Автореферат и диссертация по медицине (14.00.17) на тему:Исследование напряжения кислорода в смешанной венозной крови как гомеостатической константы при искусственной вентиляции легких

^ ОРДЕНА В.И. ЛЕНИНА АКАДЕМИЯ МЕДИЦИНСКИХ НАУК СССР

Г\ -

^ V НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ НОРМАЛЬНОЙ ФИЗИОЛОГИИ

' им.П.К.АНОХИНА

На правах рукописи

МАКСИМОВИЧ Николай Андреевич о

•о

УДК 612.014.464:612.114:615.816

ИССЛЕДОВАНИЕ НАПРЯЖЕНИЯ КИСЛОРОДА В СМЕШАННОЙ ВЕНОЗНОЙ КРОВИ КАК ГОМЕОСТАТИЧЕСКОЙ КОНСТАНТЫ ПРИ ИСКУССТВЕННОЙ ВЕНТИЛЯЦИИ ЛЕГКИХ

14.00.17 - нормальная физиология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва - 1990

Работа выполнена в Гродненском государственном медицинском институте МЗ Белорусской ССР НАУЧНЫЙ РУКОВОДИТЕЛЬ :

доктор медицинских наук, профессор М. В. БОРИСЮК ОФИЦИАЛЬНЫЕ ОППОНЕНТЫ:

доктор медицинских наук, профессор Е. А. КОВАЛЕНКО доктор медицинских наук, профессор В.И. Б А Д И К О В

Ведущее учреждение - институт нормальной физиологии АН УССР имени А. А. Богомольца

Защита состоится "» 1990г. в часов

на заседании специализированного совета Д 001.08.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при институте нормальной физиологии им.П.К.Анохина АМН СССР ( 103009,Москва,ул.Герцена,д.6 ).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НИИ нормальной физиологии им.П.К.Анохина АМН СССР.

Автореферат разослан "

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат медицинских наук

В.А.Гуменюк

нл ±yK;:u;iüH-;prz: itih ".-"".чт сггет"??." (П. К. _4ноуич- I96B; iW/ü; i:J7j; ... Б. I9?o; I;It3: 18Ь'7} В cooraevc .ecn со

гпг.тяяач'й П. К, Анохина уровень функционировании сь^Гём ¡/.око*

тэта ее деятельности. Imüäüuu . я: •

-ШО^^гт оиотошо тпгтппопта ккслооода (СТК), является мультипа-

" ЧУ ми«« йуилод»««,.;!^;,; zc

13 экстенсивных и кзтенсйвных показателей (В. А. Шиддив-га*!!, 1273;.

Известно» что долнкое потребление кислорода тканямд задается условия?® его диффузии: каииллярно-тканеЕ^ли градиентам;'. ?02 и площадями диффузии. Одаако, э салу объективной реальности измерять площади диффузии и градиентн P0g, как "предконеч- ,, кне -гпулхтптм" деяа-ельнлотй СТК В. Bosücsk, 1982) в ре-

соавт., 1»эЬ-1»6й| Э. m. лвколасйлс, 126»; 1. А. ?,!;ссн, ЛЪ?-гггп 1977' 198''; tnmetv*mg R. F. et al., I97B; Lang F.,

ется интегральным пока затеем, Ääpa»SGp»cy£c:~ иоронсс ¿.чело-рода из кроЕи в ткани, и определяет этот параметр как "давление, дакуве« кислород к аяани".

Б. Г'.г^с.:", - IPS9: А. Н. Мед^ляновский, 1УЬ?; лойво-

.¡^■-■т.-гл., что r"'ü9 vever характеризовать bhxüh

"eil

1 ' ? О ~ ix

Такое предположение в значительной мере со пок-чйешкися работами (Bergofcky Е. Я. et al., 1963; 1SB3; Marshall G.,Marshall В. E., I9SI; ISB3; Hughes J. 2.,Rutdn L, <r., Iio-li Barer G. at al., 1985), в которых активно разрг-

оыиьаегся концепция об участив Р~С>2 ь реализации гапокскче-ско£ легочной ьазоконстр/жцзи. Последняя, в свою очередь, ¡¡грает важную роль в определении газового состава крови не "ьхоне" СТК, что нацеливает на исследование как гомео-статичьскок константы.

Кроме того следует отметить, что несмотря на широкое применение ?;о2 в клинических условиях, данный показатель предложен оез достаточного теоретического обоснования и, главным оо-разок, в силу доступности его определения. Не было проведено его оценки с другими показателями гемодинамики и кислородтранс-иортной функции крови (КТФК), не показана era зависимость от них, не раскрыта степень информативности и устойчивости его относительно других показателей, характеризующих СТК.

Целью настоящей работы явилось исследование Р^02 как гомеопатической константа путем изучения динамики величины Р^02 относительно других показателей системы транспорта кислорода при различных режимях искусственной вентиляции легких атмосферным воздухом.

В ходе исследования решались следующие задачи:

1. Комплексное изучение центральной гемодинамики и кисло-родтранспортвой функция артериальной и смешанной венозной крови у экспериментальных ышотшх при различных режимах искусственной вентиляции легких (ИМ).

2. Выяснение физиологической значимости Р^ и обоснование этого параметра как гомеостатической константы путем:

а) изучения специфики корреляционных зависимостей Р^02 с совокупностью показателей, характеризующих СТК при различных режимах искусственного дыхания;

б) разработки критериев оценки уровня напряженности функционирования СТК, являющей собой результат интеграции функций сердечно-сосудистого аппарата и крови;

в) описания с помощью уравнений линейной регрессии зависимости Р^02от отдельных показателей, характеризующих уровень функционирования СТК при ИМ;

г) изучения органных особенностей формирования величина Р^02 при различных режимах искусственного дыхания;

д) установления методом дискриминантного анализа степени устойчивости и информационной значимости Р^02 относительно других параметров СТК при ИНД.

fi

г Пря тл:%с/5;.»у пвияаах ИВЛ впервые псюве-дзго .чоуплексаое гсоледог.'»:. •••«• л.чв? хг^рслгохро», херак-е-оазувдих состиааи« кардьй-ьь< ляуйога и хч>шчздкого ксма-цси-

-'К. >1П - . .. ЧОСКО^ v'jpf/jcriv', ГЗТ;

«iasisaaîsjibaj« о^уццг афор: ли'.;-.'-.-^. о-.; :: .гилены каткого в^гуптъ ст^^гь уст-. л";,:-р^еит^^ ча^Оохее

V.:jV LEiïtîKOO^CCeH;^! "/ТДйП.КЫМИ ПС-

Jps! <:op"-5-, mr--~ гг*гт?-г—г.'^ ИЗ.Т.

