Національна академія наук україни

Інститут фізіології ім. О.О. Богомольця

ЗАКУСИЛО Марія Петрівна

УДК 612.273. 017.2 + 612.018

ВЗАЄМОВПЛИВ гормонального статусу організму і стану функціональної системи дихання у жінок

14.03.04. - патофізіологія

А В Т О Р Е Ф Е Р А Т

дисертації на здобуття ученого ступеня

доктора біологічних наук

Київ - 2003

Дисертацією є рукопис

Роботу виконано у Національному університеті фізичного виховання і спорту України, Інституті інформатики і проблем регіонального керування Кабардино-Балкарського наукового центру Російської Академії Наук

Науковий консультант:

Доктор медичних наук, професор,

Колчинська Ася Зеліківна,

Зав. відділом медичної інформатики

Кабардино-Балкарського наукового центру

Російської академії наук

Офіційні опоненти:

доктор медичних наук, професор

Середенко Михайло Михайлович,

завідувач відділу по вивченню гіпоксичних станів

Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України

доктор біологічних наук,

старший науковий співробітник

Мішуніна Тамара Мар,янівна,

провідний науковий співробітник лабораторії нейрохімії

Інституту ендокринології та обміну речовин

ім. В.П. Комісаренка АМН України;

доктор біологічних наук, професор

Кучеров Ілля Семенович,

професор кафедри фізіології

Національного педагогічного університету ім. Драгоманова

Провідна установа: Національний медичний університет їм О.О. Богомольця, науково-дослідний лабораторний центр, МОЗ України, м. Київ

Захист відбудеться 25 лютого 2003 р. о 10 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.198.01. Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України за адресою: 01024, м. Київ, вул. Богомольця, 4.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Інституту фізіології ім. О.О. Богомольця НАН України

Автореферат розіслано 18.01.2003 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради,

доктор біологічних наук З.О. Сорокіна-Маріна

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Стан організму та його працездатність в значній мірі залежать від стану системи дихання, що забезпечує організм необхідним йому киснем. Процес масопереносу респіраторних газів є об'єктом керування функціональної системи дихання (ФСД) (Колчинська А.З., 1967 - 1991), призначення якої забезпечувати оптимальну швидкість поетапної доставки кисню до органів і місць його утилізації – мітохондрій - відповідно до потреб організму в кисні, виведення надлишку вуглекислого газу. Центром керування ФСД є центральна, вегетативна нервова та ендокринна системи.

Взаємовплив процесу постачання організму киснем і функції ендокринних залоз в теперішній час менш вивчено, ніж взаємовплив об'єкта керування ФСД – процесу масопереносу респіраторних газів - і центральної та вегетативної нервової систем. Це викликає нагальну потребу в заповненні наявних у літературі прогалин, тим більше, що порушення функції залоз внутрішньої секреції широко поширені серед населення нашої країни, особливо в останнє десятиліття. Актуальною й особливо гострою ця проблема стала внаслідок аварії на ЧАЕС не тільки в Україні, але й у Білорусі, Росії, населення яких також постраждало від впливу іонізуючого випромінювання. В Україні значно зросла кількість осіб, що страждають захворюваннями щитоподібної залози (Тронько Н.Д. та ін., 1995; Холодова Е.А., 1996). У 1,5 рази збільшилася кількість хворих інсулінозалежним цукровим діабетом (Єфімов О.С., Скробонська Н.О., 1998; Балаболкін М.І., 1999). Кількість розладів менструальної функції – ановуляторних, ювенільних дисфункційних маткових кровотеч, складає до 36% усіх гінекологічних захворювань підліткового віку (Крупко-Большова Ю.О., 1995; Вовк І.Б., 1999). Усе це підкреслює актуальність наших досліджень, результати яких дозволять по-новому вирішити проблему реабілітації гормональних розладів.

Залежність діяльності гіпоталамуса, гіпофіза, ендокринних залоз від надходження кисню в організм (Вундер П.О., 1980; Дільман В.М., 1982) дає можливість для припущення, що використання методів покращення стану ФСД буде ефективним у корекції гормональних розладів.

Загальновідома конструктивна дія адаптації до гіпоксії, в процесі якої істотно поліпшується стан функціональної системи дихання, підвищується аеробна продуктивність, стійкість організму до гіпоксії. Адаптація до гіпоксії успішно застосовується для терапії багатьох захворювань і підвищення працездатності здорових осіб: у горах (Сиротинін М.М., 1949; Колчинська А.З., 1952-2001; Колчинська А.З., Туранов В.В., 1952; Шуміцька Н.М., 1963; Мельничук С.П., 1963; Канторович М.А., 1972; Міррахімов М.М., 1973; Шогенцукова Э.А., 1979; Білошицький П.В., 1982; Середенко М.М., 1983; Доненко Ю.І., 1989); у процесі барокамерного тренування (Білошицький П.В., 1989; Меєрсон Ф.З., Твердохліб В.П., 1990; Березовський В.Я., 1992; Серебровська Т.В., 1992; Коваленко Е.О., 1994).

У 80-90-і роки одержав поширення новий метод нормобаричних гіпоксичних впливів (Стрєлков Р.Б., 1988) – інтервальне гіпоксичне тренування (ІГТ) (Колчинська А.З., 1992). Адаптація до гіпоксії під час ІГТ також ефективно використовується в терапії: кардіології, пульмонології, лікуванні анемій (Стрєлков Р.Б., Чижов О.В., 1984-92; Ткачук О.Н., 1988-1994; Циганова Т.М., 1988-1994; Еренбург О.В., 1990-1993; Кондрикінська І.І., 1990-1994; Горбачєнков О.О., 1990-1994; Колчинська А.З., Крупко-Большова Ю.О., Закусило М.П., 1994). Отримано перші оптимістичні дані про застосування ІГТ в ендокринології: успішним є комплексне лікування осіб середнього віку, що страждають інсулінозалежним цукровим діабетом (ІЗЦД) (Колєснік Ю.М., 1998).

