Міністерство охорони здоров'я україни

Харківська медична академія післядипломної освіти

Гребенюк Ганна Віталіївна

УДК 616.831-036.1-092:[612.2+612.1]–085

Роль зовнішнього дихання та показників системи транспорту кисню в патогенезі хронічної цереброваскулярної патології

14.01.15 – нервові хвороби

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата медичних наук

Харків — 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Харківській медичній академії післядипломної освіти МОЗ України.

Науковий керівник:

кандидат медичних наук, професор ЯворськаВалентина Олексіївна, Харківська медична академія післядипломної освіти МОЗ України, професор кафедри невропатології та нейрохірургії.

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор Григорова Ірина Анатоліївна, Харківський державний медичний університет МОЗ України, професор кафедри нервових хвороб;

доктор медичних наук, професор Пашковський Валерій Мелентійович, Буковинська державна медична академія МОЗ України, завідувач кафедри нервових хвороб, психіатрії та медпсихології.

Провідна установа:

Національний медичний університет ім. О.О. Богомольця МОЗ України,

кафедра нервових хвороб, м. Київ.

Захист відбудеться " 26 " червня 2002 р. о 1000 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.609.01 при Харківській медичній академії післядипломної освіти МОЗ України (61176, м.Харків, вул. Корчагінців,58).

З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Харківської медичної академії післядипломної освіти МОЗ України (61176, м.Харків, вул. Корчагінців,58).

Автореферат розісланий " 25" травня 2002 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат медичних наук, доцент________________В.Г. Марченко

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Судинні захворювання головного мозку становлять актуальну медичну й соціальну проблему, оскільки вони посідають провідне місце в структурі загальної захворюваності і призводять до тривалої втрати працездатності, інвалідизації та смертності, що пов'язано з чималими економічними збитками для суспільства [Є.В. Шмідт, 1985; А.Ю. Руденко, 1995, 2000; І.С. Зозуля зі співавт., 1995, 1998; П.В. Волошин, В.І. Тайцлін, 1999; С.М. Віничук, 1999, 2001; В.Ф. Москаленко, П.В. Волошин, П.Р. Петрашенко, 2001 та ін.].

За останні десятиріччя вивчення етіології, патогенезу, діагностики і лікування цереброваскулярної патології набуло подальшого розвитку. Так, велику увагу приділяють початковим формам судинної патології головного мозку [Б.С. Віленський, 1992, 2000; В.Д. Деменко, 1995; Є.М. Бурцев, 1997, 1998; В.І. Тайцлін, 1999; Л.П. Терещенко, 2001 та ін.]. Механізми судинної патології головного мозку досліджують не лише на органному, а й на клітинно-молекулярному та ультрастуктурному рівнях [П.В. Волошин, В.О. Яворська, В.О. Малахов, 1991; Н.М. Грицай, 1993, 2000; Т.С. Міщенко, 1995, 2001; І.А. Григорова, 1996, 1997, 2000; В.М. Пашковський, 1996; Є.Г. Дубенко зі співавт., 2001; Y.et al., 1992; Ph. Chang, , 1994; L.L.et al., 1994]. В практику лікування впроваджуються нові ефективні препарати та немедикаментозні методи лікування [С.М. Віничук, 1995; В.Д. Деменко зі співавт., 1995; Л.А. Дзяк, В.О. Голік, 1999; Є.М. Бурцев, 2000; M.J. Harrison, 1992]. Втім, деякі питання, які стосуються механізмів судинної патології головного мозку, залишаються вивченими недостатньо.

Актуальність теми. Останніми роками намітилася чітка тенденція до старіння населення, що частково зумовлює зміни структури судинних захворювань головного мозку. Хронічна цереброваскулярна патологія все частіше починає формуватись у молодих осіб працездатного віку. З огляду на це вважають перспективним виявлення й лікування початкових порушень мозкового кровообігу, які ведуть до помірно прогресуючого ішемічного ураження головного мозку. Не зважаючи на численні дослідження, присвячені даній проблемі, залишається недостатньо вивченою роль дихальної системи в патогенезі хронічної цереброваскулярної патології. Функцію дихання вивчали, головним чином, при гострих порушеннях кровопостачання головного мозку, коли дихальні розлади вимагають реанімаційних заходів і часто пов'язані з приєднанням бронхолегеневої і серцево-судинної недостатності. Комплексного ж дослідження функції зовнішнього дихання та системи транспорту кисню у хворих на хронічні порушення мозкового кровообігу, за даними доступної літератури, не проводили. Втім, дихальні розлади можуть негативно впливати на забезпечення організму киснем. Отже, вивчення функції дихання у хворих на хронічну цереброваскулярну патологію і розробка лікувальних заходів порушень дихальної системи є актуальною проблемою. Викладене вище й визначило напрямок нашої роботи і стало предметом вивчення.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертацію виконано згідно з планами науково-дослідної роботи Науково-дослідного інститута неврології, психіатрії та наркології АМН України “Розробити методи лікування та профілактики різних форм цереброваскулярних захворювань на підставі вивчення сучасних патогенетичних механізмів їх розвитку” (№ державної реєстрації 0100U001631).

Мета дослідження. На підставі результатів комплексного клініко-інструментального та біохімічного дослідження функції зовнішнього дихання і показників системи транспорту кисню визначити роль досліджуваних параметрів у патогенезі хронічної цереброваскулярної патології та розробити лікувально-профілактичні заходи з урахуванням отриманих даних.

Завдання дослідження:

1. Провести дослідження функції зовнішнього дихання у хворих на хронічну цереброваскулярну патологію на підставі вивчення об'ємно-часових взаємовідношень у структурі дихального циклу (патерну дихання).

2. Вивчити особливості формування патерну дихання в залежності від порушень церебральної гемодинаміки у хворих на хронічну цереброваскулярну патологію.