■■у-.'у-'с:;, огл"' .'"¡г":-;..:" • . ; : ' : "Г^.. л -2;>i;,o:\; аг.мкз? показано, что Р~0г следует рассматривать как гомэостатическую

Дано обоснование необходимости различий в POg, оттекавшей от отдельных органов, как переменных, формирующих

Разработан метод оцвнкя уровня функционирования СТК как сложной мультлпарзметрической система, основанный на расчете плотности корреляционных ыатр!5ц.

Бпервне иетодои линейных рзгрессяй оязсен ряд зависимостей р^Ор от состояния других показателе- С?", "" птгалгя указа-

c-igt па оросительную автоног-шость формируз-вахсд мехфунг.;;- о-пальаш: гска^оягй я системе транспорта газоь г> ответ ксзму-деняя но ее "vr.-;™* при негзмешшцйхея потр-зЛкосглх орглквзиа s кислороде.

Усуанозленике э работе особенности фугш^анмрованг..; кар-аво-васкулярнох'о а гемвчесхого компонерл'ох! СТК, форугрозаная между ними Функциовальных взаимоотношений скособс-гэувт углублению поникания механизмов транспорта кислорода и позволяют представать ах как динамический, сущ?сп>зтг:с про-

-оос. piïiu.T. ¿12Д.

На защиту выносятся следующие положения:

I. Возмущения на "входе" СТК путем изменения частоты и глубины однозначного по кинуткому объему управляемого дыхания при понят к с/кктйвнным "заикаогтгогеяий vez^y от-

ясла^зтеляиа CIK, зрсйэляддашсл з увеличении кеяду ними Kc.7i!4es достоверных -:р,<чиниы;-: я случайных корра-яци^тшл

при резиюллх кску^сгвеннсг^ дыхаимд достигаемых частотой. Наибольшее количество корреляционных связей при данных режимах искусственного дыхания наблюдается между P^Cig в другими показателями, характеризую'^;!:;./ СТК. ' ч

2. Степень изменения Р~02 относительно других показателей гемодинамики в КТфК остается менее выраженной как при нормовен-тиляцяоиноы, так и при г;шо- я гипервентиляционных реял мах ИМ, что дает основание рассматривать Р~02 как гомеостатическую константу.

3. Сохранение при гиповентиляцвонных режимах искусственного дыхания межорганвых различий в Р02 проб крови, оттекающей

от отдельных органов, свидетельствует о необходимости этих различив для формирования и стабилизации Р^02 путе.« изменения регионарных условий деоксигенации крови.

Научно-практическая значимость работы.

1. Экспериментально обоснованное положение о Р~02 как го-,'.'«¿статической константе позволяет рекомендовать этот пара., _-гр шире использовать для оценки транспорта кислорода при различных состояниях.

2. Комплексное исследование динамики изменения показателей, характеризующих СТК при ИМ, позволяет расширить знания

„ механизмах и особенностях формирования общего адаптационного потенциала системы при различных ее режимах. Установлено, что np;i различных режимах ИВД, обеспечивающих один и тот же минутный объем дыхания меньшей частотой, изменения в системе менее выражены.

3. Разработан метод оценки напряженности функционирования СТК, основанный на увеличении общего количества достоверных корреляционных связей между Р?02 и отдельными показателями СТК при гиповентиляционных режимах ИБП. При возможности комплексного исследования параметров, характеризующих СТК.и машинной обработке данных метод может быть использован как в научно-исследовательской работе, так и в клинической практике.

Описанные в виде уравнений линейной регрессии закономерности и особенности взаимодействия Р^02 с рядом параметров гемодинамики и КТФК во время управляемого дыхания, могут быть ¿спильзованы при математическом моделировании транспорта кислорода.

Внедрение. Теоретические положения, методические подходы г выводы диссертации используются в научно-исследовательской разоте и в учебном процессе на кафедре нормальной, патологическое **з;'.аяогк1! и курсе анестезиологии и реаниматологии в 1?о£некс.чоу. кедицвнекоы институте.

о

Публикации. и апробация работы. Но теме диссертации опубликовано 5 работ. Основные результаты диссертации доложены на Всесоюзном рабочем совещании "Трансаорт газов в системе микро-циркулац!;?. (Проблемы г, аетсдн)" (Гродно, I :?■.•.■>, 1.387), на заседании Гродненского отделения общества фнзислогоз (Гродно,1285, 196В, 1389) ; на рабочем совещании "Модатароваяге функциональных систем организма: физиологические и математические аспекты" (Киев, 1337); на УП съезда Белорусского физиологического обществе имени К. П. Павлова (Кишинев, 1987); на Всесоюзно:., рабочем совещании "Способы коррекции гипоксии в тканях" (Нальчик, 19£В); па ваездноА! Пзгэукг проблемной комисскь "ыахвпяь«« скстешой организации физиологических функций"АМН 00%)г Цроцые, 1989); на 1У Всесоюзном съезда патофизиологов (Кишинев, 1989); на Ш, 17 и У областных нонцеренцаях молодых ученых и специалистов (Гродно, 1986, 1937, 1988); а также на Ш республиканской конференции молодых ученых и специалистов Белоруссии (Гродно, 1989).

Объем и структура диссертации. Диссертация изложена на 203 машинописных страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания объекта и методов исследования, собственных исследований, обсуждения результатов исследований и выводов. Работа иллюстрирована 27 рк.-ункаш, содержит 13 таблиц, список литературы включает 291 источник, в том числе 107 работ отечественных авторов.

Материал и метода исследований.

