CC BY
42
УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ СПбГМУ ИМ. АКАД. И. П. ПАВЛОВА • ТОМ XIX • NQ3 • 2Q12
Macroelement disbalance correction for a more effective management of hypertonic patients
Hypertensive disease is still one of the most frequent disorders of the cardio-vascular system. Special attention is paid to assessment of electrolyte disorders. The role of calcium is of importance as calcium antagonists have marked antihypertensive effect. Mognesium is a natural antagonist of calcium and parti-
cipates in the membrane transport processes. Arterial hypertension is asually associated with magnesium deficiency in the tissues or in the serum. Correction of magnesium deficiency increases efficicency of calcium aotagonists in management of hypertonic patients.
Key words: hypertensive disease, magnesium deficiency, calcium antagonists.
© Коллектив авторов, 2012 г.
УДК 616.24-036.12:616.26+616.24-008.4
А. Л. Александров, В. Е. Перлей, А. Ю. Гичкин, Е. Г. Суркова, Н. Г. Яковлева, Н. А. Кузубова
ВЗАИМОСВЯЗЬ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ДИАФРАГМЫ С ПОКАЗАТЕЛЯМИ ФУНКЦИИ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ У БОЛЬНЫХ ХОБЛ С ТЯЖЕЛЫМ И СРЕДНЕТЯЖЕЛЫМ ТЕЧЕНИЕМ *
НИИ пульмонологии Санкт-Петербургского государственного медицинского университета имени академика И. П. Павлова
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ) занимает одно из ведущих мест в мире по заболеваемости населения. Заболевание быстро прогрессирует, приводя к ранней инвалидизации больных, нанося тем самым значительный экономический и социальный ущерб (GOLD, 2010). Основной причиной смертности при ХОБЛ признается развитие тяжелой дыхательной недостаточности [5, 7, 10, 15]. Существенную роль в развитии дыхательной недостаточности у больных ХОБЛ играет нарастающая слабость дыхательной мускулатуры и, в первую очередь, главной дыхательной мышцы - диафрагмы [9, 13, 14, 17, 22]. При ХОБЛ дисфункция дыхательной мускулатуры обусловлена множеством факторов:
- изменением геометрии грудной стенки и положения диафрагмы вследствие легочной гиперинфляции;
- патологическим укорочением сарколеммы мышечных волокон диафрагмы;
- местной активацией протеаз и оксидативным стрессом респираторных мышц;
- естественным старением и системными факторами.
Кроме того, увеличение воздушности легкого требует активного усилия дыхательных мышц на выдохе
даже в покое, что приводит к повышению внутригруд-ного давления и усилению экспираторного коллапса бронхов. Увеличение объема легких также ведет к уплощению диафрагмы, что резко затрудняет ее функцию как основной дыхательной мышцы. Это ведет к декомпенсации функции дыхательных мышц, которая является непосредственной причиной летального исхода.
Целью работы было выявление взаимосвязи между параметрами функции внешнего дыхания (ФВД) и показателями функционального состояния диафрагмы при прогрессировании дыхательной недостаточности у больных со 2-й и 3-й стадией ХОБЛ.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
В НИИ пульмонологии СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова было проведено комплексное исследование функционального состояния диафрагмы и ФВД у 82 пациентов с ХОБЛ, составивших две группы. Разделение на стадии ХОБЛ осуществлялось в соответствии с рекомендациями COLD. Среди обследованных больных ХОБЛ преобладали мужчины (77 %) по сравнению с женщинами (23 %). Больные 1-й группы - ХОБЛ 2-й ст. - 47 человек (средний возраст - 56±7,5 года), больные 2-й группы - ХОБЛ 3-й ст. - 35 человек (средний возраст - 60±5,3 года). Контрольную группу составили 13 добровольцев (средний возраст - 55,3±5,5 года; 7 мужчин и 6 женщин) без легочно-сердечной патологии.