3. Провести дослідження стану біоелектричної активності головного мозку у хворих на хронічну цереброваскулярну патологію з урахуванням розладів зовнішнього дихання.

4. Вивчити вміст і співвідношення різних форм гемоглобіну.

5. Провести дослідження генерації активних радикалів кисню та активності ключових ферментів антирадикального захисту в еритроцитах у хворих на хронічну цереброваскулярну патологію.

6. Розробити нові рекомендації щодо лікування й профілактики виявлених розладів дихання у хворих на хронічну цереброваскулярну патологію.

Об'єкт дослідження – хронічна цереброваскулярна патологія.

Предмет дослідження – роль зовнішнього дихання та системи транспорту кисню в патогенезі хронічної цереброваскулярної патології.

Методи дослідження. Для досягнення поставленої мети в роботі застосовані клінічні, інструментальні, електронейрофізіологічні, біохімічні та статистичні методи дослідження.

Наукова новизна отриманих результатів. Вперше було проведене дослідження функції зовнішнього дихання у хворих на хронічну цереброваскулярну патологію не тільки на підставі аналізу традиційних параметрів легеневої вентиляції – хвилинного об'єму дихання, дихального об'єму та частоти дихання, але й окремих компонентів дихального циклу – тривалості його фаз, їх співвідношення з дихальним об'ємом, ритмічності дихання, що взагалі характеризує "патерн дихання" і стан центральної регуляції дихання.

Вивчено вплив встановлених змін функції зовнішнього дихання на клінічні прояви захворювання і на формування патерну електроенцефалограми (ЕЕГ).

Проведено дослідження закономірностей між патерном дихання і станом церебральної гемодинаміки, а також типом електроенцефалограми.

Новим є визначення рівня фетального гемоглобіну, а також співвідношення основних форм гемоглобіну (оксигемоглобін, дезоксигемоглобін та метгемоглобін) в залежності від наявності порушень функції зовнішнього дихання. На підставі цього встановлені адаптаційні механізми до гіпоксії в системі транспорту кисню, а також негативний вплив порушень фунції зовнішнього дихання на зазначені механізми при хронічній цереброваскулярній патології.

Уперше дослідження процесів вільнорадикального окиснення в еритроцитах у хворих на цереброваскулярну патологію було проведене не традиційним дослідженням перекисного окиснення ліпідів, а на підставі вивчення найбільш ранньої стадії "оксидантного стресу" – підвищення генерації активних радикалів кисню, які є одним із факторів, що призводять до порушення фізіологічних властивостей еритроцитів, впливаючи на їх здатність до деформації, а також на киснетранспортну функцію еритроцитів. Встановлено зв'язок між інтенсивністю продукції активних радикалів кисню та порушенням функції зовнішнього дихання.

Вивчено активність ключових ферментів антиоксидантного захисту супероксиддисмутази та каталази в еритроцитах.

Практичне значення отриманих результатів. Встановлена велика частота порушень функції зовнішнього дихання у хворих на хронічну цереброваскулярну патологію, вираженість яких зростає з прогресуванням захворювання, що свідчить про важливість цього дослідження при даній патології.

На підставі результатів дослідження запропонована диференційована корекція дихальних розладів з урахуванням об'ємно-часових параметрів дихального циклу. Зокрема, запропоновано застосування даларгіну, який є синтетичним опіоїдом і має гальмівну дію на дихальний центр, та інстенону, який покращує процеси проведення імпульсів в ретикулярній формації і завдяки цьому має регулювальний вплив на дихальні нейрони стовбура головного мозку. Показано необхідність поєднання медикаментозного лікування з дихальною гімнастикою.

Особистий внесок здобувача. Автором сформульовані мета і завдання дослідження, проведено аналіз наукової літератури, клініко-неврологічне, інструментальне, біохімічні дослідження, проведено аналіз отриманих результатів, та обґрунтовані наукові висновки.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на конференціях молодих вчених Харківської медичної академії післядипломної освіти "Актуальні питання медицини" (Харків, 1999), "Нові технології в медицині" та "Медицина третього тисячоліття" (Харків, 2000). Апробація дисертації відбулася 17 грудня 2001 року на засіданні кафедри невропатології та нейрохірургії Харківської медичної академії післядипломної освіти.

Публікації. Головні положення дисертації відображені в 14 наукових працях, серед них 8 статей у наукових журналах (із них 3 самостійні), статті в збірниках наукових праць, тези наукових та науково-практичних конференцій – 5 (із них 2 самостійні). Отримано 1 патент на винахід.

Обсяг і структура дисертації. Дисертація викладена на 140 сторінках машинопису, складається зі вступу, огляду літератури, розділу матеріалів і методів дослідження, розділів, присвячених результатам отриманих власних досліджень, заключення і висновків. Текст дисертації проілюстрований 12 рисунками та містить 11 таблиць. Покажчик літератури включає 238 джерел, із них – 74 праці іноземних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Матеріали і методи дослідження. Для виконання поставлених завдань було обстежено 115 хворих на хронічну цереброваскулярну патологію, віком 25 – 69 років.

Для аналізу та порівняльної характеристики даних клініко-біохімічних і функціональних досліджень усі хворі були розподілені на 3 групи:

1-а група — хворі на початкові прояви недостатності кровопостачання головного мозку (ППНКМ) — 36 осіб;

2-а група — хворі на дисциркуляторну енцефалопатію I ст. (ДЕ I ст.) (атеросклеротичного та гіпертонічного генезу) — 40 осіб;

3-я група — хворі на дисциркуляторну енцефалопатію II ст. (ДЕ II ст.) (атеросклеротичного та гіпертонічного генезу) — 39 осіб;

В основу розподілу покладено існуючу в Україні класифікацію судинних уражень головного і спинного мозку. Виділені групи відповідають рубрикам МКХ-X — гіпертензивна енцефалопатія (I 67.4), церебральний атеросклероз (I 67.2), інши уточнені ураження судин головного мозку (I 67.8).