Для решения поставленных в работе задач проведено 26Б опытов на 67 беспородных собаках обоего пола массой 8-12 кг с использованиям четырех стандартизованных режимов ИВЛ. Опыты проводились в условиях неыбуталового наркоза (30-40 мг/кг) при выключенном миорелаксантами дыхании (млорелаксин - I мг/кг). Предполагалось, что при наркозе и миорелаксацяи потребность организма з кислороде не изменяется, а варьирование частотой .дыхания и дыхательным объемом создаст различные возмущения ка ''входе" СТК. Реакция ае совокупности исследованных параметров, характеризующих СТК, позволят выяснить формирующиеся на различных уровнях ее организации (системном, органном) функциональные взаимоотношения в ответ на эти возмущения при относительно постоянных потребностях организма в кислороде. Характеристика примененных режимов ИВЛ представлена в таблице I.

о

Таблица I. Характеристика режимов ИВЛ

¡¿кнутный,. объем ; дыхания, л ; 2 3

Частота дыхания i (чд) в мин : 20 40 20 60

Дыхательный объем : (ДО), л : т ■ * 0,10 0,05 0,15 0,05

k режима ИВЛ : I - П •ш 1У

При выборе параметров ИВЛ принималось во внимание, что отно-аеяве ДО к массе тела является межвидовой константой и находится в пределах 8 мл/кг ( Hortola J. Р.,Haworaj У'-., 1985). Наряду с оптимальным режимом ИВЛ (I), использовали режимы с заведомо пониженным (П, 1У) и повышенным (Ш). ДО, которые при соответствующей частоте дыхания обеспечивали адекватный исходным условиям минутный объем вентиляции, разный 2 либо 3 литрал.

В ходе экспериментов у аивотных I серии (43 собаки) в исходных условиях и на 5, 10 и 15 минутах всех реккмов ИВЛ проводили коьшлеконое изучение основных параметров центральной гемодЕНащиш и Kl'SK. Путем прямого измерения изучали артериальное (АД) з центральное веноачое давление (ЦВД). Методом термодалвции (М. И. Гуревич, С. А. Берштейн, IS76) оцекане-ли ударный (УОК), кшутнкй (МОК) и центральный объег». крове-обращения (ЦОК). Частоту сердечных сокращений (ЧСС)'определяли по электрокардиограмме. Рассчитывали минутную работу сердца (Ам) и общее периферическое сопротивление (R общ.). На аппарате AVL -939 (Австрия) в артериальной крови изучали напряжение кислорода (Ра02), углекислого газа (РаС02) и pltj. Поляроыетрическв в ьшкропробах крови (в модуфшации М. Б. Борпсюка, IS32) последовали кислородную емкость крови (КЕа), содержание кислорода (Са02) и степень насыщения крови кислородом ( Sg02). Аналогичные параметры изучали в пробах смешанной Еевдзной крови (Р£02, Р^С02, рН^, КЕ£, C^, sy02). Кроме того, в пробах смешанной венозной крови фотоколорлметри-чесга; изучали концентрацию гемоглобина (СНв) и содержание эритроцитов (СЭ), а методом смешивания (Edwards м. J.,1966)

определяли показатель (F.jJ сродства гемоглобина к кислороду

для оценка :<одг4 ;:.^соцйчца.ч оксигемоглобгна (КД01

Исходя из получоняы;; 4-'' .' ".- рассчитывали некоторые интег-рати-.jirje показателя: сгстемгггг r»crw»5Bj» ***оогь (<Ж8), кислород венозного возврата (13В5, ьог-пяблекпе кислорода ( vOg), артерио-в»чозную ряяпипу по кислороду - (АВ?)С0 а коэффициент уТВЛИЗаЦНР кислород« (КУЗС),

В отдельной серии иосдвдова^Й (24 ссбака) на 15 минуте всех реч'-п.юв "£Л проиг.г.о;;;5л:? отбп,/ ™ :-лс;,е1';ззн:т РО,- в пробах опе.-еащай от мозга ( sinns .-..agittaiis ), органов зелудочно-кшечного тракта ( v. port аз} и мышц задней конеч-

кос.1й t'v. ieftoralis

Полученные величины показателей обработаны с использованием критерия Стъюдента и специальных прикладных программ обработки медико-биологячоской информации (корреляционный, регрессионный, дискримшшшшй анализ) на ЭВМ Cii-II40? К9Г°-Саывк (ПНР-СССР).

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСЩЕНИЕ

Ho.\uu&kc s з ре г и с т рг: рог-п; п i;х а ладе пзрзмет--

ров СТК покззач, что первый из предъявленных -cmотшм режимов £'J. (ЧД х ДО = 2G х 0,10 л) оказался нормовзктиляц;ютшм (НВ), второй - (ЧД х ДО = 40 х 0,05 л) и четвертый {ЧД х ДО « 60 х 0,05 л) были гиповентиляциотшмя (13), а третий (ЧД х ДО = 20 х 0,15 л) -гйпервентяляционннм (ГпБ).

При KB режяке ©Л уже на 10 минуто сняаался МОК, а на 15 улнуте -АД. Однако при атом режиме ИВЛ увеличивалось Ра02 и снижались на равнозначную величину интегративные показатели транспорта кислорода (СКВ, КВЗ), свидетельствуя о ганягеневцви в СТК. Перевод животных или человека со спонтанное дыхания на ИВЛ практически всегда сопровождается сниаением сердечного выброса (Д. П. Дворецкий, IS84; Conway С. М., 1975; Zanetti С. et el., I981 и пр.).

На 15 минуте ГпЗ режима ИВЛ на фоко более выраженной депрессии гемодинамики увеличивались Ра02 (до 118,1 мм рт. ст.) и sa02. Гемодинамические нарушения даже при благоприятных значения): Ра02 и яао2 приводили к снижению РН32. Большинство исследователей снижение сердечного выброса при гипервентиляциз связывагт с вазоконстрикторныл влиянием гипокапнии на сосуды

&озга, печени и других областей (В. Л. Кассиль, Н. М. Рябова, 197? и др.). Предполагается, что при гиповентиляции легких МОК, АД, ЧОС, кровоток в сердце, легких и скелетных мышцах снижкется даке в условиях поддержания ?НС02 в нормальных пределах ( Albrecht Р.. F.,Miletich D. J./ '-'W).