Для оценки функционального состояния диафрагмы проводили сканирование диафрагмы с помощью ультразвуковой диагностической системы экспертного класса VIVID 7 Dimension (GE, США) с использованием матричного конвексного датчика, несущая частота - 2-4 МГц. Локация диафрагмы осуществлялась из правого подреберья, по средне-ключичной линии. Использовались следующие режимы работы аппарата: М-режим, анатомический М-режим, В-режим. Все показатели функционального состояния диафрагмы определялись как при спокойном (С), так и при форсированном (Ф) дыхании (Д). Рассчитывались следующие параметры: экскурсия купола (ЭК) диафрагмы, скорость экскурсии (СЭ) купола диафрагмы, фракция утолщения (ФУт) мышечной части диафрагмы, толщина мышечной части диафрагмы (ТМД), ско-
* Продолжение статьи, опубликованной: Ученые записки СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова. 2009. Т. XVI. № 1. С. 28-32.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
рость сокращения (СС) и скорость расслабления (CP) мышечной части диафрагмы.
Исследование функции внешнего дыхания осуществлялось с помощью настольного компьютерного спирографа MasterScreen Pneumo/Master Scope (Erich Jaeger, Германия), спироанализатора Диамант-С (ЗАО «ДИАМАНТ», Россия) и пикфлоуметра MiniWright Airzone (Clement Clark, Великобритания) с оценкой полученных результатов по системе должных величин [4]. Амбулаторное измерение пиковой скорости выдоха (ПСВ) проводилось по общепринятой методике [8]. Рассчитывались следующие показатели ФВД: пиковая скорость выдоха (ПСВ), жизненная емкость легких (ЖЕЛ), объем форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1), остаточный объем легких (ООЛ), индекс Тиф-фно (ИТ), общая емкость легких (ОЕЛ) и пиковая скорость выдоха (ПСВ).
Статистическая обработка материала выполнялась с использованием стандартного пакета Statistica for Windows 6.0.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Больные со 2-й стадией ХОБЛ (группа 1) имели умеренно выраженные клинически симптомы заболевания и нерезко выраженные изменения клинико-ла-бораторных показателей. При ультразвуковом исследовании диафрагмы установлено увеличение толщины мышечной части и ограничение ее экскурсии при ФД. Подвижность диафрагмы при СД не отличалась от аналогичных показателей контрольной группы. Полученные данные подтверждают мнение ряда авторов о том, что утолщение диафрагмальной мышцы связано с ее гиперактивацией вследствие повышения дыхательной нагрузки на фоне бронхиальной обструкции и в начале заболевания носит функциональный характер [9, 11, 20].
У пациентов с 3-й стадией ХОБЛ (группа 2) имелись выраженные изменения клинико-лабораторных данных и результатов инструментального обследования.
Функциональное состояние диафрагмы у больных ХОБЛ 2-3-й ст. было детально описано нами ранее [12].
При исследовании ФВД у большинства больных ХОБЛ 2-й ст. выявлялась умеренная обструкция бронхов, о чем свидетельствовали показатели ПСВ, которые были умеренно снижены у всех пациентов. При этом у 23 больных (49 %) снижение составило 10-15 % от должных величин, а у 24 больных (51 %) - более чем 15 %. ЖЕЛ была достоверно снижена во всех группах наблюдения, но наибольшее снижение (на 25 %, р<0,05) отмечено у больных ХОБЛ 2-й ст. (82,9±2,9 %). Отмечено умеренное снижение ОФВ1 - до 53,7±4,3 %. ООЛ составил величину 142,6±4,9 % и был несколько больше, чем в группе контроля (140,2±3,9 %), но достоверного отличия не выявлено, ИТ был достоверно уме-
;п()ГМУ
Таблица 1
Показатели функции внешнего дыхания у больных ХОБЛ _(M±m)_
Показатель, % должного ХОБЛ 2-й ст. (n=47) ХОБЛ 3-й ст. (n=35) Контроль (n=13)
ПСВ >85 < 85 >95
ЖЕЛ 82,9±2,9 85,9±5,9 111,1 ±15,8* +
ОФВ1 53,7±4,3 52,1±1,8 69,1±5,1* +
ООЛ 142,6±4,9 162,3±7,3 140,2±3,9# +
Индекс Тиффно 54,6±1,5 53,2±1,9 66,8±1,9* +
О ЕЛ 110,9±1,8 103,8±2,9 112,8± 1,7+#
* - статистически достоверные различия группы контроля и ХОБЛ 2-й ст., р<0,05; +- статистически достоверные разли чия группы контроля и ХОБЛ 3-й ст., р<0,05; # - статистически достоверные различия ХОБЛ 2-й ст. и ХОБЛ 3-й ст., р<0,05.
