Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Функциональное значение изменений легочных объемов у жителей Западной Сибири

АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК СССР СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ ИНСТИТУТ ФИЗИШОШН

На правах рукописи

УДК : 612.21.014.43.001.5(043)

ГШПИН Олег Витальевич

"ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ ЗНАЧЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ЛЕГОЧНЫХ ОБЪЕМОВ У ШТЕЛЕЙ ЗАПАДНОЙ СИБИШ "

14.00.17 - нормальная физиология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Новосибирск - 1990

Работа выполнена в лаборатоии функциональной морфологии легких Инситута физиологии СО АМН СССР

Научный руководитель - д.м.н., проф. Г.С.Шишкин Официальные оппоненты : д.м.н., рук. лаборатории

С.Г.Кривощеков к.м.н., старш.преподаватедь НШИ О.В.Ендропов

Ведущее учреждение - Институт физиологии и патологии

дыхания СО АМН СССР, Благовещенск

Защита диссертации состоится " "_ 1990 г.

в " " час на заседании специализированного Совета К 001.14.01 по присувдению ученой степени кандидата наук в Институте физиологии 00 АМН СССР (630090. г.Новосибирск-90, Тимакова,2)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физиологии 00 АМН СССР

Автореферат разослан " "_ 1990 г.

Ученый секратерь специализированного

Совета, кандидат биологических наук Г.М.Домахина

3ri

. j Актуальность проблемы. Физиологические исследования двух 'последних десятилетий накопили достаточно данных о том, что объем вентилируемого воздуха в легких может значительно изменяться в зависимости от функционального состояния системы дыхания. Показатель функциональной остаточной емкости (ФОЕ), хорошо отражающий этот объем, несомненно увеличивается, например, при длительном действии высотной гипоксии (Ward, 1975; Миррахи-мов и др. 1984, 1987 и др.). Убедительно показано также увеличение ФОЕ под действием климатических факторов Севера (Авцын И др., 1979; Матвеев, I98I; Никитин, Шишкин, 1981; Куличевсяий, 1989). Установлена прямая зависимость этого показателя от среднесуточной температуры воздуха в регионе (Петрунев, 193?). Известен также факт регистрации увеличенного остаточного объема легких (00Л) после физической нагрузки (Приварский, Волков, 1974).

Указанием на значительную функциональную нестабильность ФОЕ является также ее высокая вариабельность у людей, достаточно однородных по антропометрическим показателям и физическому развитию (Канаев, 1975, 1980; Куличевский, 1989). Эта вариабельность долгое время вызывает недоумение исследователей, т.к. прогресс в методическом и техническом аспектах не приводит к ее заметному уменьшению.

По современным представлениям изменение вентилируемого объема воздуха в легких связан с изменением уровня дыхания. Вместе с тем, в литературе имеются указания на то, что у здоровых лвдей в покое часть морфо-функциональных респираторных единиц вентилируется плохо или не вентилируется совсем (Gomez е.*. 1964; Chriateneson, 1981; Уэст, 1988). В последние годы проблема изучения этих нефункциональных единиц респираторных отделов легких и возможности их включения в процесс вентиляции и газообмен становится все более актуальной.

Одним из основных препятствий на пути успешного изучения этой проблемы является отсутствие методов определния вентилируемого легочного объега при разной интенсивности газообмена и вентиляции и, особенно, при их изменении. Известные метода позволяют определять статические легочные объемы только в устойчивом состоянии основного или полуосновного обмена. Однако методические ограничения могут быть сняты при рациональном применении современных технических средств. В лабораторий функциональной морфологии легких Института физиологии СО АМН

СССР был разработан новый способ использования закрытого гелиевого метода для определения ФОЕ при изменении газообмена и вентиляции (Гришин, Никольская, Шишкин, 1989). Применение этого метода позволяет подойти к определению резервной респираторной ткани.

Цель и задачи исследования. Цель настоящей работы заключается в определении характера и диапазона изменений статических объемов легких при различных воздзйствиях на организм человека и выяснении функционального смысла этих изменений. В плане указанной цели поставлены следугацие задачи :

1. Определить особенности статических легочных объемов легких у жителей Западной Сибири,

2. Установить величину невентидаруемого объема воздуха в легких и возможность его включения в вентиляцию.

3. Выявить связи статических легочных объемов с газообменом в легких."

4. Оценить изменения статических объемов легких при дыхании холодным воздухом.

5. Установить язмнения статических объемов легких под влиянием курения табака.

