CC BY
65
УДК 616.24 - 008:612.67
ВОЗРАСТНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ФОРСИРОВАННОГО ДЫХАНИЯ
И.Б. Исупов, Е.Ю. Надежкина1, О.С. Филимонова
Волгоградский государственный педагогический университет
Проведено исследование возрастных изменений показателей форсированной спирометрии у людей пожилого, старческого возраста и долгожителей в сравнении с лицами 18—22 лет. По данным исследования, показатели форсированной спирометрии информативны у лиц пожилого, старческого возраста и долгожителей за двухсекун-дный интервал фазы выдоха, параметры дифференциальной спирометрии уменьшаются по мере старения человека.
Ключевые слова: внешнее дыхание, дифференциальная спирометрия, возрастные изменения Key words: external respiration, biological age
Дыхательная система обеспечивает нормальную жизнедеятельность человека. Органам дыхания принадлежит особая роль по обеспечению организма кислородом для поддержания соответствующего уровня окислительно-восстановительных процессов и кислотно-основного состояния. Как правило, при поражении одного отдела дыхательного аппарата нарушается функция всей системы дыхания: в результате ухудшается вентиляция легких и в той или иной степени вся система газообмена. Эти патологические изменения неблагоприятно сказываются на функциональных возможностях всего организма [6,7]. Показатели одной физиологической системы — дыхания могут быть критерием определения темпов старения человека [2].
Исследование функции внешнего дыхания при дифференциальной спирометрии является неинвазивным, информативным методом исследования проходимости воздухоносных путей человека на разных этапах онтогенеза [5]. Данные дифференциальной спирометрии могут быть
1 Надежкина Елена Юрьевна, канд. биол. наук, ст. преподаватель кафедры морфологии, физиологии человека и медико-педагогических дисциплин ВГПУ Тел.: 8-903-316-08-02. E-mail: gurinae@mail.ru.
критерием косвенной оценки здоровья человека, а следовательно, служить индикатором скорости инволюционных процессов в организме человека по мере его биологического старения.
В комплексе геронтологических исследований важное место занимает изучение возрастных особенностей системы внешнего дыхания. Это обусловлено, прежде всего, значением аппарата внешнего дыхания в обеспечении организма кислородом и существенной ролью гипоксии в генезе возрастных изменений ряда органов и систем, особенно при преждевременном старении, а также необходимостью выяснения причин и механизмов, определяющих развитие ряда болезней органов дыхания при старении, и поиска целенаправленного их лечения. Установление возрастных критериев дыхательной системы на поздних этапах дает возможность разграничивать собственно возрастные изменения от изменений, вызванных патологическим процессом.
Однако в литературе вопрос об изменениях показателей форсированной спирометрии в процессе старения человека освещен недостаточно, что не позволяет объективно оценить информативность данных показателей у лиц пожилого, старческого возраста и долгожителей.
КЛИНИЧЕСКАЯ ГЕРОНТОЛОГИЯ, 7-8, 2013
В связи с изложенным целью настоящего исследования был комплексный анализ изменений показателей форсированной спирометрии у лиц пожилого, старческого возраста и долгожителей в сравнении с лицами в возрасте 18—22 лет.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Обследованы 52 человека в возрасте 61—96 лет без заболеваний системы дыхания. Обследуемые проживают в ГССУ СО ГПВИ «Волгоградский областной геронтологический центр». В качестве контрольной группы были студенты Волгоградского государственного педагогического университета (возраст 18—22 года), у которых развитие дыхательной система закончено и легочные объемы соответствуют взрослому человеку (30 человек).
Исследование выполнялось утром, в одно и то же время. Положение обследуемых стандартное для спирометрии — сидя на стуле. Измеряли легочные объемы в состоянии физического и эмоционального покоя после предварительного 10-минутного отдыха. Для исследования использовался «Дифференциальный электронный спирометр «ДЭС» — модификация спирометра «ССП», позволяющий оперативно измерять секундные и 2-секундные фракции форсированной жизненной емкости легких. Данный прибор является авторской разработкой профессора ВГПУ И.Б. Исупова [4].
