Особенности легочного кровообращения и функциональное состояние миокарда при кратковременной адаптации к высокогорью

Размещено на http://www.allbest.ru/

ОСОБЕННОСТИ ЛЕГОЧНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ И ФУНКЦИОНАЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ МИОКАРДА ПРИ КРАТКОВРЕМЕННОЙ АДАПТАЦИИ К ВЫСОКОГОРЬЮ

И.С. Сабиров - канд. мед. наук

А.С. Сыдыков А.Ш. - научн. сотр.

А.Ш. Сарыбаев -канд. мед. наук

The aim of the study was to investigate particularities of pulmonary circulation in highlanders (HL) with high altitude pulmonary hypertension (HAPH). It was fixed that the genesis may have an influence on genetic predisposition to the development of high altitude induced pulmonary hypertension.

Одним из характерных изменений сердечно-сосудистой системы в условиях высокогорья является развитие легочной гипертонии, вызванной повышением легочного сосудистого сопротивления. Основной воздейст-вующий фактор - это гипоксия. Реакция легочного сосудистого русла на гипоксию связана с констрикцией мелких артерий и артериол [1, 2]. При длительном действии гипоксии наблюдается устойчивое повышение давления в легочной артерии, которое в последующем приводит к гипертрофии правого желудочка сердца и развитию правосторонней сердечной недостаточности. Цель настоящего исследования - изучение особенностей легочного кровообращения и функционального состояния миокарда при легочной гипертонии, развивающейся при кратковременном пребывании на высокогорье.

Материал и методы. Обследовано 25 практически здоровых мужчин в возрасте от 26 до 57 лет (средний возраст 45,3±1,4 лет). Все сотрудники компании "Кумтор Оперейтинг Компани", работающие вахтовым методом на высокогорном руднике Кумтор (3700-4200 м над ур. м.) Во время пребывания на высокогорье у них выявлены эхокардиографические признаки легочной гипертонии. В качестве контроля служили 10 мужчин, сотрудники компании (средний возраст 42,1±2,8 лет) с нормальным легочным артериальным давлением при пребывании на высокогорье (ЛАДср.<25 мм рт. ст.).

Помимо проведения общеклинического обследования (врачебный осмотр, рутинные анализы крови, мочи) у всех исследованы вентиляционная функция легких, насыщение крови кислородом с помощью кардиомонитора Propaq-102 (Protocol systems Inc, USA) с пульсоксиметрическим датчиком Nellcor, сделана электрокардиография в 12 общепринятых отведениях, проведены двумерная и допплер-эхокардиография. Гипоксическую легочную вазореактивность оценивали, регистрируя изменения параметров легочной и центральной гемодинамики во время гипероксического теста (вдыхание 100%-ного кислорода с помощью кислородной маски со скоростью потока 5л/мин в течение 30 мин).

Ультразвуковое исследование сердца проводили на приборе SSH-60A с допплер-эхокардиографической приставкой SDS-21B (Toshiba, Япония) и датчиком с частотой 2,5 МГц. В положении обследуемого лежа на спине или на левом боку из парастернального и верхушечного доступов в позиции длинной и короткой осей левого желудочка определяли размеры полостей сердца и толщину стенок. Используя парастернальную позицию короткой оси аортального клапана, визуализировали легочную артерию для допплеровского исследования кровотока в ней.

ЛАДср. рассчитывали по формуле, предложенной М.М. Миррахимовым и соавт., определяя время ускорения систолического легочного потока и время изоволюмического расслабления правого желудочка [3]. Контрольный объем располагался в выходном тракте правого желудочка на уровне клапана легочной артерии. Время изоволюмического расслабления желудочков измеряли от конца зубца Т одновременно регистрируемой электрокардиограммы до начала потока через трикуспидальный клапан.

Исследование диастолической функции правого желудочка проводили по стандартной методике в дуплекс-режиме для контроля направления транстрикуспидального потока и пучка ультразвука. Транстрикуспидальный поток регистрировали из апикального доступа в четырехкамерном сечении сердца. Контрольный объем сердца располагали в полости правого желудочка на уровне кольца трикуспидального клапана. После получения изображения транстрикуспидального потока в допплеровском режиме производили его запись в импульсном режиме. Запись имела вид двухфазной кривой с двумя пиками. Весь ход исследования записывали на пленку. Рассчитывали следующие показатели: максимальную скорость раннего диастолического наполнения (Е), максимальную скорость позднего диастолического наполнения (А), отно-шение максимальной скорости раннего диастолического наполнения к позднему (Е/А), интегральную скорость раннего (Ei) и позднего (Ai) диастолического наполнения и их отношение (Ei/Ai), фракцию наполнения во время предсердной систолы (Фа). Вычисления проводили минимум по 3-5 комплексам и определяли их средние значения.