В основу методического подхода работы положено сопоставление показателей функции внешнего дыхания у здоровых мужчин в покое, и при различных воздействиях на организм (действие климатических факторов региона, физическая нагрузка, дыхание холодным воздухом, курение табака), которые рассматриваются как функциональные нагрузки на систему дыхания, а также сравнение этих показателей с должными значениями для жителей Центральной Европы.

Научная новизна полученных результатов.

1. Экспериментально установлено, что у человека в состоянии покоя значительная часть респираторных отделов легких не вентилируется, но при переходе к активной мышечной работе включаются в вентиляцию и газообмен. Показателем мобилизации резервной ткани является увеличение функциональной остаточной емкости за счет остаточного объема легких.

2. Показано, что при дыхании холодным воздухом в натурных зимних условиях севера Западной Сибири часть микроструктур рес-пираяорных отделов легких выключается из вентиляции и газообмена, что находит отражение в уменьшении функциональной остаточной ем-

кости. Эта реакция проявляется при температуре ниже -15°С и развивается пропорционально ее понижению.

3. Обнаружено, что у курящих мужчин по сравнению с некурящими ФОЕ достоверно увеличена. Увеличение ФОЕ у курящих по сравнению с некурящими является отражением компенсаторной мобилизации резервной респираторной ткани, обусловленной нарушением газообмена в ацинусах в результате повреждавдего действия табачного дама.

Практическая ценность работы. Предложенный в работе новый способ применения закрытого готода разведения гелия при изменении газообмена и вентиляции (приоритетная справка № 4761822/14 от 06.10.89), позволяет исследовать состояние и мобилизацию резервов респираторной ткани у спортсменов для планирования уровня нагрузок и при профотборе для выявления лиц групп риска легочных заболеваний. Выявленная у курильщиков табака избыточная мобилизация респираторной ткани позволяет установить и оценивать повреждающее действие табачного дыма и других вредных агентов", поступающих в легких с вдыхаемым воздухом, на ранних этапах до появления патологических симптомов. Полученные данные о мобилизации аппарата газообмена системы внешнего дыхания при физических нагрузках разной мощности могут быть положены в основу для разработки критериев состояния и мобилизации резервов респираторной ткани.

Основные положения, которые выносятся на защиту :

У здоровых людей изменение ФОЕ и 00Л отражали изменение газообмена системы внешнего дыхания.

1. При усилении газообмена во врет выполнения физических нагрузок, происходит мобилизация аппарата газообмена путем включения в процесс вентиляции невентилировавшихся в покое и не участвовавших в газообмене морфо-функциональшх единиц респираторных отделов легких, что выявляется как увеличение ФОЕ. Это обеспечивает усиление масс-переноса кислорода из альвеолярного воздуха в капиллярную кровь.

2. Функциональная перестройка аппарата газообмена у курильщиков табака имеет аналогичный характер и также отражается в дополнительном увеличении ФОЕ, т.е. в мобилизации части резер-' вов респираторной тйани. Функциональный смысл перестройки ооо-тоит в дополнительном увеличении площади газообмена, компенсирующей постоянное повреждение респираторной ткани.

t

j Г

3. В ответ на длительное воздействие климатических факторов регионов Сибири и Севера, из которах наибольшим действием на систему внешнего дыхания обладает холодный воздух, происходит функциональная мобилизация респираторной тхсани, направленная

на стабилизацию температурного гомеостаза в легких. Ото находит отражение в увеличении у северян ФОЕ, по сравнению с должными значениями для жителей Центральной Европы.

4. В ответ на непосредственное воздействие холодного воздуха на систему внешнего дыхания в натурных зимних условиях происходит функциональная перестройка, которая проявляется в виде уменьшения ФОЕ. Она носит защитный характер и осуществляется путем выключения из вентиляции наиболее охлаждаем®; микроструктур респираторных отделов легких.

Апробация материалов диссертации. Основные положения диссертации доложены на : I Съезде физиологов Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск, 1986; XI, ХП, ХШ конференциях молодых ученых Института физиологии СО АШ СССР. 1987, 1988, 1989; У Всесоюзном симпозиуме "Эколого-физиологические проблемы адаптации". Москва.' 1988; межлабораторном семинаре в Институте физиологии и патологии дыхания. Благовещенск, 1990.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 работ.

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена па 140 страницах машинописного текста и состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов, результатов собственных исследований, общего обсуждения и выводов; содержит 12 таблиц и 10 рисунков. Список литературы включает 100 отечественных и 97 зарубежных источников.