ренно снижен - до 54,6± 1,5 % (р <0,05) по сравнению с группой контроля (66,8±1,9 %). ОЕЛ составила величину 110,9± 1,8 %, что несколько меньше, чем в группе контроля (112,8±1,7 %).
У большинства больных ХОБЛ 3-й ст. выявлялась выраженная обструкция бронхов, о чем свидетельствовала ПСВ, которая были снижена на 20-25 % (р<0,05) у 21 пациента (60 %), а у 14 больных (40 %) пиковая скорость выдоха была снижена на 27-35 % (р<0,05) (табл. 1). В наибольшей степени был уменьшен ОФВ1 (на 25 % при р<0,05) по сравнению с группой контроля, что свидетельствовало о прогрессировании патологического процесса у этих пациентов. ООЛ был достоверно увеличен (на 16 %, р<0,05) до значения 162,3±7,3 %, что можно связать с прогрессированием бронхиальной обструкции и гиперинфляцией легких. Индекс Тиффно был достоверно снижен (на 21 %, р<0,05) до 53,2±1,2 % по сравнению с группой контроля, где этот показатель составил 66,8±1,9 %, а ОЕЛ достоверно снизилась на 8 % (р<0,05) и составила величину 103,8±2,9 %.
Выявленные изменения свидетельствовали об увеличении степени бронхиальной обструкции у больных
Таблица 2 корреляция показателей функционального состояния диафрагмы и ФВД у больных ХОБЛ
Показатель ЖЕЛ, % Д ОФВ 1, % Д ИТ, % Д
Группа 1
СЭ КД вд. ФД -0,32 -0,36 -
СЭ КД выд.ФД - 0,34 -0,39 -
ТМД вд. СД - -0,42 -0,34
ТМД выд.СД - -0,36 -
ТМД вд. ФД 0,42 - -0,46
ЭК ФД - -0,32 -
ФУт ФД - - -0,30
СР СД - - -0,32
Группа 2
СЭ КД вд ФД 0,32 - -0,57
СЭ КД выд ФД - - -0,50
Ф УТ Ф Д 0,37 0,40 -
СС ФД 0,42 - -
СР ФД 0,42 0,32 -
Примечание: р<0,05.
УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ СПбГМУ ИМ. АКАД. И. П. ПАВЛОВА • ТОМ XIX • №3 • 2012
ХОБЛ 3-й стадии, это усугубляло неблагоприятные условия для функционирования диафрагмы у данной категории больных и создавало предпосылки для развития и прогрессирования дыхательной недостаточности.
При корреляционном анализе показателей ФВД и функционального состояния диафрагмы у больных ХОБЛ 1-й и 2-й групп был получен ряд достоверных значений коэффициентов корреляции, наиболее значимые из них приведены в табл. 2.
Почти половина изучаемых показателей функционального состояния диафрагмы у пациентов из группы 1 в той или иной степени коррелировала с основными показателями ФВД. Наибольшая взаимосвязь СЭ КД при ФД, амплитуды ее движения и ТМД при СД получена с показателем ОФВ1. Рассчитанные коэффициенты корреляции имели невысокие значения, но были достоверными и демонстрировали обратный характер зависимости. Таким образом, по мере прогрес-сирования патологического процесса в легких и снижения ОФВ1 более высокими становились скоростные показатели движения купола диафрагмы, увеличивалась амплитуда экскурсии купола диафрагмы и возрастала толщина мышечной части диафрагмы.