Наиболее значительные изменения показателей KTSfC и гемодинамики происходили при ГВ режимах ИВЛ. Уже на 5 минуте ГВ режима ИВЛ (ЧД х ДО - 40 х 0,05 л) наступали избиения большинства регистрируемых показателей, которые усиливались к 10 и 15 минутам. Ra 15 минуте этого режима ИВЛ Ру02 по сравнению с исходными данными снизилось с 48,9 + 0,6 мм рт. ст. до 43,1 + 1,6 мм рт. ст. (?<£ 0,001) и Ра02 с 88,5 + 1,2 мм рт. ст. до 72,3 + 3,5 мм рт. ст. (Р < 0,001). Отмечался сдвиг КДО вправо: Рдц станд. увеличивалось с 31,3 ± 0,5 мм рт. ст. до 32,9 ± 0,5 мы рт. ст. (Р< 0,05). Са02 и C~Ü2 уменьшилось до 13,7 + 0,8 об% (Р < 0,001) и 10,6 + 0,7 об% (Р < 0,001), a Sfi02 и" s;o2 до 67,2 + 3,6 % (Р < 0,001) и 48,9 + ЗД % (Р < 0,001), соответственно. Повышались РаС02 до 55,6 ± 1,9 мм рт. ст. (Р < 0,001) в Р~С02 до 61,7 ± 1,8 мм рт. ст. (Р < 0,001), что привело к снижению рН. P^q реальн. увеличилось с 33,4 + 0,5 мм рт. ст. до 39,4 + 0,8 км рт. ст. (Р < 0,001). Вследствие описанных выше изменений уменьшалась (АВР)02 с 3,8 + 0,2 обр до 3,0 + 0,3 ой% (Р -с 0,01) и V02 с 0,00508 + 0,00034 л/кг в мин до 0,0034 + 0,00038 л/кг в мин (Р < 0,001). При зтом на фоне снижения ЧОС (Р < 0,001) ШК поддерживался на исходном уровне за счет увеличения УОК с 0,00085 + 0,00005 л/кг до 0,00106 + 0,00012 л/кг (Р <- 0,01). Однако вследствие уменьшения CaQjпроизошло значительное снижение транспорта кислорода к тканям, о чем свидетельствует снижение СКЕ с 0,0242 + 0,011 л/кг в мин до 0,0169 + 0,0015 л/кг в ыик (Р 0,001). Аналогичные изменения С^02 обусловили снижение КВВ с 0,0196 + 0,001 л/кг в мин до 0,013 + 0,0012 л/кг в мин (Р < 0,001). Комплекс вышеперечисленных при этом режиме ИВЛ изменений свидетельствует о нарушении диффузии кислорода на уровне азрогеиатическо^о барьера. Ан&югичоде, но в меньшей степени выраженные изменения происходили и при другом (ЧД х ДО а 60 х 0,05 л), ГВ режиме ИВЛ.

Представленная динамика показателей СТК при предъявленных режимах ИВЛ демонстрирует их специфику. При режимах ИВЛ, осес-сечйьашлх один и тот же минутный объем дыхания большей част -

той, изменения в СТК были более выражены и сопровождались существенной депрессией Р~02, Раялмы ИЗЛ с ыгньяй2 частотой дкха-ия были более адекватными и вызывал?1 сгсди> -¡тчмтелышх изменений Р~0.-;,

Наряду с зтт при ИМ выявлено меиео зараженное снижение КТО^-, чем Ра02. Так, если при переходе с 15 минуты I (НВ) ре-' жима ИКЯ к 5 минуте П СГВ) режима ИВЛ ?^02 падало на 4,9 %, к 10 минуте - на 6,4 % а к 15 минуте - на 11,3 то Р„0о снижалось соответственно на 17,2 %, 25,8 % а 30,2 % (?< 0,05). Подобное относительное изменение величин Р^С^ а Ра02 ошечено при подъеме животных на высоту ( Титек г. еЪ а1., 1980)- пря гзпдр-вояиййциониом рйанмо ИВЛ ( гшчохь А. в.,йогвпЪеге и,, 1ФП), лрк дыхании чистым кислородом (Б. А. Коваленко, И.- Н. Черняков, 1972) и в ряде других состояний.

С целью выяснения сбщих закономерностей и особенностей "взаиыосоцействия" основных элементов СТК при различных режимах ИВЛ полученный мзссив данных, включающий 27 показателей, был подвергнут корреляционному анализу.

НВ режим ИЕЯ характеризовался бедностью а непсстоянством корреляционных связей меяду ши.-метелями гемоципомпки и КТоК. При П (ГВ) режиме ИБЛ наблюдали лов&аекпе количества к стабильности реализуемых ззамлосвязей» Зслв ка 5 глину те было реализовано 12 стат/зстически значимых корреляционных связей мажду показа телдаи гемсдинамики г, КТ-1Я, то ка 10 минуте - 32, а на 15 мв-кугв - 40. Приближение величин большинства показателей СТК к исходник данным ка И (ГЙБ) режиме КВЛ привело я исчезновению ял;-. о(\габлешзо корреляционных связей, змекгйх место при гиповентиля-цки. Харзктер "взаимосодействия" элементов СТК напоминал НВ ре-якм ИЗЛ. Абсолютное количество реализовавшихся при 1У (ГВ) режи-л.- 1Ш корраляцаонкш; связей между показателями гемодинамики и КТФК снова повышалось и составило на 5 минуте - б, на 10 минуте - 30 и на 15 минуте - 25.

Таким образом, при ГВ режимах ИМ (П, 1У) параллельно с изменением большинства показателей СТК увеличивается количество корреляционных связей между ними, свидетельствуя о существенной а п с ее тройке в этих условиях функцйонатаячх взаимоотношений между 2- дельными свойствами различных компонентов оиогеда. Основные эффектов« СТК при гиповентиляции оказываются перед необходимостью суопрэдельного и даже критического напряжения своих приспо-

еобительных механизмов. Как правило, неблагоприятный характер изменения величин болышяства показателей гемичеокого и гечо-

т I-----,

*/■ \ 1

и П-Х "й г

I р.-1 Г.Ч I Г—1» Ч | .] [ [ | I- ч г- . . I ' ^ ^ •

КТЖШШ К1ЖШЕ К1ЖШШ кТЖШИ

/7 £ 3 У

Рис. I. Процент реализованных корреляционных связей (Р < 0,05) в исходном состоянии (К) и на 15 минуте I, П, Ш, 1У режимов ИНН: А - между всеми (27) показателями СТК; Б - между показателями гемодинамики в КИК; В - между всеми показателями С1К и Р~02; Г - между всеми показателями СТК и Р,^.

