Механизмы регуляции кислородного статуса у человека в условиях моделирования эффектов невесомости и при использовании методов интенсивной терапии

Тем не менее, при изучении механизмов регуляции кислородного баланса у человека во время АНОГ была отмечена адаптационная перестройка кислородного снабжения тканей организма системным кровообращением, направленная на преимущественное обеспечение кислородом жизненно-важных органов за счет редукции кислородного снабжения периферических тканей.

Действительно, результаты оценки состояния кислородного баланса у человека свидетельствуют о том, что при АНОГ отмечается нормальный индекс системной доставки и потребления кислорода. Тогда как величина параметров оксигенации в периферической венозной крови, таких как насыщение гемоглобина кислородом и его напряжение в крови, которые используются при вычислении ряда показателей кислородного баланса организма, отличается от их значений в смешанной венозной крови.

В качестве основной причины, которая по нашему мнению приводит к уменьшению снабжения кислородом периферических тканей у человека в условиях АНОГ, следует указать на сдвиги в гемодинамике. Так, согласно данным литературы (Семенцов В.Н, 1980; Коваленко Е.А., 1986), установлено, что у человека в условиях АНОГ происходит сначала снижение объемного локального кровотока в тканях верхних конечностей, а за этим следует и уменьшение напряжения кислорода в этом регионе. Другие исследователи (Шашков В.С. с соавт., 1999) уже в раннем периоде адаптации к условиям антиортостаза выявили ухудшение микроциркуляции и в тканях нижних конечностей.

Оказалось, что адаптация периферических тканей организма человека в условиях АНОГ к недостаточному обеспечению кислородом, происходит не только за счет усиления активности механизма экстракции кислорода тканями из артериальной крови, о чем свидетельствуют снижение объемного содержания кислорода в периферической венозной крови, увеличение его артерио-венозной разности и повышение регионарного потребления кислорода. Зарегистрированное у обследуемых уже в начальный период АНОГ увеличение концентрации лактата в венозной крови указывает на повышение активности в периферических тканях и механизма анаэробного окисления углеводов.

Не противоречат этому и данные ряда исследователей (Попова И.А. с соавт., 1983; 1989; Иванова С.М., 1993; Белозерова И.Н., Иванова С.М., 1994), согласно которым для большинства ферментов, активность которых снижается в первую очередь в скелетных мышцах и лимфоцитах периферической крови у человека в условиях гипокинезии, а также у космонавтов в послеполетном периоде, известна их причастность к энергетическому обмену.

Изучение механизмов регуляции кислородного баланса у человека в условиях АНОГ при использовании методов традиционной интенсивной терапии, направленных на оптимизацию доставки кислорода, показало, что, несмотря на увеличение его доставки, у обследуемых не происходило повышения регионарного потребления кислорода. Основываясь на результатах исследований, а также, принимая во внимание литературные данные о снижении у человека в условиях АНОГ активности ферментов энергетического обмена в клетках, можно полагать, что отсутствие положительного действия от повышения величины доставки кислорода, по - видимому, связано с уменьшением способности самих клеток к ассимиляции доставляемого к ним кислорода.

Таким образом, изучение механизмов регуляции кислородного баланса человека в этих экспериментах позволило подойти к разработке способа управления уровнем усвоения кислорода клетками периферических тканей человека в условиях АНОГ посредством регуляции активности такого важного митохондриального фермента дыхательной цепи, как сукцинатдегидрогеназы. Для этого использовали антигипоксант ГОМК и различные способы респираторной терапии, предусматривающие дыхание газовой смесью с повышенным содержанием кислорода при ИВЛ или кислородно-воздушной ингаляции.

Защитное действие препарата ГОМК на митохондрии при гипоксии, связанное с его участием в накоплении янтарной кислоты, теоретически достаточно хорошо разработано Кондрашовой М.Н. с соавт. (1973), Лукъяновой Л.Д. (1999).

Нами показано, что с момента начала введения препарата ГОМК у человека при дыхании атмосферным воздухом в условиях действия моделированных эффектов невесомости существует определенный временной интервал (в среднем около 1 часа), после которого проведение у него ингаляции газовой смесью с повышенным содержанием кислорода приводит к быстрому повышению уровня регионарного потребления кислорода. Оказалось, что такая схема регуляции кислородного баланса методом оксигенотерапии, если судить по отсутствию снижения количества ненасыщенных жирных кислот, позволяет восстановить кислородный режим в периферических тканях обследуемых до фонового уровня.

