Scientific journal

Fundamental research

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

Внешней средой, с которой контактирует кровь человека, служит воздух легочных альвеол. «Альвеолярный газ служит для организма своеобразной «внутренней атмосферой» – подобно тому, как кровь служит его внутренней жидкой средой» [1]. Обмен кислородом и углекислотой между альвеолами и кровью зависит от диффузии газов на уровне аэрогематического барьера (АГБ) [6]. Структурно-функциональная основа АГБ нарушается при остром повреждении легких (ОПЛ) [2]. Это осложняет газообмен и способствует развитию в организме кислородного дефицита – гипоксии.

ОПЛ является одним из признаков развития системной воспалительной реакции. Повреждение АГБ связано с действием медиаторов воспаления, образованием тромбов в легочных капиллярах и, как следствие, нарушением микроциркуляции [7].

При ОПЛ наблюдаются клинические и лабораторно-инструментальные признаки повреждения АГБ. Развитие ОПЛ требует использования респираторной поддержки (РП) в виде увлажненного кислорода или искусственной вентиляции легких (ИВЛ) [5, 7]. Применение различных алгоритмов ИВЛ может привести к изменениям РСО2, что изменяет рН крови в сторону ацидоза или алкалоза.

В условиях затрудненной диффузии О2 через АГБ особо важную роль приобретают функциональные свойства гемоглобина – сродство к О2.

На физиологическое значение сдвига КДО в ту или иную сторону указывали многие авторы. По их данным, различия в степени оксигенации гемоглобина, являющиеся в конечном счете функцией различного РО2 плазмы, сопряжены с улучшением или ухудшением снабжения тканей кислородом.

Значение Р50 определенно можно рассматривать как одну из важнейших физиологических констант внутренней среды организма, изменение которой может вызвать только значительный дисбаланс систем гомеостазиса [8].

Между тем различные факторы среды (рН, рСО2, температура и ДФГ) оказывают на молекулу гемоглобина определенное воздействие [4], что может определять изменение сродства гемоглобина к О2. В последние годы к числу важнейших лигандов, способных определять функциональные свойства гемоглобина, относят такие сигнальные молекулы, как оксид азота – NO [3].

Известно, что активность Н+ наиболее существенно изменяет свойства гемоглобина – связи между субъединицами становятся слабее по мере подкисления среды. При этом КДО смещается вправо, сродство к гемоглобину уменьшается, Р50 растет [4, 6]. Исследователями убедительно доказана связь между содержанием протона и положением КДО. РСО2 также изменяет степень сродства гемоглобина к О2 в основном за счет изменения рН.

Интересно, что в литературе приводятся различные, но очень близкие значения показателя Р50 в норме – от 25 до 27,5 мм рт. ст. [8]. Очевидно, что единого значения нормы Р50 нет из-за применения различных методик определения (газовая тонометрия по Austrup, 1965 г.; газовый анализатор Duvelleroy, 1970 г.; метод смешения равных объемов полностью оксигенированной и дезоксигенированной крови по Edwards и Martin, 1966 г) [8]. В настоящее время, как и в нашей работе, при определении Р50 используют формулу [9]:

Цель работы: определить у пациентов с ОПЛ Р50, сравнить с нормальными значениями. Определить зависимость Р50 от содержания протона и от парциального напряжения углекислоты в крови при ОПЛ.

Материалы и методы исследования

В соответствии с целью работы материалом служили пробы крови пациентов, находившихся на лечении в отделении реанимации и интенсивной терапии (ОРИТ) Коми республиканской больницы, у которых на основании диагностических признаков определено развитие ОПЛ. Работу выполняли в течение 2010–2012 гг. Исследована кровь 33 пациентов (26 мужчин, 7 женщин) в возрасте от 18 лет до 71 года.

Кровь получали из бедренных сосудов a et v femoralis, как это рекомендуется при ведении пациентов с ОПЛ [7]. Всем исследуемым производилась РП вида увлажненного О2 или ИВЛ с различными FiO2.

