Клініко-фізіологічне обґрунтування вольового керування диханням при зниженні функціональних резервів зовнішнього дихання та інтенсивних фізичних тренуваннях - Автореферат

З теми діагностики, профілактики і терапії за допомогою вольового керування диханням (ВКД) станів, які супроводжуються зниженням функціональних резервів зовнішнього дихання (ФРЗД), є обмежене число грунтовних досліджень (Воробйова І.І., Нефедов В.Б.,1986; Клапчук В.В.,1995, 2003; Зільбер А.П.,1996; Триняк М.Г., 1996, 2003). Дисертація виконувалась як фрагмент науково-дослідної роботи “Вивчення механізмів адаптації організму в екологічно несприятливих умовах”, номер державної реєстрації 0196U996751, шифр 1.122 та “Фізіологічна оцінка екологічного ризику для здоровя”, номер державної реєстрації 0102U 6172, шифр 02.6 кафедри нормальної фізіології Кримського державного медичного університету, у виконанні яких автору належить обгрунтування та застосування ВКД при зниженні ФРЗД для підвищення адаптаційних можливостей організму людини, реабілітації хворих. Вивчити у здорових нетренованих студентів основної медичної групи, у практично здорових студентів підготовчої медичної групи з недостатньою фізичною підготовленістю та у студентів спеціальної медичної групи з хронічним бронхітом стан функціональних резервів дихальної системи, загальної фізичної працездатності, а також психоемоційний і психофізичний стан для обгрунтування можливостей їх корекціїї засобами ВКД. На основі отриманої інформації розробити і впровадити практичні рекомендації з лікарського контролю при ВКД в процесі фізичного виховання студентів зі сниженними ФРЗД і застосування інтенсивних фізичних навантажень для підвищення резервів дихання, психофізіологічних показників та загальної фізичної працездатності. Одержані нові дані, які характеризують особливості перерозподілу дихальних обємів, що складають життєву ємкість легень (ЖЄЛ) хворих на хронічний бронхіт в стадіїї ремісії: було вперше виявлено, що за наявності клінічних ознак хронічної дихальної недостатності першого ступеня (прихованої форми дихальної недостатності) у даних осіб визначається зниження резервного обєму видиху (РО вид) з одночасним збільшенням резервного обєму вдиху, при цьому відмічається відповідне зниження рівня дихання (РД) до значень 0,3-0,4 відн. од.Обстежено 282 студента (чоловіків) 1-3 курсів КРДМУ у віці від 16 до 25 років. За результатами первинного лікарського обстеження в обємі лікарсько-контрольної картки фізкультурника (форма 061-О) всі вони були розділені на основну (150 осіб), підготовчу (49 осіб) і спеціальну (83 осіб) медичні групи. За програмою з фізичного виховання в академічному (основному) навчальному відділенні займались 87 студентів, в спеціальному-83 студента. У відділеннях спортивного вдосконалення (легка атлетика, плавання, важка атлетика) було 112 студентів. Для поглибленого обстеження були використані наступні фізіологічні методи дослідження і функціональні проби.Досліджували показники зовнішнього дихання у студентів спеціальної медичної групи, які хворі на хронічний бронхіт у стадії ремісії з прихованою формою дихальної недостатності та з гіпервентиляційним синдромом, порівняно із студентами основної медичної групи. У студентів спеціальної медичної групи з хронічним бронхітом у стадії ремісії з прихованою формою дихальної недостатності виявляється достовірне збільшення хвилинного обєму дихання (ХОД) до 16,2±0,4 л/хвил (р<0,001) і ДО до 810±30 мл (р<0,001), зменшення ЖЄЛ до 2600±120 мл (р<0,001), життєвого індекса (ЖІ) до 34,1±1,4 мл/кг (р<0,001), резервного обєму видиху (РО вид) до 580±5,0 мл (р<0,001), показників пневмотахометричного видиху до 2,9±0,3 л/хвил (р<0,001), рівня дихання (РД ) до 0,4 відн. од (р<0,05) при порівнянні зі студентами основної медичної групи. У здорових нетренованих студентів основної медичної групи в стані спокою рівень дихання дорівнював 0,96-0,8 відн. од. Між тим, у здорових нетренованих студентів основної медичної групи, під впливом фізичної роботи з наростаючою потужністю були виявлені реакції, які характеризуються зниженням ФРЗД. Під впливом інтенсивного тестуючого навантаження у них було виявлено стан дихальної мертвої точки.В дисертації наведено клініко-фізіологічне обгрунтування та удосконалення методик ВКД в практиці фізичного виховання, а також представлено нове вирішення такої наукової задачі, як підвищення ФРЗД та загальної фізичної працездатності для профілактики і функціональної терапії гіпервентиляційного синдрому у студентів основної, підготовчої і спеціальної медичних груп, яка вирішена шляхом застосування в процесі занять фізичним вихованням ВКД. У студентів спеціальної медичної групи, які страждають на хронічний обструктивний і необструктивний бронхіт, у стадії ремісії проявляється прихована дихальна недостатність з гіпервентиляційним синдромом, яка у них характеризується збільшенням ХОД до 16,2±0,4 л/хв (р<0,001), зниженням функціональних резервів зовнішнього дихання - ЖЄЛ на 39% (р<0,001), ЖІ на 29% (р<0,001), ПТХМ видиху на 34% (Р<0,001), а також зниженням резервного обєму видиху на 60-70%, вираженим зменшенням рівня дихання на 47% (р<0,001) і загальної фізичної працезда

