Вплив гіпервентиляції на динаміку рівня карбон (IV) оксиду в альвеолярному повітрі

Размещено на http://www.allbest.ru/

ВПЛИВ ГІПЕРВЕНТИЛЯЦІЇ НА ДИНАМІКУ РІВНЯ КАРБОН (IV) ОКСИДУ В АЛЬВЕОЛЯРНОМУ ПОВІТРІ

В. А. Завгородня, С. О. Коваленко, Л. І. Кудій

Проаналізували динаміку змін рівня карбон (IV) оксиду в альвеолярному повітрі упродовж проби регламентованого дихання з частотою 30 циклів за хвилину у здорових молодих чоловіків віком 18-22 роки. Рівень СО₂ у видихуваному повітрі визначали у боковому потоці методом інфрачервоної спектрометрії на капнографі Datex Normocap (Finland). Напруження СО2 в альвеолярному повітрі оцінювали за його рівнем вкінці видиху (PetCO2).

Виявлено, що при диханні з частотою 30 циклівхв^-1 упродовж 10 хвилин рівень PetCO₂ знижується з 40,12±0,361 мм рт. ст. до 18,59±0,542 мм рт.ст. У 40-хвилинний період відновлення після проби повернення PetCO₂ до фонового рівня не відбувається. Існують суттєві індивідуальні особливості реактивності PetCO₂ на гіпервентиляцію та відновлення після неї.

Показано, що реактивність напруження карбон (IV) оксиду в альвеолярному повітрі на пробу з диханням 30 циклів за хвилину та при відновленні після неї залежить від його вихідного рівня: чим нижчий рівень PetCO₂, тим менша реактивність та швидше відновлення. Реактивність напруження карбон (IV) оксиду в альвеолярному повітрі на пробу з диханням 30 циклів за хвилину та при відновленні у перші 5-10 хвилин після неї залежить від вихідного рівня частоти дихання.. При оцінці проби з гіпервентиляцією потрібно враховувати вихідний рівень СО₂ в альвеолярному повітрі та частоту дихання.

Ключові слова: карбон (IV) оксид, гіпервентиляція, гіпокапнія.

гіпервентиляція частота дихання карбон оксид

Рівні частоти дихальних рухів, співвідношення тривалості вдиху та PetCO2 при проведенні проби регламентованого дихання з частотою 30 циклів за хвилину (М±т)

Примітка. * - р<0,05; *** - p<0,001 у порівнянні з фономь

Рис. 1. Індивідуальна динаміка рівня СО₂ у видихуваному повітрі при проведенні гіпервентиляції з частотою 30 циклів за хвилину

Укінці проби PetCO₂ знизився до 18,59±0,542 мм рт.ст. (р<0.001). Ця реакція дещо більша, ніж у вимірюваннях за подібних умов Coverdale № et al [4; 9] (з 36 до 23 мм рт.ст.), що може пояснюватись відмінностями у використаних капнографах та контингентах вимірюваних. Після закінчення проби відновлення PetCO₂ до вихідного рівня не відбувалось навіть через 40 хвилин.

Відомо, що запаси СО₂ в організмі поділяються на декілька фракцій [5]. Центральна фракція складає біля 2,5 літрів та при гіпервентиляції швидко вимивається. Периферійна фракція складає біля 110 літрів та припадає на тканини з низьким рівнем кровопостачання (жирова та кісткова тканини), органи з помірним кровопостачанням (м'язи) та органи з інтенсивним кровопостачанням і малою власною масою (мозок та нирки). Тому на початку проби та одразу після її закінчення швидко виснажується та відновлюється центральна фракція. Тривале відновлення PetCO₂ після 10-хлининної гіпервентиляції пояснюється виснаженням частини периферійної фракції.

Звертає на себе увагу те, що частота дихання після завершення проби залишається підвищеною. Цілком ймовірно, це може бути обумовлено зміною чутливості дихального центру до карбон (IV) оксиду.

Аналіз реактивності змін PetCO₂ на пробу регламентованого дихання та відновлення після неї показав широкий їх розкид. Так, при пробі відбувалось зниження цього показника від 9,54 мм рт.ст. до 33,04 мм рт.ст. у порівнянні з фоном. У період після проби реєстрували значення як вищі за вихідні (на 4-7 мм рт.ст.), так і нижчі (упродовж всіх 40 хвилин відновлення) з амплітудою до 16-20 мм рт.ст. Одним із факторів, що обумовлює напрямок та амплітуду змін PetCO₂, може бути його вихідний рівень. Кореляційний аналіз вихідного PetCO₂ з реактивністю на пробу, 5, 10, 20, 40 хв відновлення показав середній від'ємний рівень зв'язку (г відповідно: -0,40; -0,43; -0,46; -0,55; -0,48, p<0,001).