Контрольна група складалася з 20 практично здорових осіб віком 19 – 55 років, з них 11 чоловіків та 9 жінок.

Клінічне дослідження хворих проводилося за єдиною схемою обстеження і включало збір та оцінку даних анамнезу, об'єктивного й лабораторного обстеження. До плану клінічного обстеження всіх хворих входили додаткові методи обстеження: аналіз крові і сечі, консультація терапевта, окуліста, отоневролога, психотерапевта; окремим хворим досліджували ліпідний спектр крові, імунний статус, проводили рентгеноскопію органів грудної порожнини, краніографію, спондилографію, магнітно-резонасну томографію за показаннями.

Функцію зовнішнього дихання (ФЗД) вивчали спірографічним методом на поліаналізаторі ПА (Україна), призначеному для оцінки функціонального стану системи зовнішнього дихання та серцево-судинної системи. За спірограмою визначали такі об'ємні й часові параметри, які характеризують патерн дихання, а, разом з тим, і стан центральної регуляції дихання: частота дихання (ЧД), дихальний об'єм (ДО), хвилинний об'єм дихання (ХОД), частку вдоху в загальній довжині циклу — так званий позитивний цикл (Твд/Тт); тривалість інспіраторної фази (Твд); тривалість експіраторної фази (Твид); середня швидкість інспіраторного потоку(Vвд), яку розраховували шляхом ділення ДО на Твд.

Крім того, досліджували життєву ємність легень (ЖЄЛ) та максимальну вентиляцію легень (МВЛ) — параметри, які визначають наявність рестриктивних і/або обструктивних дихальних порушень та збереженість резервних можливостей дихання.

Для показників ДО, ХОД, ЖЄЛ, МВЛ визначали процент відхилення фактичних величин від належних.

Біоелектричну активність головного мозку реєстрували на восьмиканальному чорнильно-пишучому електроенцефалографі EEG8S фірми “Medicor” (Угорщина). Загальний аналіз динамічних електроенцефалографічних даних складався з візуальної оцінки із застосуванням критеріїв оцінки О.А. Жирмунської (1993). Для кількісного аналізу отриманих даних електроенцефалографічних досліджень ми застосовували систему “Neurotools” лабораторії “Medsoft” (Україна). Мозковий кровообіг досліджували за допомогою ультразвукової допплерографії (Ю.М. Нікітін, 1987).

Вміст різних форм гемоглобіну в еритроцитах вимірювали спектрофотометричним способом (A. Zwart, et al., 1981). Вміст фетального гемоглобіну визначали, застосовуючи його стійкість до дії лугу (В.В. Меншиков зі співавт., 1987) Спектри поглинання записували на спектрофотометрі “Pye Unicom SP 8000” (Англія).

Дослідження генерації активних форм кисню визначали методом люмінолозалежної хемілюмінесценції (ХЛ) (Ю.А. Владимиров, А.Я. Потапенко, 1989). Для визначення типу активних радикалів кисню, які спричиняли хемілюмінесценцію, в кювету додатково впорскували розчин супероксиддисмутази (СОД). Оцінка активності ферментів супероксиддисмутази та каталази в еритроцитах проводилася методом Галактионовой Л.П. зі співавт. (1998).

Результати дослідження були статистично оброблені із застосуванням параметричного критерію Стьюдента (t) за допомогою комп'ютерної програми Microsoft Excel.

РЕЗУЛЬТАТИ ВЛАСНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ

Аналізуючи результати клініко-неврологічного обстеження досліджуваних хворих, ми не виявили істотної різниці щодо нозологічних форм порівняно з даними літератури.

У хворих на ППНКМ помітно переважали скарги над об'єктивною симптоматикою. Скарги були неврозоподібного і психастеноподібного характеру, але легко нівелювалися за раціонального підходу до режиму праці, відпочинку, режиму харчування, уникання психотравмуючої ситуації.

У хворих на ДЕ I ст. скарги відрізнялися більшою вираженістю і стійкістю. Відзначалася легка, але досить стійка розсіяна об'ективна неврологічна симптоматика.

Для хворих на ДЕ II ст. було властивим формування синдромів органічного ураження головного мозку: пірамідного, підкіркового, вестибуло-атактичного, мозочково-атактичного, псевдобульбарного. Серед суб'єктивних ознак переважали скарги на порушення пам'яті, зниження працездатності, постійний головний біль, запаморочення, що призводило до зниження професійної та соціальної адаптації хворих.

У всіх клінічних групах серед суб'єктивних ознак часто траплялися скарги на дихальні розлади: "незадоволеність вдихом", "почуття нестачі повітря", "утруднене дихання".

При дослідженні функції зовнішнього дихання у 58% хворих 1-ої групи, у 62% 2-ої та у 63% 3-ої були виявлені порушення функції зовнішнього дихання у вигляді гіпервентиляційних розладів, вираженість яких зростала з прогресуванням захворювання.

Рівень ХОД в 1-ій групі складав (172,7±1,2)% по відношенню до належного ХОД, в 2-ій — (188,6±1,1)%, в 3-ій — (267,9±13,7)%. У всіх клінічних групах рівень ХОД вірогідно перевищував контрольний показник (127,9±8,6)% (р<0,05), а також відрізнявся між досліджуваними групами — був вищим у 2-ій групі порівняно з 1-ою і вищим у 3-ій групі порівняно з 2-ою (р<0,05). Динаміка рівня ДО також характеризувалася прогресуючим збільшенням. Але якщо у хворих на ППНКМ спостерігалася лише тенденція до зростання (143,6±5,4)%, то в групі хворих на ДЕ I і II ст. цей показник був вірогідно підвищеним (176,2±6,3)% та (200,2±8,0)% по відношенню до контролю (132,9±8,6)% (р<0,05). Середня частота дихання вірогідно перевищувала контрольний показник у обстежених 1-ої та 3-ої груп та була найвищою у хворих на ДЕ II ст.

