Автореферат и диссертация по медицине (14.00.43) на тему:Клинико-функциональная характеристика холодовой гиперреактивности дыхательных путей у больных хроническим бронхитом

На правах рукописи

^ГЗ СД

го V к;-.-<м дя

ПРИХОДЬКО Анна Григорьевна

КЛИНИКО-ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЛОДОВОЙ ГИПЕРРЕАКТИВНОСТИ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ У БОЛЬНЫХ ХРОНИЧЕСКИМ БРОНХИТОМ

14.00.43 - пульмонология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Благовещенск - 1999

Работа выполнена в Дальневосточном научном центре физиологии и патологии дыхания Сибирского отделения Российской академии медицинских наук (директор - академик РАМН, профессор М.Т.Луценко)

Научный руководитель: кандидат

медицинских наук Ю.М.Перельман

Официальные оппоненты: доктор

медицинских.наук В.ПЛСолосов кандидат медицинских наук Н.Д.Гоборов

Ведущая организация: Дальневосточный государственный

медицинский университет

Защита состоится " 1999 года в часов на

заседании специализированного совета К 084.69.01 Амурской

государственной медицинской академии (675013, г.Благовещенск, ул.Горького, 95).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Амурской государственной медицинской академии (г.Благовещенск, ул.Горького, 101)

Автореферат разослан" " 1999 года.

Ученый секретарь специализированного совета,

кандидат медицинских наук, доцент Н.А.Третьякова

0 4.1 ; / 6 - Ь,Э

Актуальность исследования. Известно, что низкие температуры окружающей среды - важный фактор риска возникновения и развития болезней органов дыхания (МТ.Луценко и соавт., 1978; А.П.Авцин и соавт., 1985; Ю.С.Ландышев и соавт., 1994). У части здоровых лиц и у многих больных бронхолегочной патологией вдыхание холодного воздуха провоцирует бронхоконстрикцшо (R.E.Wells et al., I960; J.S.Guleria et al., 1969; J.F.O'Cain et al., 1980; J.A.Dosman et al., 1991; П.П.Горбенко и соавт., 1991). Однако роль и место холодовой гиперреактивности дыхательных путей в патогенезе заболеваний органов дыхания до настоящего времени малоизучены.

В литературе недостаточно освещена взаимосвязь между повышенной чувствительностью рецепторного аппарата дыхательных путей к холодовому воздействию и нарушением их кондиционирующей способности. В имеющихся зарубежных работах (T.H.Lee, S.D.Anderson, 1985; E.R.McFadden et al., 1986; J.A. Dosman et al., 1991) такая взаимосвязь установлена для бронхиальной астмы и астмы физического усилия, вне поля зрения исследователей остался хронический бронхит. В то же время очевидно, что нарушение кондиционирования воздуха при этом заболевании может оказывать существенное влияние на функциональное состояние рецепторного аппарата дыхательных путей, нарушения внутрилегочного гомеостаза и функции внешнего дыхания.

Рефлекторные изменения бронхиальной проходимости, паттерна дыхания, связанные с воздействием низкотемпературного воздуха при холодовой гиперреактивности дыхательных путей, могут являться важным фактором в патогенезе кардиореспираторных расстройств. В связи с этим актуальной является разработка методов и критериев диагностики холодовой гиперреактивности дыхательных путей и нарушений респираторного теплообмена.

Выяснение взаимосвязи между холодовой гиперреактивностью дыхательных путей и нарушением кондиционирующей функции легких необходимо для определения мер профилактики и проведения патогенетической коррекции этих нарушений.

Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования являлось определение роли изменений респираторного теплообмена и холодовой реактивности дыхательных путей в патогенезе функциональных нарушений у больных хроническим бронхитом и разработка на этой основе диагностических критериев.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Дать клшшко-функциональную' характеристику холодовой гиперреактивности дыхательных путей у больных хроническим бронхитом.

2. Определить взаимосвязь между чувствительностью дыхательного аппарата к холодовому воздействию и нарушениями кондиционирующей функции дыхательных путей.

3. Определить взаимосвязь между холодовой гиперреактивно-стыо дыхательных путей и характером и степенью нарушений функции внешнего дыхания у больных хроническим бронхитом.

4. Разработать методы и критерии диагностики повышенной чувствительности дыхательных путей к холодовому воздействию и несостоятельности кондиционирующей функции легких.

Положения, выносимые на защиту.

1. У здоровых людей респираторный теплообмен зависит от физических характеристик вдыхаемого воздуха, паттерна дыхания и проходимости дыхательных путей. Реакция дыхательных путей на гипер-вентиляцшо холодным воздухом незначительна.

2. У больных хроническим бронхитом происходит прогрессирующее снижение кондиционирующей способности дыхательных путей, которое проявляется уменьшением температуры выдыхаемого воздуха.

3. Дыхание через нос у больных хроническим бронхитом теряет свои термоадаптационные свойства. При дыхании ртом снижение температуры выдыхаемого воздуха происходит по мере формирования обструкции и зависит от условий окружающей среды и скорости выдоха.

4. Оценка динамики температуры выдыхаемого воздуха в процессе изокапнической холодовой гипервентиляции позволяет диагностировать скрытые нарушения респираторного теплообмена.

5. Степень бронхоконстрикторной реакции у больных хроническим бронхитом зависит от исходной бронхиальной проходимости, уровня вентиляции и падения температуры при холодовой провокации.

Научная новизна исследования и вклад автора в разработку темы. Новизна исследования состоит в изучении взаимосвязи между изменениями чувствительности рецепторного аппарата дыхательных путей к холодовому воздействию и кондиционирующей функцией легких при хроническом бронхите.