Однак у літературі відсутні зведення про застосування адаптації до гіпоксії в курсі лікування хворих з ІЗЦД дитячого і підліткового віку. Також залишається не розглянутим питання про можливість використання ІГТ у комплексному лікуванні порушень функцій гіпоталамо-гіпофізарно-оваріальної і гіпоталамо-гіпофізарно-тиреоїдної систем.

Залежність стану ФСД і організму в цілому від змін гормонального статусу організму внаслідок адаптації до гіпоксії дотепер описані не були.

Розробка фізіологічного, немедикаментозного, неінвазивного, нешкідливого методу корекції гормонального статусу, стану ФСД і організму в цілому – одна з актуальних задач фізіології, біології і медицини.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертацію виконано на підставі зведеного плану НДР Вченої Ради НУФВСУ на 1996-2000 рр. з теми 3.1.2. “Структура і вміст медико-біологічних дисциплін на факультеті здоров'я і фізичної реабілітації. Програми фізичної реабілітації для тематичних хворих” (№ державної реєстрації 0196U010545). Також дисертаційна робота відповідає плану наукової роботи відділу медичної інформатики Інституту інформатики і проблем регіонального керування Кабардино-Балкарського наукового центру Російської Академії Наук, № державної реєстрації – 77, шифр теми 04-310 з проблеми “Дослідження і математичне моделювання кисневих режимів організму спортсменів і спецконтингенту, гіпоксичних станів хворих з короткозорістю, гіпотиреозом, дитячим церебральним паралічем, анемією і результатів корекції гіпоксії”.

Мета і задачі роботи. Дослідити взаємовплив гормонального статусу організму та стану його функціональної системи дихання і на цій основі оптимізувати процес корекції деяких відхилень у функціонуванні залоз внутрішньої секреції (гіпофункції щитоподібної залози, інсулярного апарату підшлункової залози, дисфункції гіпоталамо-гіпофізарно-оваріальної системи по типу ЮДМК), оцінити ефективність використання нормобаричного ІГТ у цьому процесі.

Задачі роботи:

1. Дослідити вплив гіпофункції щитоподібної залози на стан ФСД, кисневих режимів організму (КРО) в осіб з первинним гіпотиреозом.

2. Виявити вплив гіпофункції інсулярного апарату підшлункової залози при інсулінозалежному цукровому діабеті на стан ФСД, КРО в осіб різного віку.

3. Дослідити вплив порушення функції системи гіпоталамус – гіпофіз - яєчники - матка внаслідок ЮДМК на стан ФСД, КРО.

4. Вивчити дію гіпоксичної гіпоксії на функцію щитоподібної залози, інсулярного апарату підшлункової залози, а також охарактеризувати в цих умовах стан ФСД.

5. Вивчити адитивну дію гіпоксії різних типів: гемічної, гіпоксичної гіпоксії, і гіпоксії навантаження при розладі функції системи гіпоталамус-гіпофіз-яєчник-матка при ЮДМК, описати залежність стану ФСД і КРО від ступеня зниження вмісту гемоглобіну в крові; охарактеризувати ступені анемічної гіпоксії.

6. Визначити ефективність адаптації до гіпоксії при ІГТ для поліпшення стану функціональної системи дихання, постачання організму киснем, їхньої ролі в корекції функції системи гіпоталамус-гіпофіз-ендокринна залоза.

Об'єкт дослідження – взаємовплив об'єкта ФСД – процесу масопереносу кисню в організмі - і центру її керування – ендокринної системи.

Предмет дослідження – можливість корекції функції ендокринних залоз шляхом нормалізації стану функціональної системи дихання внаслідок адаптації до гіпоксії в курсі нормобаричного ІГТ.

Методи дослідження. У роботі використано системний підхід в оцінці стану функціональної системи дихання, яка включає легеневе дихання, кровообіг, дихальну функцію крові, тканинне дихання. Проведено вивчення впливу однієї з керуючих ланок ФСД – ендокринної системи - при гіпофункції щитоподібної залози, гіпофункції інсулярного апарату підшлункової залози, порушенні функції гіпоталамо-гіпофізарно-оваріальної системи по типу ЮДМК на процес масопереносу кисню. Інструментальні дослідження поєднували з математичним моделюванням кисневих режимів організму, стану ФСД, що здійснювали за допомогою методу автоматизованого аналізу стану організму (Колчинська А.З., Хуболов В.А., Денисенко А.Х., 2000).

Використовувалися такі методи:

1.

2.

3.

Наукова новизна одержаних результатів. Представлено докази взаємовпливу стану центру керування ФСД – ендокринної системи і її об’єкта керування – процесу масопереносу кисню. Доведено раціональність використання адаптації до гіпоксії при ІГТ в комплексі терапевтичних заходів для нормалізації гормонального статусу хворих гіпотиреозом; показано доцільність використання адаптації до гіпоксії для корекції глікемії в осіб з ІЗЦД середнього віку; і встановлено підвищену чутливість до гіпоксичних впливів інсулярного апарату підлітків з ІЗЦД, а також те, що гіпоксітерапію в цьому віковому періоді хворим з ІЗЦД протипоказано; показано ефективність застосування адаптації до гіпоксії в комплексній терапії порушень МЦ по типу ЮДМК; описана залежність стану ФСД і КРО від ступеня зниження вмісту гемоглобіну в крові та охарактеризовано ступені анемічної гіпоксії у хворих з ЮДМК.