У результаті аналізу було виявлено, що підвищення ХОД у досліджуваних групах було зумовлено підвищеними ЧД і/або ДО (рис. 1 б,в,г). Для більшості хворих із гіпервентиляцією було характерним порушення ритму дихання, навіть до випадку періодичного дихання в 1 хворого на ДЕ II ст. (рис. д), коли фаза гіпервентиляції змінювалася періодом гіповентиляції.

При аналізі патерну дихання в підгрупах хворих, розподілених залежно від участі ДО і ЧД в підвищенні вентиляції, було виявлено, що величини ДО і ЧД відрізняються від аналогічних показників у відповідних загальних групах хворих із гіпервентиляцією. У разі, коли гіпервентиляція була зумовлена підвищеною ЧД (що візначалося тільки у хворих на ППНКМ), величина ДО не відрізнялася від норми, однак ЧД (17,2±0,6) у хв. перевищувала не тільки показник контрольної групи (12,7±0,6) у хв., але й відповідну величину ЧД в загальній групі хворих на ППНКМ з гіпервентиляцією (14,9±0,7) у хв. При гіпервентиляції за рахунок збільшеної глибини дихання, навпаки, ЧД не відрізнялася від контролю, а ДО вірогідно перевищував відповідні показники в загальних групах хворих з гіпервентиляцією. У випадках, коли вентиляція збільшувалася за рахунок зростання частоти і глибини дихання, ЧД у хворих на ДЕ I ст. перевищувала відповідний показник в загальній групі з гіпервентиляцією, а у хворих на ППНКМ та ДЕ II ст. не відрізнялася від нього. Величина ДО в цих підгрупах була дещо меншою, ніж відповідні показники в загальних групах хворих з гіпервентиляцією.

Незважаючи на такі коливання параметрів ДО і ЧД в залежності від їх ролі в підсиленні вентиляції, величина ХОД в цих підгрупах не відрізнялася від відповідних показників загальних груп хворих з гіпервентиляцією.

Зважаючи на те, що частота й глибина дихання будь-якого індивіда зумовлюють рівновагу між хімічними і нервовими стимулами, можна припустити, що значна варіабельність і зміни цих показників у досліджуваних хворих, які призвели до збільшення вентиляції, свідчать про порушення згаданої рівноваги.

Аналіз показників швидкості інспіраторного потоку (Vвд), частки вдиху в дихальному циклі (Твд/Тт) — "корисний цикл" і коефіціента Твд/Твид показав їх збільшення, яке залежало від прогресування хвороби. Найбільші показники Vвд були виявлені у хворих із гіпервентиляцією, зумовленою підвищеним ДО. Це свідчить про те, що до прискорення інспіраторного потоку веде зростання дихального об'єму з одночасним скороченням часу вдиху. Оскільки параметр Vвд розглядають як показник інтенсивності стимуляції дихання (так званого хеморецепторного драйву), можна зробити висновок, що у досліджуваних хворих у розладах центральної регуляції дихання певна роль належить зростаючій стимуляції дихального центру з прогресуванням захворювання. Це може бути пов'язаним як зі зміною хімізму крові, так і зі зміненою чутливістю дихальних нейронів до хімічних подразників (для дихального центру таким подразником є СО2).

Збільшення показника (Твд/Тт), та коефіціента Твд/Твид у досліджуваних групах свідчить про порушення взаємовідношень між тривалістю вдиху та видиху.

Вивчення параметрів життєвої ємності легень і максимальної вентиляції легень не виявило відмінностей від відповідних контрольних величин, що доводить відсутність у даних хворих змін механіки дихання внаслідок рестриктивних і/або обструктивних порушень та збереженість резервних можливостей дихання.

Зіставлення даних клініко-неврологічного обстеження з показниками функції зовнішнього дихання дозволило встановити, що максимальна вираженість суб'єктивних ознак (зниження працездатності, загальна слабкість, тривожність, запаморочення, головний біль, кардіалгії, задишка), а також перевага об'єктивної симптоматики відзначалися у хворих з порушенням функції зовнішнього дихання.

Дослідження церебральної гемодинаміки показало, що вже на початкових стадіях цереброваскулярної патології реєструються порушення, які проявляються асиметрією лінійної швидкості кровотоку в загальній і внутрішній сонних артеріях, зниженням показників лінійної швидкості кровотоку по хребцевим артеріям, а також підвищенням індексу циркуляторного опору. Прогресування захворювання призводить до збільшення зазначених порушень. Головними ознаками цих порушень є подальше зниження лінійної швидкості кровотоку, зростання міжпівкульної асиметрії, індексу циркуляторного опору та частоти двобічного ураження судин, а також включення в процес відразу декількох басейнів і поява ознак стенозування однієї з сонних артерій.

Виявлена відсутність залежності між порушенням дихального патерну й ураженим судинним басейном у 1-ій і 2-ій групах. При аналізі цієї залежності при ДЕ II ст. визначено, що гіпервентиляція з глибоким і частим диханням (поліпное), яка призводить до підвищення ХОД більше, ніж втричі по відношенню до належних величин, розвивається при ураженні вертебробазилярного басейну. Гіпервентиляція, зумовлена зростанням глибини і/або частоти дихання з підвищенням ХОД менш, ніж втричі по відношенню до належних величин, може розвиватися як при ураженні каротидних, так і вертебробазилярних басейнів. Виражене порушення ритмічності патерну дихання характерне для хворих із двобічним ураженням каротидного басейну.