Средней силы, прямая, достоверная связь выявлена между показателями ТМД на вдохе при ФД с ФЖЕЛ (г=0,42, р<0,05) и обратная связь с ИТ (г=-0,46, р<0,05). То есть по мере прогрессирования гипертрофии, мышечные волокна диафрагмы приобретают способность развивать силу, достаточную для увеличения ЖЕЛ.
Самые высокие значения коэффициентов корреляции были получены при сопоставлении скоростных показателей движения купола диафрагмы во время форсированного дыхания на вдохе и выдохе с индексом Тиффно (г=- 0,57 и г=- 0,50, р<0,05). Коэффициенты корреляции указывали на достоверную, средней силы обратную связь между сравниваемыми показателями.
Достоверная, средней силы прямая связь получена между скоростными показателями мышечной части диафрагмы и ФЖЕЛ. Коэффициенты корреляции составили одинаковую величину как для сокращения, так и для расслабления (г=0,42, р<0,05).
Выявленные взаимосвязи вполне объяснимы, так как величина ФЖЕЛ в значительной степени зависит от функционального состояния мышц диафрагмы. Если мышцы обладают достаточной способностью для увеличения скорости сокращения и расслабления, то и ФЖЕЛ будет возрастать. Подтверждением этого является достоверная, положительная корреляция между ФУт ФД (показателем, характеризующим состояние сократительной функции мышц диафрагмы при форсированном дыхании) и показателями ФВД - ЖЕЛ и ОФВ1. Коэффициенты корреляции составили г=0,37 и г=0,40, р<0,05, соответственно). Достоверную корреляцию между функциональным состоянием диафраг-
мы, основными показателями ФВД и выраженностью гиперкапнии у больных ХОБЛ выявили и Н. Кап§ еГ а1. [18].
Значительную долю вентиляционной работы при неэффективных сокращениях диафрагмы вынуждены брать на себя другие группы респираторных мышц, на первых этапах осуществляя компенсацию «утомленной» диафрагмы, но затем наступает необратимое состояние диафрагмы - ее «слабость». Следовательно, роль других групп респираторных мышц в формировании акта дыхания в целом значительно меньше, и они не могут длительно компенсировать работу «утомленной» диафрагмы [1-3, 16]. Полученные результаты подтверждают, что в начале патологического процесса у пациентов с ХОБЛ имеется гиперфункция диафрагмальной мышцы с увеличением толщины мышечной части диафрагмы, изменением скорости расслабления мышечной части диафрагмы, снижением экскурсии диафрагмы при форсированном дыхании. Дальнейшее прогрессирование патологического процесса в легких ведет к развитию и усугублению ДН, что может быть обусловлено, в том числе, усилением дисфункции гладкомышечных структур сосудов и бронхов [6]. Развивается утомление с последующей слабостью дыхательной мускулатуры за счет истощения резервов компенсации, начинают преобладать ат-рофические изменения, при этом сухожильная часть диафрагмы теряет свою эластичность [19, 21].
Проведенное исследование позволило установить достоверную корреляцию между функциональным состоянием диафрагмы и основными показателями ФВД, а также выявить наиболее информативные показатели функциональной активности диафрагмы, такие как скоростные показатели движения купола диафрагмы, амплитуда смещения купола диафрагмы, скорость сокращения и расслабления мышечной части диафрагмы при форсированном дыхании и степень ее гипертрофии. Выявленные нарушения функционального состояния диафрагмы в значительной степени усугубляют прогрессирующий характер течения патологического процесса в легких при ХОБЛ. Ультразвуковое исследование кинетики диафрагмы является прогностически ценным, позволяет выявить ранние проявления «усталости» дыхательной мускулатуры.
ЛИТЕРАТУРА
1. Айсанов, 3. Р. Утомление дыхательных мышц - вопросы диагностики и лечения: автореф. дис. ... канд. мед. наук / З. Р. Айсанов. - М., 1987. - С. 24.