Впервые на основе исследования особенностей респираторного теплообмена определена роль нарушений кондиционирующей функции легких в генезе холодовой гиперреактивности и кардиореспира-торных расстройств при хроническом бронхите.

Реализован статистический подход к разработке количественных критериев оценки степени выраженности холодовой гиперреактивности дыхательных путей. Предложено использование термической нагрузки в диагностике скрытых нарушений кондиционирующей функции легких.

Все исследования, представленные в данной работе, статистическая обработка и анализ полученных результатов проведены автором.

Научная значимость работы. Установлено, что в норме респираторный теплообмен модулируется паттерном дыхания, проходимостью дыхательных путей, температурой и влажностью вдыхаемого воздуха. Выявлена взаимосвязь реактивности дыхательных путей и респираторного теплообмена, их взаимозависимость с параметрами вентиляционной функции легких в норме и при хроническом бронхите. Проведены клинико-функциональные параллели в оценке измененной реактивности дыхательных путей на холодовое воздействие. Обоснована необходимость включения разработанных методов способов и устройств для диагностики нарушений респираторного теплообмена и холодовой гиперреактивности дыхательных путей у больных хроническим бронхитом.

Практическая значимость работы и внедрение результатов работы в практику. В результате проведенных исследований разработана методика клинико-анамнестического тестирования холодовой гиперреактивности дыхательных путей. Предложены статистически обоснованные количественные критерии оценки степени выраженности холодовой гиперреактивности дыхательных путей по данным пробы с изокапнической гипервентиляцией холодным воздухом, которые рекомендуются для внедрения в пульмонологическую практику.

Разработан способ диагностики нарушений респираторного теплообмена по динамике температуры выдыхаемого воздуха при термической нагрузке.

Разработаны автоматизированный комплекс для оценки кондиционирующей функции легких (рационализаторское предложение 01(94)80 от 06.06.94) и генератор холодного воздуха для осуществления термической нагрузки (рационализаторское предложение 04-90 "Устройство для проведения холодовых ингаляционных проб" от

27.12.90). Подготовлены методические рекомендации «Диагностика холодовой гиперреактивности дыхательных путей» (Благовещенск, 1998). Результаты работы внедрены в практику клинических подразделений Дальневосточного научного центра физиологии и патологии дыхания СО РАМН, Тамбовской ЦРБ Амурской области.

Апробация работы и публикации. Материалы, основные положения и выводы диссертации доложены на заседаниях Ученого совета ДНЦ ФПД СО РАМН (1992, 1999), Всесоюзном симпозиуме «Действие холода на систему дыхания» (Новосибирск, 1991), региональной научно-практической конференции "Экологические аспекты пульмонологии" (Благовещенск, 1994), представлены на 3-6 Национальных конгрессах по болезням органов дыхания (Санкт-Петербург, 1992; Москва, 1994, 1995; Новосибирск, 1996).

По материалам диссертации опубликовано 9 научных работ.

Объем и структура работы. Диссертация изложена на 130 страницах машинописного текста, содержит 15 таблиц и 12 рисунков. Работа состоит из введения, четырех глав, заключения, выводов и практических рекомендаций. Библиографический указатель включает 183 источников: 81 отечественных и 102 зарубежных авторов.

Материалы и методы исследования.

Нами обследованы 114 пациентов, составивших 3 группы. В первую, контрольную, включены 26 здоровых лиц, две последующие группы представлены больными хроническим бронхитом. Вторую группу составили 50 больных хроническим необструктивным бронхитом (ХНБ), третью - 38 больных хроническим обструктивным бронхитом (ХОБ). Диагноз был выставлен на основании анамнеза, клинико-лабораторных, инструментальных методов исследования. Большинство из них (69%) обследованы в условиях стационара в фазе нестойкой ремиссии, 31% - на амбулаторном этапе вне обострения.

Для решения поставленных задач на базе инструментального комплекса для кардиореспираторных исследований фирмы "Эрих Егер" (Германия) нами, совместно с Н.В.Ульянычевым, была создана автоматизированная система оценки кондиционирующей функции легких, включающая в себя оригинальное устройство для измерения температуры вдыхаемого (выдыхаемого) воздуха, установку для охлаждения воздуха, пневмотахограф, газоанализатор, аналого-цифровой преобразователь, ЭВМ, дисплей, принтер.

Для термометрии использовались малоинерционные термисторы МТ-56, помещенные в загубник и в носовую маску. Одновременно

ппевмотахометрия обеспечивала определение объемно-временных и скоростных параметров воздушного потока. Результаты, полученные в процессе измерения, отображались на экране дисплея. Программой предусмотрена работа в режимах дыхания: холодным и комнатным воздухом в покое и при выполнении дыхательных маневров (ЖЕЛ, ФЖЕЛ и задержки дыхания на высоте максимального вдоха).

Для проведения холодовой бронхопровокационной пробы создано устройство для охлаждения вдыхаемого воздуха, которое было включено в состав вышеописанного аппаратно-программного комплекса. . Источником холодного воздуха служил модифицированный кондиционер БК-1500, снабженный системами для термо- и спирометрии, газоанализа.

Сама проба проводилась путем гипервентиляции в течение 3 минут охлажденной до -20°С воздушной смесью, содержавшей 5% С02. Уровень вентиляции поддерживался строго индивидуально и соответствовал 60% от должной максимальной вентиляции легких, рассчитанной по формуле: ДМВЛ=должная ОФВ]х35. Продолжительность и уровень вентиляции были выбраны в соответствии с рекомендациями B.K.Assoufi et al. (1986), N.Caire et al. (1989). Особенностью пробы являлось то, что испытуемый поддерживал заданную индивидуально подобранную глубину и частоту дыхания стабильными на протяжении всего исследования.

