Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ БИОМЕХАНИКИ ДЫХАНИЯ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ НЕОБСТРУКТИВНЫМ БРОНХИТОМ В СОЧЕТАНИИ С ПНЕВМОФИБРОЗОМ

Якис О.В. 1 Карзилов А.И. 1 Тетенев Ф.Ф. 1 Бодрова Т.Н. 1 Месько П.Е. 1 Калинина О.В. 1
1 ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет» Минздрава России Томск
Изучены механические аспекты вентиляционной функции легких у пациентов с хроническим необструктивным бронхитом в сочетании с пневмофиброзом (n = 40) и в группе здоровых лиц (n = 20) с позиций концепции биомеханического гомеостазиса аппарата внешнего дыхания. Были изучены общепринятые и оригинальные интегральные показатели биомеханики дыхания. Найдено, что у пациентов с хроническим необструктивным бронхитом в сочетании с пневмофиброзом наблюдается снижение вентиляционно-энергетических резервов аппарата внешнего дыхания, дыхательной мускулатуры и дисбаланс эластических свойств легких и грудной клетки. Полученные результаты можно объяснить напряжением функционирования механизмов гомеостатического обеспечения биомеханических свойств легких. Анализ показателей биомеханики дыхания, характеризующих биомеханический гомеостазис аппарата внешнего дыхания, показал увеличение эластической фракции работы дыхания на уровне минутного объема дыхания, что может быть объяснено наличием пневмофиброза у данной категории лиц.
хронический бронхит
пневмофиброз
механика дыхания
биомеханический гомеостазис аппарата внешнего дыхания
1. Гриппи М.А. Патофизиология легких: пер. с англ. - М.: Бином, 1997. - 344 с.
2. Карзилов А.И. Биомеханический гомеостазис аппарата внешнего дыхания и механизмы его обеспечения/ А.И. Карзилов // Бюллетень сибирской медицины. – 2007. – № 1. – С. 13–38.
3. Карзилов А.И. Регуляторное обеспечение устойчивости биомеханики дыхания при обструктивных заболеваниях легких: автореф. дис. ... д-ра мед. наук. – Барнаул, 2009. – 39 с.
4. Клинические рекомендации. Пульмонология / под ред. А.Г. Чучалина. - М.: ГЭОТАР-Медия, 2007. – 240 с.
5. Руководство по клинической физиологии дыхания. – Л.: Медицина. – 1980. – 376 с.
6. Исследование функции аппарата внешнего дыхания / Ф.Ф. Тетенев, Т.Н. Бодрова, К.Ф. Тетенев, А.И. Карзилов, А.В. Левченко, О.В. Калинина. – Томск, 2008. – 164 с.
7. Respiratory Mechanics / edited by J. Milic-Emili: European Respiratory monograph. – European Respiratory Society. – 1999. – Vol. 4, № 12. – 295 p.

Хронический бронхит (ХБ) является наиболее распространенным заболеванием из группы хронических неспецифических заболеваний легких (ХНЗЛ), куда включены еще и бронхиальная астма, бронхоэктатическая болезнь, эмфизема легких, хроническая пневмония и пневмосклероз [4]. В структуре ХНЗЛ хронический бронхит составляет почти 90 %, при этом у 25 % больных хроническим бронхитом отмечаются признаки обструкции (нарушения бронхиальной проходимости). Распространенность хронического бронхита в Российской Федерации колеблется от 10 до 20 %, а рост заболеваемости ХНЗЛ составляет 6-7 % для городского и 2-3 % для сельского населения в год. Хронический бронхит, как причина выхода на инвалидность, составляет 42,4 % среди ХНЗЛ (у 27,3 % больных сразу устанавливается вторая группа инвалидности), при этом 58 % из них - лица моложе 50 лет, а смертность от хронического бронхита и его осложнений равна смертности от рака легких и ежегодно возрастает на 1,6 % [4].

В настоящее время признается существенной роль большого числа воздушных полютантов (загазованность, запыленность) в развитии хронических заболеваний органов дыхания у лиц, проживающих в экологически неблагополучных регионах. Закономерным исходом хронической патологии органов дыхания является развитие пневмофиброза [1]. Вопрос, связанный с оценкой состояния вентиляционной функции аппарата внешнего дыхания у больных ХБ в сочетании с пневмофиброзом, остается малоизученным. Исследование состояния вентиляционной функции аппарата внешнего дыхания у больных ХБ в сочетании с пневмофиброзом весьма актуально как для формирования представления о биомеханических процессах дыхания, так и в целом для изучения патогенеза заболеваний респираторной системы [7]. Исследование механических аспектов вентиляционной функции легких занимает достойное место в ряду методов диагностики ХБ, поскольку позволяет оценить и выявить ранние нарушения функции аппарата внешнего дыхания (АВД). Кроме того, показатели механики дыхания являются объективными и не зависят от внелегочных причин [5, 6].