Исследование особенностей легочного кровообращения при развитии легочной гипертонии в процессе кратковременной адаптации к высокогорью проводили в базовом лагере на руднике Кумтор в "Drivers Medical Evaluation Clinic", на абсолютной высоте 3700 м. Эхокардиографическое исследование проводили при дыхании комнатным воздухом (барометрическое давление окружающей атмосферы 500 мм рт. ст.) и во время гипероксического теста.

Результаты эхокардиографического обследования жителей низкогорья при кратковременной адаптации к абсолютной высоте 3700-4200 м представлены в табл. 1. У обследуемых с высокогорной легочной гипертонией (ВЛГ) повышение давления в легочной артерии было умеренным и составило в среднем 32,1±0,9 мм рт. ст., что обусловлено преимущественно возрастанием легочного сосудистого сопротивления и частично увеличением сердечного выброса. При дыхании кислородом как легочное артериальное давление, так и сопротивление снизились до нормальных уровней, что свидетельствует о существенной роли гипоксической легочной вазоконстрикции в генезе ВЛГ. Исходный минутный объем сердца (МОС) у обследуемых с ВЛГ был несколько выше, но различия статистически недостоверны. При дыхании кислородом наблюдалось некоторое снижение сердечного выброса. Показатели сократительной функции левого желудочка у лиц с ВЛГ и с нормальным легочным давлением свидетельствовали о ненарушенной сократительной способности левого желудочка на высокогорье.

При анализе диастолической функции правого желудочка сердца обнаружено некоторое снижение отношения максимальных скоростей раннего и позднего наполнения и увеличение вклада предсердной систолы в наполнение правого желудочка у лиц с ВЛГ в сравнении с контрольной группой (табл. 2). Причем в ответ на вдыхание кислорода происходила полная нормализация паттерна наполнения правого желудочка.

Обсуждение. Пребывание на высоте свыше 2500 м над ур. м. приводит к альвеолярной гипоксии, вызванной низким атмосферным давлением и снижению парциального давления кислорода в легочных альвеолах до 70 мм рт. ст., что вызывает значительную вазоконстрикцию и легочную гипертонию [4]. У коров это состояние может приводить к выраженной легочной гипертонии и застойной правожелудочковой сердечной недостаточности. Это состояние описано более 70 лет назад и известно как брискетова болезнь [5].

Таблица 1. Эхокардиографические показатели гемодинамики у жителей низкогорья при кратковременном пребывании на высокогорье

Здесь и далее: КГ - контрольная группа жителей низкогорья с нормальным давлением в легочной артерии при пребывании на высокогорье; ВЛГ - жители низкогорья с высокогорной легочной гипертонией при пребывании на высокогорье; Фон - результаты исследований при дыхании комнатным воздухом; ГТ - результаты исследований во время гипероксического теста; ПЗРПЖ - передне-задний размер правого желудочка; ТПСПЖ - толщина передней стенки правого желудочка; ФВЛЖ - фракция выброса левого желудочка; %FS - степень укорочения волокон миокарда левого желудочка в систолу; *р<0,05, **р<0,01, ***р<0,001 - различия достоверны в сравнении с контролем, соответственно; °р<0,05, °°р<0,01, °°°р<0,001 - различия достоверны в сравнении с соответствующими значениями при дыхании комнатным воздухом.

Таблица 2. Показатели диастолической функции правого желудочка у жителей низкогорья при кратковременном пребывании на высокогорье

Е - максимальная скорость кровотока в фазе раннего диастолического наполнения правого желудочка; А - максимальная скорость кровотока в фазе позднего диастолического наполнения правого желудочка; Е/А - отношение максимальных скоростей; Еi/Аi - отношение интегральных скоростей; ФПН - фракция наполнения в предсердную систолу.

Имеется всего лишь несколько исследований изменений легочной гемодинамики у жителей низкогорья при подъеме на высоты в пределах 4000 м. Kronenberg et al. [6] исследовали четырех добровольцев вскоре после прибытия на высоту 3800 м. Первая катетеризация легочной артерии была выполнена сразу по прибытии на высоту при дыхании обследуемых кислородом. Катетеризацию легочной артерии проводили повторно 3 раза с 24-часовыми интервалами. ЛАДср. возросло с 10 мм рт. ст. во время дыхания кислородом до 21, 21 и 20 мм рт. ст. при последовательных измерениях при дыхании окружающим воздухом. Alexander et al. [7] не обнаружили повышения легочного артериального давления у восьми здоровых добровольцев после 10-дневного пребывания на высоте 3100 м. ЛАДср. на уровне моря составляло 16±3,4 мм рт. ст., а на высоте - 15±2,9 мм рт. ст.

