Автореферат и диссертация по медицине (14.00.25) на тему:Влияние некоторых лекарственных веществ на утомление дыхательной мускулатуры в условиях экспериментального бронхоспазма

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МЕДИЦИНСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ им. И.П.ПАВЛОВА

РГ6 "од

2 ^ НОЯ 'О.Р7 на правах рукописи

ВИНГТАДОВА Ирина Анатольевна

ВЛИЯНИЕ НЕКОТОРЫХ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ НА УТОМЛЕНИЕ ДЫХАТЕЛЬНОЙ МУСКУЛАТУРЫ В УСЛОВИЯХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО БРОНХОСПАЗМА

Специальность; 14.00.25 -фармакология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Санкт-Петербург 1997

Работа выполнена на кафедре фармакологии и микробиологии (зав. - проф. А.И.Шевченко) Петрозаводского государственного университета.

Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор А.И.Шевченко

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор П.П.Денисенко;

кандидат медицинских наук, доцент О.И.Карпов

Ведущее учреждение -

Институт физиологии им. И.П.Павлова РАН

Защита диссертации состоится ^¿^¿г¿у> 1997 г.

в часов на заседании Диссертационного Совета (К 074.37.02) Санкт-Петербургского государственного медицинского университета им. И.П.Павлова (197089, г.Санкт-Петербург, ул.Л.Толстого, 6/8).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан ^ 1дд7 г.

Ученый секретарь Диссертационного Совета, профессор, д.м.н.

Э.Э.Звартау

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Дыхательные мышцы, как и другая скелетная мускулатура, подвержены утомлению (Bartley S., Chute Е., 1947), которое представляет собой обратимую потерю работоспособности в результате чрезмерной нагрузки на эти мышцы. Наиболее частая причина, при которой развивается респираторное мышечное утомление, это хронические неспецифические заболевания легких (Sharp J., 1986). В этих случаях мышцам приходится работать в неблагоприятных условиях: увеличивается работа дыхания в результате бронхоспазма и эмфиземы, и одновременно уменьшается время отдыха мышц вследствие одышки. В свою очередь, утомление респираторной мускулатуры утяжеляет течение основного заболевания (Cherniack R., 1964). Лечение утомления дыхательных мышц является одной из сложных проблем в клинике внутренних болезней и относится к вопросам до конца еще не решенным. Уделяется недостаточно внимания диагностике утомления дыхательной мускулатуры, хотя в патогенезе ХОЗЛ утомление дыхательных мышц играет не последнюю роль. Для лечения утомления респираторных мышц предлагаются тренировочные режимы с применением дополнительных инспираторных сопротивлений (Kelsen S., 1986; Kim Mi Ja, 1984), тренировки иаокалнической гипервентиляцией (Aldrich T., 1985), сеансы вспомогательной искусственной вентиляции легких (Braun N., 1984), чрезкожная электростимуляция диафрагмальной мышцы (Айсанов З.Р., 1987). Эти методы имеют много ограничений и противопоказаний и далеко не Есегда дают положительные результаты. Лекарственная терапия в этом случае должна быть направлена на снижение нагрузки, вызванной бронхиальной обструкцией и эмфиземой, и повышение сократитель-

ной силы дыхательных мышц, их выносливости и устойчивости к утомлению. В настоящее время не синтезированы фармакологические вещества, которые избирательно действуют на дыхательную мускулатуру. Большой интерес в этой связи представляет исследование уже известных лекарственных веществ, которые по своему механизму действия могли бы быть полезными при лечении утомления респираторных мышц. Данная работа представляет собой комплексное сравнительное исследование, в модельных условиях длительной инспираторной нагрузки и бронхоконстрикции, ряда лекарственных веществ из разных фармакологических групп (адено-зинтрифосфат, дибазол, коргликон, пирацетам, преднизолон, эти-мизол, эуфиллин) на сократительную активность диафрагмы и наружных межреберных мышц, а так же на изменение функций внешнего дыхания и бронхиальную проходимость.