Весь материал, представленный в диссертации, получен, обработан и проанализирован лично автором.

¡шедши и метода ИССЛЩШШ

Для изучения изменений легочных объемов при различных воздействиях на систему дыхания было обследовано в состоянии покоя и температурного комфорта - 163 мукчины в возрасте от 18 до 30 лет, при непосредственном воздействии холодного воздуха в натурных зимних условиях - 43 чел. и при физических нагрузках разной тяжести - 60 чел. Из обследованных 120 человек проживали на юге Западной Сибири (г.Новосибирск), а 43 человека - на севере Западной Сибири в рабочем поселке на широте Полярного

круга. Все они прошли медицинскую комиссию и были признаны здоровыми.

55% всех обследованных курили табак в течение двух и более лет, не менее чем до 10 сигарет в день. Оценку влияния курения на состояние статических объемов легких проводили путем сопоставления показателей у курщях и некурящих в комфортных условиях в каждом регионе отдельно."

Для исследования использовали оксиспирограф СГ-Ш в комплексе с гелиевым газоанализатором из комплекта П00Л-1,. позволяющим вместе с записью спирограшы а потребления кислорода определить функциональную остаточную емкость (ФОБ) методом -закрытого разведения газовой метки. Для определения ФОЕ регистрировали снижение концентрации гелия в системе легкие-спирограф до полного смешивания. Через 7-8 минут спокойного дыхания, необходимого для гарантированного разведения гелия в системе легкие-спирограф, а также регистрации спирограммы и потребления кислорода, определяли резервный объем вдоха (РОвд), резервный объем выдоха (РОвыд) и жизненную емкость легких (ЙЕЛ). Остаточный объем легких (00Л) получали как разность ФОЕ и РОвыд, а общую емкость легких (ОЕЛ) - как су мглу ЖЕЛ и 00Л. Легочные объемы приводили к условиям ВТРБ . Величину потребления кисло- ■ рода (Шу приводили к стандартным условиям исследования (ЗТРД).

Для определения функционального мертвого пространства анализировали газовый состав выдыхаемого и альвеолярного воздуха. Альвеолярную пробу брали при плавном активном выдохе после спокойного пассивного выдоха. Концентрацию С0£ определяли с помощью масспектрометра.

Для выявления в легких человека невентилируешх респираторных единиц, имеицих некоторый объем воздуха, у 31 мужчины в состоянии покоя измеряли внутригрудной объем легких (ВГО) и сопоставляли его величину с ФОЕ, измеренной закрытым гелиевым методом. Измерение ВГО проводили в отечественном плетизмографе для всего тела, согласно описанию В.К.Кузнецовой (1980).

Для изучения действия холодного воздуха исследования у северян проводили в натурных зимних условиях. Температура воздуха во время исследования в разные дни колебалась от -16 до -37°С и составляла в среднем -26,7°С. Регистрацию показателей начинали после 30-минутного пребывания на открытом воздухе.

Измерение легочных объемов проводили тем же методом, что и в условиях теплового комфорта, сидя, причем обследуемые подключались к аппарату, который находился в помещений, но его лицевой кран был выведен наружу.

При изучении действия физической нагрузки на состояние функции внешнего дыхания показатели газообмена, вентиляции и ее эффективности сравнивали в состоянии покоя и при нагрузках разной тяжести. Одновременно, для оценки мобилизации функционального резерва респираторных отделов легких использовали новый способ применения метода закрытого разведения индикаторного газа (гелия). Смысл нового способа состоит в том, что при изменении газообмена и вентиляции регистрируется изменение разведения тест-газа, при поддержании постоянной концентрации О2 и С02 в системе легкие - ПООЛ. При этом измеряются те объемы в легких, которые вентилируется в разных условиях, а затем они сопоставляются. Для решения поставленной задачи ФОЕ, измеренную в покое, сравнивали с ФОЕ, изменившейся в процессе перехода от состояния покоя к физической нагрузке и зарегистрированной после окончания нагрузки. В этом случае газовая метка разводятся в том объеме респираторных отделов, который вентилировался в покое до нагрузки, а также в дополнительном объеме резервных морфо-функциональных единиц, включившихся в вентиляцию в период нагрузки.

Исследования в покое и при нагрузках проводили на аппарате П00Л-1 с увеличенным объемом спирографа (с 6 до 10 литров) за счет добавления в контур спирографа дополнительного поглотителя С0£ и второй воздуходуховки, присоединенной параллельно с первой. Газовый состав в приборе контролировали маслектрометром.