Однако легочная гипертония, развивающаяся при кратковременной адаптации к высокогорью, является обратимой и при вдыхании кислорода в начальные сроки адаптации либо при спуске на уровень моря полностью нормализуется. Так, ранее нами было установлено, что у людей, работающих вахтовым методом, у которых была обнаружена легочная гипертония во время пребывания на высокогорье, после отпуска, проведенного в низкогорье в течение 14-28 дней, перед началом очередной вахты показатели легочного артериального давления не отличались от нормальных значений для уровня моря [8].

В настоящем исследовании показано, что при кратковременном пребывании на высокогорье происходит модификация диастолической функции правого желудочка, демонстрирующая увеличение вклада систолы предсердия в наполнение правого желудочка, что может иметь значение при ВЛГ. Это изменение характера наполнения правого желудочка может быть обусловлено многими факторами. Так, тахикардия укорачивает период диастолического наполнения, и сокращение предсердия может произойти до завершения раннего наполнения желудочка, вследствие чего пик А будет выше, чем при меньшей частоте сердечных сокращений. Перегрузка правого желудочка может быть вызвана также повышенным легочным артериальным давлением.

Полученные нами данные о ненарушенной сократительной функции левого желудочка при ВЛГ хорошо согласуются с результатами, полученными другими исследователями. В исследовании "Operation Everest III", где приведены результаты эксперимента, в котором восемь добровольцев в течение 2 мес. в барокамерных условиях имитировали восхождение на высоту 8848 м, нарушения сократительной функции левого желудочка не зафиксировано [9].

В заключение можно сделать следующие выводы.

Легочная гипертония, развивающаяся при кратковременном пребывании на высокогорье, обусловлена преимущественно легочной вазоконстрикцией и является обратимой.

При острой высокогорной легочной гипертонии происходит модифицирование диастолической функции правого желудочка сердца.

При легочной гипертонии, развивающейся при кратковременном пребывании на высокогорье, сократительная функция левого желудочка не нарушается.

высокогорье гипертония легочный

Литература

высокогорье гипертония легочный

1. Von Euler V.S., Liljestrand G. Observations on the pulmonary arterial blood pressure in the cat // Acta Physiol. Scand. - 1946. - V. 12. -P. 301- 320.

2. Marshall C. and Marshall B. Site and sensitivity of hypoxia pulmonary vasoconstriction // J. Appl. Physiol. - 1983. - V. 55. - 711-716.

3. Mirrakhimov M.M., Tenenbaum A.M., Moldotashev I.K., Niazova Z.A., Zlatkovsky M.L. New Approaches to Noninvasive Assessment and Pulmonary Artery Pressure // Clin. Cardiol. - 1992. - V. 15. - P. 811-816.

4. Barer G.R., Howard P., Shoer J.W. Stimulus-response curves for the pulmonary vascular bed to hypoxia and hypercapnia // J. Physiol. (London) - 1970. - V. 211. - P. 139-155.

5. Hecht H.H., Lange R.L., Carnes W.H., Knida H. and Blake J.T. Brisket disease. I. General aspects of pulmonary hypertensive heart disease in cattle // Trans. Assoc. Am. Phys. - 1959. - V. 72. - P.157- 172.

6. Kronenberg R.S. et al. Pulmonary artery pressure and alveolar gas exchange in man during acclimatization to 12470 ft. // J. Clin. Invest. - 1971. - V.50. - P. 827-837.

7. Alexander J.K., Hartley L.H., Modelski M. and Grover R.F. Reduction of stroke volume during exercise in man following ascent to 3100 m altitude // J. Appl. Physiol. - 1967. - V. 23. - P. 849- 857.

8. Palasiewicz G., Usupbaeva D.A., Le Roux H., Sarybayev A.S., Plywaczewski R., Mirrakhimov M.M., Zielinski J. Three week stay at a height of 3700-4200 m. causes mild pulmonary hypertension in healthy men. Pneumol. Allergol. Pol. 1998. - V. 66 (11-2) - P. 545-550.

9. Boussuges A., Molenat F., Burnet H., Cauchy E., Gardette B., Sinty J.M., Jammes Y., Richalet J.P. Operation Everest III (Comex `97): modification of cardiac function secondary to altitude-induced hypoxia. An echocardiographic and Doppler study // Am. J. Respir. Crit. Care Med. - 2000. - V. 161. - P. 264-270.

Размещено на Allbest.ru