Застосування кількісного аналізу ЕЕГ дозволило вже на самих ранніх стадіях цереброваскулярної патології (при ППНКМ) виявити порушення біоелектрогенезу головного мозку, непомітні при візуальній оцінці, і показати несприятливий вплив гіпервентиляційних порушень на формування патерну ЕЕГ. У хворих із гіпервентиляційними порушеннями частіше, ніж у хворих з нормальною функцією зовнішнього дихання, візначалися змінені й патологічні ЕЕГ. Для вираженого порушення ритмічності патерну дихання був характерний дезорганізований тип ЕЕГ, у хворих із ритмічним, глибоким і частим диханням реєструвався або гіперсинхронний тип, або поєднання періодів синхронізації і десинхронізації б-ритму. Ці закономірності були характерні, головним чином, для хворих на ДЕ II ст.

Отримані дані зіставлення змін патерну дихання з ураженим судинним басейном та показниками біоелектричної активності головного мозку свідчать про те, що при початкових формах судинних захворювань головного мозку гіпервентиляція є неспецифічною реакцією організму, яка розвивається компенсаторно у відповідь на гіпоксію і/або у разі стресових дій, а у разі ДЕ II ст. гіпервентиляційні порушення можуть бути одним із синдромів органічного ураження головного мозку.

Вивчення системи транспорту кисню дозволило виявити в досліджуваних групах вірогідне підвищення вмісту фетального гемоглобину (HbF) у крові, яке залежало від ступеня прогресування захворювання (рис. 2).

Рис. 2. Вміст фетального гемоглобіну в крові хворих досліджуваних груп.

Зважаючи на одержані нами результати та дані літератури щодо рівня HbF при ішемічній хворобі серця, бронхіальній астмі та інших захворюваннях, які супроводжуються гіпоксією, підвищення рівня HbF можна також розглядати як якісну адаптацію в системі транспорту кисню і застосовувати цей показник як діагностичний тест для визначення не тільки наявності гіпоксичних зсувів в організмі, але й ступеня їх вираженості. Залежності між підвищенням вмісту HbF і наявністю порушень функції зовнішнього дихання ми не виявили.

Дослідження співвідношення основних форм гемоглобіну (оксигемоглобін — HbО2, дезоксигемоглобін — Hb, метгемоглобін — Hі) показало, що у хворих з початковою цереброваскулярною патологією без порушень функції зовнішнього дихання відзначається зменшення вмісту оксигемоглобіну, що можна розглядати як компенсаторну реакцію (адаптацію модуляційного типу), пов'язану зі зменшенням подібності гемоглобіну до кисню, у зв'язку з чим полегшується віддача кисню тканинам (Табл.).

Таблиця.

Співвідношення різних форм гемоглобіну в еритроцитах хворих на хронічну цереброваскулярну патологію

Групи обстежених Форми гемоглобіну (%)

HbO2 Hb Hi

Контроль 75,0±2,5 20,0±2,6 5,0±2,1

ППНКМ без порушення ФЗД з гіпервентиляцією 70,0±2,5 78,0±2,4 25,0±3,6 18,0±2,1 5,0±2,3 6,0±2,2

ДЕ I ст. без порушення ФЗД з гіпервентиляцією 68,0±3,2 84,0±4,3 26,0±1,5 10,0±3,1* 5,0±3,1 7,0±2,1

ДЕ II ст. без порушення ФЗД з гіпервентиляцією 64,0±3,4* 87,0±4,6* 30,0±4,1* 8,0±1,6* 5,0±3,1 6,9±2,3

Примітка: * — вірогідність різниці (р<0,05) по відношенню до контролю.

У хворих же з гіпервентиляційними порушеннями відзначається зворотна тенденція — кількість HbO2 в крові підвищена за рахунок того, що в умовах низького вмісту СО2 в крові утруднюється віддача гемоглобіном кисню тканинам. Ці явища і спазм судин головного мозку, який супроводжує гіпервентиляцію, сприяють посиленню гіпоксичних явищ у тканині мозку.

Підвищений вміст HbO2 в крові може бути певною мірою спричиненим і зниженою утилізацією кисню тканинами, внаслідок недостатності ергічних сполук на тлі гіпоксії.

Дослідження процесів вільнорадикального окиснення в еритроцитах показало, що після додавання люмінолу в суспензію еритроцитів у осіб контрольної групи відзначається практично непомітне підсилення рівня хемілюмінесценції (ХЛ) (рис. 3).

Це підтверджує відомий факт, що в нормі активні радикали кисню утворюються в низьких стаціонарних концентраціях. У хворих на ППНКМ після додавання люмінолу рівень ХЛ зростає, однак різниця порівняно з контрольними величинами незначна й не є вірогідною.

1 — норма; 2 — ППНКМ; 3 — ДЕ I ст.; 4 — ДЕ II ст.

Рис. 3. Динаміка змін ХЛ в еритромасі хворих на хронічну цереброваскулярну патологію після додавання люмінолу і СОД.

Водночас, показники при ДЕ I і II ст. перевищують контрольні величини в 2,8 і 4,4 рази відповідно (р<0,05). Після додавання СОД ми спостерігали зменшення ХЛ у хворих на ППНКМ до контрольних величин, у хворих на ДЕ I ст. – на 50%, а в групі хворих на ДЕ II ст. – лише на 10%. Отже, в еритроцитах хворих 1-ої групи рівень ХЛ забезпечується, головним чином, генерацією супероксидного аніону в метаболічних реакціях, а в групах хворих на ДЕ I і II ст. відбувається підвищене утворення інших реакційно-спроможних частинок, зокрема гидроксил радикалу, біологічно найактивнішого радикала кисню при хронічній цереброваскулярній патології в еритроцитах хворих. Підвищення ХЛ може відбуватися в разі підвищення інтенсивності метаболічних реакцій, які генерують активні форми кисню і/або недостатності систем захисту від них. Активні форми кисню спричиняють порушення фізіологічних властивостей еритроцитів, впливаючи на їх здатність до деформації та на киснетранспортні функції гемоглобіну.