Мы полагаем, что у человека в условиях АНОГ реализация воздействия на функциональную способность клеток к усвоению кислорода с использованием ГОМК и проведением различных способов респираторной терапии осуществляется через один и тот же механизм с участием фермента сукцинатдегидрогеназы.

Таким образом, экстраполируя данные по изучению механизмов регуляции кислородного статуса человека, полученные нами при воздействии моделированных эффектов невесомости на условия космического полета можно заключить, что в случае возникновения критических состояний у космонавтов регуляцию кислородного баланса в периферических тканях необходимо начинать с восстановления функциональной способности клеток утилизировать кислород.

ВЫВОДЫ

Регуляция кислородного баланса у человека при антиортостатической гипокинезии (АНОГ) методами традиционной интенсивной терапии неэффективна, поскольку не приводит к усилению потребления кислорода в тканях, которые до этого длительное время находились в условиях неадекватного кислородного снабжения.

Введение в схему регуляции кислородного баланса у человека в условиях АНОГ методами традиционной интенсивной терапии антигипоксанта ГОМК позволяет достигать быстрого роста уровня потребления кислорода в тканях с длительно редуцированным кислородным снабжением.

3. В начальный период адаптации человека к условиям АНОГ ведущими механизмами регуляции кислородного статуса в системе внешнего дыхания и поглощения кислорода в легких являются компенсаторное учащение дыхания, увеличение легочной вентиляции, а также зональная перестройка легочного кровотока с вовлечением в газообмен функционального резерва легких, их верхушек.

4. Регуляция кислородного баланса у человека при АНОГ в системном кровообращении обеспечивается посредством компенсаторной реакции перераспределения снабжения кислородом от периферических тканей к органам с повышенной потребностью в кислороде, которая происходит даже с некоторым превышением их метаболической потребности в нем. Это выражается в уменьшении диапазона артерио-венозной разности по содержанию кислорода, уровня его системной экстракции, а также небольшом снижении системного потребления кислорода.

5. Важным компенсаторным механизмом регуляции кислородного баланса у человека в АНОГ при отдаче кислорода в периферические ткани является усиление регионарной экстракции кислорода из притекающей к ним крови, что подтверждается увеличением артерио-венозной разности по содержанию кислорода, а также снижением его содержания и уменьшением сатурации оттекающей венозной крови.

6. Наличие у человека в начальный период АНОГ увеличенной концентрации лактата в периферической венозной крови свидетельствует об относительной неэффективности в этих условиях механизма экстракции кислорода и появлении другой приспособительной реакции, связанной с повышением активности механизма анаэробного окисления углеводов.

7. Использование метода гемосорбции для улучшения притока крови в микроциркуляторное русло периферических тканей у человека в условиях АНОГ приводит к заметному повышению активности только механизма системной экстракции кислорода, но не оказывает положительного воздействия на величину его регионарной экстракции.

8. Регуляция кислородного баланса у человека в условиях АНОГ введением реополиглюкина приводит к снижению содержания кислорода в артериальной крови, механизмами компенсации которого является повышение сердечного выброса и усиление легочной вентиляции. В ответ на повышение доставки кислорода при использовании реополиглюкина у обследуемых не отмечено роста величины регионарного потребления кислорода.

9. Повышение уровня оксигенации артериальной крови у человека в условиях АНОГ с помощью различных способов респираторной терапии приводит к значительному возрастанию и параметров оксигенации в периферической венозной крови по сравнению с данными аналогичных фоновых исследований. Одновременное уменьшение регионарного потребления кислорода у обследуемых указывает на снижение активности механизма утилизации кислорода в клетках.

10. Восстановление у человека в условиях АНОГ функциональной способности клеток периферических тканей к усвоению доставляемого с помощью методов интенсивной терапии кислорода происходит через один и тот же механизм: посредством последовательного воздействия ГОМК и газовой смеси с повышенной концентрацией кислорода на регуляцию ферментативной активности сукцинатдегидрогеназы.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Для оптимизации уровня доставки кислорода к периферическим тканям посредством инфузии плазмозаменителя в условиях моделированых эффектов невесомости следует добавлять в переливаемый плазмозаменитель препарат ГОМК в дозе 100 - 150 мг/ кг массы тела на фоне дыхания атмосферным воздухом в течение 1 часа, с последующим переходом на ингаляцию газовой смеси с повышенной концентрацией кислорода.