Цель работы и задачи исследования. Цель настоящей работы заключалась в исследовании возможных путей фармакологической коррекции утомления инспираторной дыхательной мускулатуры и оценке влияния этой коррекции на течение бронхоспастической реакции. Для осуществления поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: 1. Изучить изменения показателей электромиограммы (ЭМГ), спирометрии, изменения полезного цикла (Щ), трансдиафрагмального давления (ТДЦ) при инспираторной резистивной нагрузке на дыхание и определить временной интервал по основным исследуемым параметрам, при котором инспира-торное мышечное утомление имеет место. 2. Сравнить выраженность бронхоспастической реакции, вызванной введением гистами-на, на фоне утомленных и неутомленных дыхательных мышц. 3. Сравнить эффективность лекарственных препаратов (аденозинт-рифосфата, дибазола, коргликона, пирацетама, преднизолона,

этимизола и зуфиллина) в коррекции утомления дыхательных мышц и в изменении течения экспериментального бронхоспазма

Научная новизна. Как известно, в условиях увеличенной механической нагрузки на дыхание развивается утомление дыхательной мускулатуры, причем, в первую очередь страдает инспиратор-ная группа мышц (диафрагма и наружные межреберные). Соответственно поставленным задачам в результате собственных наблюдений в период 1993-1997 г.г. в диссертационной работе установлено, что основными параметрами, характеризующими развивающееся утомление, являются падение ТДЦ, уменьшение суммарной биоэлектрической активности (СЭА) мышц и увеличение Щ, представляющего отношение времени вдоха ко времени дыхательного цикла. Показана высокая коррелированность ТДЦ с СЭА диафрагмы, средней амплитудой сокращения (САС) диафрагмы, дыхательным объемом (ДО); СЭА диафрагмы с СЭА наружных межреберных мышц, САС диафрагмы, ДО; СЭА наружных межреберных мышц с длительностью импульса (ДИ) наружных межреберных мышц, ДО; ПЦ с частотой дыхания (ЧД). При сравнении экспериментального бронхоспазма, вызванного введением гистамина на фоне утомленных и неутомленных инспираторных мышц, выявлено, что наиболее выраженная бронхо-констрикторная реакция проявляется при утомлении дыхательной мускулатуры. При сравнении влияния лекарственных препаратов на утомление инспираторных мышц и течение бронхоспастических реакций в условиях утомления, показано, что наибольшей активностью обладают эуфиллин, пирацетам и аденозинтрифосфат (АТФ), средней - коргликон и зтимизол, наименьшей - преднизолон и дибазол.

Теоретическое и практическое значение. Утомление диафрагмы и наружных межреберных мышц, вызванное дыханием в течение

90 минут через инспираторное резистивное сопротивление, равное 75% от максимального статического инспираторного давления (Ртах)» приводит к падению ТДД, уменьшению СЭА мышц, превышению Щ критического уровня 0.4 усл.ед. Косвенными признаками утомления дыхательной мускулатуры возможно считать уменьшение ДО с одновременным увеличением ЧД, уменьшение САС мышц совместно с удлинением межимпульсного интервала (ДМИ) и ДИ мускулатуры на злектромиограмме. Утомление респираторных мышц утяжеляет течение Оронхоспастических реакций. Регрессионный и корреляционный анализы позволяют установить связь между исследуемыми параметрами. По полученным уравнениям регрессии возможно рассчитать необходимые значения. Эти данные могут быть полезны в клинике при диагностике инспираторного мышечного утомления и контроля лечения больных ХОЗЛ. Электромиография может использоваться в качестве дополнительного метода функциональной диагностики у больных ХОЗЛ, так же как измерение паттерна дыхания с расчетом ПЦ. Поскольку у больных ХОЗЛ, имеющих утомление дыхательных мышц, тяжелее протекают бронхоспастичес-кие реакции, то анализ влияния изученных лекарственных веществ на инспираторное мышечное утомление и функциональное состояние дыхательных мышц позволяет рекомендовать включение в клиническую практику препаратов, снимающих утомление (АТФ, дибазол, пирацетам, этимизол, зуфиллин) в комплексное лечение этих больных и тем самым уменьшать тяжесть бронхоконстрикторных реакций.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены и обсуждены на 1-ом, 2-ом и 4-ом Российском национальном конгрессе "Человек и лекарство" (Москва, 1992; 1995; 1997 г.г.), Международном симпозиуме "Лабораторные животные" (Москва,

1992), Всероссийской конференции "Научная работа на кафедре как основа творческого роста преподавателя" (Волгоград, 1993), 7-ом Всероссийском симпозиуме "Эколого-физиологические проблемы адаптации" (Москва, 1994).

Публикации. Основные положения диссертации изложены в 15 печатных работах.