Воспроизводимость метода измерения вентилируемого объема легких в покое и при нагрузках была проверена согласно рекомендациям Н.Н.Канаева (1980) у 5 здоровых мужчин. Воспроизводимость в покое составила +5,4$, а при нагрузках +6,8$.

Полученные показатели состояния функции внешнего дыхания сравнивались с должными для жителей Центральной Европы.

Все результаты исследования обрабатывались статически с применением методов вариационной статистики и корреляционного анализа. Достоверность реакции на холод и изменения вентилируе-

люго легочного объема при нагрузках оценивали методом сравнения попарно связанных вариант.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

I. Состояние функции внешнего дыхания у новосибирцев.

Сопоставление с должными значениями показателей функции внешнего дыхания у 120 новосибирцев показывает, что легочная вентиляция и газообмен в легких у них не отличается от такового у европейцев, функциональное мертвое пространство-, измеренное у молодых мужчин, не увёличено, а паттерн дыхания не имеет каких-либо достоверных особенностей.

Исследование статических легочных объемов показало, что у молодых мужчин НЕЛ и Евд соответствуют европейской норме. Очевидно, что грудная клетка, легкие и дыхательная мускулатура у них развиты нормально. В то же время, ФОБ у молодых мужчин и юношей превышает должные значения у европейцев, на 17-24$. Она увеличивается за счет РОвыд и за счет 00Л, хотя и не в равной степени. Сильнее увеличен ООЛ на 20-28%, а РОвнд только на 8-16$ (табл. I).

Результаты своего исследования мы сопоставили с данными, полученными для жителей г.Кемерово, расположенного, как и Новосибирск, на юге Западной Сибири. В 1970 г. Г.Л.Хасис опубликовал значения показателей функции внешнего 'дыхания у кеме-ровчан. На основе этих данных, мы провели собственный расчет отклонений показателей от должных значений. Результаты показывают, что изменения статических легочных объемов у молодых мужчин в Новосибирске и Кемерово аналогичны. У тех и у других ФОЕ увеличена одинаково и преимущественно за счет ООЛ. Увеличение ООЛ, приводящее к увеличению, ФОЕ при нормальных показателях ЖЕЛ и Евд, отражает прирост невыдыхаемой части ФОЕ, что по мнению Б.П. Дриварского и др. (1974), а также H.A. Агаджаняна и др. (1987) отражает мобилизацию резервной легочной ткани. Последнее, по данным С.А.Петрунева (1987), обеспечивается путем включения в вентиляцию резервных морфо-функцио-нальных единиц респираторных отделов легких.

Таблица I.

Показателя функции внешнего дыхания у здоровых новосибирцев

Показатели юноши 18-19 лет цужчины 20-29 лет

X + m % к доля:. х + m % К ДОЛЕ.

nOg, мл.мин-^ 3I2+II 101 293+6 95

МОД, Л'мин-1 9,63+0,39 103 8,85+0,24 94

шог 41,OJO,9 норма 41,0+0,9 норма

ДО, мл 685+29 118- 620+13 99

чд 13,5+0,5 ни же 14,3+0,4 норма

нормы

ОЕЛ, мл 7020+200 115* 7170+95 ПО 4

ЖЕЛ, мл 5440+160 112* 5350+65 104

Евд, мл '3540+95 114 * 3540+55 98

РОвыд, мл 1990+90 108 1810+40 Пб '

ФОЕ 3490+150 117 * 3640+85 124 "

00Л, мл 1480+48 120 * 1760+48 128 *

<Ш, мл - - 176+8 норма

»- отличия от должных значений достоверны (р<0,01-0,02)

Таким образом, у мужчин, постоянно проживаицих на юге Западной Сибири в условиях более холодного климата, по сравнению с Центральной Европой, состояние внешнего дыхания характеризуется мобилизацией резервной ткани респираторных отделов.

Определение невентилируемого объема воздуха в респираторных отделах легких у 31 новосибирца показало, что ВГО превышает ФОЕ в среднем на 360 мл (р<0,02). Больший объем BID по сравнению с ФОЕ регистрируется у всех обследованных. Это указывает на то, что в состоянии покоя в легких имеется воздушное пространство, которое при дыхании не обменивается с наружным воздухом и в которое гелий не проникает, вследствии чего оно гелиевым методом не выявляется.

Таким образом, у новосибирцев наряду с частичной мобилизацией резервной ткани, значительная часть моруо-функциональных единиц не принимает участие в вентиляции. Их воздушный объем обуславливает обнаруженную разницу между ВГО и ФОЕ.