Вентиляционная функция легких до и после .холодовой провокации оценивалась по данным кривой "поток-объем" форсированного выдоха (ПОФВ). Контрольные исследования выполнялись перед началом холодовой провокации и после нее на 1, 5, 30-й минутах восстановительного периода.

Всем испытуемым проводилось измерение температуры тела при помощи портативного диагностического комплекса КТД-8 (Венгрия). Температурный датчик устанавливали в ротовой полости на слизистую щеки.

Определение воздухонаполненности легких, бронхиального сопротивления (Raw), сопротивления полости носа (Rn) и общего сопротивления всего дыхательного тракта (Rt) проводилось методом общей плетизмографии при помощи барометрического плетизмографа "Bodytest" ОМ/04-А фирмы "Эрих Егер" (Германия).

Для исследования реактивности бронхов проводилась ингаляционная проба с 0,1% раствором ацетилхолина хлорида (АХ) и бронхо-дилатационная проба с беротеком.

Статистический анализ полученного материала проводился на основе стандартных методов вариационной статистики с оценкой достоверности различий по критерию Стыодента (t), использованием корреляционного и дискриминантного анализов. Сравнение частот альтернативного распределения проводили по критерию %2 (К.Пирсона) для четырехпольных таблиц.

Результаты исследования и их обсуждение.

У здоровых людей в покое при температуре окружающей среды (Т°в) 23,7±0,54°С, относительной влажности (ОВ) 49,3±4,87% и температуре тела 36,5±0,17°С не было различий в температуре воздуха (Т°выд), выдыхаемого через нос и рот (соответственно, 32,61±0,32°С и 32,69+0,19°С, р>0,05). Прежде всего, это было связано с увеличением длительности дыхательного цикла и уменьшением скоростных характеристик дыхания, которые качественно изменяли интенсивность теплообмена между слизистой и потоком воздуха при носовом типе дыхания. Анализ паттерна дыхания показал, что при одинаковых значениях глубины и частоты дыхания доля выдоха в общей длительности дыхательного цикла была достоверно выше при дыхании через нос (1,55±0,15 с), в сравнении с дыханием через рот (1,16+0,12 с, р<0,05). Максимальные скорости инспираторного (0,40+0,03 л/с) и экспираторного (0,34±0,48 л/с) потоков при дыхании носом были достоверно (р<0,01) ниже, чем при дыхании ртом (0,52±0,03 и 0,48±0,03 л/с, соответственно).

Градиент температур (АТ°) между вдыхаемым и выдыхаемым воздухом имел прямую корреляцию с сопротивлением дыханию на выдохе: с Rn (г=0,54; р<0,05) при дыхании носом и с Raw (г=0,58; р<0,05) - ртом. Этим также можно объяснить отсутствие различий в температуре выдыхаемого воздуха, поскольку важную роль в теплообмене играет изменение площади поперечного сечения дыхательных путей, особенно в носовой полости.

Нами выявлена достоверная корреляция температуры выдыхаемого носом воздуха с максимальными скоростями вдоха (i=0,63; р<0,05) и выдоха (i—0,57; р<0,05). С одной стороны, увеличение скорости способствовало возрастаншо температуры выдыхаемого воздуха, с другой стороны, повышенная турбулизация должна усиливать испарение воды с поверхности слизистой и охлаждение последней. Очевидно, у здоровых лиц последнее не столь важно, так как они имеют высокий уровень собственной теплопродукции, адекватный теплообмену, что подтверждается связью температуры выдыхаемого

носом воздуха и температуры тела (1-0,79; р<0,01).

Об этом же свидетельствуют результаты, полученные при выполнении респираторных нагрузок. Для того чтобы приблизиться к термодинамическому равновесию в респираторном тракте, использовались следующие дыхательные маневры: жизненной емкости легких (ЖЕЛ), форсированной жизненной емкости легких (ФЖЕЛ) и задержки дыхания (табл. 1).

Таблица 1

Температура выдыхаемого воздуха у здоровых людей при выполнении

дыхательных нагрузок

Тип дыхания Маневры Рз

ЖЕЛ ФЖЕЛ Задержка дыхания

Носом 34,30±0,22 33,85±0,28 Р.<0,01 34,53±0,20 Р.<0,01 <0,001

Ртом 33,92±0,26 33,36±0,36 р,<0,05 34,41±0,28 р,<0,05 <0,001

примечание: р! - уровень значимости различий в сравнении с ЖЕЛ;

р2 - уровень значимости различий между ФЖЕЛ и задержкой дыхания.

Во всех случаях температура воздуха в конце выдоха была выше при дыхании носом, чем ртом. При этом отмечено повышение Т°выд при обоих типах дыхания, когда увеличивалось время пребывания воздуха в дыхательных путях. Наименьшие величины получены при форсированном дыхании. Прежде всего, это связано с меньшей глубиной дыхания (3,07±0,3б л) при маневре ФЖЕЛ в сравнении с маневрами ЖЕЛ (3,97±0,35 л) и задержкой дыхания (3,70±0,38 л). Выявлена достоверная связь между температурой выдыхаемого носом воздуха и глубиной дыхания при маневрах ФЖЕЛ (х-0,64; р<0,05) и ЖЕЛ (г=0,56; р<0,05). Она представляется логичной, поскольку при увеличении объема большее количество альвеолярного воздуха участвует в процессе теплообмена. Отсутствие данной зависимости при задержке дыхания обусловлено временем пребывания воздуха в дыхательных путях. При этом возрастает интенсивность согревания объема воздуха за счет прекращения охлаждения слизистых оболочек воздухоносных путей и увеличения притока крови к легким на высоте вдоха. Необходимо отметить, что даже при задержке дыхания температура выдыхаемого носом воздуха оставалась на 2°С ниже температуры тела, но

имела высокую степень корреляции с ней при маневрах ЖЕЛ (г=0,77; р<0,01), ФЖЕЛ (1—0,60; р<0,05) и задержке дыхания (г=0,70; р<0,05).