Объем и структура диссертации. Работа изложена на 199 листах машинописного текста, включает 21 таблицу, 20 рисунков, 2 схемы и состоит из введения, обзора литературы, описания методов исследования, материалов собственных исследований (3 главы), обсуждения результатов, выводов, списка литературы (267 наименований, из них - 155 отечественных, 112 иностранных).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Объект и основные методы исследований. Исследования проведены на 190 кошках (масса 3-4 кг) под хлоралозо-уретаноЕым (50+500 мг/кг) наркозом. В бедренную вену помещалась канюля для введения лекарственных веществ. Утомление инспираторной мускулатуры достигалось введением добавочного сопротивления дыханию в течение 1.5 часов, которое составляло 75% от Ртах-Бронхоконстрикторная реакция достигалась внутривенным введением гистамина (100 мг/кг). ЗМГ диафрагмы и наружных межреберных мышц регистрировали во время спонтанных инспираторных усилий с помощью проволочных медных электродов (диаметр 0.15 мм). На ЭМГ-записи, которая осуществлялась с помощью электромиографа "Медикор-42", рассчитывали САС, ДО и ДМИ (Коуэн X., Брум-лик Дж., 1975). СЭА этих дыхательных мышц определялась за 30

секунд на миоинтеграторе МИ-1. ТДД (разность между внутрижелу-дочным и внутрипгацеводным давлениями), ПЦ и ЧД определяли с помощью тензометрии. Для измерения внутрижелудочного (ВИД) и внутрипищеводного (ВПД) давлений кошке вводились два латексо-вых баллона (вместимость 3 мл воздуха): один - в нижнюю треть пищевода, другой - в желудок. Возникшее давление отражалось на манометре и регистрировалось графически с помощью тензометри-ческой измерительной системы М-1000. Для измерения ЧД, времени вдоха и продолжительности дыхательного цикла в области эпи-гастрия накладывалась лигатура. Дыхательные движения передавались на тензометрическую систему, преобразовывались в электрический сигнал и поступали на самописец. Затем обычным способом рассчитывали необходимые параметры. При помощи спирографа вычислялся минутный объем дыхания (МОД) и ДО. Оценивалась бронхиальная проходимость с помощью метода объемной регистрации "пистон-рекодером" (Коп2еИ-Коз51ег, 1940). В этом случае кошки находились на искусственной вентиляции. Для отключения дыхания животным вводился диплацин (2 мг/кг). В первой серии опытов (20 кошек) исследовалось влияние инспираторной резис-тивной нагрузки на диафрагму, наружные межреберные мышцы и легочную вентиляцию до достижения инспираторного мышечного утомления. Во второй серии опытов (10 кошек) на фоне утомления инспираторных дыхательных мышц на 6-ой минуте после отключения нагрузки, животным вводился гистамин. Исследовалось влияние инспираторного мышечного утомления на восстановление спирометрических и электромиографических показателей после бронхоспас-тической реакции. В третьей серии опытов (70 кошек) на 1-ой минуте после отключения нагрузки животным вводилось одно из исследуемых веществ: АТФ (0.5 мк/кг), дибазол (5 мг/кг), корг-

ликон (0.1 мг/кг), пирацетам (300 мг/кг), преднизолон (4 мг/кг), этимиаол (1 мг/кг), эуфиллин (24 мг/кг). Затем на 5-ой минуте вводился гистамин. Исследовалось влияние лекарственных веществ на ТДЦ, СЭА мышц, показатели внешнего дыхания, а так же на величину апноэ и изменения восстановления ЧД, СЭА диафрагмы и наружных межреберных мышц после бронхоконстрикторной реакции. В четвертой контрольной серии экспериментов (10 кошек) исследовалось влияние наркоза на выраженность бронхоконстрикторной реакции. Животным, находящимся в течение 1.5 часов под наркозом без дыхательной нагрузки, вводился гистамин. Сравнивались бронхоконстрикторные реакции по времени апноэ и восстановлению ЭМГ и спирометрических параметров. В пятой серии экспериментов (80 кошек) исследовалась способность исследуемых препаратов предупреждать развитие гистаминового бронхоспазма в условиях управляемого дыхания. Кошкам внутривенно вводилось одно из исследуемых веществ, а затем - гистамин.

Математическая обработка результатов. Исходя из характера задачи, нами для анализа изучаемого процесса использовались статистические приемы, показатели и критерии, применяемые при изучении любого анализируемого явления: средняя арифметическая величина (М), вариабельность (б), коэффициент вариации (CV), асимметрия (А) и эксцесс (Е) распределения, коэффициенты корреляции (г) и регрессии (R), уравнение регрессии, критерий Фишера (F) адекватности исходным данным, критерий Стьюдента (t). Обработка результатов проводилась на электронно-вычислительной машине СМ-20 и персональном компьютере Macintosh 11 фирмы "Apple".

