ГОДА
И.В. Радыш, Ю.А. Полатайко, С.И. Краюшкин, Ю.П. Старшинов
Российский университет дружбы народов, г. Москва, Кафедра факультетской терапии ВолГМУ
В настоящее время особое внимание уделяется изучению количественной оценки индивидуальной реактивности на воздействие факторов внешней среды. Как известно, индивидуальные особенности каждого человека проявляются в характере реагирования на гипоксический стимул, который является одним из наиболее жестко генетически детерминированных признаков и отражает наиболее адекватные особенности индивидуальной физиологической реактивности организма [1, 3, 4]. Кроме того, устойчивость к гипоксии позволяет судить об общей или неспецифической устойчивости организма к различным экологическим факторам.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Изучение сезонной динамики показателей кардиореспираторной системы (КРС) у обследуемых при воздействии изокапнической гипоксии.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ
В обследовании приняло участие 46 практически здоровых мужчин в возрасте от 18 до 26 лет (21,4+0,2 лет), массой тела в среднем -74,8+0,6 кг, ростом - 178,1+0,5 см.
Исследования проводились осенью (сентябрь-октябрь), зимой (декабрь-январь), весной (март-апрель) и летом (июнь-июль).
Чувствительность дыхательного центра к гипоксии определялась по методу Вейла - использовали изокапническую гипоксическую стимуляцию, которая создавалась с помощью метода возвратного дыхания в диапазоне РАО2 от 135 до 45 мм рт. ст. [3]. Испытуемый осуществлял возвратное дыхание в системе "мешок в ящике" с постепенным снижением содержания О2 в мешке от его уровня в атмосферном воздухе. Обеспечивается стабилизация РАСО2 системой поглощения
С02, т. е. создаются нарастающая изокапниче-ская гипоксическая стимуляция.
В покое и во время проведения гипоксиче-ской пробы с помощью быстродействующего газоаналитического комплекса "Oxycon Alpha" (Германия), каждые 10 секунд регистрировалась легочная вентиляция (МОД, л/мин), частота дыхания (ЧД, дых./мин), дыхательный объем (ДО, мл), концентрация О2 и СО2 в выдыхаемом (FE02, FEC02, %) и в альвеолярном воздухе (FA02, FAC02, %). Рассчитывались следующие показатели газообмена: потребление О2 (V02, л/мин), выделение СО2 ^СО2, л/мин), дыхательный коэффициент (ДК, ед.), коэффициент использования кислорода (КИО2, мл/л), кислородный пульс (02-пульс = VО2/ЧСС, мл/уд).
Объемные показатели внешнего дыхания приводились к условиям ВТРБ, а показатели газообмена - к стандартным условиям STPD.
Функциональное состояние сердечно-сосудистой системы оценивалось с помощью электрокардиографии и импедансной тетраполярной реографии с регистрацией показателей на мин-гографе "М-34 Сименс-Элема" (Швеция) и рео-плетизмографе РПГ-2-02. Артериальное давление измерялось методом Короткова. Исследовались показатели: частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин), ударный объем сердца (УО, мл), минутный объем кровообращения (МОК, л/мин), артериальное давление (мм рт. ст.) систолическое (САД), диастолическое (ДАД), среднедина-мическое (СДД), двойное произведение (ДП, АДс х ЧСС/100, ед.).
Статистическая обработка результатов проводилась с использованием f-критерия Стьюден-та в статистических программах "Statistica 6.0" и программного обеспечения Microsoft Excel 2000.
I ВЕСТНИК ВолГМУ
»2
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Результаты исследования кардиореспира-торной системы в покое свидетельствуют, что величины большинства изучаемых показателей подвержены сезонным колебаниям. При этом сезонные ритмы показателей КРС характеризуются внутренней и внешней синхронизацией.
Уместно отметить, что при определении ЖЕЛ и МВЛ нами получены данные, свидетельствующие о достоверном увеличении этих показателей в летний период года, по сравнению с другими сезонами (Р <0,001). Как известно, ЖЕЛ определяет максимально возможную глубину дыхания и поэтому является важным показателем функциональных возможностей внешнего дыхания [1].
Анализ полученных данных показал, что в условиях покоя при дыхании атмосферным воздухом у всех обследуемых максимальные значения МОД и VО2 наблюдаются в зимний период года. Сезонные различия МОД в покое обусловлены, в первую очередь, за счет повышения дыхательного объема зимой (на 16,1 %), по сравнению с летом (Р < 0,001) (табл. 1). В холодный период года повышенный энергообмен достигается главным образом посредством увеличения уровня вентиляции легких. При этом потребление кислорода повышается к январю и сохраняется на высоком уровне до апреля.