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

На першому етапі дослідження вивчались клініко-фізіологічні передумови застосування ВКД. Досліджували показники зовнішнього дихання у студентів спеціальної медичної групи, які хворі на хронічний бронхіт у стадії ремісії з прихованою формою дихальної недостатності та з гіпервентиляційним синдромом, порівняно із студентами основної медичної групи. Були отримані наступні результати.

У студентів спеціальної медичної групи з хронічним бронхітом у стадії ремісії з прихованою формою дихальної недостатності виявляється достовірне збільшення хвилинного обєму дихання (ХОД) до 16,2±0,4 л/хвил (р<0,001) і ДО до 810±30 мл (р<0,001), зменшення ЖЄЛ до 2600±120 мл (р<0,001), життєвого індекса (ЖІ) до 34,1±1,4 мл/кг (р<0,001), резервного обєму видиху (РО вид) до 580±5,0 мл (р<0,001), показників пневмотахометричного видиху до 2,9±0,3 л/хвил (р<0,001), рівня дихання (РД ) до 0,4 відн. од (р<0,05) при порівнянні зі студентами основної медичної групи.

Спірографічні обєми, які складають ЖЄЛ у різних категорій обстежених осіб, змінювали свої параметри, зміщаючись вверх або вниз залежно від того місця, яке займає ДО на спірограмі. За умови, якщо ДО займає середній рівень на спірограмі, то і стійке положення складових ЖЄЛ прийнято вважати середнім. Якщо ж ДО, що розділяє складові ЖЄЛ на дві частини, зміщується вверх, то таке положення вважається верхнім. І, навпаки, при зміщенні ДО вниз - положення стає нижнім. Як видно із представлених даних, саме ДО у всіх випадках відіграє головну роль у розділенні спірометричних параметрів, складових ЖЄЛ, на дві частини -це РОВД. і РОВИД.. При середньому положенні резервні обєми вдиху і видиху майже рівні між собою, як це видно на рис. 1 “а”. У здорових нетренованих студентів основної медичної групи в стані спокою рівень дихання дорівнював 0,96-0,8 відн. од.

Далі на цьому ж рисунку під індексом “б” представлена спірограма хворого на хронічний бронхіт з прихованою дихальною недостатністю в спокої. Відмінна особливість представленої спірограми від попередньої заключається в тому, що ДО, який розділяє ЖЄЛ на дві частини, зміщується вниз. Резервний обєм видиху знижений і представляє собою лише невелику частину ЖЄЛ. В стані прихованої дихальної недостатності рівень дихання знижується, не перевищуючи значень 0,4 відн. Од.

Між тим, у здорових нетренованих студентів основної медичної групи, під впливом фізичної роботи з наростаючою потужністю були виявлені реакції, які характеризуються зниженням ФРЗД. Під впливом інтенсивного тестуючого навантаження у них було виявлено стан дихальної мертвої точки. При цьому відмічався перерозподіл параметрів, які складають ЖЄЛ, що відображено на рис. 1 з індексом “в”. Положення ДО в такому випадку зміщується вверх. РОВД знижується при навантаженні до гранично допустимого значення, що наочно також відображено в табл.2. Зразу з початком роботи відмічалось зниження величини РОВД. При цьому відбувається прогресуюче зниження досліджуваного показника. В нашому обстеженні резервний обєм вдиху знижувався більше ніж в 4 рази до 350±50 (p<0,001) мл., що призводило до затруднення дихання. Обстежені на останньому ступені велоергометричного тестування відчували нестачу повітря при вдиху і неможливість підсилення дихання, при цьому ЖЄЛ зменшилась до 3820±170 (р<0,001) мл.