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Изменение ЭМГ дыхательных мышц, СЭА, паттерна дыхания, ТДД у кошек при инспираторной резистивной нагрузке. Данная серия экспериментов включала изучение активности дыхательных мышц и аппарата внешнего дыхания во время 1.5 часовой нагрузки на дыхание во время вдоха. При этом оказалось, что в начале дыхания через инспираторное резистивное сопротивление, когда увеличивается работа дыхательных мышц и их производительность, возрастает САС с 278.5 мВ до 546.4 мВ, ДИ с 1.829 сек до 2.347 сек, СЭА диафрагмы до 214.8% и СЭА межреберных мышц до 301.5%, увеличиваются ДО с 31.5 мл до 45 мл, МОД с 498.5 мл до 751 мл, ВПД с 2.8 мм вод.ст. до 16.3 мм вод.ст., ВВД с 7.95 мм вод.ст до 34.95 мм вод.ст. и ТДЦ с 5.2 мм вод.ст. до 26 мм вод.ст. При этом время дыхательного цикла и время вдоха укорачиваются по сравнению с фоновыми значениями (с 4.169 сек до 3:553 сек и с 1.518 сек до 1.276 сек, соответственно). Не изменяется ДМИ диафрагмы и наружных межреберных мышц, ЧД и ПЦ. Максимальные значения наблюдаются: САС мышц - на 1-ой минуте; СЭА диафрагмы и наружных межреберных мышц (220.9% и 340.1%, соответственно), ДО (45.5 мл), МОД (833.5 мл) и ВПД (20.2 мл) - на 30-ой минуте; ВЖД (45.55 мм вод.ст.) и ТДД (32.15 мм вод.ст.) - на 60-ой минуте; ДИ (2.795 сек и 2.489 сек, соответственно) и ДМИ (2.513 сек и 3.064 сек, соответственно) диафрагмы и наружных межреберных мышц и ПЦ (0.434 усл.ед.) - на 90-ой минуте. Длительность вдоха и дыхательного цикла постепенно уменьшаются к 90-ой минуте (1.046 сек и 2.419 сек, соответственно). Через 1.5 часа дыхания через инспираторное резистивное сопротивление САС диафрагмы (383.6 мВ), САС наружных межреберных мышц (119

мВ), СЭА диафрагмы (171.6%), СЭА наружных межреберных мышц (271.7%), ДО (33 мл), время дыхательного цикла (2.419 сек), время вдоха (1.046 сек) и ТТД (19.8 мм вод.ст.) уменьшаются по сравнению с начальными данными при дыхании через сопротивление. ДИ диафрагмы (2.795 сек), ДИ наружных межреберных мышц (2.483 сек), ДМИ диафрагмы (2.513 сек), ДМИ наружных межреберных мышц (3.064 сек), ЧД (24 в мин) и ПЦ (0.434 усл.ед.) достоверно увеличиваются. МОД, ВОД и ВВД не изменяются с течением Еремени. Был произведен регрессионно-корреляционный анализ регистрируемых параметров для определения взаимной связи или взаимной зависимости различных признаков при их изменчивости (Таблица 1).

Таблица 1

Корреляционно-регрессионный анализ между показателями электромиографического, спирографического и тензометрического исследований