Практичне значення одержаних результатів. Розроблено й апробовано методи поліпшення стану всієї функціональної системи дихання: у хворих ЮДМК - метод становлення овуляторних МЦ і корекції анемії, в осіб з первинним гіпотиреозом - метод стимуляції функції щитоподібної залози й оптимізації стану ФСД; у жінок з ІЗЦД - метод корекції гіперглікемії і поліпшення стану постачання організму киснем. Впровадження результатів дослідження здійснено у практиці лікувальної діяльності Базового республіканського дитячого реабілітаційного центру (Росія, Кабардино-Балкарія, м. Нальчик), у науково-методичних розробках Інституту інформатики і проблем регіонального керування Кабардино-Балкарського центру Російської академії наук (Росія, Кабардино-Балкарія, м. Нальчик - м. Москва), результати дослідження використано у вигляді методичних розробок і лекційного матеріалу для студентів факультету реабілітації НУФВСУ, про що є акти впровадження.

Особистий внесок здобувача є визначальним у плані організації, проведення досліджень, інтерпретації результатів, а також у написанні роботи. Автором особисто проведено збір, аналіз літератури та опрацювання результатів досліджень. Оцінки стану організму хворих з ендокринною патологією проводилася за допомогою розроблених автором модельних характеристик стану ФСД і КРО.

Розділ | Співавтори, що брали участь у спільних дослідженнях

Розділ 3.2.,

3.3. | П.О. Радзієвський, канд. біол. наук, доцент кафедри фізичної реабілітації НУФВСУ

П.О. Радзієвський, канд. біол. наук, доцент; Т.Г. Диба, аспірантка; Т.П. Касян, студентка (кафедра фізичної реабілітації НУФВСУ)

Розділ 4.3. | А.З. Колчинська, д-р мед. наук, професор (зав. відділом медичної інформатики ІІПРК КБНЦ РАН), Т.М. Віннікова, лікар (Діагностичний центр Мінського р-ну м. Києва), Н.В. Штученко, канд. мед. наук (Київський міський ендокринологічний диспансер)

Розділ 5.2, 5.4 | О.В. Большова-Зубковська, канд. мед. наук, О.О. Шершун, лікар (Інститут ендокринології та обміну речовин ім. В.П. Комісаренка АМН України); П.О. Радзієвський, канд. біол. наук, доцент кафедри фізичної реабілітації НУФВСУ

Розділ 6.3 | Б.Х. Хацуков, д-р мед. наук, ст. наук. співр. відділу медичної інформатики ІІПРК КБНЦ РАН (головний лікар Базового республіканського дитячого реабілітаційного центру (Росія, Кабардино-Балкарія, м. Нальчик)); П.О. Радзієвський, канд. біол. наук, доцент кафедри фізичної реабілітації НУФВСУ

Апробація роботи. Матеріали досліджень повідомлено на I Міжнародному конгресі патофізіологів Росії (м. Москва, 1996); на II і III конгресах патофізіологів України (м. Київ, 1997; м. Одеса, 2000); на II і IV конгресах “Олімпійський і професійний спорт” (м. Київ, 1996, 2000); на I і II Міжнародних конференціях “Гіпоксія: механізми, адаптація, корекція” (м. Москва, 1997, 1999), на Міжнародній конференції, присвяченій 150-річчю акад. І.П.Павлова “Фізіологія вісцеральних систем” (м. Санкт-Петербург, 1999), на Міжнародній конференції “Гіпоксія: конструктивна та деструктивна дія” (м. Київ, 1998), на II Міжнародній конференції “Фізіотерапія і спорт: сучасні методи реабілітації і профілактики” (м. Москва, 1997), на IV Міжнародній конференції “Гіпоксія у медицині” (Швейцарія, м. Женева, 2001), на Міжнародній конференції Астроеко-2002 (с. Терскол, 2002).

Публікації. За матеріалами дисертації опубліковано 44 наукові праці.

Структура й об’єм дисертації: дисертація складається зі вступу, огляду літератури, розділу “Методи й організація досліджень”, чотирьох розділів власних досліджень, розділу “Обговорення результатів власних досліджень”, практичних рекомендацій, висновків, списку використаних джерел. Робота викладено на 370 сторінках машинопису, ілюстровано 77 рисунками і 45 таблицями. Список використаних джерел налічує 312 вітчизняних і 89 закордонних авторів.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

методи й організація досліджень. Обстежено 357 дівчинок, дівчин і жінок, з них: 43 здорових жінки дітородного віку з нормальною менструальною функцією, які займаються спортом; 188 дівчин 15 -17 років, що страждають ювенільними дисфункційними матковими кровотечами; 35 жінок середнього віку, що страждають автоімунним тиреоїдитом у стані гіпотиреозу легкої і середньої форми тяжкості перебігу; 48 дівчинок, дівчин і жінок, що страждають інсулінозалежним цукровим діабетом, 35 здорових осіб жіночої статі різного віку, дані обстежень яких було використано нами як контрольні. Характеристику контингенту обстежуваних наведено в табл.1.