Цель исследования: оценить вентиляционную функцию АВД у лиц с ХБ и пневмофиброзом по общим и интегральным показателям вентиляционной функции легких и грудной клетки.

Материал и методы исследования

Для проведения исследований были сформированы 2 группы. Первую группу составили 20 здоровых лиц, средний возраст - 20,2 года. Вторая группа была сформирована из 40 больных ХБ, средний возраст - 49,0 лет. Диагноз ХБ устанавливался на основании общепринятой классификации и критериев [4]. Индекс курения составил 19,0 сигарет/день, стаж курения - 27,0 лет. Средняя продолжительность заболеваний бронхолегочной системы составила 7,2 ± 0,5 лет. Частота обострений ХБ в год в среднем была 1-3 раза. У 38 человек отмечалась легкая степень выраженности обострения бронхолегочной инфекции, у 2 - средняя степень. Выраженный пневмофиброз рентгенологически диагностировали у 34 человек, у остальных 6 - умеренный.

Исследование проводилось утром в состоянии относительного покоя пациентов при спонтанном дыхании на уровне минутного объема дыхания (МОД); применялись тесты максимальной вентиляции легких (МВЛ), форсированного выдоха и эластической тяги легких согласно общепринятым правилам [5, 6]. Биомеханические свойства легких оценивались по кривым объема, транспульмонального давления (ТПД) (разница между альвеолярным и пищеводным давлением) при помощи пневмотахографа с интегратором («Медфизприбор», г. Казань). Пищеводное давление измерялось при помощи специального пищеводного зонда. Бронхиальное аэродинамическое сопротивление и структура общей емкости легких определялись при помощи плетизмографа постоянного объема (Masterlab Pro «Erich Jaeger», Германия). Были проанализированы общепринятые и оригинальные интегральные показатели биомеханики дыхания [2, 3, 5]. Проводилось исследование общепринятых и оригинальных интегральных показателей биомеханики дыхания, эластических и неэластических свойств легких и грудной клетки, внутрилегочного гистерезиса, давления, воздействующего на поверхность легких [2, 3]. Применение оригинальных показателей оценки биомеханики дыхания обусловлено тем, что общепринятые параметры не позволяют дать всестороннее математическое описание функционирования АВД [2, 3].

По общепринятым интегральным показателям биомеханики дыхания проводилась оценка жизненной емкости легких VC, л; емкости вдоха IC, л; объема форсированного выдоха в первую секунду FEV1, л; аэродинамического бронхиального сопротивления Raw, кПа·л-1·с. Также оценивались оригинальные интегральные показатели биомеханики дыхания [2, 3]: интегральный показатель вдоха IPVL = TLC·(TLC-RV)/Rv, л, где TLC-общая емкость легких, RV-остаточный объем легких; вентиляции легких IPVN = Vm·(Vm-V)/V, л·мин-1, где Vm-МВЛ и V-МОД, л·мин-1; энергозатрат дыхательной мускулатуры по преодолению внутригрудного сопротивления IPE = Atm·(Atm-At)/At, кгм·мин-1, где At - общая работа дыхания на уровне МОД и МВЛ; эффективности вентиляции легких IPVE = IPE/IPVN, кгм·л-1; напряжения работы дыхательной мускулатуры IPT = ITm·(ITm-IT)/IT, кгм·л-1, где IT-оригинальный индекс напряжения дыхательной мускулатуры на уровне МОД и МВЛ; развиваемой силы дыхательной мускулатуры грудной клетки IPFT = Ttp·(Ttp-Ptp)/Ptp·10, кПа, где Ttp - эластическая тяга транспульмонального давления, кПа, а Ptp - максимальное значение ТПД, кПа, при спокойном вдохе.

Исходя из полученных результатов было проведено исследование кандидатных гомеостатических параметров биомеханики АВД.

Результаты исследования и их обсуждение

У лиц с ХБ жизненная емкость легких VC, емкость вдоха IC, бронхиальное сопротивление Raw, интегральный показатель вдоха IPVL, эффективность вентиляции легких IPVE не отличались от показателей группы здоровых. Объем форсированного выдоха в первую секунду FEV1 у лиц с ХБ был снижен, но оставался в пределах нормы. В группе ХБ отмечалось снижение интегрального показателя вентиляции легких IPVN по сравнению со здоровыми М ± m (9,2 ± 0,9 л·мин-1; 17,7 ± 1,0 л·мин-1; р < 0,001), снижение интегрального показателя энергозатрат дыхательной мускулатуры по преодолению внутригрудного сопротивления IPE (1,89 ± 0,4 кгм·мин-1; 4,18 ± 0,6 кгм·мин-1; p < 0,001), снижение интегрального показателя напряжения работы дыхательной мускулатуры IPT (0,50 ± 0,1 кгм·л-1; 1,40 ± 0,4 кгм·л-1; p < 0,001), снижение интегрального показателя развиваемой силы дыхательной мускулатуры грудной клетки IPFT (0,15 ± 0,06 кПа; 0,93 ± 0,08 кПа; р < 0,001).