динамического компонентов СТК сочетается с существенным увеличением количества корреляционных связей между ними, что, по нашему мнению, может служить критерием оценки уровня напряженности функционирования СТК.

Однако изменяющийся пул корреляционных связей включает в себя случайные и причинно-обусловленные, т. е. имеющие под собой фнло— и онтогенетически закрепленную биологическую целесообразность. Очевидно, вероятность появления таких связей при различных состояниях будет большей, чем случайно-обусловленных корреляционных связей. Поэтому, в связи с предметом анализа этой работы было важно проследить частоту проявления корреля-

ционных связей между Р~02 а другими исследованными показателями. О: ззалссь, что количество корреляционных связей при 1'В ре-зимах ИВЛ между и друг;.?.® показателями СТК было достаточно высоким (рис. 1В) п сравни-с таиовкм для Р0О2 (Рис» 1Г)• Между всеми параметрами СТК (ри<>. ТА.) большее количество корреляционных связей реализовалось ка 15 минуте П (19,3 %) и 1У (16,9 %) ГВ режимов ИВЛ в меньшее (7,1 %) - в исходном состояние , При первом и третьем реяиме Ш-Л выявилось одинаковое количество корреляционных связей (11,4 % а 11,9 %). При исключении 153 анализа корреляционных сзяоей, реализованных только между отдельными показателя:«; гемодинамики я КТФК процент реализованных корреляционных связей, особенно в условиях гяповентиляции становился более значительным (рис. 1Б). Нэибадялее количество корреляционных связей при ГВ режимах ИМ, как отмечалось ранее, реализовалось между Р^02 и другими параметрами СТК (рис. Ш. Для П режима ИЬЛ эта величина составляла 63,0 %, а для 1У режима ИВЛ - 48,1 % от максимально возможной величина. Это свидетельствует, что процент реализуемых между Ру02 и другими параметрами СТК корреляционных связей еще более надежно характеризует уровень напряженности функционирования СТК.

Практически одинаковое количество корреляционных связей, реализованных меаду Р~02 и Рд02 с показателями СТК (рнс. 1В, II') подчеркивает их высокую значимость в системе. Оды.^со эти показатели, то есть Ра02 и Р~02 . на могут выступать в качестве конкурентов на большую или меньшую информативность в оценке уровня функционирования СТК, так как характеризуют качественно различные стороны еэ деятельности. Ра02 характеризует, в первую очередь, условия оксигенации крови в легких, "вход системы", а Р~02 - конечные условия деоксигенация крови в тканях, "выход" системы. С другой стороны, схожесть в специфике корреляционных связей между Р~(Ь и Ра02 с показателям! СТК может свидетельствовать об однозначной сложности механизмов их стабилизации в условиях напряженного функционирования СТК.

Таким образом, меньшая способность взаимодействия эффекторов (судя по количеству корреляционных связей) наблюдалась в исходном состоянии и при режимах ИШ1 с больсам ДО (I, Ш), а большая - при других двух режимах ШЕ с меньгаш ДО (П, 1У). Последнее, как откечалось ранее, свидетельствует о повыленив

напряженности функционирования СТК.

Сведения о специфике изменений в СТК, а также общих особенностях проявления корреляционных связей при различны* режимах ИВЛ, позволили с помощью регрессионного анализа подойти к более детальному изучению характера вза^/одействия Р^О? с некоторыми параметрами СТК. Переход от НВ (1) к ГВ (П, ТУ) режимам ИВЛ, на фояе сни&ения Ру^» сопровождался значительны;-! ростом УОК. Обратная корреляционная зависимость между нр'-ванными величинами описывалась .для этих условий уравнением регрессии (табл. 2).

Таблица 2. Уравнения линейной регрессии и коэффициенты корреляции, рассчитанные для величин Р^02 и других параметров СТК в условиях различных режимов ИВЛ

Режимы ИВЛ : п : Уравнения регрессии : г : ?

I. ЯД,I,ПДУ 310 Р~02«=63,31-16616 УСК -0.94 0,0001

2. ИД. 1,ш 217 Р~0о=39,36+11641 УОК 0,77 0,004

3. кд, 1,ш 196 Р~0^=36,65+0.10 АД 0,90 0,006

4. ИДД,11,ШДУ 403 Р~02=21,05+0,I? ЧСС 0,86 0,001

5. ВД. 1.П 301 Р;02=29,4&+0,20 Ра02 0,91 0,005

6. ИД, 1,ш 301 Р~02«=57,48-0,09 Р0О2 -0,77 0,04

7. ИДД.П.ШДУ 403 Ру02=27,54+1,43 С^02 0,96 0,001

8. КДД,Л,ШДУ 403 Р;О2«=27,7О+С,ЗО Б;О2 0,95 0,001

9. ИД,I,ПДУ 270 Р^02=99,е4-1,63 Р^з -0,65 0,04

станд.

10. ИДД.П.ШДУ 286 Р;02ь65,24-0,53 Рзд -0,69 0,009

реальн.