Таблиця 1

Характеристика контингенту обстежених

ГРУПИ п/п | ДІАГНОЗ | ВІК, роки | МАСА, ТІЛА кг | ДОВЖИНА ТІЛА, СМ | Кількість обсте-жених | Кількість сеансів ІГТ

1 | Здорові | 221 | 674 | 1676 | 23 | 24 сеанси ІГТ

2 | Здорові | 221 | 655,3 | 1657,5 | 20 | Контроль

3 | ЮДМК | 15,81,2 | 48,31,6 | 151,32,6 | 77 | Контроль

4а | ЮДМК | 15,81,8 | 53,85,6 | 159,53,7 | 45 | 14 сеансів ІГТ

4б | ЮДМК | 16,10,9 | 51,44,3 | 1625,3 | 53 | 14 сеансів ІГТ

4в | ЮДМК | 13,50,5 | 46,02,0 | 143,55,5 | 13 | Контроль

5а | Гіпотиреоз | 233 | 686 | 1685 | 25 | 14 сеансів ІГТ

5б | Гіпотиреоз | 255 | 657 | 1667 | 10 | Контроль

5в | Здорові | 244 | 694 | 1697 | 15 | Контроль

6а | ІЗЦД

(компенсація) | 11,50,5 | 404 | 1405 | 8 | 5 сеансів ІГТ

6а1 | Здорові | 10,51,0 | 434 | 1443 | 10 | Контроль

6б | ІЗЦД

(декомпенсація) | 141 | 454 | 1505,6 | 6 | 1 сеанс ІГТ

6в | ІЗЦД (компенсація) | 14,51,5 | 483 | 1534 | 8 | 2 сеанси ІГТ

6б1-в1 | Здорові | 141 | 534 | 1555 | 10 | Контроль

6г | ІЗЦД (компенсація) | 225 | 675 | 1655 | 18 | 10 сеансів ІГТ

6д | ІЗЦД (компенсація) | 255 | 658 | 1606 | 8 | Контроль

6г1-д1 | Здорові | 233 | 667 | 1647 | 10 | Контроль

Обстеження проводили до і після курсу ІГТ в умовах для визначення основного обміну, у спокої (сидячи), в умовах степ-тесту за Добельном (1966) і східчастого стрибкового тесту за Н.О. Бєляєвим (1985) (тільки для здорових), під час фізичного навантаження на велоергометрі за Р.О. Astrand (1977). Крім того, для визначення реакції організму дівчин на гіпоксію проводили спеціальний гіпоксичний тест за А.З. Колчинською (1992).

Обстеження контрольних груп проводили в тих самих умовах і в ті ж терміни, що й у групах, що одержали курс ІГТ.

Для визначення фаз оваріально-менструального циклу (ОМЦ) використовували такі методики: анкетування - за Л.Г. Шахліною (1994); визначення базальної температури тіла - за Van der Velde Th.H. (1904); визначення характеру кристалізації слизу з носа - за Віхляєвою Е.М. (1985); визначення процентного співвідношення базальних, парабазальних, проміжних і ороговілих клітин у піхвових мазках (у дівчин з ЮДМК); визначення вмісту прегнандіолу і 17-кетостероїдів у добовій сечі в дівчин з ЮДМК.

Курс ІГТ для хворих на гіпотиреоз складався з 14 сеансів. Кожен сеанс містив 4-5 серій п'ятихвилинного вдихання ГГС, вміст О2 в якій змінювався так, щоб адаптація до гіпоксії була б східчастою (за М.М. Сиротиніним, 1949). У перших п'яти сеансах вміст О2 у суміші становив 13%, у других п'яти – 12,5%, у третіх п'яти - 12% О2. Вдихання чергували з такими ж по тривалості нормоксичними інтервалами.

Курс ІГТ для жінок, що страждають ІЗЦД, склав 10 сеансів вдихання ГГС-12 в інтервальному режимі, який був аналогічний курсу, проведеному хворим на гіпотиреоз. Дівчини, що страждають ІЗЦД, одержали 1 - 4 сеансів ІГТ із ГГС-18. Дівчинки з ІЗЦД одержали 5 - 6 сеансів ІГТ із ГГС-16.

Курс ІГТ для спортсменок складався з 24 сеансів, проведених щодня, крім неділь, після сніданку перед денним тренувальним заняттям. Кожен сеанс ІГТ містив у собі 5 серій п'ятихвилинного вдихання ГГС з 11% О2 (з 1-го по 8-й сеанс), 10,5% О2 (з 9-го по 18-й сеанс), 10% О2 (з 19-го по 24-й сеанс), що чергувалися з п'ятихвилинними нормоксичними інтервалами.

Кожен сеанс ІГТ для дівчин, що страждають ЮДМК, містив у собі 4 серії п'ятихвилинного вдихання ГГС з 12% О2, що чергуються п'ятихвилинними нормоксичними інтервалами. Курс ІГТ складався з 14 щоденних сеансів, проведених після сніданку до обіду в проміжках між прийомом традиційної терапії.

Безупинне постачання гіпоксичними сумішами з бажаним вмістом у них кисню здійснювали апаратом "Гіпоксікатор" фірми "Trade Medical" за методикою Т.Н.Циганової (1995).

Аналіз даних інструментальних досліджень було проведено на IBM PC за програмами "Методика розрахунку кисневих параметрів" (Колчинська А.З. та інші, 1983) і “Автоматизований аналіз стану організму” (Колчинська А.З. та інші, 2001).

Вірогідність розходжень вибіркових середніх визначали за критерієм Ст'юдента (t).

Таблиця 2

Методики й апаратура, що були використані для реєстрації

досліджуваних показників

Показник | Метод дослідження

Хвилинний об’єм дихан-ня, частота дихання, ди-хальний об’єм | Волюметр фірми VEB MEDIZITECHNIK (Німеччина)

Частота серцевих скоро-чень, насичення артері-альної крові киснем | Пульсоксіметр “Oxyshuttle” фірми “Sensor-Medics” (США)

Гемоглобін | ФЭК-М (Російська Федерація)

Артеріальний тиск | За методикою Короткова

Ударний об’єм крові | За формулою Стара і Пугіної

Газовий аналіз видихуваного, альвео-лярного повітря | Безінерційний газоаналізатор ПА-05-02 (Україна)

Рефлексометрія | За методикою Гусєвої В.В. (1986)