С позиции механизмов обеспечения биомеханического гомеостазиса аппарата внешнего дыхания важным вопросом физиологии дыхания является изучение устойчивости регуляции дыхания у здоровых людей и в частности у лиц с ХБ [2, 3, 7]. Полученные данные свидетельствуют о снижении адаптационных резервов дыхательной мускулатуры на уровне МВЛ у больных хроническим бронхитом в сочетании с пневмофиброзом. Тем не менее, все рассчитанные показатели-кандидаты в гомеостатические величины (внутрилегочный гистерезис Ht, эластическая ось дыхательной петли L, ТПД на уровне МВЛ на пике дыхательного объема Pvm, безразмерное отношение - Pv/Pvm и индекс инспираторной активности на уровне МОД IA) у лиц с ХБ находятся в границах нормальных величин [2, 3]. Выявленное напряжение функционирования механизмов гомеостатического обеспечения биомеханических свойств легких в группе с ХБ потребовало изучения всех показателей - кандидатов в гомеостатические величины у данной категории больных (таблица). Чем выше балл (индекс гомеостатичности), тем жестче регуляция у данного гомеостатического параметра.

Данные сравнительного анализа значений показателей - кандидатов в гомеостатические величины между группами здоровых лиц (1-я группа) и больных ХБ (2-я группа), M ± m

Показатели

Здоровые лица

(1) n = 20

Больные ХБ

(2) n = 40

р 1-2

IPC, л·кПа-1

1,18 ± 0,22

1,48 ± 0,27

-

Pv/Pvm

0,29 ± 0,02

0,45 ± 0,03

-

Tca/Tcp

1,31 ± 0,04

1,50 ± 0,04

-

IA/IAm

0,85 ± 0,06

0,84 ± 0,07

-

IPVE, кгм·л-1

0,26 ± 0,4

0,21 ± 0,3

-

Aec, кгм

0,01 ± 0,005

0,03 ± 0,006

p < 0,05

Cd/Cs

1,09 ± 0,11

0,72 ± 0,10

-

V, л·мин-1

10,3 ± 1,7

11,4 ± 1,8

-

Apm, кгм·л-1

0,26 ± 0,06

0,24 ± 0,06

-

ITm, кгм·л-1

0,13 ± 0,04

0,11 ± 0,03

-

IT/ITm

0,09 ± 0,02

0,18 ± 0,04

-

Pvm, кПа

0,96 ± 0,11

0,97 ± 0,10

-

IA

0,42 ± 0,04

0,39 ± 0,03

-

Ht, кгм

0,02 ± 0,01

0,03 ± 0,01

-

L, (л2 + кПа2)0,5

0,84 ± 0,03

0,96 ± 0,04

-

Как мы видим, у лиц с ХБ из всех показателей была повышена только эластическая фракция работы дыхания на уровне МОД Aec (0,03 ± 0,006; 0,01 ± 0,005 кгм; p < 0,05). По общепринятому представлению о значении изменения показателей эластического напряжения легких при обструктивных и рестриктивных заболеваниях легких, это может быть объяснено наличием пневмофиброза.

Таким образом, у пациентов с хроническим необструктивным бронхитом в сочетании с пневмофиброзом выявлено снижение вентиляционно-энергетических резервов АВД, дыхательной мускулатуры и дисбаланс эластических свойств легких и грудной клетки, что требует дальнейшего углубленного изучения механических свойств легких.

Рецензенты:

Черногорюк Г.Э., д.м.н., профессор, зав. кафедрой госпитальной терапии с курсом физической реабилитации и спортивной медицины ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет», г. Томск;

Букреева Е.Б., д.м.н., профессор кафедры внутренних болезней педиатрического факультета ГБОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет», г. Томск.

Работа поступила в редакцию 14.12.2012.


Библиографическая ссылка

Якис О.В., Карзилов А.И., Тетенев Ф.Ф., Бодрова Т.Н., Месько П.Е., Калинина О.В. ИНТЕГРАЛЬНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ БИОМЕХАНИКИ ДЫХАНИЯ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ НЕОБСТРУКТИВНЫМ БРОНХИТОМ В СОЧЕТАНИИ С ПНЕВМОФИБРОЗОМ // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 12-2. – С. 411-413;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=30919 (дата обращения: 23.01.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074