Отличительной чертой респираторного теплообмена при дыхании ртом было отсутствие связи между температурой выдыхаемого воздуха и паттерном дыхания. При дыхании ртом количество некон-диционированного воздуха, поступавшего в нижние дыхательные пути, было больше, чем при дыхании носом на величину мертвого пространства носовой полости, в связи с чем важнее было состояние вдыхаемого воздуха. Об этом свидетельствовала зависимость градиента температур от температуры и влажности окружающей среды при дыхании ртом в покое: Т°в (г=-0,80; р<0,01), ОВ (г= -0,60; р<0,05) и при выполнении маневра ЖЕЛ: Т°в (г=-0,90; р<0,01), ОВ (г= -0,73; р<0,01).

Для вовлечения в процесс кондиционирования более глубоких участков трахеобронхиального дерева использовалась изокапническая гипервентиляция холодным воздухом. Уровень вентиляции при проведении пробы был в среднем по группе 81,4±7,00 л, что составило 101,2±5,92% от заданной минутной вентиляции. По данным пневмо-термометрии, при среднем значении температуры на вдохе -18,47± ±0,3 5°С, температура выдыхаемого воздуха в конце провокации (Т°кон) равнялась 28,16±0,65°С и была достоверно ниже, чем при спокойном дыхании и дыхательных маневрах. Измерение температуры выдыхаемого воздуха на протяжении всей вентиляционной нагрузки холодным воздухом показало ее значительное падение в первые 30 секунд исследования (2,6°С). Дальнейшее снижение было незначительным и составило 1,4°С. Мы нашли прямую связь разности температур выдыхаемого воздуха в начале и конце гипервентиляции (АТ°выд) с изменениями температуры, происходившими с 10-й по 30-ю секунды провокации (ДТ°2о) (г=0,83; р<0,01). Кроме того, имелась достоверная корреляция между Т°кон и максимальной скоростью потока на выдохе (г=-0,57; р<0,05).

После первоначального быстрого падения имелось температурное плато практически до конца провокации. В это время увеличивался приток крови к слизистой, и интенсивность согревания на вдохе становилась выше за счет увеличения общих энергозатрат организма на теплообмен, о чем свидетельствовала достоверная корреляция между ДТ°выд и температурой тела (г=0,56; р<0,05).

У здоровых лиц нами не обнаружена связь между параметрами респираторного теплообмена во время холодовой гипервентиляции и последующими изменениями проходимости дыхательных путей. Раз-

виваемая в результате холодовой провокации реакция бронхов в целом по группе была незначительной. Ухудшение бронхиальной проходимости происходило постепенно в течение 5 минут после ингаляции холодного воздуха. Величина максимального снижения ОФВ, от исходного значения составила в среднем -4,39±1,8% и зависела от того, как долго по времени поступивший холодный воздух эвакуировался из дыхательных путей: коэффициент корреляции с экспираторной фазой дыхательного цикла был равен -0,57 (р<0,05). У 3-х человек изменения превышали пределы воспроизводимости и расценивались как положительные. Необходимо отметить, что реакция у них выявлялась лишь по изменению функциональных параметров и никак не проявлялась клинически.

С целью разработки количественных критериев оценки холодовой реактивности дыхательных путей с учетом среднего квадратичного отклонения (ст) оценивались статистические границы нормы для каждого показателя. В соответствии с рекомендациями Н.Н.Канаева (1980), за диапазон нормы были взяты изменения основных показателей, находящиеся в пределах М-1,64о. При отклонении любого из перечисленных параметров на величину, превышавшую установленную границу, проба считалась положительной.

Для степенной оценки реактивности дыхательных путей на вдыхание холодного воздуха использовали следующие статистические критерии отклонения от нормальных значений: отклонения в интервале 1,65а-3а от среднего значения были отнесены к умеренной степени гиперреактивности дыхательных путей, Зо-5а - к значительной, свыше 5о - к резкой степени (табл.2).

Исследование респираторного теплообмена у больных хроническим бронхитом выявило прогрессирующее снижение кондиционирующих возможностей аппарата дыхания. Уменьшение степени согревания вдыхаемого воздуха начинало проявляться у них уже в комфортных условиях. Дыхание через нос теряло свои термоадаптационные свойства. Уже при спокойном дыхании в обеих группах больных наблюдалось снижение температуры выдыхаемого носом воздуха. У больных ХНБ она составила 31,01 ±0,53°С, у больных ХОБ -31,43±0,25°С. Данные величины были достоверно ниже средних значений температур выдыхаемого воздуха в контрольной группе, но не имели различий между собой. У больных 2 группы температура воздуха в конце выдоха была связана с общим сопротивлением дыхательных путей при вдохе (г=-0,46; р<0,05) и выдохе (г=-0,59; р<0,01),

Таблица 2

Границы нормы и градации отклонения от нормы изменений параметров ПОФВ после изокапнической гипервентиляции холодным воздухом (% от исходных значений)

Показатели Изменения

отсутствуют умеренные значительные резкие

Менее 1,65а 1,65-3,Ост 3,0-5,Ост Более 5,Ост

Через 1 мин после провокации

ПОС Менее 13 14-25 26-43 44 и более

ФЖЕЛ » 6 7-10 11-17 17 «

ОФВ, » 9 10-19 20-29 30 «

МОС50 » 33 34-54 55-83 84 «

Через 5 мин после провокации

ПОС Менее 18 19-33 34-52 53 и более

ФЖЕЛ » 13 14-21 22-34 35 «

ОФВ, » 14 15-24 25-39 40 «

МОС50 » 30 - 31-52 53-85 86 «

однако в отличие от здоровых лиц эта связь носила обратный характер.