Вміст у крові ТТГ, Т3, Т4, HbAIc | Метод ІФА з використанням реактивів фірми Bio-Rad Laboratories (США) на приладі Stаt fax 303+ фірми “Awareness technology”

Вміст глюкози в крові | Глюкозоксідазний метод на приладі ФЕК, “Глюкотест”

Вміст цукру в сечі | Діагностичний набір “Діаглюк”,

ФЕК, глюкотест

%% ороговілих клітин у піхвовому мазку | Цитологічний метод, мікроскоп “Біолан” (Україна)

Вміст 17-кетостероїдів та прегнандіолу в сечі | Колориметрія, ФЕК-2З (Російська Федерація)

Стан функціональної системи дихання і кисневих режимів організму у здорових жінок і методи його оптимізації. Здійснюючи системний підхід до дослідження стану ФСД, ми провели інструментальні визначення показників зовнішнього дихання, кровообігу, дихальної функції крові в жінок дітородного віку. Необхідність цих дослідження виникає у зв'язку з тим, що тільки знання особливостей стану ФСД здорових жінок з нормальною менструальною функцією, секрецією тиреоїдних і тиреотропного гормонів, нормальною функцією інсулярного апарату підшлункової залози дозволить нам надалі оцінити вплив гіпофункції щитоподібної залози, гіперглікемії внаслідок гіпофункції інсулярного апарату підшлункової залози, розладу менструальної функції по типу ювенільних дисфункційних маткових кровотеч на стан усіх ланок функціональної системи дихання, відповідальної за масоперенос кисню з навколишнього середовища до тканин і виведення надлишків вуглекислого газу. Особливу увагу при проведені цих досліджень ми приділили виявленню реакції організму здорових жінок на вдихання гіпоксичних газових сумішей, бідних киснем. При вдиханні ГГС визначали зміни вмісту тиреоїдних гормонів у крові, тиреотропного гормону в крові, вміст глюкози в крові, як інтегральний показник функції інсулярного апарату підшлункової залози та контрінсулярних чинників, а також показники стану функціональної системи дихання, кисневих режимів організму.

Вміст тиреоїдних гормонів у крові здорових жінок дітородного віку був вірогідно вище в умовах вдихання ГГС з 13% кисню (ГГС-13) і 11% О2 (ГГС-11), ніж в умовах нормоксії (p<0,05). Усе вищевикладене дозволяє зазначити, що ГГС-13 і ГГС-11 мають стимулюючу дію на функцію щитоподібної залози, збільшуючи концентрацію тиреоїдних гормонів у крові, при цьому в даного контингенту хворих при вдиханні ГГС-11 стимулююча дія більш виражена, ніж при вдиханні ГГС-13 (табл. 3).

Таблиця 3.

Вміст тиреоїдних гормонів та тиреотропного гормону у крові в умовах нормоксії та під час вдихання ГГС-13 і ГГС-11 у здорових жінок

Кисень вдихуваного повітря, % | Трийодтиронін, нмоль*л-1 | Тироксин, нмоль*л-1 | Тиреотропний гормон, мОД*л-1

20,9 | 1,6±0,2 | 80,1±10,4 | 2,2±0,4

13 | 2,2±0,3* | 120,0±20,5* | 2,8±0,3

11 | 2,4±0,2* | 130,0±25,3* | 4,0±0,5*

Примітка. * Розходження з даними нормоксії вірогідні.

У цей же час визначали зміни секреторної активності інсулярного апарату підшлункової залози. До і після 10-хвилинного вдихання ГГС, а також через 2,5 год і через добу після вдихання ГГС у обстежуваних реєстрували вміст глюкози в крові.

Як показали наші дослідження, відразу після вдихання ГГС-13 у здорових жінок вірогідних змін вмісту глюкози в крові не спостерігалося (p>0.05). Через 2,5 год після вдихання ГГС-13 вірогідно знизився вміст глюкози в крові (p<0.05). Такою ж була реакція цих осіб і на вдихання ГГС-11. Через 2,5 год після вдихання бідного киснем повітря, ми спостерігали стійкий гіпоглікемічний ефект, що мав місце і через добу після вдихання ГГС (p<0.05) (рис.1).

Особливу увагу ми приділили вивченню реакції підшлункової залози у здорових дітей і підлітків на вдихання ГГС. Здорові дівчинки, дівчини препубертатного і пубертатного віку як і жінки вдихали ГГС-13, а через 24 години - ГГС-11. Вимір вмісту глюкози в крові проводили в ті ж терміни, що й в осіб середнього віку. Було визначено, що гіпоксичний вплив тривалістю 10 хв не викликає негайної вірогідної зміни вмісту глюкози в крові. Однак через 2,5 год після короткочасного гіпоксичного впливу ми спостерігали стійкий гіпоглікемічний ефект в осіб усіх вікових груп (p<0.05) (див. рис. 1).

На відміну від того, що ми спостерігали у дорослих, у яких інсулярний апарат був цілком сформований у процесі онтогенезу, і через 2,5 год після 10-хвилинного вдихання ГГС-11 спостерігався стійкий гіпоглікемічний ефект, у дітей і дівчин препубертатного віку вміст глюкози в крові мав тенденцію до збільшення (p>0.05). Через добу після вдихання ГГС-11 спостерігалося подальше вірогідне збільшення вмісту глюкози в крові (p<0.05). У дівчин пубертатного віку вміст глюкози в крові вірогідно зріс через 2,5 год після вдихання ГГС-11 (p<0.05) і залишився таким через добу після гіпоксичного впливу (див. рис. 1).

Рис. 1. Вміст глюкози у крові в практично здорових осіб різного віку: 1 – діти; 2 – препубертатний період; 3 - пубертатний період; 4 – дорослі в умовах нормоксії (а), в умовах вдихання ГГС-13 (б), через 2,5 год після вдихання ГГС-13 (в), за добу в умовах вдихання ГГС-11 (г), через 2,5 год після вдихання ГГС-11 (д).