Параметры г±ш К±ГЛ Уравнение регрессии Критерий Фишера

СЗАд/СЗАм 0.976+0.108 1.933±0.214 у=-81.331+х*1.933 101.485

САСд/СЭАд 0.974+0.113 0.463+0.054* у=-21.062+х*0.463 92.102

ДО/СЭАд 0.889+0.229 7.352±1.895 у=-107.6+х*7.352 18.807

ДИм/СЭАм 0.852+0.262 185.2+56.96 у=-105.72+х*185.2 13.208

ДО/СЭАм 0.782+0.311 12.81+5.104 у=-237.08+х*12.81 7.876

ТДЦ/СЭАд 0.95+0.156 4.264+0.698 у=81.6+х*4.264 46.586

ТДД/САСд 0.886+0.231 8.357+2.182 у=238.232+х*8.357 18.34

тдд/до 0.778±0.314 0.422±0.17* у=28.87+х*0.422 7.65

*- р< 0.05; **- р< 0.01; *** - р < 0.001

2. Сравнительная оценка влияния гистамина на длительность апноэ и восстановление ЧД и СЭА у кошек на фоне 1.5 часовой инспираторной резистивной нагрузки. Эта серия экспериментов выполнена для сравнения выраженности бронхоконстрикторной реакции, вызванной введением гистамина, по длительности апноэ и периоду восстановления СЭА и ЧД у кошек, получавших и не получавших при дыхании нагрузку на вдохе. На фоне 1.5 часовой инспираторной нагрузки восстановление активности дыхательных мышц после введения гистамина замедляется и к 20-ой минуте не восстанавливается, как это наблюдается в контрольных опытах. При сравнении бронхоспастической реакции в контрольной и опытной группах оказывается, что наркоз существенно не влияет на гис-таминовый бронхоспазм, и время апноэ не изменяется в течение 1.5 часов наркозного периода. Измерения ЧД и СЭА инспираторных мышц на 20-ой минуте после введения гистамина в контрольной группе показывают, что эти значения практически не отличаются от фоновых, то есть наркоз не влияет на период восстановления. В опытной группе введение гистамина на фоне 1.5 часового нагрузочного дыхания приводит к гибели 60% животных, удлинению времени апноэ почти в 7 раз (208.6 сек) и замедлению процесса восстановления: к 20-ой минуте ЧД равняется 62% от исходной (9.5 в мин), СЭА диафрагмы составляет 49%, СЭА наружных межреберных мышц - 37% от фоновых значений.

3. Влияние исследуемых лекарственных веществ на бронхиальную проходимость, СЭА мышц, ТДД и паттерн дыхания на фоне инспираторной резистивной нагрузки в сочетании с гистаминовым бронхоспазмом. Измерение бронхиальной проходимости выполнено в условиях управляемого дыхания. Исходную бронхиальную проходимость принимали за 100%. Эуфиллин расширял интактные бронхи

(82.55%) и предупреждал гистаминовый бронхоспазм (183.04%). Введение гистамина давало бронхоконстрикторную реакцию 303.1%. АТФ обладал некоторым бронхоконстрикторным действием (115.5%), но это не отражалось на течении гистаминового бронхоспазма. Остальные препараты не расширяли бронхи и не предупреждали развитие бронхоспазма. Последующие исследования выполнены во время спонтанных инспираторных усилий. Эуфиллин, пирацетам, коргликон и АТФ увеличивали ТДД (38.2 мл вод.ст., 32.4 мм вод.ст., 31 мм вод.ст., 30.1 мм вод.ст., соответственно) и тем самым улучшали сократительную способность диафрагмы, ее силу. Сниженную СЭА диафрагмы на фоне 1.5 часовой инспираторной дыхательной нагрузки увеличивали АТФ, дибазол, коргликон, пирацетам, этимизол и эуфиллин. Причем самыми активными являлись эуфиллин и пирацетам (191.3% и 211%, соответственно); затем следовали АТФ и этимизол (164.6% и 205.1%); дибазол и коргликон обладали наименьшей активностью (177.1% и 179.1%); а влияние преднизолона на СЭА диафрагмы недостоверно. Сниженную СЭА наружных межреберных мышц восстанавливали АТФ, пирацетам, этимизол и эуфиллин (200.2%, 305.1%, 295% и 254%, соответственно). Дибазол, коргликон и преднизолон давали лишь тенденцию к увеличению СЭАМ. В результате применения зтимизола и эуфиллина на фоне нагрузочного дыхания возрастал ДО (45 мл и 54.5 мл). АТФ, дибазол, коргликон, преднизолон и пирацетам не давали достоверного увеличения ДО, но достоверно уменьшали МОД. Этимизол и эуфиллин не давали уменьшения МОД, поскольку они увеличивали ДО. Преднизолон, пирацетам и АТФ больше всех снижали ЧЦ (14.1 в мин, 14.8 в мин, 14.9 в мин), максимально приближая ее к исходной (14.95 в мин). ПЦ становился меньше критического уровня после применения всех лекарственных препаратов, а корг-

ликон и этимизол уменьшали ПЦ гораздо больше, чем остальные вещества (0.244 усл.ед. и 0.285 усл.ед., соответственно). Уменьшали апноэ на введение гистамина эуфиллин (до 29.6 сек), пирацетам (до 37.8 сек), АТФ (до 48.5 сек), коргликон (до 54.9 сек), этимизол (до 75.1 сек), дибазол (до 84.7 сек) и предни-золон (до 97.3 сек). На 20-ой минуте после введения гистамина на фоне исследуемых веществ ЧД была выше чем в контрольных опытах. Этимизол и эуфиллин давали наибольшее увеличение ЧД (19.3 в мин и 18.8 в мин). СЭА диафрагмы также была увеличена на 20-ой минуте по сравнению с контролем. Причем, СЭАД была даже несколько выше фонового значения после применения АТФ, коргликона, пирацетама и эуфиллина (105%, 103.9%, 101.1% и 107.2%, соответственно). Дибазол давал увеличение СЭАД меньшее, чем другие препараты с меньшей степенью достоверности (82.97%). СЭА наружных межреберных мышц достоверно увеличивали все исследуемые препараты. АТФ и эуфиллин повышали СЭАМ больше исходного уровня, принятого за 100% (120.2% и 131.6%, соответственно) .