2. Бичев, А. А. Влияние фосфокреатина на функцию дыхательной мускулатуры у больных хроническими обструктивны-ми заболеваниями легких и при дыхательной недостаточности / А. А. Бичев, Р. В. Франк // Тезисы докл. I Всесоюз. конгр. по болезням органов дыхания. - Киев, 1990. - С. 236.
3. Ершов, С. П. Диагностика нарушений функционального состояния дыхательной мускулатуры при хроническом бронхите: автореф. дис. ... канд. мед. наук / С. П. Ершов. - Благовещенск, 1997. - 24 с.
ОРИГИНАЛЬНЫЕ РАБОТЫ
4. Клемент, Р. Ф. Инструкция по применению формул и таблиц должных величин основных спирографических показателей / Р. Ф. Клемент [и др.]. - Л., 1986. - 23 с.
5. Кокосов, А. Н. Хронический бронхит и обструктивная болезнь легких: особенности клинической картины, клини-ко-функциональная диагностика и принципы лечения / А. Н. Кокосов // Новые врачебные ведомости. - 1999. - № 2 (8). - С. 15-19.
6. Кузубова, Н. А. Патофизиологические механизмы формирования хронической обструктивной болезни легких (кли-нико-экспериментальное исследование: автореф. дис. ... д-ра мед. наук / Н. А. Кузубова. - СПб., 2009. - 39 с.
7. Ландышева, И. В. Хроническое легочное сердце / И. В. Лан-дышева, С. Ю. Ландышев. - Благовещенск, 2001. - 140 с.
8. Новик, Г. А. Спирометрия и пикфлоуметрия при бронхиальной астме у детей (практика оценки и мониторинга): учеб. пособие / Г. А. Новик, А. В. Боричев; под ред. проф. И. М. Воронцова. - СПб., 2005. - 67 с.
9. Макеев, Ю. П. Роль сократительной способности диафрагмы в патогенезе недостаточности кровообращения у больных хроническими обструктивными заболеваниями легких / Ю. П. Макеев // Тезисы докл. 8-го нац. конгр. по болезням органов дыхания. - М., 1998. - С. 409.
10. Саперов, В. Н. Новые аспекты в лечении хронической обструктивной болезни легких / В. Н. Саперов [и др.] // Здравоохранение Чувашии. - 2010. - № 2. - С. 76-79.
11. Сивякова, О. Н. Функциональное состояние диафрагмы и особенности зональной вентиляции легких у больных хроническим обструктивным бронхитом: автореф. дис. ... канд. мед. наук / О. Н. Сивякова. - Благовещенск, 1997. - 21 с.
12. Суркова, Е. Г. Оценка функции диафрагмы у больных хроническими заболеваниями легких по данным ультразвуковых методов исследования / Е. Г. Суркова [и др.] // Ученые записки СПбГМУ им. акад. И. П. Павлова. - 2009. - Т. 16. -№ 1. - С. 28-32.
13. Чучалин, А. Г. Актуальные вопросы диагноза в пульмонологии / А. Г. Чучалин // Терапевт. арх. - 2001. - № 8. - С. 28-33.
14. Чучалин, А. Г. Глобальная стратегия диагностики, лечения и профилактики хронической обструктивной болезни легких (пересмотр 2010 г.) / А. Г. Чучалин; под. ред. А. Г. Чучали-на // Пульмонология. Клин. реком. - М., 2010. - 250 с.
15. Шмелев, Е. И. Хронические обструктивные болезни легких и хроническая пневмония. Терминологические и клинические аспекты / Е. И. Шмелев // Рус. мед. журн. - 2000. - № 12. -С. 487-491.
16. Doucet, M. Atrophy and hypertrophy signaling of the quadriceps and diaphragm in COPD / M. Doucet [et al] // Thorax. - 2010. -№ 65 (11). - Р. 963-970.