Резервний обєм вдиху міцно повязаний з рівнем дихання, відображаючи надійну функціональну залежність. РД в стані дихальної мертвої точки збільшується в 3 рази порівняно з вихідним рівнем і досягає 2,8±0,4 (р<0,001) при навантаженні в 250 Вт. Навіть невеликі за величиною навантаження призводять до підвищення рівня дихання. Особливо різко рівень дихання починає зростати в діапазоні навантаження від 150 Вт до 250 Вт. При цьому досліджуваний показник досить швидко зростає, приймаючи значення 1,60; 2,30; 4,40 відн. од.

При велоергометрії, що східчасто підвищується, було виявлено зниження функціональних резервів РСО2 (парціальний тиск вуглекислого газу) в організмі в стані дихальної мертвої точки. Представлений рис.2 розкриває сутність механізму розвитку гіпервентиляції, яка виникає при інтенсивній фізичній роботі динамічного характеру. Стійка рухова гіпервентиляція проявляє себе в якості компенсаторної реакції, спрямованої своїм впливом на забезпечення високого рівня легеневої вентиляції. В механізмі розвитку гіпервентиляції особливий інтерес викликає динаміка наростання ЧД (частоти дихання). Саме частотний компонент дихання відображає феномен розвитку гіпервентиляції. Частота дихання наростає настільки швидко і дуже виражено, що порушує лінійний процес приросту ЧД на останніх ділянках подоланої роботи. Частота дихання збільшувалась порівняно з вихідними даними більше, ніж в 4 рази і викликала падіння напруження метаболічного СО2 до 24,4±1,4 (р<0,001) мм рт. ст. (рис. 2). Гіпокапнія, викликана гіпервентиляцією, виникала одночасно з розвитком дихальної мертвої точки та виявилась лімітуючим фактором в механізмі підвищення фізичної працездатності.

Із вивчених видів спорту, якими займались здорові треновані студенти - легка атлетика (бігуни-спринтери і стайєри), важка атлетика і плавання - переваги у розвитку функцій зовнішнього дихання, а, отже, і для ефективного впливу ВКД, має плавання. У плавців установлено достовірний взаємозвязок загальної фізичної працездатності та ЖЄЛ (r=0,890; р<0.001), а також експіраторної ПТНМ (r=0,448; р<0.001). Запропоновані рівняння регресії дозволяють визначати з урахуванням життєвої ємкості легень показники PWC170 і МСК для прогнозування їх наростання під впливом тренувального процесу, що важливо для практики лікарського контролю

На наступному етапі наших досліджень вивчалась ефективність розроблених нами методик ВКД для профілактики дихальної недостатності і при зниженні ФРЗД.

При аналізі даних РСО2 в артеріальній крові при виникненні стану дихальної мертвої точки у студентів основної медичної групи в результаті виконання інтенсивних фізичних навантажень на велоергометрі (200-300 Вт), як в експериментальній, так і в контрольній групах виявлені ознаки гіпервентиляційного синдрому. Про це також свідчили дані психофізіологічного обстеження. Застосування розробленого нами способу купірування гіпервентиляційного синдрому студентами експериментальної групи в період після інтенсивних фізичних навантажень дозволяло в більш короткі терміни відновити нормальний рівень РСО2, усунути загальну слабкість, відчуття клубка в горлі, нестачі повітря, запаморочення, покращити самооцінку психоемоційного стану, підвищити психофізіологічні показники .

При первинному дослідженні ФРЗД та загальної фізичної працездатності в експериментальній і контрольній групах студентів підготовчої медичної групи було виявлено зниження даних показників нижче фізіологічних норм. У студентів підготовчої медичної групи під впливом занять з використанням методики дозованого плавання з ВКД в експериментальній групі обстежених осіб відмічалась більш виражена позитивна динаміка показників ФРЗД і загальної фізичної працездатності, ніж в контрольній групі при заняттях фізичним вихованням за загальноприйнятою програмою.

При первинному дослідженні ФРЗД, загальної фізичної працездатності, РСО2 в артеріальній крові, психофізіологічних показників у студентів спеціальної медичної групи хворих на хронічний бронхіт у стадії ремісії було виявлено зниження цих показників нижче фізіологічних норм і клінічні прояви гіпервентиляційного синдрому як в контрольній, так і в експериментальних групах.

ВКД в різному сполученні, а саме: під час плавання (I группа) та в спокої, при ходьбі і плаванні (II группа), як видно із табл. 5, 6, призводить до достовірного збільшення у даних осіб показників зовнішнього дихання (ЖЄЛ, ПТНМ видиху, ПТХМ вдиху і видиху), загальної фізичної працездатності, РСО2, покращення СПС і підвищення рівня психофізіологічних показників (СУ, ТТ, КОП), купірування гіпервентиляційного синдрому. Причому, у другій експериментальній групі порівняно з першою, показники ПТНМ, СУ і РСО2 достовірно краще (р<0,05- 0,001), тобто методичний підхід, використаний в цій групі, має деякі переваги.