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Проведенные исследования позволили выявить ряд закономерностей функционирования инспираторной дыхательной мускулатуры во время нагрузочного дыхания (Таблица 2). Изменения паттерна дыхания, ВПД, ВЖД, ТДЦ в это же время представлены в таблице 3. Опираясь на полученные данные, мы установили, что через 1.5 часа дыхания через инспираторное резистивное сопротивление, равное 75% от Ртах, в диафрагме и наружных межреберных мышцах развивается утомление. Причем, после отмены механической нак-

Влияние инспираторной нагрузки на показатели электромиографического исследования диафрагмы и наружных межреберных мышц

(направленность реакции)

Регистрируемые параметры Инспираторная резистивная нагрузка

1-я мин 30-я мин 60-я мин 90-я мин

САС диафрагмы t 0 0 1

ДИ диафрагмы t 0 t t

ДМИ диафрагмы 0 0 0 t

СЭА диафрагмы t t 0 \

САС межреберных мышц t 1 \

ДИ межреберных мышц t t t t

ДМИ межреберных мышц 0 0 0 t

СЭА межреберных мышц t t 1 1

t - повышение, | - снижение, 0 - отсутствие изменения

рузки на дыхание все измеряемые параметры в течение 40 минут возвращаются к исходным значениям. Очевидно, что диагностическими критериями развивающегося утомления инспираторной мускулатуры можно считать уменьшение СЭА дыхательных мышц, падение ТДД, что важно для оценки функционального состояния диафрагмы, и увеличение ПЦ (Braun N.. 1984; Lynne-Davies P., 1979). Кроме этого, косвенными признаками инспираторного мышечного утомления являются падение ДО, развитие тахипноэ, снижение амплитуды сокращения мышц на ЗМГ вместе с увеличением ДИ и ДМИ (Sinder-by С., Weinberg J. et al., 1996; Niu R. , 1995). Проведенный регрессионный и корреляционный анализ между показателями электромиографического, спирографического и тензометрического исследований во время утомления может иметь значение при диаг-

Влияние инспираторной резистивной накрузки на регистрируемые параметры спирометрического и тензометрического исследования

(направленность реакции)

Регистрируемые параметры Инспираторная резистивная нагрузка

1-я мин 30-я мин 60-я мин 90-я мин

Дыхательный объем 0 1

Частота дыхания 0 0 1

Минутный объем дыхания 0 0 0

Время вдоха \ 1 *

Время дыхательного цикла 1 1

Полезный цикл 0 0

Внутрипшцеводное давление \ 0 0 0

Внутрижелудочное давление 0 0 0

Трансдиафрагмаль ное давление 1 1 1 1

1 - повышение, | - снижение, 0 - отсутствие эффекта

ностировании утомления диафрагмы и наружных межреберных мышц при патологии дыхательного аппарата. Поскольку, если нет возможностей измерить трансдиафрагмальное давление, то косвенно об изменении ТДД можно судить по изменению электромиографических или спирометрических показателей. Кроме того, по уравнениям регрессии можно рассчитать предполагаемые значения нужного нам параметра. После достижения инспираторного мышечного утомления мы сравнивали выраженность бронхоконстрикторной реакции, вызванной введением гистамина по длительности апноэ и времени восстановления СЭА мышц и ЧД с бронхоспастической реакцией, вызванной той же дозой гистамина, но введенной кошкам с неутомленной мускулатурой. В контрольных опытах введение гистами-

Сравнительная оценка влияния исследуемых веществ на параметры,

регистрируемые во время инспираторного мышечного утомления

Регистрируемые параметры Лекарственные вещества

Этими-зол Пираце-там Эуфил-лин Коргли-кон АТФ Предни-золон Дибазол

Суммарная биоэлектрическая активность диафрагмы + + + + + + + + + + + 0 +

Суммарная биоэлектрическая активность наружных межреберных мышц + + + + + + + + 0 + 0 0