17. Debigaru, R. Ubiquitination and proteolysis in limb and respiratory muscles of patients with chronic obstructive pulmonary disease / R. Debigare [et al] // Proc Am. Thorac. Soc. - 2010. - № 7 (1). - Р. 84-90.
18. Kang, H. W. Influence of diaphragmatic mobility on hyper-capnia in patients with chronic obstructive pulmonary disease / H. W. Kang [et al] // J Korean Med Sci. - 2011. - Vol. 9. - P. 12091213.
19. Kawamoto, H. Evaluation of the diaphragm in patients with COPD (emphysema dominant type) by abdominal ultrasonography / H. Kawamoto [et al] // Nihon Kokyuki Gakkai Zasshi. - 2008. -№ 46 (4). - P. 271-277.
20. McKenzie, D. K. Respiratory muscle function and activation in chronic obstructive pulmonary disease / D. K. McKenzie [et al] // J. Appl. Physiol. - 2009. - № 107 (2). - Р. 621-629.
21. Orozco-Levi, M. Structure and function of the respiratory muscles in patients with COPD: impairment or adaptation? / M. Orozco-Levi // Eur. Respir. - 2003. - Vol. 22. - P. 41-51.
22. Vassilakopoulos, T. Respiratory muscles and wearing failure / T. Vassilakopoulos, S. Lakynthinos, C. Roussos // Eur. Respir. J. -1996. - Vol. 9. - P. 2383-2400.
РЕЗЮМЕ
Д. Л. Александров, В. Е. Перлей, А. Ю. Гичкин, Е. Г. Суркова, Н. Г. Яковлева, Н. А. Кузубова
Взаимосвязь функционального состояния диафрагмы с показателями функции внешнего дыхания у больных ХОБЛ с тяжелым и среднетяжелым течением
Существенную роль в развитии дыхательной недостаточности у больных хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) играет нарастающая слабость дыхательной мускулатуры, главным образом - диафрагмы. Целью работы было выявление взаимосвязи между параметрами функции внешнего дыхания (ФВД) и показателями функционального состояния диафрагмы у больных со 2-й и 3-й стадией течения ХОБЛ. Установлено, что в начале патологического процесса у пациентов с ХОБЛ имеется гиперфункция диафрагмальной мышцы, сопровождающаяся увеличением толщины, изменением скорости расслабления мышечной части диафрагмы, снижением экскурсии диафрагмы при форсированном дыхании. Ее «утомление« с последующей слабостью дыхательной мускулатуры развивается за счет истощения резервов компенсации. Достоверные значения коэффициентов корреляции были получены при сопоставлении скоростных показателей движения диафрагмы во время форсированного дыхания с индексом Тиффно и ФЖЕЛ, а также между толщиной мышечной части диафрагмы и ФЖЕЛ.
Ключевые слова: ХОБЛ, диафрагма, ФВД, дыхательная недостаточность.
SUMMARY
Д. L. Alexandroo, V. E. Perley, A. Yu. Gichkin, N. A. Kuzubooa, E. G. Surkooa, N. G. Jakooleoa
Relationship between the diaphragm functional condition and the PFT parameters in patients with severe and moderate COPD
Significant role in development of the respiratory failure in COPD patients belongs to increasing weakness of the respiratory muscles, the diaphragm in particular. The aim of the study was to identify the relationship between the parameters of PFT and the functional state of the diaphragm in the patients with COPD stage 2 and 3. The onset of the pathological process is characterized by the diaphragm muscle hyperfunction followed by the muscle hypertrophy, changes in the rate of the muscle relaxation, lowered excursion of the diaphragm during forced breathing. The «fatigue« of the daiphragm and weakness of the respiratory muscles result from the exhaustion of the compensatory reserves. Significant correlation coefficients were obtained by comparing the motion velocities of the diaphragm during forced breathing with the index Tiffno and FVC, as well as between the thickness of the diaphragm muscle and FVC.
Key words: COPD, diaphragm, PFTs, respiratory insufficiency.