2. Увеличение ФОЕ при усилении газообмена в легких.

Исследование внешнего дыхания у жителей г.Новосибирска при умеренной физической нагрузке (2,0 Вт на кг массы тела) показало, что на 3-й минуте нагрузки nOg почти в 6 раз превышает исходный уровень в состоянии покоя. Интенсивность газообмена в легких обеспечивается многократным увеличением вентиляции, хотя она несколько отстает от увеличения газообмена. Последнее отражается на KHOg, который в конце 3-й минуты превышает границу нормы (р<0,02). Очевидно, что многократное увеличение газообмена в легких при умеренной нагрузке обеспечивается не только путем увеличения вентиляции, но и путем увеличения эффективности газообмена в альвеолах.

Измерение ФОЕ в процессе перехода от состояния покоя к физической нагрузке показало, что у здоровых мужчин величина этого показателя превышает значения в исходном состоянии покоя, в среднем на 11$ (460 мл, р<0,02).

ФОЕ МОД П05

-I d -I мл л-мин мл-мин

1.0 Т.5 2.0 2.5 (Вт/кг) Рис 2. Прирост П02, МОД и ФОЕ при увеличении мощности выполняемой физической нагрузки у обследованных мужчин.

Этот факт убедительно подтверждается сопоставлением кривых разведения гелия в обоих случаях измерения ФОЕ, полученных путем автоматической регистрации концентрации гелия через каждые 10 секунд (рис. I). Сопоставление было проведено в группе из 19 человек. При исследовании в состоянии покоя кривая разведения гелия в легких отражает экспоненциальное уменьшение концентрации гелиевой метки. Полная стабилизация концентрации наступает через 5 минут от начала исследования. При физической нагрузке начальные участки кривой разведения гелия в первые 20 секунд совпадают с кривой разведения в покое. .Палыяе, до конца периода восстановления, кривые расходятся. Причем по окончании нагрузки на 4-й минуте исследования и до конца периода восстановления расхождение является достоверным (р<0,02). Полная стабилизация гелия при нагрузке наступает через 6 минут от начала исследования.

Более выраженное падение концентрации гелия при физической нагрузке, очевидно, обусловлено разведением гелия в некотором дополнительном объеме воздуха в легких. Принцип способа, использованного нами, исключает возможность увеличения измеряемой ФОЕ за счет смещения уровня дыхания. Следовательно, дополнительное разведение гелия в процессе перехода от покоя к нагрузке обусловлено вовлечением в вентиляцию невентидаровавшегося в покое объема воздуха в респираторных отделах легких, что и обуславливает увеличение ФОЕ.

Увеличение ФОЕ наблюдалось не у всех обследованных. В 22% случаев этот показатель не изменился. У этих гке лиц не обнаруживалось и увеличения ШК^, которое имело место у остальных. Это нашло отражение в достоверной корреляционной связи между увеличением ФОЕ и КИ02 при нагрузках (г=+0,45, р<0,01)_.

Таким образом, в процессе перехода от покоя к физической нагрузке у здоровых мужчин происходит увеличение ФОЕ. Представленные данные убедительно показывают,-что тот объем воздуха, который в покое определяется методом общей плетизмографии и в который не проникал тест-газ, при физической нагрузке включается в вентиляцию и газообмен. Это позволяет рассматривать указанный объем как воздух, находившийся в резервной респираторной ткани (резервных морфо-функционалышх единицах) и мобилизо-

вавшицся при усилении газообмена.

Для определения динамики увеличения ФОЕ при усилении газообмена п установления функциональной взаимосвязи между ними у IS новосабирдов последсваппо проводили при физических нагрузках нарастающей мощности. Для этого, после исходного обследования в состояния по:;оя, у каждого провели еще по четыре исследования с З-ь.ш путными нагрузками 1,0 Вт (-легкая нагрузка)., 1,5 и 2,0 Вт (умеренные нагрузк.;) н 2,5 Вт на кг массы тела (тяжелая нагрузка). Перерыв между обследованиями составлял 30-40 минут.

Исследования показали, что обеспечение легочного газообмена но море увеличения мощности нагрузки происходит в основном за счет увеличения вентиляции. ¡Ленду показателями МОД и П(Ь> выявляется сильно выраженная зависимость (г=+0,81, р<0,01). Однако прирост ЫОД несколько отстает от прироста П02. Если при увеличении физической нагрузки nOg последовательно повышается на 250-350-490-630$, то МОД возрастает только на 220-300-440-580$, соответственно (рис. 2). Очевидно, что часть потребления кислорода обеспечивается повышением эффективности газообмена в респираторных отделах легких.