Трансдиафрагмаль-ное давление 0 + + + + + + + + + 0 0

Полезный цикл + + + + + + + + + + + + +

Частота дыхания + + + + + + + + + + + + + +

Дыхательный объем + 1 0 + 0 0 0 0

Бронхиальная проходимость 0 0 + 0 - 0 0

+ - выраженность положительного эффекта, количеством знаков "+" обозначена примерная выраженность эффекта; - - выраженность отрицательного эффекта; 0 - отсутствие эффекта

Таблица 5

Сравнительная оценка влияния исследуемых веществ на длительность апноэ при введении гистамина и восстановление суммарной биоэлектрической активности мышц и частоты дыхания на фоне инспираторного утомления

Регистрируемые параметры Лекарственные вещества

Этими-зол Пираце-там Эуфил-лин Коргли-кон АТФ Предни-золон Дибазол

Уменьшение времени апноэ на введение гистамина + + + + + + + + + + + + +

Восстановление суммарной биоэлектрической активности диафрагмы на 20-ой минуте + + + + + + + + + + + + + + + + +

Восстановление суммарной биоэлектрической активности наружных межреберных мышц на 20-ои минуте \ + + + + + + + + + + + + + +

Восстановление частоты дыхания на 20-ой минуте + + + + + + + + + + + +

Количеством знаков "+" обозначена примерная выраженность эффекта.

на не приводило к гибели животных, в то же время введение гис-тамина кошкам с утомленной инспираторной мускулатурой приводило к тому, что 60% животных погибали в результате бронхоспаз-ма. У тех 40% кошек, которые выживали, время апноз по сравнению с контрольными опытами увеличивалось более чем в 7 раз с большой степенью вероятности (99.9%). Измеряя ЧД и СЭА мышц на 20-ой минуте после введения гистамина в контрольной и опытной группах, оказалось, что, если гистамин вводился на фоне утомленной мускулатуры, то ЧД и СЭА были достоверно снижены по сравнению с контролем, где на 20-ой минуте ЧД и СЭА мышц достигали исходных значений, т.е. скорость восстановления этих параметров до исходных величин значительно замедлялась. Таким образом, утомление инспираторых мышц (диафрагмы и наружных межреберных) приводит к утяжелению бронхоспастической реакции на введение гистамина.

При сравнительной оценке влияния исследуемых лекарственных веществ на инспираторное мышечное утомление и бронхиальну>. проходимость (Таблица 4) оказалось, что наиболее эффективным препаратом является эуфиллин, затем следует пирацетам. А при сравнении влияния этих же веществ на длительность апноэ при введении гистамина и восстановлении СЭА мышц и ЧД на фоне инс-пираторного утомления опять же наиболее эффективным оказался эуфиллин, а на втором месте пирацетам и АТФ (Таблица 5).

ВЫВОДЫ

1. В условиях эксперимента на животных при длительном действии (в течение 90 минут) инспираторной резистивной нагрузки, равной 75% от максимального статического инспираторного

давления, в диафрагме и наружных межреберных мышцах развивается утомление, основными критериями которого яеляются падение трансдиафрагмального давления, суммарной биоэлектрической активности мышц и возрастание полезного цикла выше 0.4 усл.ед., а косвенными признаками - уменьшение дыхательного объема с развитием тахипноэ, снижение амплитуды сокращения мышц вместе с удлинением межимпульсного интервала и длительности импульса.

2. Установлена при утомлении прямая корреляция между суммарной биоэлектрической активностью диафрагмы и суммарной биоэлектрической активностью наружных межреберных мышц, средней амплитудой сокращения диафрагмы, дыхательным объемом и транс-диафрагмальным давлением. Выведены уравнения регрессии для каждой корреляционной зависимости.

3. Утомление инспираторной дыхательной мускулатуры утяжеляет течение гиствминоеой бронхоконстрикторной реакции (введение гистамина кошкам с инспираторным мышечным утомлением приводит к гибели 60% подопытных животных).

4. Аденозинтрифосфат, дибазол, коргликон, пирацетам, преднизолон, зтимизол и эуфиллин уменьшают утомление инспи-раторных мышц, увеличивая силу7 выносливость или сократительную активность дыхательной мускулатуры. Наиболее эффективными являются эуфиллин, пирацетам и АТФ.

5. Уменьшая утомление инспираторных мышц, исследуемые вещества облегчают течение гистаминового бронхоспазма, уменьшают время апноэ и ускоряют восстановление частоты дыхания и суммарной биоэлектрической активности мышц до исходных значений.

Материалы диссертации опубликованы в следующих работах:

1.Виноградова И.А., Шевченко А.И. Бронхоконстрикторные реакции в условиях утомления дыхательной мускулатуры // Медицинский факультет - здравоохранению Карелии: Тез. докл. науч. конф. - Петрозаводск: Изд. ПетрГУ, 1991. - С.18-19.