За методом сигмальних відхилень (±0,5о) вихідний рівень PetCO₂ поділили на 3 діапазони: <38,5 мм рт.ст. (І - 25 осіб), 38,5-41,74 мм рт.ст. (ІІ - 28 осіб), >41,74 мм рт.ст. (Ш - 28 осіб). Реактивність PetCO₂ у відповідь на гіпервентиляцію та у період відновлення після неї представлена у таблиці 2.

Таблиця 2

Реактивність PetCO₂ (мм рт.ст.) при проведенні проби регламентованого дихання з частотою 30 циклів за хвилину та у період відновлення після неї у осіб з різним вихідним рівнем цього показника (M±m)

Примітка. * - p<0,05 у порівнянні з І; # - p<0,05 при порівнянні ІІ та ІІІ

Так, у осіб з низьким вихідним рівнем PetCO₂ зниження цього показника при гіпервентиляції було вірогідно меншим, ніж у ІІ та ІІІ групі, а його відновлення відбувалось вже до 10-20-ї хвилини. Реактивність у ІІ групі в свою чергу була меншою, ніж у ІІІ, а відновлення було більш швидким, але не до фонового рівня.

Таким чином, реактивність напруження карбон (IV) оксиду в альвеолярному повітрі на пробу з диханням 30 циклів за хвилину та при відновленні після неї залежала від його вихідного рівня: чим нижчий рівень PetCO₂, тим менша реактивність та швидше відновлення.

Відомо, що однією з типологічних характеристик зовнішнього дихання є частота дихання (ЧД) в спокої [10]. Тому провели аналіз реактивності PetCO₂ залежно від вихідного рівня ЧД. Методом сигмальних відхилень виділили три типологічні групи за цим показником у спокої: І (п=21) - ЧД<13,78 циклів-хв"¹; ІІ (п=38) - ЧД від 13,78 до 17,26 циклів-хв"¹; ІІІ (п=22) - ЧД >17,26 циклів-хв"¹. Показано, що як реактивність на пробу, так і відновлення у перші 5 хвилин після неї у І групі вища, ніж у ІІ і ІІІ групах (рис. 2).

Рис. 2. Реактивність РеїС0₂ при проведенні проби регламентованого дихання з частотою 30 циклів за хвилину та у період відновлення після неї у осіб з різним вихідним рівнем частоти дихання (І - < 13.68 циклів-хв"¹, ІІ - від 13,68 до 17,26 циклів-хв"¹, ІІІ - >17,26 циклів-хв"¹)

* - р<0,05 у порівнянні з І групою; # - р<0,05 у порівнянні з ІІ групою

Це може бути обумовлено різною чутливістю дихального центру в осіб із різною частотою дихання, котра, в свою чергу, впливає на амплітуду змін PetC0₂ при гіпервентиляції та його відновлення одразу ж після неї.

Отже, при оцінці проби з гіпервентиляцією потрібно враховувати вихідний рівень карбон (IV) оксиду в альвеолярному повітрі та частоту дихання.

Висновки

1. При диханні з частотою 30 циклів-хв"¹ упродовж 10 хвилин рівень PetC0₂ знижується 40,12±0,361 мм рт.ст. до 18,59±0,542 мм рт.ст. У 40~хвилинний період відновлення після проби повернення РеїС0₂ до фонового рівня не відбувається.

2. Існують суттєві індивідуальні особливості реактивності РеїС0₂ на гіпервентиляцію та відновлення після неї.

3. Реактивність напруження карбон (IV) оксиду в альвеолярному повітрі на пробу з диханням 30 циклів за хвилину та при відновленні після неї залежить від його вихідного рівня: чим нижчий рівень РеїС0₂, тим менша реактивність та швидше відновлення.

4. Реактивність напруження карбон (IV) оксиду в альвеолярному повітрі на пробу з диханням 30 циклів за хвилину та при відновленні у перші 5 "10 хвилин після неї залежить від вихідного рівня частоти дихання.

Література

Influence of hyperventilation on the dynamic of Carbon (IV) Oxide in alveolar air

Introduction. Hyperventilation occurs under the influence of environmental factors, neuropsychic stress, in sports activities, with the introduction of pharmacological substances, accompanies a number of diseases. However, there are insufficient studies of the individual peculiarities of СО₂ change dynamics in the alveolar air at hyperventilation test and after it.

Purpose. To analyze the dynamics of changes in the level of carbon (IV) oxide in the alveolar air while testing the regulated respiration with a frequency of 30 cycles per minute in healthy young men.

Methods. Measurements were performed on 81 healthy young men aged 18-22. The level of СО2 in the exhaled air was determined in the lateral flow by the infrared spectrometry method on the capnograph Datex Normocap (Finland). The stress of СО2 in the alveolar air was estimated according to its level at the end of the exhalation (PetCO₂).