Реакція організму практично здорових жінок на короткочасне вдихання ГГС-11 була неоднаковою в різні фази менструального циклу (МЦ) і була відмінна від середніх даних протягом усього циклу.

При вдиханні ГГС-11 (8-а хвилина) ми спостерігали виражену артеріальну гіпоксемію, але в II і IV фазах МЦ вона мала компенсований характер – значення напруги О2 в артеріальній крові було вище критичного рівня (50 мм рт. ст.). У III фазі МЦ значення раО2 знаходилося на рівні критичного, у I і V фазах МЦ - знижувалося нижче 50 мм рт. ст., що свідчило про тканинну гіпоксію з подальшою декомпенсацією (III субкомпенсована стадія гіпоксичної гіпоксії за А.З.Колчинською (1979; 2001)). Венозна гіпоксемія була найбільш вираженою в III фазі МЦ, у IV фазі циклу значення рvО2 приблизно відповідало своїм нормоксичним значенням.

Дані наших досліджень показали, що найбільш економічними й ефективними щодо постачання тканин киснем в умовах гіпоксії навантаження є II і IV фази циклу, коли працездатність також вище, ніж в інші фази МЦ. Найменш сприятливою фазою МЦ щодо забезпечення організму О2 за умов помірного навантаження є I фаза МЦ, де найбільш виражена артеріальна і венозна гіпоксемія не компенсується найбільшою протягом циклу швидкістю споживання О2 при вірогідно зниженій працездатності (р<0.05).

А.З. Колчинська і співавтори (1992) довели, що адаптація до гіпоксичної гіпоксії при ІГТ є ефективним засобом поліпшення стану ФСД, її робочих органів - зовнішнього дихання, кровообігу, кровотворення, тканинного дихання, так й центру керування ФСД – центральної нервової й вегетативної системи (Рябоконь І.Н., 1992). Дослідження, проведені нами показали, що в осіб, які не займаються спортом, ІГТ викликає також позитивні зрушення у стані ФСД, збільшує фізичну працездатність. Окремо треба зазначити, що при оцінці ефективності ІГТ у жінок треба враховувати фази ОМЦ, через те, що, як було показано вище, їх реакція на гіпоксичну гіпоксію, гіпоксію навантаження неоднакова протягом ОМЦ. Це положення стосується й осіб пубертатного віку, в яких фази ОМЦ уже виражені, а менструальний цикл є овуляторним.

Вплив гіпофункції щитоподібної залози на стан функціональної системи дихання. Результати наших досліджень свідчать про те, що зниження секреції тиреоїдних гормонів впливає на стан усіх ланок ФСД, тобто на систему дихання в цілому. Ці дослідження дозволили розширити уяву про дію тиреоїдних гормонів на різні ланки ФСД.

Для вивчення впливу нестачі тиреоїдних гормонів на функціонування ФСД ми використали в якості моделі гіпофункції щитоподібної залози стан хворих з автоімунним тиреоїдитом, що супроводжувався первинним гіпотиреозом легкої і середньої форми тяжкості перебігу. При дослідженні функції зовнішнього дихання ми, як й інші автори (Балаболкін М.І., 1989, 1999; Тепперман Х., Тепперман Дж., 1989; Tath B., 1990; DeJong S.A., 1991; Singer P., 1997; Gershmann B.D., 1999), зазначили, що хвилинний об’єм дихання у хворих на гіпотиреоз декілька нижче їх вікової норми. Вперше ми виявили, що частка альвеолярної вентиляції (АВ) в ХОД у цих хворих вірогідно нижче норми (АВ*ХОД-1<N, p<0.05). Отримані результати свідчать про зниження ефективності зовнішнього дихання. Унаслідок того, що у хворих має місце брадикардія, яку виявлено різними авторами (Балаболкін М.І., 1989; 1999; Старкова Н.Т., 1989-1993; Тепперман Х., Тепперман Дж., 1989; Singer P., 1997) і підтверджено нами, хвилинний об’єм крові (ХОК) у них був менше норми (p<0.05) при нормальній величині ударного об’єму. Як показали наші дослідження, співвідношення альвеолярної вентиляції до хвилинного об’єму крові через це було вище вікової норми. Збільшення співвідношення АВ*ХОК-1 зобумовило підвищення насичення кисню в артеріальній крові у хворих (p<0.05). У частини обстежуваних нами хворих спостерігалося помірне зниження вмісту гемоглобіну в крові (до 90-100 г*л-1). У деяких з них рівень гемоглобіну знаходився на нижній межі вікової норми. Унаслідок зниження вмісту гемоглобіну в крові киснева ємкість крові і кількість кисню в артеріальній крові були нижче вікової норми. Всі, хто займався дослідженням дії тиреоїдних гормонів, починаючи з Магнуса-Леві (1895), встановили зниження споживання кисню при гіпофункції щитоподібної залози. Наші дослідження показали, що і швидкість споживання кисню (мл*хв-1) і його інтенсивність (мл*хв-1*кг-1) у хворих на первинний гіпотиреоз вірогідно менше вікових норм (p<0.05).

Уперше ми встановили, що нестача тиреоїдних гормонів, впливаючи на стан різних ланок ФСД, істотно змінює кисневі режими організму. Про це свідчить зниження швидкості доставки кисню у легені й альвеоли порівняно з тим, що спостерігається у здорових осіб. Вірогідно також була знижена швидкість транспорту кисню артеріальною кров'ю (р<0.05). У зв'язку з тим, що споживання кисню при гіпофункції щитоподібної залози значно нижче норми, швидкість транспорту кисню змішаною венозною кров'ю до легень у хворих вище, ніж у здорових. Артеріо-венозне розходження за киснем було нижче норми (p<0.05).