Полученные результаты свидетельствуют о том, что увеличение сопротивления приводило к снижению температуры выдыхаемого носом воздуха. Необходимо отметить, что при значительном увеличении обструкции, т.е. у больных 3 группы, зависимость температуры от общего сопротивления дыхательных путей исчезала.

Средняя температура выдыхаемого ртом воздуха в обеих группах больных статистически достоверно не отличалась от значений у здоровых лиц, но тенденция к снижению имелась по мере формирования обструкции: 32,46±0,15°С в группе больных ХНБ и 32,2б±0,17°С -больных ХОБ. При этом у больных ХНБ были выявлены положительные корреляции с дыхательным объемом (г=0,60; р<0,01), средними скоростями вдоха (г=0,62; р<0,01) и выдоха (г=0,63; р<0,01) и максимальными скоростями потока вдыхаемого (г=0,47; р<0,05) и выдыхаемого (г=0,48; р<0,05) воздуха, и обратная - с остаточным объемом легких (г=-0,51; р<0,05). Больным ХОБ для того, чтобы нормально кондиционировать вдыхаемый воздух, необходимо было уменьшить максимальную скорость поступающего в дыхательные пути воздуха ( г = -0,50; р<0,05). Т°вьгд у них в большей степени зависела от условий ок-

ружающей среды: Т°в (г=-0,97; р<0,001), ОВ (г=-0,73; р<0,01). Это было связано с тем, что анатомическое мертвое пространство уменьшалось пропорционально увеличению обструкции дыхательных путей.

Во время респираторных нагрузок в обеих группах больных в сравнении со здоровыми имелось достоверное снижение Т°выд при выполнении дыхательных маневров носом (табл. 3).

При дыхании ртом эти различил увеличивались по мере про-грессирования обструкции. С увеличением времени пребывания воздуха в дыхательных путях (задержка дыхания) отмечено повышение температуры на выдохе при обоих типах дыхания. Наименьшие значения получены при форсированном дыхании, что было связано с ухудшением проходимости дыхательных путей и возрастающей в связи с этим неравномерностью вентиляции, приводящими к увеличению затрат на восстановление тепла и воды в слизистой оболочке. Немаловажное значение имеет и то, что в обеих группах больных происходило снижение средней скорости экспираторного потока, что приводило к снижению температуры выдыхаемого воздуха за счет усиления теп-

Таблица 3

Температура выдыхаемого воздуха (°С) у больных хроническим

бронхитом при выполнении дыхательных маневров_

Гру ппа Тип дыхания Маневры Р2

ЖЕЛ ФЖЕЛ Задержка дыхания

2 нос 33,14±0,38* 32,99±0,32 33,45±0,35** Р.<0,05 >0,001

рот 33,49±0,18 33,08±0,22 33,97±0,19 р,<0,001 <0,001

3 нос 33,14±0,17*** 32,83±0,15** Р1<0,01 33,81±0,13** р,<0,001 <0,001

рот 33,31±0,19* 32,62±0,18 р,<0,001 33,49±0,21* <0,001

Примечание: р, - уровень значимости различий в сравнении с ЖЕЛ;

р2 - уровень значимости различий между ФЖЕЛ и задержкой дыхания. Звездочкой отмечены различия в сравнении с 1 группой (* - р<0,05; ** - р<0,01; *** -р<0,001).

лообмена с ранее охлажденной стенкой дыхательных путей. С другой стороны, поток воздуха становился ламинарным, что снижало локальную скорость теплообмена в пристеночной области.

Проведенный корреляционный анализ позволил обнаружить у больных ХНБ обратно пропорциональную зависимость между температурой выдыхаемого носом воздуха и продолжительностью экспираторной фазы дыхательного цикла (1—0,51; р<0,05), а также прямую -со средней (1-0,45; р<0,05) и максимальной скоростями потока на выдохе (г=0,49; р<0,05) при маневре ЖЕЛ. При форсированном дыхании сохранялась связь температуры выдыхаемого воздуха с длительностью экспираторной фазы дыхательного цикла (г=-0,47; р<0,05), а при задержке дыхания - с максимальной скоростью выдоха (г=0,56; р<0,01).

У больных ХОБ градиент температур воздуха имел обратную связь со средней скоростью потока (г=-0,57; р<0,05) на вдохе, максимальной скоростью инспираторного (г=-0,5б; р<0,05) и экспираторного (г=-0,51; р<0,05) потоков при маневре ЖЕЛ. При форсированном дыхании наблюдалась зависимость его от глубины дыхания (г=-0,66; р<0,01) и сохранялась срязь градиента температур со средними скоростями потока на вдохе (г=-0,77; р<0,001) и выдохе (г=-0,бб; р<0,01), а также с максимальными скоростями инспираторного (г=-0,72; р<0,01) и экспираторного (г=-0,75; р<0,01) потоков. Такая же связь была получена и после задержки дыхания на высоте максимального вдоха.

Ограничение поступления воздуха у больных 3 группы было физиологически целесообразным, особенно при нагрузке, поскольку меньший объем воздуха мог более эффективно кондиционироваться при дыхании. Поэтому мы не получили различий в температуре выдыхаемого носом воздуха между группами больных. Различия были заметнее, когда больные переходили на дыхание ртом. Существенно, что при выдохе через рот после задержки дыхания у больных ХОБ не наблюдалось дополнительного увеличения температуры выдыхаемого воздуха, как у здоровых и больных ХНБ. Это свидетельствовало об истощении резервных возможностей дыхательной системы в поддержании теплообмена на должном уровне. По этой причине у больных терялась связь между температурой тела и температурой выдыхаемого воздуха, которая была выявлена у здоровых лиц.