Вивчення спонтанної і люмінолозалежної ХЛ в залежності від наявності порушень функції зовнішнього дихання продемонструвало більш високі показники інтенсивності ХЛ у хворих з гіпервентиляцією в усіх групах.

Дослідження головних ферментів антиоксидантного захисту показало зниження активності супероксиддисмутази у хворих на ДЕ I ст. на 9% в порівнянні з даними контрольної групи (р<0,05), тоді як активність каталази на цій стадії не змінювалась, а у 10% обстежених цієї групи перевищувала нормальні показники. У хворих на ДЕ II ст. відзначається зниження активності каталази на 36% (р<0,05) по відношенню до контролю та значніше, ніж у хворих на ДЕ I ст., зниження активності супероксиддисмутази (на 25%). Виявлені зміни в ферментативній антиоксидантній системі відповідають даним літератури, які свідчать про порушення узгодженої дії цих ензимів та встановленій нами підвищеній генерації активних радикалів кисню в досліджуваних групах.

З огляду на важливу роль порушень функції зовнішнього дихання в патогенезі цереброваскулярної патології потрібні цілеспрямовані лікувальні дії. Зважаючи на це, ми запропонували диференційовану корекцію дихальних розладів з урахуванням різноспрямованих змін об'ємно-часових параметрів дихального циклу. На тлі традиційної терапії призначалися препарати даларгін і/або інстенон у комплексі з дихальною гімнастикою чи без неї. Протягом дослідження було встановлено, що інстенон сприяє зменшенню глибини дихання і відновленню його ритмічності, однак на ЧД інстенон не впливає. Отже цей препарат можна рекомендувати при гіпервентиляційних порушеннях, зумовлених збільшеною глибиною дихання і при порушеннях ритмічності патерну дихання, в тому числі з елементами періодичного дихання. Даларгін, навпаки, зменшує ЧД, не впливаючи на об'ємні параметри дихального циклу (глибину дихання), і може бути запропонованим для корекції гіпервентиляції, зумовленої підвищенням частоти дихання або в поєднанні з інстеноном при гіпервентиляції за рахунок збільшених частоти і глибини дихання.

Лише медикаментозного впливу даларгіном та інстеноном для відновлення дихальних параметрів до контрольних величин недостатньо. Тільки їх поєднаним застосуванням із дихальною гімнастикою досягається бажаний позитивний результат.

Аналізуючи отримані нами результати та дані літератури, можна зробити висновок, що збільшення вентиляції на початкових стадіях судинних захворювань головного мозку на тлі порушень надсегментарних інтегрувальних механізмів, які спричиняють розлад центральної регуляції дихання, а також на тлі зміненої реакції дихального центру на газові стимули (вродженої або набутої, внаслідок гіпоксії) призводить до того, що очікуваного зменшення об'ему вентиляції при нормалізації СО2 не відбувається, а йде подальше "вимивання" СО2 з крові. Це, в свою чергу, супроводжується спазмом мозкових артеріол, зменшенням мозкового кровообігу, порушеннями у системі транспорту й віддачі тканинам кисню, гіпоксією головного мозку і поглибленням клінічної симптоматики захворювання. Формується так зване "хибне коло" (рис. 4), коли посилення гіпоксичних зсувів у клітинах головного мозку, фізичне, психоемоцйне навантаження або рефлекторний вплив підтримують гіпервентиляцію. З прогресуванням захворювання дихальні розлади можуть ставати проявом органічного ураження головного мозку. Наявність гіпервентиляційних розладів, особливо зумовлених поєднанням збільшенних ЧД із ДО, можна розглядати як несприятливі чинники в перебігу цереброваскулярної патології.

На тлі комплексного застосування медикаментозної терапії (інстенон, даларгін) з дихальними вправами відзначається позитивна динаміка як змін центральної регуляції дихання, так і в системі транспорту кисню.

Пускові причини гіпервентиляції при хронічній цереброваскулярній патології

(нервово-психічне напруження, гіпоксія головного мозку, інтоксикація, інфекція)

Гіпервентиляція

(на тлі порушень надсегментарних інтегрувальних механізмів та

зміненої реакції дихального центру на газові стимули)

Зниження напруження СО2 в крові

Підвищення тонусу судин головного мозку, серця, травного тракту, зростання спорідненості гемоглобіну до кисню

Розвиток клінічних

симптомів: –

пульмоногенні;–

кардіогенні;–

гастроентерологічні;–

загальні;–

неврологічні;–

м'язові;–

психоемоційні

Рис.4 . “Хибне коло” гіпервентиляційних порушень при хронічній цереброваскулярній патології

ВИСНОВКИ

1. У дисертації наведене теоретичне узагальнення і нове розв'язання наукової задачі: визначення ролі функції зовнішнього дихання і показників системи транспорту кисню у патогенезі хронічної цереброваскулярної патології на підставі комплексного клініко-інструментального та біохімічного дослідження. Розроблені лікувально-профілактичні заходи з урахуванням отриманих даних.

2. Визначено взаємозв'язок між вираженістю змін зовнішнього дихання у вигляді гіпервентиляційних порушень та прогресуванням хронічної цереброваскулярної патології.

3. У порушенні патерну дихання відіграє роль розлад центральної регуляції дихання, про що свідчать різноспрямовані зміни об'ємно-часових параметрів дихального циклу.