Применение у человека в условиях моделированных эффектов невесомости различных способов респираторной терапии оказывает положительное действие на состояние кислородного баланса периферических тканей у обследуемых только после предварительного восстановления функциональной способности клеток утилизировать доставляемый к ним кислород. С этой целью у обследуемых рекомендуется использовать последовательное проведение кратковременной (в течение 1 часа) инфузии препарата ГОМК в дозе 100 - 150 мг/кг массы тела при нормоксических условиях, с последующей оксигенацией организма.

Комплекс лечебно-диагностических мероприятий, изложенный в настоящей работе, может быть предложен для внедрения в практику медицинского обеспечения длительных космических полетов при лечении возможных опасных для жизни состояний у космонавтов.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Особенности изменения кардиореспираторной системы в раннем реадаптационном периоде после 14-суточной АНОГ (-8°) // Тезисы докладов VII Всесоюзной конференции «Космическая биология и авиакосмическая медицина». Москва; Калуга, 1982. Ч. 1. С. 61-62 (совм. с А.П. Голиковым, С.Г. Ворониной, Л.Г. Репенковой и соавт.).

Влияние антиортостатической гипокинезии на состояние легочного кровотока и газообмен // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1983. Т. 17. № 4. С. 16-18 (совм. с В.Р. Абдрахмановым, И.В. Ковачевич, А.П. Голиковым и соавт.).

Влияние 120-суточной антиортостатической гипокинезии на газообмен и легочный кровоток человека // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1984. Т. 18. № 5. С. 23-26 (совм. с В.Р. Абдрахмановым, А.П. Голиковым, Л.Л. Стажадзе и соавт.).

Особенности изменения регионарной гемодинамики и газообмена здорового человека на умеренную кровопотерю и крововозмещение после воздействия антиортостатической гипокинезии // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1985. Т. 19. № 1. С. 45-48 (совм. с И.Б. Гончаровым, И.В. Ковачевич, А.Ф. Давыдкиным).

Состояние метаболизма и периферического кровообращения человека в условиях антиортостатической гипокинезии // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1987. Т. 21. № 3. С. 46-48 (совм. с И.В. Ковачевич, Л.Л. Стажадзе, В.Ф. Ивченко и соавт.).

Эритроцитарный метаболизм при гипероксигенации человека в условиях антиортостатической гипокинезии // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1988. Т. 22. № 1. С. 81-82 (совм. с В.Ф. Ивченко, Л.Л. Стажадзе).

Некоторые клинико-физиологические аспекты кислородного обеспечения тканей организма человека в условиях антиортостатической гипокинезии // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1988. Т. 22. № 2. С. 45-49 (совм. с Л.Л. Стажадзе, Л.Г. Репенковой, И.В. Ковачевич и соавт.).

Состояние тканевого метаболизма у человека при гипероксигенации в условиях антиортостатической гипокинезии // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1988. № 2. С. 80-83 (совм. с Л.Л. Стажадзе, В.Н. Кальяновой, Л.Г. Репенковой и соавт.).

Энергетический обмен в эритроцитах человека в условиях антиортостатической гипокинезии // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1988. Т. 22. № 3. С. 39-41 (совм. с В.Ф. Ивченко, Л.Л. Стажадзе).

Особенности изменения сердечного выброса и газового состава крови человека при моделировании воздействия невесомости // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1988 Т. 22. № 4. С. 94-96 (совм. с И.Б. Гончаровым, В.Р. Абдрахмановым, С.Г. Ворониной).

Изменение регионарной легочной гемодинамики и уровня вазоактивных веществ у человека в условиях антиортостатической гипокинезии // Космическая биология и авиакосмическая медицина. 1988. Т. 22. № 5. С. 42-46 (совм. с И.В. Ковачевич, И.Б. Гончаровым, Л.И. Винницкого и соавт.).

Изменение метаболизма при моделированной невесомости // Анестезиология и реаниматология. 1990. № 3. С. 38-40 (совм. с Л.Л. Стажадзе, А.С. Разиным, В.Ф. Ивченко).

