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
Номер исследования |
Артериальная кровь |
Венозная кровь |
|||||
РСО2, мм рт. ст. |
[Н+]·10-8 |
Р50, мм рт. ст. |
РСО2, мм рт. ст. |
[Н+]·10-8 |
Р50, мм рт. ст. |
||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
|
1 |
53,5 |
3,31 |
24 |
69,5 |
3,8 |
25,9 |
|
2 |
38,7 |
4,72 |
28,2 |
51,9 |
5,43 |
32,4 |
|
3 |
19,9 |
5,2 |
28,2 |
111 |
5,94 |
32,4 |
|
4 |
119 |
5,62 |
30,9 |
137 |
5,89 |
33,1 |
|
5 |
72,2 |
3,98 |
26,3 |
92,8 |
4,52 |
29,5 |
|
6 |
21,2 |
4,14 |
26,9 |
24,4 |
4,59 |
30,9 |
|
7 |
32,7 |
3,9 |
27,5 |
34,5 |
4,12 |
30,9 |
|
8 |
29,1 |
2,51 |
21,1 |
33,6 |
2,81 |
27,5 |
|
9 |
23,9 |
3,84 |
32,4 |
36,7 |
4,61 |
37,2 |
|
10 |
35,4 |
3,31 |
24,9 |
45 |
3,7 |
28,2 |
|
11 |
33,4 |
3,3 |
25,2 |
41 |
3,8 |
30,1 |
|
12 |
25,6 |
3,26 |
26,3 |
28,7 |
3,47 |
28,8 |
|
13 |
33,5 |
3,6 |
22,8 |
50,7 |
4,64 |
29,5 |
|
14 |
24 |
2,3 |
22,9 |
31,5 |
2,61 |
29,9 |
|
15 |
44,6 |
3,8 |
28,8 |
65,3 |
5,28 |
39,8 |
|
16 |
35,6 |
4,13 |
43,6 |
38,1 |
4,25 |
38,6 |
|
17 |
38,1 |
4,9 |
34,6 |
40,3 |
5,6 |
33 |
|
18 |
35,5 |
2,7 |
22,9 |
43,9 |
3 |
13,2 |
|
19 |
36,3 |
2,8 |
25,7 |
44,6 |
3,1 |
26,3 |
|
20 |
42,2 |
3,2 |
28,4 |
48,4 |
3,2 |
26,1 |
|
21 |
32,4 |
3,98 |
22,1 |
41,1 |
4,36 |
23,4 |
|
22 |
27 |
3,04 |
23,3 |
31,4 |
3,55 |
27,9 |
|
23 |
22,5 |
3,84 |
25,7 |
32,7 |
4,07 |
26,9 |
|
24 |
24,4 |
3,6 |
31,3 |
31,2 |
5,1 |
33,9 |
|
25 |
33,9 |
3,47 |
25,2 |
35,3 |
3,59 |
26,3 |
|
26 |
39,4 |
4,74 |
38,9 |
46,9 |
5,27 |
32,4 |
|
27 |
36 |
3,74 |
26,9 |
39 |
4,05 |
28,8 |
|
28 |
34,1 |
3,87 |
26,3 |
40,5 |
4,39 |
28,8 |
|
29 |
31 |
3,7 |
24,1 |
37,7 |
4 |
30,2 |
|
30 |
31,1 |
3,3 |
24,4 |
28 |
3,6 |
26,9 |
|
31 |
26,4 |
3,98 |
22,5 |
33,6 |
4,26 |
28,2 |
|
32 |
49,1 |
3,6 |
22,4 |
55,3 |
3,6 |
25,7 |
|
33 |
45,5 |
4,4 |
26,1 |
54,5 |
4,9 |
28,2 |
|
М ± SD |
37,2 ± 18,0 |
3,75 ± 0,73 |
27,0 ± 4,84 |
47,7 ± 24,1 |
4,21 ± 0,87 |
29,4 ± 4,72 |
|
m |
3,13 |
0,13 |
0,84 |
4,2 |
0,15 |
0,82 |
|
Lim |
Max |
119,0 |
5,62 |
43,6 |
137 |
5,94 |
39,8 |
Min |
21,2 |
2,3 |
21,1 |
24,4 |
2,61 |
13,2 |
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.
Работа поступила в редакцию 19.02.2013.Библиографическая ссылка
Сурин М.В. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СРОДСТВА ГЕМОГЛОБИНА К КИСЛОРОДУ ПРИ ОСТРОМ ПОВРЕЖДЕНИИ ЛЕГКИХ // Фундаментальные исследования. – 2013. – № 3-2. – С. 377-381;URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=31347 (дата обращения: 09.10.2024).