4. У хворих на ДЕ II ст., при зіставленні патерну дихання й ураженого судинного басейну визначені такі закономірності: 1) гіпервентиляція з глибоким і частим диханням (поліпное), яка призводить до підвищення хвилинного об'єму дихання більше, ніж втричі по відношенню до належних величин, розвивається при ураженні вертебробазилярного басейну; 2) гіпервентиляція, зумовлена збільшеними глибиною і/або частотою дихання з підвищенням хвилинного об'єму дихання менш, ніж втричі по відношенню до належних величин, може розвиватися як при ураженні каротидного, так і вертебро-базилярного басейнів; 3) виражене порушення ритмічності патерну дихання характерне для хворих із двобічним ураженням каротидного басейну.

5. Найбільш змінені типи ЕЕГ відзначалися у хворих із порушенням функції зовнішнього дихання. Для вираженого порушення ритмічності патерну дихання характерний дезорганізований тип ЕЕГ; у хворих із ритмічним, глибоким і частим диханням реєструвався або гіперсинхронний тип ЕЕГ, або сполучення періодів синхронізації та десинхронізації б-ритму.

6. У хворих на хронічну цереброваскулярну патологію в системі транспорту кисню розвиваються компенсаторні реакції: підвищення рівня фетального гемоглобіну (якісна адаптація), збільшення кількості дезоксигемоглобіну й зниження кількості оксигемоглобіну у венозній крові (адаптація модуляційного типу). У хворих із порушенням функції зовнішнього дихання відзначаються зворотні взаємовідношення – підвищення рівня оксигемоглобіну і зниження дезоксигемоглобіну у венозній крові, що свідчить про порушення процесів адаптації модуляційного типу.

7. При хронічній цереброваскулярній патології в еритроцитах хворих відбувається підвищення генерації активних форм кисню та зниження активності ключових ферментів антиоксидантного захисту (супероксиддисмутази та каталази). Ці зміни зростають із прогресуванням захворювання. При наявності гіпервентиляційних порушень рівень спонтанної і люмінолозалежної хемілюмінесценції перевищував показники хворих без порушення функції зовнішнього дихання.

8. До корекції дихальних розладів слід підходити диференційовано, з урахуванням об'ємно-часових параметрів дихального циклу: у разі гіпервентиляційних порушень, зумовлених збільшенням глибини дихання, і за умови порушення ритмічності патерну дихання рекомендовано призначати інстенон; у випадках гіпервентиляції, зумовленої збільшенням частоти дихання – даларгін; у разі гіпервентиляції за рахунок збільшених частоти та глибини дихання – поєднання інстенону і даларгіну. Медикаментозне лікування необхідно поєднувати з дихальною гімнастикою.

СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ

1. Гребенюк А.В. О роли нарушений функции внешнего дыхания в патогенезе хронической цереброваскулярной патологии // Проблеми медичної науки та освіти. — 2001. — №2. — С. 81-87.

2. Гребенюк А.В. Исследование генерации свободных радикалов кислорода в эритроцитах у больных с начальной цереброваскулярной патологией // Українский вісник психоневрології. — 2001. — Т.9, вип.4 (29) — С.72-74.

3. Гребенюк А.В. Исследование различных форм гемоглобина у больных с хронической цереброваскулярной патологией с учетом нарушения функции внешнего дыхания // Медицина сегодня и завтра. — 2002. — № 1. — С. 117-119.

4. Зинченко В.Д., Яворская В.А., Малахов В.А., Белоус А.М., Малый В.Д., Гребенюк А.В. Метаболизм макроэргических соединений в эритроцитах при начальных формах сосудистых заболеваний головного мозга // Український біохімічний журнал. — 1997. — Т. , №3. — С. 109-111. (Дисертантом проведено літературний огляд та взято участь у збиранні матеріалу та обробці отриманих даних, підготовлено до друку роботу).

5. Яворская В.А., Гребенюк А.В., Мохамед А.Н. Фраксипарин в лечении больных сосудистой патологией головного мозга // Лікарські засоби. — 2000. — №1. — С. 70-72. (Здобувачем проведено літературний огляд зібрано матеріал і проведено обробку отриманих даних, взято участь у аналізі матеріалу та підготовці до друку).

6. Яворская В.А., Малахов В.А., Гребенюк А.В. Клинический опыт применения даларгина при начальных формах сосудистых заболеваний головного мозга // Неврологический вестник. — Казань, 1997. — Т.вып. 3-4. — С.37. (Дисертантом проведено інформаційний пошук та огляд літератури, зібрано матеріал і проведено обробку отриманих даних, взято участь у аналізі матеріалу, підготовлено до друку роботу).

7. Яворская В.А., Гребенюк А.В., Фломин Ю.В. Применение суспензии церебральной ткани плода при синдроме вегетативно-сосудистой дистонии // Українский вісник психоневрології. — 2001. — Т.9, вип. (26). — С.100. (Здобувачем зібрано матеріал, проведено обробку отриманих даних та аналіз матеріалу, підготовлено до друку).

8. Гребенюк А.В. Сухомлин А.Н. Дифференцированная коррекция нарушений функции внешнего дыхания у больных с хронической цереброваскулярной патологией // Лекарства-человеку. — 2002. — Т.№ 1. — С.133-139. (Дисертантом зібрано матеріал, проведено обробку отриманих даних та аналіз матеріалу, написано та підготовлено до друку).

9. Патент на винахід “Спосіб лікування початкової цереброваскулярної патології” № 17195А / Яворська В.О., Малахов В.О., Гребенюк Г.В.—від 23 грудня 1995. — № 3769-XII. (Дисертантом проведено інформаційний пошук та огляд літератури, зібрано матеріал, проведено обробку отриманих даних та аналіз матеріалу, взято участь у написанні, підготовлено до друку роботу).