РО2, рН артериальной и венозной крови определяли датчиком аппарата RADIOMETER (t = 37,0 °C).

Расчет Р50 производили по формуле [9].

[Н+] определяли по формуле 10–рн.

Результаты исследования и их обсуждение

Полученные результаты внесены в таблицу.

Значения СО2, Н+ и Р50 крови

Как видно из таблицы, РСО2 в артериальной и венозной крови находится в пределах нормы. РСО2 крови увеличено только в некоторых исследованиях (№ 1, 3, 4, 5), что обусловлено наличием сопутствующей хронической патологии респираторного аппарата. РСО2 венозной крови достоверно выше артериальной крови. Нормальные значения РСО2 свидетельствуют о нормальной диффузии углекислоты через АГБ при ОПЛ.

Известна зависимость между РСО2 крови и Р50 (рис. 1).

Рис. 1. Зависимость Р50 от РСО2. По горизонтали – РСО2, мм рт.ст., по вертикали – Р50, мм рт.ст.♦ значения артериальной крови, ■ – венозной

Однако, как видно из рис. 1, у пациентов при ОПЛ практически нет достоверной зависимости между РСО2 и Р50 крови (r = 0,13).

Концентрация протона в артериальной крови – 3,75·10–8 – ниже, чем в венозной – 4,21·10-8 при p < 0,001. Среднее содержания протона в крови – в норме. В некоторых исследованиях (таблица) отмечаются как случаи увеличения количества протона (№ 3 и 4), так и снижения (№ 8, 14). Таким образом, при ОПЛ содержание протона в основном находится в пределах нормы.

Значение Р50 артериальной крови в среднем 27,0 ± 4,84 мм рт. ст., что является нормой. Р50 венозной крови при ОПЛ выше физиологической нормы – 29,4 ± 4,72 мм рт. ст. В целом Р50 венозной крови достоверно выше, чем Р50 артериальной крови при р < 0,05. В ряде исследований отмечены значительные отклонения Р50 от нормы, что, вероятно, связано с длительным применением РП.

На рис. 2 отмечена зависимость SO2 от РO2 при ОПЛ (r = 0,79) и в норме.

Рис. 2. Зависимость между SO2 и РО2. По горизонтали – РО2, мм рт. ст., по вертикали – SO2, %. ♦ значения исследуемой крови, ■ – норма. Сплошной тонкой линией отмечена КДО исследуемой крови, пунктирной – норма. Сплошной толстой линией обозначено расчетное значение Р50, пунктирной – норма

Видно, что положение и форма КДО у пациентов с ОПЛ не отличается от КДО в норме. Значение Р50 незначительно выше нормы, т.е. смещен «вправо». Таким образом, у пациентов с ОПЛ, несмотря на затрудненную диффузию О2, нарушения КОС и применение РП отмечается нормальное значение Р50.

У пациентов с ОПЛ, как и в норме, определяется достоверная зависимость между содержанием протона и Р50 (рис. 3).

Рис. 3. Зависимость Р50 от содержания в крови H+. По горизонтали – содержание [Н+]·10–8 в крови, по вертикали – Р50, мм рт.ст. ♦ значения артериальной крови, ■ – венозной

Как и предполагалось, активность протона приводит к увеличению значения Р50 и смещению КДО «вправо».

Из данных рис. 1 и 3 очевидно, что содержание протона оказывает большее влияние на сродство гемоглобина к О2, чем РСО2.

Заключение

Полученные в результате исследовательской работы данные свидетельствуют о том, что, несмотря на повреждение АГБ и развитие гипоксии, изменения содержания протона и применение РП, у пациентов с ОПЛ сохраняются нормальные значения Р50, которые в большей степени зависят от содержания Н+, нежели от РСО2.

Рецензенты:

Азаров Я.Э., д.б.н., доцент, зав. лабораторией физиологии сердца, ФГБУН «Институт физиологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук», г. Сыктывкар;

Иржак Л.И., д.б.н., профессор, руководитель Научно-образовательного центра «Проблем гипоксии»; г. Сыктывкар.