Необходимо отметить, что в обеих группах больных, в отличие от здоровых, появлялась связь между температурой выдыхаемого носом воздуха и условиями окружающей среды. У больных ХНБ при спокойном дыхании выявлена достоверная корреляция Т°выд с Т°в

(г=0,87; р<0,001), при выполнении маневра ЖЕЛ - с Т°в (г=0,84; р<0,001), у больных ХОБ при спокойном дыхании - с Т°в (г=0,73; р<0,01). При выполнении маневра ЖЕЛ градиент температур был связан с Т°в (г=-0,90; р<0,001) и ОВ (г=-0,70; р<0,05). Появление данной зависимости также свидетельствовало об ухудшении термоадаптационных свойств.

При проведении холодовой провокации все больные 2 группы адекватно выполняли навязываемую им вентиляционную нагрузку (90,9±2,3%), тогда как больные 3 группы не могли достичь заданного уровня вентиляции (70,9±4,3%) и достоверно отличались от группы здоровых (101,2±5,9%) и больных ХНБ.

Из табл. 4 видно, что все испытуемые подвергались одинаковому температурному воздействшо. Несмотря на то, что уровень вентиляции в группах больных значительно отличался от контрольной группы, достоверной разницы в ДТ°выд не было найдено, хотя в конце

Таблица 4

Результаты пневмотермометрии во время изокапнической _гипервентиляции холодным воздухом_

Показатель 1 группа 2 группа 3 группа

Т°вд (°С) -18,47±0,35 -19,10±0,28 -18,15±0,42

Д°Твыд СС) 3,96±0,36 3,77±0,43 4,66±0,29

А°Т2о(°С) 2,57±0,27 2,06±0,23 1,99±0,16

Т°кон (°С) 28,16±0,65 27,56±0,59 27,02±0,31

холодовой провокации отмечалась четкая тенденция к ее снижению по мере прогрессирования заболевания. Во время холодовой провокации у больных хроническим бронхитом отмечено удлинение обеих фаз дыхательного цикла по сравнению со здоровыми людьми. С одной стороны, увеличение инспираторной фазы служило защитным механизмом в ответ на холодовой раздражитель с целью предотвратить глубокую пенетрацию некондиционированного воздуха. У больных 2 группы выявлена прямая зависимость температуры в конце гипервентиляции от относительной продолжительности вдоха (г=0,61; р<0,01), что подтверждает высказашюе предположение. С другой стороны, более интенсивный теплообмен на границе стенка-воздух способствовал еще большему охлаждению и высушиванию слизистой дыхательных путей, что увеличивало тепловые потребности системы при выдохе.

Компенсаторное удлинение выдоха, в свою очередь, снижало температуру выдыхаемого воздуха, о чем свидетельствовала корреляция Т°кон с длительностью выдоха (г—0,57; р<0,01).

Важно, что возникающие в ходе провокации нарушения респираторного теплообмена и проходимости дыхательных путей у больных ХИН зависели ог того, какой уровень вентиляции и скоростные параметры были у них в начале исследования. У больных 2 группы падение температуры в первые 30 секунд провокации оказалось линейно связано с минутной вентиляцией (г=0,47; р<0,05), а также максимальной (г—0,40; р<0,05) и средней скоростями (г=0,53; р<0,05) экспираторного потока. У больных 3 группы данные корреляционные связи терялись.

Необходимо отметить, что больные по-разному реагировали на холодовую гипервентиляцию (табл. 5). У больных ХНБ, в отличие от здоровых лиц, основное падение Т°выд происходило в первые 50 секунд провокации, что было связано с кратковременной локальной ишемией дыхательных путей. В дальнейшем наблюдалось постепенное снижение температуры с каждым последующим циклом дыхания, достигавшее минимума в конце провокации. В этот момент скорость перфузии крови в бронхиальных микрососудах переставала успевать за нарастающими температурными требованиями. Больные ХОБ имели более равномерное снижение температуры выдыхаемого воздуха при холодовой провокации, без температурного плато и резкого падения в начале и конце гипервентиляции.

Таблица 5

Температура выдыхаемого воздуха (°С) на протяжении

изокапническон гипервентиляции холодным воздухом

Время (с) от нача-

ла гипервентиля- 1 группа 2 группа 3 группа

ции

10 32,00±0,58 31,68±0,44 31,81 ±0,24

30 29,50±0,61 29,41±0,39 29,95±0,23

50 29,15±0,60 28,51±0,39 29,42±0,33

70 28,92±0,55 28,63±0,50 28,81±0,32

90 28,94±0,65 28,11±0,46 28,43±0,38

110 28,42±0,49 28,06±0,49 27,70±0,30

130 28,27±0,63 28,02±0,56 27,43±0,31

150 23,43±0,67 28,17±0,58 27,40±0,39

170 28,16±0,65 27,58±0,61 27,02±0,31

Полученные данные использованы для разработки способа диагностики нарушений респираторного теплообмена по динамике температуры выдыхаемого воздуха во время ИГХВ. С этой целыо была построена номограмма (рис.), по которой расстройства респираторного теплообмена диагностируют, если фактическое значение температуры выдыхаемого воздуха на протяжении ИГХВ оказывается ниже линии, соответствующей нижней границе доверительного интервала для средних значений температуры у здоровых людей. Применение разработанного способа обеспечивает диагностику скрытых нарушений кондиционирующей функции дыхательных путей.