10. Гребенюк А.В. Оценка степени гипоксии по содержанию фетального гемоглобина у больных с цереброваскулярной патологией // Матеріали ювілейної конференції молодих вчених, присвяченої 75-річчю заснування Харківського інституту удосконалення лікарів "Актуальні питання медицини". — Харків: ХІУЛ, 1998. — С. 25-27.

11. Гребенюк Г.В. Дослідження функції зовнішнього дихання у хворих з хронічною цереброваскулярною патологією // Матеріали науково-практичної конференції молодих вчених ХМАПО "Нові технології в медицині" — Харків, 2000. — С.29-30.

12. Яворская В.А., Малахов В.А., Машкин О.Н., Эль-Масри Халед, Гребенюк А.В., Головашова Т.В. Клинико-патогенетическое обоснование использования даларгина в лечении начальной цереброваскулярной патологии // Сборник научных трудов ХГМУ "Актуальные проблемы сосудистых заболеваний головного мозга". — Харьков, 1995. — С.93-95. (Дисертантом проведено інформаційний пошук та огляд літератури, зібрано матеріал і проведено обробку отриманих даних, взято участь у аналізі матеріалу, підготовлено до друку роботу).

13. Яворская В.А., Машкин О.Н., Гребенюк А.В. Опыт применения инстенона у больных с хронической цереброваскулярной патологией // "Инстенон в терапии заболеваний нервной системы" / Под ред. проф. С. М. Виничука. — Киев: САК Лтд, 1998. — С. 44-46. (Дисертантом зібрано матеріал, взято участь в обробці, аналізі матерілу, підготовлено до друку роботу).

14. Яворская В.А., Хвисюк В.В., Гребенюк А.В., Сухомлин А.Н. Применение антикоагулянтов при сосудистой патологии головного мозга // Actual Problem of Clinical and Experimental Neurology. International Symposium. (Kazakhstan.) — 2000. — С.63-65. (Дисертантом зібрано матеріал, проведено обробку отриманих даних, взято участь у аналізі матерілу, підготовлено до друку роботу).

Анотація

Гребенюк Г.В. Роль зовнішнього дихання та показників системи транспорту кисню в патогенезі хронічної цереброваскулярної патології. — Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата медичних наук за спеціальністю: 14.01.15 — нервові хвороби. — Харьківська медична академія післядипломної освіти. — Харків, 2002.

Дисертація присвячена комплексному дослідженню функції зовнішнього дихання та показників системи транспорту кисню у хворих на хронічну цереброваскулярну патологію і розробці лікувально-профілактичних заходів з урахуванням виявлених змін.

Завдяки проведеним дослідженням були виявлені порушення функції зовнішнього дихання, що характеризують стан центральної регуляції дихання, вираженість яких зростала з прогресуванням захворювання, а також компенсаторні реакції до гіпоксії в системі транспорту кисню. Встановлено негативний вплив виявлених порушень функції зовнішнього дихання на клінічні прояви хвороби, формування патерну електроенцефалограми та на адаптаційні механізми в системі транспорту кисню. Простежена залежність формування патерну дихання від стану церебральної гемодинамики. Із поглибленням цереброваскулярної патології відбувається прогресивне підвищення генерації активних радикалів кисню в еритроцитах за рахунок появи більш реактивних частинок, та зниження активності ключових ферментів антиоксидантного захисту (супероксиддисмутази та каталази). Запропонована диференційована медикаментозна і немедикаментозна корекція виявлених порушень із застосуванням препаратів інстенон і даларгін та дихальної гімнастики.

Ключові слова: хронічна цереброваскулярна патологія, функція зовнішнього дихання, форми гемоглобіну, активні радикали кисню, супероксиддисмутаза, каталаза.

Аннотация

Гребенюк А.В. Роль внешнего дыхания и показателей системы транспорта кислорода в патогенезе хронической цереброваскулярной патологии. — Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата медицинских наук по специальности 14.01.15 — нервные болезни. — Харьковская медицинская академия последипломного образования. — Харьков, 2002.

Диссертация посвящена комплексному исследованию функции внешнего дыхания и показателей системы транспорта кислорода у больных с хронической цереброваскулярной патологией.

Цель данной работы – на основе комплексного клинико-инструментального и биохимического исследования функции внешнего дыхания и показателей системы транспорта кислорода определить роль изучаемых параметров в патогенезе хронической цереброваскулярной патологии и разработать лечебно-профилактические мероприятия с учетом полученных данных.

Обследование проводилось у 115 больных в возрасте от 25 до 69 лет с хронической цереброваскулярной патологией. Обследованные были разделены на 3 группы: 1-я группа – больные с начальными проявлениями недостаточности кровоснабжения мозга – 36 человек; 2-я группа – больные с дисциркуляторной энцефалопатией I ст. (атеросклеротического и гипертонического генеза) – 40 человек; 3-я группа – больные с дисциркуляторной энцефалопатией II ст. (атеросклеротического и гипертонического генеза) – 39 человек. Контрольная группа включала 20 практически здоровых лиц в возрасте от 19 до 55 лет.

В результате проведенных исследований были выявлены нарушения функции внешнего дыхания, характеризующие состояние центральной регуляции дыхания, выраженность которых нарастала по мере прогрессирования заболевания, а также компенсаторные реакции к гипоксии в системе транспорта кислорода. Установлено негативное влияние выявленных нарушений функции внешнего дыхания на клинические проявления заболевания, формирование паттерна электроэнцефалограммы и на адаптационные механизмы в системе транспорта кислорода. Исследована зависимость формирования паттерна дыхания от состояния церебральной гемодинамики. По мере усугубления цереброваскулярной патологии отмечается прогрессивное повышение генерации активных радикалов кислорода в эритроцитах за счет появления более реактивных частиц,