2. Виноградова И.А. Влияние утомления дыхательной мускулатуры на бронхоконстрикторный эффект гистамина // Актуальные проблемы адаптации и здоровья населения Севера: Тез. докл науч. сессии Архангельского мед. ин-та. - Архангельск, 1991. -С.11-13. 4

3. Акимов Д.В., Виноградова И.А., Шевченко А.И. Фармакологическая коррекция утомления дыхательной мускулатуры в условиях экспериментального бронхоспазма // 1-й Российский национальный конгресс "Человек и лекарство": Тез. докл. - М., 1992. - С.452

4. Виноградова И.А. Фармакологическая коррекция синдрома утомления дыхательной мускулатуры на фоне гистаминоЕого бронхоспазма // 15 научно-практическая конференция хирургов, травматологов северо-запада РФ: Тез. докл. - Петрозаводск: Изд. ПетрГУ, 1992. - С.68-69.

5. Виноградова И.А., Шевченко А.И. Моделирование бронхиальной астмы с учетом утомления дыхательной мускулатуры // Международный симпозиум "Лабораторные животные", секция "Моделирование": Тез. докл. - М., 1992. - С.89

6. Акимов Д.В., Виноградова И.А., Шевченко А.И. Актопро-текторная активность некоторых лекарственных средств в условиях экспериментального бронхоспазма // Всероссийская конференция "Научная работа на кафедре как основа творческого роста преподавателя": Тез. докл. - Волгоград, 1993. - С.65

7. Виноградова И.А. Адаптационные возможности кошки при экспериментальном бронхоспазме в сочетании с синдромом утомления дыхательных мышц // Материалы 7 Всероссийского симпозиума "Эколого-физиологические проблемы адаптации": Тез. докл. - М., 1994. - С.50.

8. Акимов Д.В., Виноградова И.А. Влияние адренергического дисбаланса на утомление респираторных мышц и бронхоконстрик-торные реакции в эксперименте // 17 научно-практическая конференция хирургов республики Карелия: Тез. докл. - Петрозаводск: Изд. ПетрГУ, 1994. - С.61-62.

9. Виноградова И.А., Грибанова В.М., Шевченко А.И. Влияние исследуемых лекарственных препаратов на утомление дыхательных мышц и бронхоконстрикторные реакции (в условиях эксперимента) // 2 Российский национальный конгресс "Человек и лекарство": Тез. докл. - М., 1995. - С.267

10. Акимов Д.В., Виноградова И.А., Шевченко А.И. Влияние некоторых лекарственных средств на бронхиальную проходимость в условиях утомления дыхательной мускулатуры // Физиологический журнал им. И.М.Сеченова. - С-Пб, 1995. - N2. - С.83-88.

11. Виноградова И.А. Влияние утомления дыхательной мускулатуры и фармакологической коррекции утомления на изменение паттернов дыхания // 18 научно-практическая конференция хирургов республики Карелия: Тез. докл. - Петрозаводск: Изд. Петр-ГУ, 1995. - С.15

12. Артемьева М.А., Виноградова И.А., Шевченко А.И. Влияние исследуемых препаратов на показатели внешнего дыхания в условиях утомления дыхательной мускулатуры // 4 Российский национальный конгресс "Человек и лекарство": Тез. докл. - М., 1997. - С.26.

13. Акимов Д.В., Виноградова И.А., Шевченко А.И. Корреляционно-регрессионный анализ некоторых показателей функций внешнего дыхания и респираторных мышц у кошек при длительной инспираторной резистивной нагрузке // Актуальные вопросы неотложной хирургии: Тез. докл. Научно-практич.конф. хирургов республики Карелия совм. с СПб научно-исслед. инст. скорой помощи. - СПб, 1997. - С.94.

14. Виноградова И.А., Акимов Д.В., Шевченко А.И. Фармакологическая коррекция утомления дыхательной мускулатуры в условиях гистэминоеого бронхоспазма и адренергического дисбаланса // Международный конгресс "Вакцинопрофилактика, диагностические тест-системы и лечение бронхиальной астмы": Тез. докл. - М., 1997 // Inter. J. on Immunorehabilitation, 1997. - N7. -P.119.

15. Виноградова И.А., Шевченко А.И. Влияние некоторых фармакологических веществ на показатели внешнего дыхания в условиях утомления инспираторной мускулатуры // Экспериментальная и клиническая фармакология. - N4. - 1997. - С.35-37