Эффективность дыхания (КИО2) и кислородный пульс ^О2/ЧСС) в сезонной динамике у обследуемых достигали максимума в летний период года.
Сезонная динамика частоты сердечных сокращений в покое характеризуется более высокими значениями у всех обследуемых зимой, это связано с изменением вегетативной регуляции сердечной деятельности, т. е. преобладанием симпатических влияний на сердечный ритм. Максимальные значения МОК зимой достигались, в первую очередь, за счет увеличения ЧСС. При оценке сезонных изменений артери-
(14)
2005
ального давления у обследуемых зарегистрировано повышение САД, ДАД и ДП на протяжении зимнего периода года, а УО - летнего.
Таким образом, можно говорить, что в условиях покоя при дыхании атмосферным воздухом у всех обследуемых параметры кардиореспира-торной системы подвержены влиянию сезонных ритмов, большинство максимумов приходятся на зимнее и летнее время года.
Результаты исследования динамики показателей реактивности кардиореспираторной системы у обследуемых в разные сезоны года в условиях нарастающей изокапнической гипоксии приведены в табл. 2.
Анализ полученных данных показал, что максимальная степень изменения ДРАО2Д-1 за период пробы наблюдается в летний период года, по сравнению с другими сезонами (Р < 0,05).
При действии изокапнической гипоксии у всех обследуемых отмечается существенное изменение временных значений показателей системы дыхания независимо от сезонов года. Закономерно, что к концу пробы величины МОД на протяжении года увеличивались в среднем в 1,2-1,6 раза. Наиболее высокий прирост значений МОД наблюдался у обследуемых в весенний период года.
Установлено, что наиболее высокий уровень чувствительности вентиляторной реакции на действие изокапнической гипоксии, который оценивается по приросту МОД на единицу изменения насыщения крови О2 (ДМОД/ДБаО2), отмечается в весенний период года, а наиболее низкий -в летний.
В летнее время изменение легочной вентиляции происходило преимущественно за счет увеличения дыхательного объема, что свидетельствует о повышении функционирования ки-слородтранспортной системы у обследуемых в этот период года, что также подтверждается наиболее низкими значениями соотношения ДМОД/ДДО.
Динамика показателей кардиореспираторной системы в условиях покоя при дыхании атмосферным воздухом у обследуемых в разные сезоны года (М+т)
Таблица 1
Показатели Сезоны года
осень зима весна лето
ЖЕЛ, л 4,62+0,05 4,43+0,04 4,66+0,06 4,79+0,05***
МВЛ, л 99,3+1,4 93,3+1,2 102,6+1,2 108,6+1,6 ***
МОД, л 10,55+0,18 12,85+0,21** 11,08+0,26 9,19+0,16
УО2, мл/кг/мин 4,12+0,07 4,57+0,08*** 4,36+0,06 4,06+0,05
ДК, усл. ед. 0,895+0,005*** 0,891+0,004 0,874+0,006 0,881+0,004
КИО2, мл/л 30,4+0,4 26,9+0,3 29,7+0,5 32,2+0,6***
УО2/ЧСС мл/мин 4,25+0,08 4,48+0,09 4,41+0,07 4,63+0,09**
ЧСС, уд/мин 73,5+1,2 76,9+1,4*** 71,8+1,1 68,2+0,9
МОК, л 4,19+0,08 4,57+0,09** 4,29+0,09 4,26+0,08
САД, мм рт. ст. 122,1+1,2 126,2+1,4*** 120,5+1,3 118,9+1,2
ДАД, мм рт. ст. 77,1+0,9 79,3+1,1*** 74,3+1,2 71,9+0,9
ДП, усл. ед. 89,7+1,7 97,0+1,8*** 85,8+1,3 79,8+1,4
* Р < 0,05; ** - Р < 0,01; *** - Р < 0,001.