(Н е%)

4,2

4,0'

3,8.

3,6

(р) - достоверность различия

средних кочцентрацлй гелия в покое .1 при нагрузках в отмеченный момент времени

р<;0 ,02

(2)

И

60 120 180 240" 300 360 420(секГ Pud. Среднее ¡.-рирне разведемся гелия при измерении ФОЕ в покое (1) t при нагрузке 2Вт/кг (2) (x+mti.

По мере увеличения нагрузки величина ФОЕ нарастает на 340 (р<0,02), 350 (Р<0,02), 390 (рс0,01) и 540 мл (р^0,01), соответственно. Максимальное значение ФОЕ при тяжелой нагрузке достоверна превышает все предыдущие, зарегистрированные при привычных нагрузках (р<0,02).

Корреляционный анализ показателей П02, МОД, Ш02 и ФОЕ показал, что между ними наблюдаются корреляционные связи. Причем, если связи мезду ФОЕ и уровнем газообмена, а также эффективностью вентиляции имеет положительный характер, то между ФОЕ и МОД - отрицательный (табл. 2).

Таблица 2

Коэффициенты корреляции между показателями функции внешнего дыхания в покое и при нагрузках

Показатели

В целом при всех При нагрузке (Вт/кг)

нагрузках___

J..U 1.5 2.U —275"

П0р и модность нагрузки

0,96' - - - jt

МОД и nOg 0,81" 0,42* 0,55* 0,34 0,63

ФОЕ и модность

нагрузки 0,39* - - - -

П02 и ФОЕ 0,44 * - - - -

МОД и ФОЕ -0,54* -0,53* -0,35* -0,34 -0,19

КИ02 и ФОЕ 0 0,44* 0,44" 0 0

»- корреляция достоверна (р<0,01-0,05)

Таким образом, установлено, что начиная с легкой мышечной нагрузки, соответствующей 30 % ШК, по мере повышения ее мощности, наряду с увеличением легочной вентиляции, происходит нарастающее увеличение ФОЕ. Очевидно,-что увеличение ФОЕ при физической нагрузке является закономерной реакцией и зависит ■ от ее тяжести. Обнаруженные при этом корреляционные связи ФОЕ с мощностью нагрузки, потреблением кислорода и вентиляцией указывают на то, что в обеспечении повышения газообмена в легких значительную роль играет процесс, отражением которого является увеличение ФОЕ. Функциональный смысл этого процесса заключается в мобилизации респираторных отделов легких, увеличении площади газообмена и соответствующем усилении масс-переноса кислорода из альвеолярного воздуха в кровь легочных

.сслилддгов. Увеличение *>03 обеспечивает структурную основу усиления процесса газообмена в легких.

3. ¿Ь' :зн01Ш0 статических легочных объемов под действием голода.

У рабочих-строях лей, проживших на Севере Западной Сибири от 1 до о лет наблэдается достоверное усилзние вентиляции, за счет увеличения глубины дыхания, что характерно для мигрантов на С.варз. Звд в РОзыд у северян соответствуют таковш у ззриае£орв. Очевидно, что паралотрд грудной клетки и легких, .дыхательная нушулатура у них развиты хорошо, а уровень дыхания соответствует норме. В то время, '¿ОН превышает таковую у европейцев в среднем на 26 * (860 мл), т.е. объем теплого альвеолярного воздуха в конце выдоха в легких северян значительно больше.(табл. 3). мЮЕ у северян увеличено только за счет 00.1, который аовкаен на 48 %. Очевидно, что в данном случае имеет место мобилизация резервной ткани респираторных отделов легких (резервных ацинусов).

Табли 3

Показатели -^уягден В!П"'1то-"о ;,;,:;гнпя у пояодше мужчин на Севере Сзбзра. ( »- ,:'.ос,<,оз:г:..ю; р< 0,02).

Л . лсателв ( в;) в 'гев е на холоде

;; ^ •.. дожч- х + т. % к исход-

но р - ному

ОЕ.о < ~ < ) 1 ИЗ ' 7200+150 97

5400+80 103 5230+80 97

¿вд ¿бйи+би 100 3670+60 100

¿03 37401120 126* 3350+110 90 *

РОевд 1350 +30 105 1470140 89

001 2040+90 148 У 1890+80 93

При дцханяп холодным воздухом у обследованных северян *ЗЛ. Звд »»актзчзез не изменяются. Это указывает на стабильность

: оррологвчоо;::;;; ,траитров .действию молода. 3 то не время »ллЗ достоверно у.ь-ашалась у большшстза обследованных в среднем на 10 ^ (350 мл). Ооотоотствзгсю' у: ¡опылился п 0 0Л. Вы раке н-вееть у.^цььиьия ^ еазлевт от т.гаоратурв вдыхаемого воздуха. .Соо-Л'Иума? корреляции ь«^ шва» составляет +0,40 (р<0,01).