Рис. Номограмма для диагностики расстройств респираторного теплообмена у больных хроническим бронхитом при проведении пробы с изокапнической гипервентиляцией холодным воздухом.

По оси абсцисс - время (в сек.), по оси ординат - температура выдыхаемого воздуха (в °С).

При исследовании холодовой реактивности дыхательных путей установлено, что повышенная реакция на холодовое воздействие у больных хроническим бронхитом встречалась чаще, чем у здоровых лиц. Клинические проявления раздражения дыхательных путей после холодовой бронхопровокации отмечались у 57% больных. Это выра-

жалось н большей степени затруднением дыхания, приступообразным кашлем различной интенсивности, одышкой, головокружением, реже болыо в грудной клетке и горле, першением. При этом достоверное ухудшение бронхиальной проходимости после холодового воздействия наблюдалось лишь в 31% случаев.

Реакция дыхательных путей нарастала по мере формирования обструкции. У больных ХНБ степень последующей реакции бронхов (ДОФВО зависела от теплопотерь, которые возникали в первые 30 секунд холодовой гипервентиляции (г=-0,39; р<0,05). У больных ХОБ ДОФВ1 была связана с дыхательным объемом (г=-0,40; р<0,05) во время гипервентиляции, что свидетельствовало о зависимости между вентиляционной нагрузкой и последующей обструкцией дыхательных путей.

При анализе среднегрупповых значений параметров бронхиальной проходимости после бронхопровокации мы не нашли достоверных различий при сравнении больных между собой и с контрольной группой (табл. 6).

Таблица .6

Изменения ОФВ1 после изокапнической гипервентиляции холодным воздухом (в % от исходных значений)_

Группа Через 1 мин Через 5 мин Через 30 мин

Здоровые -2,66±1,45 -4,39±1,80 -0,96±1,56

Больные ХНБ -5,86±1,83 -6,68±1,90 -3,42±1,53

Больные ХОБ -6,25±2,26 -5,13±2,65 -2,25±1,96

Характер реакции в среднем по группам был однонаправленным. Однако следует отметить, что у больных ХНБ ухудшение бронхиальной проходимости наступало позже, чем у больных ХОБ, в последнем случае изменения возникали сразу после ИГХВ с последующим незначительным улучшением параметров.

При индивидуальной оценке полученных данных измененная реактивность на холодный воздух имелась у 38 (43%) больных хроническим бронхитом. Достоверное снижение ОФВь свидетельствовавшее о наличии холодовой гиперреактивности дыхательных путей, зарегистрировано у 12 больных ХНБ и 15 больных ХОБ (х2-2,43; р>0,05), при этом у 2 больных ХОБ бронхоконстрикторная реакция носила замедленный характер. У 2 больных ХНБ и у 9 больных ХОБ имелось достоверное улучшение параметров бронхиальной проходимости после провокации (х2=7,42; р<0,01).

Мы не нашли тесной связи между реакцией на холодный воздух с одной стороны и на ацетилхолин и бронходилататоры - с другой, что свидетельствует о специфическом характере холодовой гиперреактивности дыхательных путей.

С целью выявления функциональных факторов, определяющих формирование холодовой гиперреактивности дыхательных путей, нами был проведен дискриминантный анализ. Для этого в соответствии с разработанными нами критериями оценки пробы больные с холодовой гиперреактивностыо дыхательных путей объединялись в одну группу, другую составляли больные, которые не имели данного признака. Посредством дискриминантного анализа обнаружены два наиболее отличающиеся показателя, по которым вероятность различий выборок была 95,9%: исходный уровень проходимости дыхательных путей (МОС50), а также градиент температур выдыхаемого воздуха в ходе гипервентиляции (ДТ°выд), отражающий степень нарушений респираторного теплообмена во время холодовой провокации.

Для повышения точности диагностики холодовой гиперреактивности дыхательных путей разработано дискриминантное уравнение вида:

с1=56,07хМОС50 - 28,31хДТ°выд, где с1 - дискриминантная функция.

При й меньше -16,12 с высокой степенью вероятности может диагностироваться холодовая гиперрреактивность дыхательных путей.

Таким образом, в результате проведенного исследования установлено, что у больных хроническим бронхитом происходит прогрессирующее снижение кондиционирующих возможностей аппарата дыхания. Провокация холодным воздухом позволяет раньше выявить указанные нарушения. У одной трети больных хроническим бронхитом формируется холодовая гиперреактивность дыхательных путей, которая нарастает по мере формирования обструкции.

ВЫВОДЫ

1. В норме респираторный теплообмен модулируется паттерном дыхания, проходимостью дыхательных путей, температурой и влажностью вдыхаемого воздуха.

2. Уровень респираторных теплопотерь в конце холодовой провокации зависит от степени охлаждения дыхательных путей в первые тридцать секунд гипервентиляции. Развиваемая в результате холодовой гипервентиляции бронхоконстрикторная реакция у здоровых людей незначительна.

3. У больных хроническим бронхитом происходит прогрессирующее снижение кондиционирующих возможностей аппарата дыхания с последующими нарушениями респираторного теплообмена, которые проявляются-.уменыиением температуры выдыхаемого воздуха.

4. У больных хроническим бронхитом дыхание через нос теряет свои термоадаптационные свойства.

5. Эффективными способами диагностики скрытых нарушений респираторного теплообмена являются проведение дыхательных маневров и оценка динамики темпердтуры выдыхаемого воздуха в процессе изокапнической холодовой гипервентиляции.

6. У одной трети больных хроническим бронхитом формируется холодовая гиперреактивность дыхательных путей, которая проявляется характерной характерной совокупностью клинических симптомов и выявляется с помощью изокапнической гипервентиляции холодным воздухом по уменьшению скоростных параметров форсированного выдоха от исходных значений.