Определяли следующие параметры: экспираторную форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ), л/с; форсированную ЖЕЛ в 1-ю секунду выдоха (ФЖЕЛ^, л/с; форсированную ЖЕЛ в первые 2 секунды выдоха (ФЖЕЛ2), л/с; форсированный резервный объем выдоха в 1-ю секунду (ФРОВыд^, л/с; форсированный резервный объем выдоха в первые 2 секунды (ФРОВы^), л/с.
Методы статистического анализа включали вычисление средних арифметических значений (М), ошибку выборки (т) каждого показателя. Проводился корреляционный анализ показателей форсированного выдоха и хронологического возраста. Использовался метод множественной линейной регрессии, позволивший создать математическую модель определения функционального состояния дыхательной системы [1].
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Численные значения показателей форсированного дыхания представлены в табл. 1.
При измерении форсированной экспирации в 1-ю секунду у лиц пожилого, старческого возраста и долгожителей в большинстве случаев не наблюдалось ее существенных изменений. Информативны оказались значения параметров дыхания в 2-секундный промежуток времени форсированного выдоха. У лиц 17—22 лет информативны все показатели форсированного выдоха. Данное явление связано со снижением скорости сокращения мышц грудной клетки, участвующих в форсированном выдохе у лиц пожилого, старческого возраста и долгожителей, поскольку по мере старения особенно быстро регрессирует скорость сокращения дыхательных мышц.
Таким образом, у лиц пожилого, старческого возраста и долгожителей максимальное сокращение мышц грудной клетки, участвующих в форсированном выдохе, происходит медленно, в течение 2 секунд фазы экспирации. В гериатрии индивидуальное исследование функционального состояния дыхательной системы целесообразно проводить за 2 секунды форсированного выдоха.
Анализ первичной информации позволил получить следующие данные.
У молодых людей 17—22 лет ФЖЕЛ составляет 3,75 л/с, ФЖЕЛ2 - 3,45 л/с, ФРОВыд2 -1,57 л/с. У лиц 61-70 лет показатели форсированного дыхания значительно уменьшаются. ФЖЕЛ ниже на 37,06%, ФЖЕЛ2 - на 44,06%, ФРОВыд2 - на 59,87%. При достижении возраста 71-80 лет наблюдается снижение всех показателей более чем на 50% по сравнению с группой молодых людей. Соответственно ФЖЕЛ у пожилых лиц ниже на 57,33%, ФЖЕЛ2 - на 70,72%, ФРОВыд2 - на 81,53%. Уменьшение показателей наблюдается при дальнейшем увеличении возраста обследуемых. Наименьшие показатели форсированного дыхания у долгожителей. ФЖЕЛ - 1,18 л/с, ФЖЕЛ2 - 0,76 л/с, ФРОВыд2 - 0,16 л/с в возрасте 91 года и старше.
Таблица 1
Легочные объемы при форсированном выдохе у обследованных лиц (М ± m)
Возраст, годы п ФЖЕЛ, л/с ФЖЕЛ1, л/с ФЖЕЛ2, л/с ФРОВыд1, л/с ФРОВыд2, л/с
17-22 30 3,75 ± 0,13 2,38 ± 0,15 3,45 ± 0,14 1,23 ± 0,06 1,57 ± 0,07
61-70 9 2,36 ± 018 — 1,93 ± 0,23 — 0,63 ± 0,09
71-80 16 1,60 ± 0,11 — 1,01 ± 0,09 — 0,29 ± 0,04
81-90 12 1,49 ± 0,17 — 0,94 ± 0,11 — 0,33 ± 0,04
91 и старше 5 1,18 ± 0,10 — 0,76 ± 0,12 — 0,16 ± 0,02
Таблица 2
Параметры взаимосвязи возраста с показателями внешнего дыхания у лиц пожилого, старческого возраста и долгожителей
Показатели Коэффициент множественной корреляции (г)
ФЖЕЛ -0,46
фжел2 -0,52
ФРОВыд2 -0,58
Снижение показателей форсированной экспирации у людей пожилого, старческого возраста и долгожителей может быть обусловлено снижением проходимости воздухоносных путей, уменьшением скорости сокращения мышц грудной клетки, участвующих в форсированном выдохе.