Детальный анализ обнаруженной зависимости показал, что уменьшение ФОЕ начинается при температуре воздуха от -15 до -20°С.

Наряду с изменением статических легочных объемов у всех обследованных меняется и время разведения гелия (ВРГ). Оно достоверно связано с величиной ФОЕ и на холоде всегда уменьшается. Между ними выявляется корреляция и в тепле (t=+0,46; р<0,01) и на холоде (х =+0,42; р<0,01).

Таким образом, у жителей Севера Западной Сибири в зимнее время года в помещении в условиях температурного комфорта имеет место хорошо выраженная реакция увеличения ФОЕ (до I4S % должного) , которая осуществляется путем мобилизации резервных морфо-функциональных структур респираторных отделов легких. Ранее эта реакция была обнаружена у здоровых мужчин на Северо-Востоке СССР (Никитин, Шишкин, 1981; Петрунев, 1987; Куличевский, 1989). '

Уменьшение ФОЕ при непосредственном действии холодного воздуха в натурных зимних условиях, очевидно, имеет другой характер. По-видимому, это срочная реакция, направленная на защиту респираторной ткани от переохлаждения. Она осуществляется путем выключения из вентиляции наиболее охлаждаемых микроструктур респираторных отделов легких. Наличие такой реакции у жителей Севера предполагалось ранее (Г.С.Шишкин и др., 1987), но до сих пор не было подтверждено фактическими данными.

4. Изменение статических .легочных объемов в результате курения.

У курящих новосибирцев, как и некурящих, потребление кислорода е покое соответствует должному и обеспечивается адекватной вентиляцией. Эффективность вентиляции в пределах нормы. ЕЕЛ и Евд соответствуют европейским нормам и не отличаются эт показателей у некурящих новосибирцевНет различий и в величине РОвыд. Очевидно, что параметры грудной клетки, легких, развитие дыхательной мускулатуры, эластическая тяга легких, уровень дыхания, легочная вентиляция и газообмен в альвеолах у курящих новосибирцев в результате курения не изменяются. Вместе с тем ФОЕ у курящих значительно больше среднеевропейской нормы (128 % ДФОЕ, р<0,01), причем оно в среднем на 370 мл превышает значения пдказателя у некурящих. Увеличение ФОЕ в основном происходит за счет возрастания ООЛ (143 % ДООЛ, р<0,01), который на 290 мл (р<0,01) больше, чем у некурящих.

Такип образом, у курящих новосибирцев по сравнению с некурящими наблюдается избыточное увеличение ФОЕ, обусловленное дополнительной мобилизацией респираторных отделов легких.

7 курящих северян потребление кислорода полностью соответствует норме, хотя 1-ЮД превышает должную величину на 9 % (р<0,05). Однако при этом МОД не отличается от такового у некурящих северян. Имеющая место незначительная гипервентиляция характеризуется некоторым понижением эффективности вентиляции, хотя и не достигающей значимых величин. ЖЕЛ, Евд, РОвыд у курящих северян соответствуют в европейской норме, т.е. анатомические параметры и эластическая тяга легких у них не изменены так же, как у некурящих. Одновременно у курящих наблюдается выраженное увеличение ФОЕ на 31 % (на 900 мл, р<0,01). Этот функциональный сдвиг обусловлен крайне выраженным увеличением ООЛ, который превышает норму на 60 % (820 мл, р<0,01) и величину ООЛ у некурящих на 500 мл (р<0,01)."

Таким образом, курение приводит к заметному увеличению ФОЕ (на 370-380 мл). Поскольку РОвыд при этом достоверно не изменяется и увеличение ФОЕ целиком обусловлено увеличением ООЛ, очевидно, что курение сопровождается мобилизацией резервной респираторной ткани. У здоровых молодых мужчин это является основным проявлением функционального ответа системы дыхания на воздействие табачного дама. Включение в газообмен и вентиляцию дополнительных резервных легочных ацинусов'у курильщиков табака очевидно направлено на усиление газообмена в респираторных отделах, и компенсирует его снижение, вызванное повреждающим действием табачного дала на респираторную поверхность ( АА&. е.а. 1979; /Ъ&Ът«* , 1984; 1984 и др.).