Влияние охлаждения и оксигенации на кардиореспираторную систему человека, находящегося в условиях воздействия факторов моделированной невесомости // Анестезиология и реаниматология. 1990. № 4. С. 35-38 (совм. Л.Л Стажадзе, Л.Г. Репенковой, В.Ф. Ивченко).

Основные условия проведения международного эксперимента с воздействием 60- и 120-суточной антиортостатической гипокинезии («АНОГ - 60 - 120/97») // Тезисы докладов конференции «Гипокинезия. Медицинские и психологические проблемы» (Москва, 26-28 ноября 1997 г.). С. 53-54 (совм. с В.М. Михайловым, Д.В. Воробьевым).

Клинические проявления, сопровождающие гипокинетические изменения пищеварительной системы // Тезисы докладов XI конференции «Космическая биология и авиакосмическая медицина» (Москва, 22-26 июня 1998 г.). Т. 1. С. 56-58 (совм. с Б.В. Афониным).

Клинико-физиологическая оценка изменения регионарной легочной гемодинамики и газообмена у человека в условиях гипокинезии // Тезисы докладов XI конференции «Космическая биология и авиакосмическая медицина» (Москва, 22-26 июня 1998 г.). Т. 1. С. 172-174 (совм. с И.В. Ковачевич, Л.Г. Репенковой).

Влияние гипероксии на функцию кислородтранспортной системы организма человека в условиях моделированных факторов невесомости // Тезисы докладов XI конференции «Космическая биология и авиакосмическая медицина» (Москва, 22-26 июня 1998 г.). Т. 1. С. 210-211 (совм. с И.Б. Гончаровым, И.В. Ковачевич. Л.Г. Репенковой, В.Н. Кальяновой).

Транспорт и потребление кислорода в организме человека при моделировании физиологических эффектов невесомости // Материалы XII конференции «Космическая биология и авиакосмическая медицина» (Москва, 10-14 июня 2002 г.). С. 93-94.

Особенности динамики показателей кислородтранспортной функции крови человека при гемосорбции в условиях моделирования эффектов невесомости и оценка их информативности для банка данных // Материалы XII конференции «Космическая биология и авиакосмическая медицина» (Москва, 10-14 июня 2002 г.). С. 94-95 (совм. с И.Б. Гончаровым, В.И. Лавровым, Л.Г. Репенковой, А.П. Маник).

Особенности изменения жирнокислотного состава фосфолипидов эритроцитарных мембран и сыворотки крови человека при различных кислородных режимах в условиях антиортостатической гипокинезии //Четвертый Международный аэрокосмический конгресс: Сборник тезисов. М.:, 2003. С. 398-399 (совм. с Л.Г. Репенковой).

Влияние восполнения объема циркулирующей крови на состояние регионарной тканевой оксигенации у человека в условиях антиортостатической гипокинезии //Четвертый Международный аэрокосмический конгресс: Сборник тезисов. М., 2003. С. 399-400 (совм. с Л.Г. Репенковой).

Оценка состояния оксигенации периферических тканей человека при изменении кислородного режима в условиях антиортостатической гипокинезии // Материалы конференции «Организм и окружающая среда: адаптация к экстремальным условиям». М., 2003. С. 80-82 (совм. с В.В. Архиповым, Л.Г. Репенковой).

Особенности коррекции нарушений энергетического обмена в периферических тканях человека в условиях антиортостатической гипокинезии // Материалы конференции «Организм и окружающая среда: адаптация к экстремальным условиям». М., 2003. С.82-83 (совм. с Л.Г. Репенковой, В.В. Архиповым).

Изменения в потреблении и экстракции кислорода периферическими тканями при коррекции его транспорта у человека в условиях антиортостатической гипокинезии //Авиакосмическая и экологическая медицина. 2003. Т. 37. № 6. С. 41-45.

Изменения доставки и потребления кислорода у человека в условиях антиортостатической гипокинезии //Авиакосмическая и экологическая медицина. 2004. Т. 38. № 1. С. 48-52.

Оценка влияния оксибутирата натрия и нормобарической гипероксии на липидный состав плазмы крови и мембран эритроцитов человека в условиях антиортостатической гипокинезии //Авиакосмическая и экологическая медицина. 2005. Т. 39. № 2. С. 42-45 (совм. с В.П. Найдиной, Л.Г. Репенковой).

Размещено на Allbest.ru