Ми звернули увагу на те, що споживання кисню тканинами у хворих знижене, при тому, що напруга кисню в тканинах вища, ніж у здорових, про що свідчать більші значення напруги кисню в артеріальній і змішаній венозній крові. Таким чином, причиною зниження споживання кисню є не падіння тканинного рО2 до рівня нижче критичного, а імовірніше за все, що нестача тиреоїдних гормонів безпосередньо впливає на стан білків ферментів окисного ланцюга мітохондрій; при гіпотиреозі може порушуватися швидкість їхнього синтезу. Наведене може побічно підтвердити дані, отримані Narayan (1984), який знайшов, що тиреоїдні гормони стимулюють трансляцію ферментів окисного фосфорилування – цитохромоксидази і НАДФН-цитохром-С-редуктази. Природно припустити, що при зниженні секреції щитоподібною залозою Т3 і Т4 трансляція ферментів окисного фосфорилування сповільнюється, швидкість синтезу АТФ знижується, швидкість утилізації кисню тканинами падає.

Варто підкреслити, що як показали проведені нами дослідження, при дефіциті тиреоїдних гормонів вірогідно знизилася економічність КРО. Функціональні витрати на забезпечення організму киснем у хворих були більшими, ніж у здорових. Для утилізації 1л кисню легені хворих гіпотиреозом повинні провентилювати на 10-11 л повітря більше, ніж у здорових. Відповідно для утилізації 1 л кисню хворим потрібно на 5-6 л циркулюючої крові більше, ніж здоровим. В обстежуваного контингенту осіб кисневий ефект дихального і серцевого циклів був нижче норми. При цьому нами було виявлено й кількісне зниження фізичної працездатності. Рівень фізичного навантаження при дефіциті тиреоїдних гормонів і низькому рівні споживання кисню був низький, об’єм виконаного навантаження менше, ніж у здорових того ж віку і статі. Одне й те ж саме фізичне навантаження за потужністю для здорових і хворих є більшим за інтенсивністю для хворих на гіпотиреоз. Виконання рухового тесту супроводжувалося проявами м'язової слабкості, втомою, зниженням м'язового тонусу і млявістю.

Результати наших досліджень дозволяють дійти висновку, що в даному випадку має місце гіпоксія різних типів (респіраторна, гемічна, циркуляторна), також первинна тканинна гіпоксія. Таким чином, корекція гіпоксичного стану при дефіциті тиреоїдних гормонів – одна з актуальних задач, вирішити яку ми маємо при розробці фізіологічного, немедикаментозного, неінвазивного методу корекції функції ендокринних залоз.

На жаль, дані про дію гіпоксичної гіпоксії на функцію щитоподібної залози досить суперечливі. Існують відомості як про стимулюючу дію зниженого парціального тиску кисню у вдихуваному повітрі (Ван Милверс Б., Берри Дж., 1952; Ван Лир Є., Стикней К., 1967; Васильєв Г.А., 1974), так і про пригнічення гормонопоезу (Барбашова З.І., 1966). Останні стосуються висот більше 6000 м над рівнем моря. З метою виявлення реакції хворих на гіпотиреоз на вдихання бідних киснем газових сумішей нами був застосовано гіпоксичний тест. Наші дослідження показали, що вміст тиреоїдних гормонів у крові хворих на гіпотиреоз був вірогідно вище в умовах вдихання ГГС-14 і ГГС-12, ніж в умовах нормоксії (p<0,05). Збільшення вмісту тиреоїдних гормонів у крові здорових осіб в умовах гіпоксичної гіпоксії в кількісному відношенні був вище, ніж у хворих на гіпотиреоз, однак, його приріст порівняно з нормоксичними значеннями був значно меншим, ніж у хворих (p<0,05). Це дозволяє стверджувати, що гіпоксичні суміші з 14 і 12% О2 мають стимулюючу дію на функцію щитоподібної залози, збільшуючи концентрацію тиреоїдних гормонів у крові, при цьому в даного контингенту хворих при вдиханні ГГС-12 стимулююча дія була більш помітна, ніж при вдиханні ГГС-14. Проведений аналіз стану КРО в хворих на гіпотиреоз за умов вдихання ГГС-12 дозволив зробити висновок про те, що при вищеописаних умовах у них розвивалася субкомпенсована гіпоксія, тоді як у здорових жінкок без патології щитовидної залози розвивався компенсований ступінь гіпоксичної гіпоксії (за А.З. Колчинською, 1979) (табл. 4). Тому в перших сеансах ІГТ ми вирішили використовувати для гіпоксичного впливу ГГС-12, при вдиханні якої починають проявлятися ознаки субкомпенсованої гіпоксії, тобто коли ділянки тканинної гіпоксії локальні, що може супроводжуватися конструктивними ефектами гіпоксичного впливу (Колчинська А.З., Хацуков Б.Х., Закусило М.П., 1999).