II. ИДД.П.ШДУ 559 Р;02«57,82-0,23 Р^С02 -0,67 0,05

12. ИДД.П.ШДУ 559 Р~0О»54,52-0,19 РаС02 -0,67 0,05

13. ИДД.П.ШДУ 559 РТ)?—208,21+34,76 р1<~ 0,69 0,01

14. ИД. ИДУ 217 Р*02»2е,51+840 СК5 0,94 0,002

15. ИД. 1.Ш 21? Р;02=41,01+360 СКЕ о;во 0,03

16. ИД, ПДУ 217 Р;02=2&,44+1100 КВВ 0,92 0,01

17. ид, 1,и 217 Р^02-41,У7+390 КВВ 0,78 0,04

1Ь. ИД. 1.Л.Ш 310 РУО-ХЯД3+3406 та2 0,80 0,003

Наличие подобной зависимости при переходе к гв режимам ИМ свидетельствует о сохранешеЗ способности компенсаторных механизмов, в том числе и со сropov* сердца, противодействовать резкому снижению P^Og. Известно, что при Р~02 ниже 30 га рт.ст. эт" механизмы со стороны сердца ч^щщ^ют истощаться ( Hecht-яап ч. в, '.ív el Л 979), хотя роль ,уволиче&«я сердечного выброса в поддержании Р^Ор выше этих пределов признаетоя многими исследователями ( Bine О. К, L. ct al., 1969; Carrell D. E. ,Milhorn к. ., 1971 и др.). Показательная в эчои. плане являются изменения р;о2 и /ок при ГпВ режиме ивл. Ш:а установлено, ГпВ режим в целом не вызывал повышения напряженности функционирования СТК, однако несколько более значительное, чем при НВ режиме ИВЛ, снижение УОК сразу же вызвало снижение Р~02. В итог«, корреляционная связь между величинами Р~02 и УОК при переходе к ГпВ реяику ИВЛ описывалась уравнением, подтверждающим наличие существенной зависимости величины Р~0? от сердечного выброса (табл. 2).

Ряд других корреляционных связей, обнаруженных между параметрами СТК и Р~02 и описанных в виде уравнений линейной регрессии (табл. 2),позволяет заключить, что Р~02, являясь величиной зависимой от функции сердца, легких и крови, могет регулироваться этими системами и нести информацию об их функционировании. Наиболее существенные коэффициенты регрессии Р~02 показателями гемодинамики и другими параметрами СТК выявлены при менее благоприятных (ГВ) режимах ИВЛ.

Наличие изменявшихся в зависимости от уровня напряженности функционирования СТК корреляционных связей, описываемых уравнениями регрессии,предполагает существование динамически взаимодействующих внутрисистемных механизмов формирования величины р-02. В этом плане известно, что в силу особенностей микроциркуляции и функции отдельных оргенов кровь, оттекающая от них,имеет различное Р02 (Е. А. Коваленко, 1973) и СНв02 (М. В. Борисюк, 1978, 1982). Приняв во внимание, что Р~02 есть давление, движущее кислород в ткани ( лъегяап Л.t 1967),следует признать, что один из важнейших мзханизков формирования величины P,j02 реализуется путем создания оптимальных условий деоксигена-ции крови в отдельных органах. 3 связи с изложенным в работе проведены исследования Р02 в крови, оттекающей от некоторых органов. Для этого параллельно с пробами смешанной венозной крови изучены, как ее составляющие пробы крови, оттекающей от

мозга, органов желудочно-кишечного тракте в мышц задней конечности.

I

Установлено, что величины Р02 проб крови, оттекающей от исследованных органов, при ГО и ГпВ режимах ИВЛ, по сравнению с исходными значениями, не изменились :гаже на фойе депрессии гемодинамики. Это приводило к формированию величины Ру02,ие отличающейся от исходных данных. При ГВ режимах ИВЛ, сопровождавшихся сдвигом КДО вправо, наблюдали различной седешг выраженности снижение Р02 в отдельных пробах кровк по сравнению с исходными величинами. При П (Ш режиме ИВЛ в пробах крови, оттекающей от задней конечности Р02 снизилось с 41,7+0,7 мы рт. ст. до 29,3+0,6 ым рт. ст. (Р< 0,001). С 53,8+1,0 т рт. ст. до 45,0+1,2 мм рт. ст. (Р - 0,001) уменьшилось Р02 в пробах крови, оттекающей от мозга и с 55,2+1,2 мм рт. ст. до 45,4+1,0 мм от. ст. (Р -с 0,001) в пробах крови, оттекающей от желудочно-киоемкого тракта. Однонаправленные с описанными изменения величин Р02 наблюдали и при 1У (ГВ) режиме ИВЛ. В итоге, Р~02 при данных режимах ИВЛ также оказалось сниженным. Так, Р~02 уменьшилось, по сравнению с исходной величиной, с 47,2+0,9 ш рт. ст. дс 38,9+0,9 мм рт. ст. (Р с 0,001) при П и до 39,9+1,0 мм рт. ст. (Р < 0,001) при 1У ГЬ режимах ИВЛ.

Ка р::с.унке 2 представлены гра.диенты прироста или убыли Р02 проб крови из сагиттального синуса (г), портальной (б) и бедренной (в) вен, относительно Р~02 в исходных условиях, при НВ, ГпВ и ГВ режимах ИВЛ. Наиболее значительный по сравнению с другими режимами ИВЛ прирост Р02 обнаружен в крови, оттекающей от желудочно-кишечного тракта при НВ режиме ИВЛ (Р < 0,001). В крови из бедренной вены значительное снижение Р02 наблюдали при ГЗ режимах ИВЛ (Р < 0,001). Его величины отличались от значений Р02 для исходных условий и ГпВ режима ИВЛ (? < 0,01). Положительные для всех состояний, относительно величин ?^02, значения Р02 проб крови из сагиттального синуса в условиях гипервентиляции сменились на отрицательные и отличались от РС-2 большинства цроб крови (Р < 0,01), зр исключением

(Р > 0,05). Из риб'унка 2 видно, что буферную рай в плане стабилизации Р^02 при П и 1У (ГВ) режимах ИВЛ играет кровь, оттекавшая от желудочно-кишечного тракта и ыозха, так как величины Р02 проб крови из »тих регионов не падали ниже Снижение же Р^С^ в в тих условиях происходило, очевидно, за счет

Рве. 2. Градиенты прироста или убыли ?02 проб ктовй из сагиттального синуса (а), яор-'ггльной (б) и бедренной (в) вен, относительно Р^02 при НВ, ГпЗ и ГВ режимах ИВЛ.