(14)
2005
Таблица 2
Динамика показателей кардиореспираторной системы в условиях нарастающей гипоксической стимуляции у обследуемых в разные сезоны года (№т)
Сезоны года
Показатели
осень зима Весна Лето
ДРдО2/Г1
мм рт. ст./мин 6,5+0,3 6,8+0,2 7,3+0,3 7,8+0,3***
МОД84, л 15,6+0,8 17,5+1,1 18,3+1,1** 14,4+0,8
ДМОД ^Sa02, л/мин/ % 0,42+0,02 0,38+0,02 0,58+0,03*** 0,43+0,03
ДМОД/ДДО, л 31,6+1,1 36,6+1,3 30,4+0,9 26,8+0,8***
М0К84, л/мин 4,86+0,07 5,04+0,08 4,97+0,11 4,78+0,09
ДЧСС /ДSa02, уд/мин/ % 1,44+0,02 1,63+0,04 1,52+0,06 1,42+0,03
ДМОК /ДSa02, мл/мин/% 56,1+1,5 39,6+1,4 48,6+1,6 57,4+1,7
САД, мм рт. ст. 134,5+1,3 138,6+1,5 136,1+1,5 129,8+1,3
ДАД, мм рт. ст. 89,8+0,8 94,5+1,2 91,3+1,1 84,2+0,9
СДД, мм рт. ст. 104,7+1,0 109,2+1,1 106,2+1,1 99,4+0,9
ДП, усл.ед 121,9+3,7 131,6+3,1 124,5+2,8 114,8+2,6
* P < 0,05; ** - P < 0,01; *** - P < 0,001.
Известно, что повышение роли дыхательного объема в реализации минутного объема дыхания указывает на повышение резервных возможностей системы внешнего дыханиями [1].
Анализ результатов исследования реакции сердечно-сосудистой системы на действие изо-капнической гипоксии у обследуемых в разные периоды года показал, что при стандартной величине насыщения крови О2 равным 84 % (ЗаО2 84, %) максимальный прирост ЧСС отмечался зимой, а минимальный - летом.
Основной характеристикой изменений АД на действие гипоксии является повышение в зимний период года. Еще более четко данная тенденция выявлялась по ДАД и СДД, которые также имели более высокие значения зимой.
Сезонная динамика двойного произведения (ДП) характеризуется наиболее высокими значениями в зимний период года, за счет увеличения частоты сердечных сокращений. По мнению некоторых авторов, двойного произведения достоверно отражает потребность сердца в кислороде и дает представление об экономичности функционирования системы кровообращения. При этом ДП имеет более сильно корреляционную связь с массой левого желудочка сердца, чем с артериальным давлением [5].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В результате хронофизиологических исследований выявлены сезонные различия в реактивности кардиореспираторной системы при воздействии нарастающей гипоксии, что проявляется
отчетливым снижением в летний период реакции дыхания (ДМОД/ДБаО^, вентиляторно-перфу-зионного соотношения (ДМОД/ДМОК) и повышением реакции кровообращения (ДМОК/ДЭаО2). В этот период установлены более высокие аэробные резервы организма у обследуемых, по сравнению с другими сезонами года.
Выявлено, что гипоксическая стимуляция кардиореспираторной системы у обследуемых вызывает большее напряжение регуляторных механизмов, большую степень активации симпатического отдела вегетативной нервной системы зимой, по сравнению с другими сезонами года. При этом отмечается повышение уровня чувствительности и общей реактивности кардиореспи-раторной системы на действие гипоксического стимула в зимне-весенний период года.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агаджанян Н.А., Полунин И.Н., Степанов В.К., et al. Человек в условиях гипокапнии и гиперкапнии. -Астрахань-Москва: Изд-во АГМА, 2001. - 340 с.
2. Волков Н.И., Дардури У., Сметанин В.Я. // Физиология человека. - 1998. - Т. 24, № 3. - С. 51-63.
3. Мищенко В.С., Павлик А.И., Дяченко В.Ф. Функциональная подготовленность, как интегральная характеристика предпосылок высокой работоспособности спортсменов: метод. пособ. - Киев: ГНИИФКиС, 1999. - 129 с.
4. Радыш И.В., Ходорович А.М., Краюшкин С.И., et al. // Hypoxia Medical J. -2001. - Vol. 9, № 4. - P. 50-55.
5. Hermida R.C., Fernandez J.R., Ayala D.E., et al. // Chronobiol. Int. - 2001. -Vol. 3, № 3. - P. 474-489.
Radysh I.V., Polatayko Yu.A, Krayushkin S.I., Starshinov Yu.P. Pecucualirites of cardiorespiratory reactions to hypoxia in different seasons // Vestnik of Volgograd State Medical University. - 2005. - № 2(14). - P. 50-52.
The article is devoted to study of seasonal changes of the parameters of cardiorespiratory system in students under the influence of hypoxia. Seasonal variation in reactivity of cardiorespiratory system are revealed under the influence of progressing hypoxia, with is shown by distinct decrease of reaction of respiration and increased reaction of the hemodynamics in the summer. Summer activates higher aerobic reserves of the organism, in comparison with other seasons of the year.