Таблиця 4

Зміна показників дихання і кровообігу у хворих на гіпотиреоз і здорових жінок того ж віку в умовах вдихання ГГС-12

Показники

Групи | ХОД,

л*хв-1 | VО2,

мл*хв-1 | ВЕ |

ЧСС,

уд*хв-1 | ХОК,

Мл*хв-1 | SaO2

% | ГЕ |

VО2*

М-1,

мл*хв-1

*кг-1

Нормоксія

Гіпотиреоз

ГГС-12

(n=35) | 6,050±

±0,150

9,075±

±0,135 | 149,5±

±4,5

145,0±

±6,0 | 40,4±

2,3

62,6±

±5,8 | 65,3±

±3,4

87,0±

±5,0 | 3859±

±26

5280±

±45 | 97,0±

±0,5

89,3±

±1,6 | 25,89±

±1,35

36,4±

±2,89 | 2,15±

±0,03

2,11±

±0,01

Нормоксія

Здорові

ГГС-12

(n=15) | 6,325±

±0,185

10,626±

±0,258 | 212,7±

±3,1*

242,8±

±3,5** | 29,6±

±1,8*

43,0±

±2,5** | 68,1±

±3,2

94,7±

4,3 | 4086±

±13*

6082±

±27** | 96,5±

0,5

91,4±

±1,4 | 19,27±

±2,3*

25,0±

±3,0** | 3,31±

±0,08*

3,78±

±0,09**

Примітки: * - розходження між даними здорових осіб і хворих на гіпотиреоз в умовах

нормоксії достовірні (p<0.05).

** - розходження між даними здорових осіб і хворих на гіпотиреоз в умовах

гіпоксичної гіпоксії достовірні (p<0.05).

Проведені нами дослідження впливу адаптації до гіпоксії в курсі ІГТ на стан щитоподібної залози при первинному гіпотиреозі середнього ступеня тяжкості показали, що 14 сеансів ІГТ викликали посилення функції щитоподібної залози. Згідно даних клінічного обстеження вірогідно підвищився вміст тиреоїдних гормонів у крові. При чому приріст вмісту Т4 у плазмі крові в половини хворих склав 20-58 нмоль*л-1, тобто вміст Т4 підвищився з 60,5±9,5 нмоль*л-1 до 92,4±10,8 нмоль*л-1. Вміст Т3 збільшився на 0,6±0,1 нмоль*л-1 і склав в середньому 1,80±0,17 нмоль*л-1нмоль*л-1. У двох хворих воно досягло вищої межі норми – 2,61 нмоль*л-1. Вміст ТТГ знизився з 10,8±1,1 мОД*л-1 до 4,2±0,4 мОД*л-1. Підвищилося споживання кисню (VO2) та його інтенсивність (VO2*M-1) (рис. 2). Внаслідок збільшення вмісту гемоглобіну у крові зросли її киснева ємкість і кількість кисню у артеріальній крові (СаО2). Особливо важливо зазначити, що

підвищився вміст гемоглобіну в крові, сприяючи тим самим ліквідації анемічної гіпоксії. Збільшилася працездатність (W), при цьому киснева і пульсова вартість роботи була знижена – кисневі ефекти дихального (КЕДЦ) та серцевого циклів (КП) зросли, гемодинамічний (ГЕ) та вентиляційний (ВЕ) еквіваленти зменшилися. Безсумнівно, що такий нетрадиційний засіб терапії, як адаптація до гіпоксії в курсі ІГТ на тлі замісної терапії, є корисним для лікування гіпотиреозу.

Поліпшення стану ФСД внаслідок адаптації до гіпоксії, ліквідація гіпоксичного стану, з одного боку, підвищення вмісту тиреоїдних гормонів внаслідок дії зниженого парціального тиску кисню у вдихуваному повітрі, з іншого боку, покращує процес масопереносу кисню в організмі.

Вплив гіпофункції інсулярного апарату підшлункової залози на стан функціональної системи дихання. При ознайомленні із спеціальною літературою з питань ендокринології ми зазначили, що значну кількість робіт присвячено впливу дефіциту інсуліну на всі види обміну (Ткачук В.А., 1983; Єфімов А.С., 1989; Мірза-Заде В.А., 1991; Холодова Е.А., 1996; Tepperman G., Tepperman H., 1987; Yarret TY, 1989; Fass F., 1999; Stein R.B., Price L., 1999). Однак відомості про вплив гіпофункції інсулярного апарату підшлункової залози на процес масопереносу кисню нечисленні, хоча є окремі розрізнені дані про дію недоліку інсуліну на тканинне дихання (Ткачук В.А., 1983; Єфімов А.С., 1985; Tepperman G., Tepperman H., 1987). Проаналізувавши дані літератури, а також доповнивши їх даними власних досліджень, ми на системному рівні за допомогою автоматизованого аналізу стану організму (ААСО) оцінили вплив дефіциту інсуліну на стан ФСД у цілому.

Наші дослідження показали, що зниження секреції інсуліну викликає зменшення вентиляторних об’ємів легенів, що сприяє зниженню швидкості й інтенсивності споживання кисню організмом. Хвилинний об’єм крові при дефіциті інсуліну вірогідно не відрізнявся від такого показника у здорових осіб, це відбувалось за рахунок збільшення ЧСС на тлі меншого ударного об’єму, що є ознакою менш економічної функції кровообігу.

Підвищений вміст гемоглобіну в крові був зобумовлений збільшенням його глікованої фракції, яка не здатна транспортувати кисень до тканин. Таким чином, при розрахунках параметрів, що характеризують дихальну функцію крові (киснева ємкість крові (КЄК), вміст кисню в артеріальній і змішаній венозній крові (СvО2), артеріо-венозне розходження по кисню ((a-v)O2), необхідно враховувати тільки той відсоток гемоглобіну, що не з'єднаний із глюкозою. Збільшення вмісту глікованого гемоглобіну при дефіциті інсуліну призводить до вірогідного зниження кисневої ємкості крові і кількості кисню в артеріальній крові (р<0.05) (табл. 5).

Таблиця 5

Показники дихання, кровообігу та дихальної функції крові у дітей, підлітків і осіб середнього віку в умовах основного обміну хворих ІЗЦД

Показники

Групи | ХОД,

л*хв-1 | VО2,

мл*хв-1 | ЧСС,

уд*хв-1 | УО,

мл | VО2*М-1, мл* хв-1

*кг-1 | Hb,

г*л-1 |