чительной квоты крови, аттекэющей от мышц, Р02 которой при ГВ существенно снижалось. Изменения, наблюдаемые в условиях гипо-вентиляции, не приводили к исчезновению межорганшх различий величин Р02, имевших место в исходных условиях, а также в условиях НВ и ГпЗ режимов ИВл. С другой стороны» было выявлено, что в условиях гиповентиляции у отдельных животных, у которых нивелировались межорганные различия Р02 в мышечном и портальном регионах, происходило резкое снижение Р~02. Это позволяет заключить, что сохранение при ГВ режимах ИВЛ межорганк;;х различий величин Р02 проб крови, оттекающей от отдельных органов, не только не случайно, но и необходимо так как препятствует резкой депрессии Р~02, как интегральной величины, способной усугубить процессы оксигенации крови в легких.

Таким образом, комплекс вышеописанных изменений, а также выявленное многообразие зависимостей ¡уС^ от функциональных па-

Р^ьлтроБ, определяемых физиологическими свойствами сердечнососудистого аппарата й крови, указывает на важность понимания

как некоторого критерия кнтегративной оценки СТК.

В связи с констатацией большей стабильности Р~02 относительно ?~02, а также, предполагая значение некоторых системных и органных механизмов в этой стабилизации, -осуществлен анализ устойчивости F~0g относительно большинства других показателей СТК. Простое сравнение полученной цифровой информации не дает возможности решить эту задачу. В биологии и медицине для зтмх целей используется метод линейного дискримикантного анализа, при котором, независимо от единиц измерения," степень устойчивости показателя оценивается по значению F-критерия (критерия Фишера). Большие значения F -критерия свидетельствуют о меньшей устойчивости и большей информативности показатечя. Следовательно, за меньшей информативностью стоит большая устойчивость, которая обеспечивается реальными, хотя в большинстве случаев неизвестными механизмами регуляции. В таблице 3, в соответствии с величиной F -критерия, представлены только информативные, отклоняющиеся на изменение,режима ИВЛ показатели.

Результаты дискримлнантного анализа (табл. 3) дают основание утверждать, что на 5 и 15 минутах различных режимов ИЗЛ большинство анализируемых показателей СТК более устойчивы, чегл Р.О^, ко менее устойчивы, чем Ь£*02< Те показатели, которые в значительной мере (по данным корреляционного и регрессивного анализа) определяют величину Р^02> характеризуются более высокими значениями F-критерия, обладая, таким образом, большей вариабельностью. Большая вариабельность этих параметров в отлет на Бозмущения ка "входе" СТК, биологически оправдана, тек как создает условия для быстрой компенсации дисбаланса в системе и предупреждает существенное изменение РуОо, как одного из факторов, оптимизирующих условия деоксигенации крови в тканях.

С другой стороны в тяжелых критических состояниях, в условиях близких к исчерпанию компенсаторных механизмов по нормалг-задай Р":02, .во многих исследованиях показана, высокая диагностическая V информационная значимость Р~02 (Ы. Я. Хоцас и соавт., IB82 ; Э. М. Николаенко,' 1936; Lens Р., I9S3: ЛЪегтап А.,1987), и в особенности, при снижении его величины от 30 до 20 мм рт. ст. (Г. А. Рябов, 1988). Результаты проведенного нами дискрими-ьантяого анализа показывают достаточную информативность Р^Оо»

Таблица 3.

Рсспрецеление показ^талой СТК по степени устойчивости на 5 и 15 1езяу?*.:с примененных режимов ИВЛ

М п/п

Характер распределения показателей СТК на 5 минуте " ~

Гомияуте

показатели :в9Л]?чйна ¡критерия , , :показатели : величина кгатерия

I. Зас2 8,64 _............... Ря°2 21,28

2. ра°2 6,22 з~о2 9,34

3. Рдд реальн. 8,73 (АВР)02 4,02

4. Ал 4,32 АД со. 3,64

5. АД ср. 2,57 рас°2 2,39

6. чсс 1,92 СНв 4,32

7. КЕа 1,13 ЦВД 2,17

8. рн; 0,95 р;со2 2,88

9. КУК 0,83 РНа 1,31

10. (АВР)02 1,40 рн; 1,41

II. СНв 0,84 Рдд реальн. 1,10

12. р;со2 0,80 1,58

13. ?асо2 3,28 ЧСС 0,87

14. СКВ 0,78 УОК 0,64

15. 1,27 кок 1,65

16. МОК 0,69 СКЕ 0,68

17. цок 0,60 У02 1,12

18. ЦВД 0,54 Са°2 1,15

19. с;°2 0,62 КВВ 0,75

20. 0,47 КЕа 0,81

21. ГОК 0,43 с^02 0,68

22. р;о2 0,50 0,38

23. Рна 0,41 ЦОК 0,31

24. квв 0,31 Р50 станд. 0,19

даже для таких состояний, когда величины Р^02 У отдельных животных редко снижались ниже 30 мм рт. ст. Это свидетельствует о том, что даже обнаруженная нами некоторая стабилизация Р~02 в физиологических пределах изменения (35-45 мм рт. ст.) не снижает диагностическую значимость Р^02 в плане оценки функционирования СТК при »121.

Таким образом, в настоящей работе по результатам комплексных исследований, приведены фактические данные, аргументярую-щие значимость Р~02 как го.меостатической константы. Обоснование поддержания постоянства Р~02 как физиологической константы путем изучения динамики величины Г~02 относительно других показателей СТК при различных рекимих ИВЛ позволило обратить внимание на активную роль сердечно-сосудистой системы, крови и легких в этой стабилизации. При ИВЛ система,определяющая газовый состав организма из системы с внешним, относительно пассивным звеном саморегуляции (К. В. Судаков, 1983), превращается в систему только с внутренними звеньями саморегуляции. Это означает, что со стороны внешнего дыхания в этих условиях практически полностью исключается возможность сиюминутной коррекции относительного постоянства состава альвеолярного воздуха, а в итоге - ?а0о и РуОд» Вследствие этого к сердечно-сосудистому аппарату и крови, как основным составляющим СТК, в ре-гуляторном отношении при ИВЛ предъявляются повышенные требования. Б то ке время, адаптивная роль сердечно-сосудистой системы по поддержанию Р^02 вследствие депрессии гемодинамики при ИВЛ также снижается.