7. У больных хроническим бронхитом степень бронхоконстрик-торной реакции на воздействие холодного воздуха зависит от исходной бронхиальной проходимости, уровня вентиляции и падения температуры при холодовой провокации.

8. У 1/8 части больных хроническим бронхитом измененная холодовая реактивность дыхательных путей проявляется улучшением бро1гхиальной проходимости после изокапнической гипервентиляции холодным воздухом.

РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ВНЕДРЕНИЯ В ПРАКТИКУ

1. С целыо выявления клинических признаков холодовой гиперреактивности дыхательных путей и последующего отбора лиц для проведения пробы ИГХВ рекомендуется использовать методику кли-нико-анамнестического тестирования.

2. Для повышения точности диагностики холодовой гиперреак-

тивности рекомендуется использовать критерии степенной оценки параметров ПОФВ после изокапнической гипервентиляции холодным воздухом. Критерии позволяют определить нормальную реакцию дыхательных путей, предотвратить гипердиагностику патологических состояний и своевременно проводить коррекцию выявленных нарушений.

3. С целью диагностики нарушений кондиционирующей функции легких у больных ХБ рекомендуется проводить раздельное исследование респираторного теплообмена при дыхании ртом и носом с использованием вентиляционных нагрузочных проб (маневры ЖЕЛ, ФЖЕЛ и задержки дыхания на высоте максимального вдоха).

4. Рекомендуется способ диагностики скрытых нарушений кондиционирующей функции дыхательных путей по динамике температуры выдыхаемого воздуха во время ИГХВ. Расстройства респираторного теплообмена у больных хроническим бронхитом диагностируют по предложенной номограмме, если фактическое значение температуры выдыхаемого воздуха на протяжении ИГХВ оказывается ниже линии, соответствующей нижней границе доверительного интервала для средних значений температуры у здоровых людей.

5. Для исследования теплообмена в дыхательных путях человека с целыо диагностики нарушений кондиционирующей функции легких и холодовой гиперреактивности дыхательных путей рекомендуется использование разработанной автоматизированной системы и устройства для генерации холодного воздуха.

6. Для внедрения в практическое здравоохранение предлагаются методические рекомендации: "Диагностика холодовой гиперреактивности дыхательных путей" (Благовещенск, 1998).

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Автоматизированная система для измерения параметров термоэнергетического гомеостаза легкихУ/Действие холода на систему дыхания: Тезисы Всесоюзного симпозиума. Новосибирск, 24-26 июня 1991 г. - Благовещенск, 1991. - С.73-74 (в соавт. с Н.В.Ульянычевым).

2. Эукапническая гипервентиляция холодным воздухом в диагностике гиперреактивности дыхательных путей//Действие холода на систем)' дыхания: Тезисы Всесоюзного симпозиума. Новосибирск, 2426 тоня, 1991 г. - Благовещенск, 1991. - С.52-53 (в соавт. с Ю.М.Перельманом, Н.В.Ульянычевым).

3. Автоматизированный комплекс для исследования тепломас-

сообмена в дыхательных путях человека//Информатизация в деятельности медицинских служб: Республиканский сборник научных трудов. М., 1992. - 4.2. - С. 187-194 (в соавт. с Н.В.Ульянычевым, Ю.М.Перельманом, И.В.Петровой).

4. Автоматизированный комплекс для исследования тепломассообмена в дыхательных путях человека//3 Национальный конгресс по болезням органов дыхания. Санкт-Петербург, 1-5 декабря, 1992/Пульмонология. - 1992. - №4: Приложение. - Реф.1010 (в соавт. с Н. В. Ульянычевым, 10. М. Перельманом).

5. Влияние холодного воздуха на проходимость дыхательных путей у больных хроническим бронхитом//4 Национальный конгресс по болезням органов дыхания. Москва, 15-19 марта, 1993: Сборник резюме. - М., 1994. - Реф. 1008 (в соавт. с Ю.М.Перельманом).

6. Изменение респираторного теплообмена у больных с холодо-вой гиперреактивностыо дыхательных путей//Экологические аспекты пульмонологии: Тезисы докладов региональной научно-практической конференции. - Благовещенск, 1994. - С.86-87 (в соавт. с Ю.М.Перельманом).

7. Изменение респираторного теплообмена у больных с патологией верхних дыхательных путей при воздействии холодного воздуха/^ Национальный конгресс по болезням органов дыхания. Москва, 14-17 марта, 1995: Сборник резюме. -М., 1995. - Реф.1248 (в соавт. с Ю.М.Перельманом).

8. Холодовая реактивность дыхательных путей у больных неспецифическими заболеваниями легких//б Национальный конгресс по болезням органов дыхания. Новосибирск, 1-4 июля 1996: Сборник резюме. - М., 1996. - Реф.825 (в соавт. с Ю.М.Перельманом).

9. Диагностика холодовой гиперреактивности дыхательных путей/ Методические рекомендации. Благовещенск, 1998. - 8 с. (в соавт. с Ю.М.Перельманом).

РАЦИОНАЛИЗАТОРСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ

1. Устройство для проведения холодовых ингаляционных проб. Удостоверение №04-90 от 27.12.1990 г., выдано ИФПД СО АМН СССР (в соавт. с Н.В.Ульянычевым, Ю.М.Перельманом).

2. Автоматизированный комплекс для исследования тепломассообмена в дыхательных путях человека. Удостоверение №01(94)80 от 06.06.1994 г., выдано ИФПД СО РАМН (в соавт. с Н.В.Ульянычевым, Ю.М.Перельманом).