В последующем для определения взаимосвязи хронологического возраста обследованных лиц с показателями форсированного дыхания проведен корреляционный анализ (парная линейная корреляция) (табл. 2).
Четко установлен факт, что хронологический, или календарный, возраст обратно коррелирует с показателями форсированной экспирации. Наиболее значима данная закономерность по отношению к параметру ФЖЕЛ2, отражающему скоростные характеристики вспомогательной дыхательной мускулатуры. При старении организма показатели дифференциальной спирометрии уменьшаются. Инволюция показателей внешнего дыхания происходит по мере старения неравномерно. Быстрое снижение ФЖЕЛ И ФЖЕЛ2 происходит в период 61—70 и 71—80 лет. В дальнейшем темп возрастного уменьшения параметров снижается, что наглядно представлено на рисунке.
На основании метода множественной линейной регрессии, используя данные корреляционного анализа, разработана формула для определения биологического возраста (БВ) по показателям форсированной спирометрии у лиц пожилого, старческого возраста и долгожителей:
БВ = 87,22 - 2,96-ФЖЕЛ2 -- 17,60-ФРОВЫД2.
Коэффициент множественной корреляции — 0,59; достоверность по критерию Фишера — р < 0,001.
Уравнение имеет достоверный коэффициент множественной корреляции с хронологическим возрастом, что свидетельствует о возможности использования информации, включенной в данную модель биологического возраста, для оценки скорости возрастных изменений в период старе-
ния. Данная формула может быть использована для оценки функционального состояния дыхательной системы.
Показатели форсированной спирометрии, используемые в модели биологического возраста, отвечают требованиям, которые установлены Л.М. Белозеровой [1]. Показатели дифференциальной спирометрии имеют строгую направленность (увеличиваются в период созревания, снижаются в период зрелости и старения); отражают адаптационные возможности организма человека. Методика измерения показателей дифференциальной спирометрии обладает строгим порядком исполнения.
Учитывая широкое применение спирометрии в медицине, формула может быть рекомендована для скрининговых исследований в диагностике темпов биологического старения [2].
ВЫВОДЫ
1. У лиц пожилого, старческого возраста и долгожителей наиболее информативны показатели форсированного выдоха, определяемые в его 2-секундный интервал. Это обусловлено значительным снижением скорости сокращения вспомогательной дыхательной мускулатуры по мере старения человека. У лиц пожилого, старческого возраста и долгожителей максимальное сокращение дыхательных мышц грудной клетки происходит на 2-й секунде выдоха.
2. С возрастом параметры дифференциальной спирометрии уменьшаются. Темп снижения показателей особенно высок в возрастном интервале 61-70 и 71-80 лет.
ЛИТЕРАТУРА
1. Белозерова Л.М. Онтогенетический метод определения биологического возраста человека // Успехи геронтологии. 1999. № 3. С. 143-149.
2. Белозерова Л.М., Одегова Т.В. Метод определения биологического возраста по спирографии // Клиническая геронтология. 2006. № 3. С. 53-56.
3. Дубина Т.Л., Разумович А.Н. Введение в экспериментальную геронтологию. Минск: Наука и техника, 1975. 168 с.
4. Исупов И.Б., Гурина Е.Ю., Новикова Е.И., Алешина Е.А. Показатели внешнего дыхания у студентов, имеющих различную двигательную активность // XVII Всероссийская научно-практическая конференция «Патриотическое воспитание в канун 65-й годовщины Великой Победы». Волгоград: Лицей, 2009. С. 150-154.
5. Уэст Д. Физиология дыхания. Основа. М.: Мир, 1988. 196 с.
6. Физиология человека: Учебник / под. ред. В.М. Покровского, Г.Ф. Коротько. М.: Медицина, 2003. 656 с.
7. Физиология человека Учебник / под. ред. В.М. Смирнова. М.: Медицина, 2002. 608 с.
Поступила 15.01.2013