Таким образом, адаптивные возможности сердца и дыхания, как факторов стабилизирующих Р~02 при ИВЛ, резко уменьшаются. В связи с этим, в плане анализа механизмов стабилизации Р~02 при ИВЛ важны более детальные исследования роли кислородсвя-зующих свойств гемоглобина. Очевидно, наиболее перспективными в атом плане могут быть исследования, раскрывающие органные особенности и закономерности формирования и стабилизации Р~02 при ИВЛ и других состояниях на основе представлений о различной органотопографии Р02 и СНв02 (Е. А. Коваленко, 1973; Ы. В. Бориспк, 1982). Представленный выше краткий анализ органных особенностей формирования Р~02 косвенно подтвердил это предположение.

ВЫВОДЫ

I. В зависимости от частоты и глубины дыхания при искусственной вентиляции легких воздухом в системе транспорта кислорода отмечьется комплекс излганений со стороны показателей гемодинамики и кяслородтранспортаой оункцик крови. При реумах искусственной вентиляции легких, обеспечивающих один и тот

ке ывчуткы?. об-ь^м еыувкзя меньшей частотой изменения парапет-сов сдохе-'м»' транспорта кислорода, в том число менее выражены .

При бэдее взпргхеюсм урооне фушсту.ой.« ратания систем* транспорта кислорода, имевшем место при тжоъъзг&уп&огшх ре-гзшзх искусственной взйтяляцвй легких(с боль-лей частотой дыхания) на фоне сшионмя Г^Ор, количество функциональных взаимоотношений в системе транспорта кислорода, суда 20 значительному приросту ЕорреляцкокЕкх ксацу оэдедьшаа

увеличивается.

легких проявляется наибольшее яолнчество корреляционных связей мажду р;о2 и Ра02 с другими показателями, характврпзуш,н-мз СТК. Шготность корреляционной матрицы может служить критерием оценки уровня напряженности функционирования системы транспорта кислорода з, очевидно, других сложных светом.

4. Среда совокупности исследованных показателей системы

тоавсаор-яг кислородд ГС02, псзоая а» д^ишх дкскркютг-ятного

г-'.е?!«етсл .^зи-сгуел!1 "енкзй zvyг:v: полазези.-гей, ь сйяйк ^ дгятгт .'•г'стр г-'.огс-".: ргссьйтря.'&ть гскссгтй-ческу:.; гсастгят?. с",- л^сооСрэдяроя» регулящ» и .од&р&ява к-тгпооР: у'..гч:г,;е;,; Р~0о е роализашя гипоки-гг'/ъал

лсго.'шзй впс.-ху'-стрн:?:, • ~/>,

5. Ос':;ар;,ч:е;ш:;л в условиях гипозенкшадкенвих ре:ш.ю? КМ кс.-';:«г};'ггз$а-:'дя & некоторая качественная однозначность в характере корреляционных зависимостей между РГОо и Р„02 с цоугими

•:ока2г- г" пхм системы трньслорта кислорода, предполагает сходство '¡¿и::--.;-^ регулкри'^йл^.

6. Анализ ряда уравнений линейной регрессии, описывающих зависимость значений ст других показателей системы транспорта кислорои?, свидетельствует об участив в стабилизации р;,0о регудируюцчх величину сердечного выброса в сродство гемоглобина к кислород;.-.

7. Со"ранен=:е при более напряженном уровне функционирования системы транспорта кислорода межорганных различий величин Р02 в пробах крови, оттекавшей от отдельных органов, указывает на необходзмоегь этих различай для формирования и стабилизации

р;о2.

8. Адаптивные возможности системы транспорта кислорода но поддержанию P~0g при искусственной вентиляции легкая резко снижаются" Ейледсгвие блокирования регуляторных эффектов внешнего дыхания.•

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДйССЕРТАЩШ

1. Влиййе; разл^шых режимов вентиляции на газовые показатели крови // Молодежь и научно-технический прогресс t Тез. докл. Ш Гроцн.. обл. конф. молодых ученых и специалистов. -Гродно1986. —С". 29. - 30.

2. Показатели;-системы транспорта кислорода (СТК) при различных режимах искусственной вентиляции легких // УШ съезд Белорусского физиол. общ. им. И. П. Павлова : Тез. научн. сообщений. - Витебск, 1987. - С, 146 - 147.

3. Р02 смешанной венозной крови в оценке уровня функционирования системы транспорта кислорода // ХУ съезд Всесоюан. физиол. общ. им. И. П. Павлова : Тез. научн. сообщений. - Кишинев,

1987. - Т. 2. - С. 441 —442. Соавт. М. В. Борисюк.

4. Зависимость напряжения кислорода в артериальной крови от его значения в смешанной венозной крови нри искусственной вентиляции легких // Молодежь в ускорении научно-технического прогресса i Матер. У Гродненской обл.. конф. молодых ученых и специалистов. - Гродно, 1988. - С. 23.

5. Опенка напряженности функционирования систем // Моло -дежь в ускорении научно-технического прогресса : Матер. У Гродненской обл. конф. молодых ученых и специалистов. - Гродно,

1988. - С. 24. Соавт. А. Р. Мороз.

6. Напряжение кислорода в смешанной венозной кроъи и его роль в патогенезе гипоксий // 1У Всесоюзный съезд патофизиологов : Тез. докл. - М., 1989. - С. 468. Соавт. М. В. Борисюк, А. Р. Мороз.

7. Регулирующие и коррегирующие механизмы системы транспорта кислорода в их значение в адаптационных реакциях организма // 1У Всесоюзк. съезд патофизиологов : Тез. докл. - М.,

1989. - С. 578. Соавт. М. В. Борисюк, И. К. Дремза, И. К. Жма-кин, П. М. Королев.

8. Минутный объем ярсвоооргщения и сродство гемоглобина к кислороду // Мецико-био.тог« аспекты повреждения и компенсации. Проблемы алкогслягка и здоровый образ жизни : Тез. докл. Ш респ. конф. молодух ученых и специалистов Белоруссия. - Гродно, 1939. - С. 5Ь.

9. Характер изменения показателей системы транспорта кислорода при искусственной вентиляции легких // Ко^ленсаторно-дриопособительше реакции организма при гисоксии : Межвузовский сборник научных трудов. Куйбышев, 1989. - С. 39 - 41.