ВЫВОДЫ 0

1. У жителей Западной Сибири физиологические показатели развития аппарата внешнего дыхания (ЖЕЛ, Евд) соответствуют должным значениям для жителей Центральной Европы и не изменяются под действием физических нагрузок, низкой температуры вдыхаемого воздуха и курения табака.

2. )^арактерной особенностью статических легочных объемов у кителей Западной Сибири является выраженное увеличение функциональной остаточной емкости (122-126 % ДгОЕ), в основном за счет изменения ООЛ. Это увеличение обеспечивает структурную

основу термостабилизации респираторных отделов легких.

3. У здоровых мужчин в состоянии покоя часть порфо-функ-циональных единиц респираторных отделов легких не вентилируется и объем воздуха в них не определяется методами разведения индикаторных газов.

4. При переходе от состояния покоя к активной мышечной работе функциональная остаточная емкость закономерно увеличивается, соответственно повышению потреблению кислорода. Увеличение ФОЕ в этом случае обеспечивает структурную основу усиления газообмена в легких.

5. У курящих молодых мужчин, по сравнению с некурящими, функциональная остаточная емкость увеличена в среднем на II %. Функциональный смысл этого изменения заключается в увеличении площади газообмена, компенсирующим повреждающее действие табачного дыма на респираторную ткань.

6. Основным механизмом увеличения ФОЕ у здоровых людей является включение в вентиляцию резервных невентилируемых порфо-функциональных единиц респираторных отделов легких.

7. При дыхании холодным воздухом^ в натурных зимних условиях Севера Западной Сибири функциональная остаточная емкость у здоровых молодых г<ужчин уменьшается пропорционально температуре вдыхаемого воздуха. Это уменьшение является проявлением физиологической реакции, направленной на защиту респираторной ткани от переохлавдения.

8. Интенсивность изменений ¿02 под действием изучештах факторов может быть использована для оценки функционального состояния аппарата внешнего дыхания и выделения лиц, относящихся к группе пульмонологического риска.

Список работ, опубликованных .по томе диссертации

1. Гришин О.В. функциональные- основы синдрома гипервзнти-ляции у /мелей Севера // Актуальные пробле:и физиологии '

и структурно-функциональных основ жизнедеятельности. - Новосибирск, 1987. - С.50.

2. Г.С.Шишкин, Петрунев С.Л., цзо П., ¡¡у личевский Д.В., Гришин О.В. Физиологические реакции респираторной системы на понижение температуры зоздуха // Тез. докл. У Всесоюзного физиологического общества им.Павлова. Кишинев, 1987. Т.2 - С.437.

3. й-глш Г.С., Гришин O.B., Никольских 0.0., Хрущов В.Л., Сенякйн ¡O.A., Зраов Е.В., Хрущова Л.А. Определение напряжения .„ункции внешнего дыхания у строителе.! Тюменского Севера // Тез. ;;ох:;;. У Всесоюзного симпозиума "Зколого-физиодогические пробле-.'II адаптации". - ¡Лосква, 1988, - С.256,

4. лруцов 3.jI. , Сбнякин Ю.А., Хрущова Л.А., Карпенко И.В., Гришин 0.3. Оценка функционального состояния организма мигрантов в разные сроки проживания в приполярной зоне Тюменского Севера '/ Тез. докл. f Всесоюзного симпозиума "Эколого-физиологические проблемы адаптации". - мосхва, 1988, - С.245.

5. Гришин О.В., Никольская 0.3. Увеличение функциональной остаточной емкости при физической нагрузке // Тез. докл. Конференции молодых ученых СО АМН СССР, - Новосибирск, 1989. - С. 3334.

6. Шишкин Г.С., Гришин О.В., Никольская О.Э., Ершов Е.В. Изменения функции внешнего дыхания у рабочих-строителей в натурных зш.лпх условиях севера Западной Сибири // Депонирована ВПШТИ 08.12.88г. - J 8670, В-88.

7. Гришин О.В., йлшкин Г.С., Никольская О.Э. Три типа реакции респираторной системы на дыхание холодным воздухом у мигрантов в период адаптации к Северу // Тез. докл. сессии Института терапии СО АШ СССР "Особенности заболеваний терапевтического профиля и их профилактика среди жителей Чукотки. - Анадырь, 1990. - С.12-13.

Зак. » 591 Тир. 100 Печ.л. I Тип.СО АМН СССР