3 курс / Патологическая физиология / Транспорт_кислорода_при_адаптации_человека_к_условиям_Арктики_и

2.1. Функция внешнего дыхания и кислородный баланс у жителей Крайнего Севера

рых VE составил 8,8 л/мин [Шишкин Г.С. и др., 1994]. Более высокие значения VE и потребления O2 обнаружены также у молодых мужчин (средний возраст 19,8±1,44 года) [Гудков А.Б., Попова О.Н., 2012] и рабочих (до 30 лет) на Европейском Севере [Солонин Ю.Г., Варламова Н.Г., 1991].

Результаты исследования А.Б. Гудкова и О.Н. Поповой [2009] показали, что в стадию адаптивного напряжения (первые 2–6 мес) легочный газообмен изменялся в зависимости от сроков проживания на Севере. В начале этой стадии (первые 2 мес пребывания на Севере) у молодых мужчин (18–20 лет), выходцев из Краснодарского края, установлены повышенное потребление O2, эффективная вентиляция и адекватный газообмен, сниженная экономичность одного дыхательного и одного сердечного циклов. В конце стадии адаптивного напряжения (4–5 мес) наблюдали снижение эффективности вентиляции и газообмена, одновременно возрастала экономичность кислородных режимов. Это свидетельствует о том, что уже на стадии адаптивного напряжения формируются скрытые функциональные нарушения, которые можно рассматривать как факторы пульмонологического риска.

Âгруппе мужчин 20–29 лет отмечено снижение резервного объема вдоха (RVin), резервного объема выдоха (RVex), особенно после 5 лет жизни на Крайнем Севере относительно группы сравнения (см. табл. 3). По данным Г.С. Шишкина с соавт. [2014], у молодых рабочих Тюменского Севера с полярным стажем от 1 года до 5 лет показатель RVex соответствовал норме.

Âвозрастной группе 30–39 лет показатели VE и VT не отлича- лись от данных группы сравнения и мало зависели от полярного стажа. После 10 лет жизни на Севере отмечено увеличение f относительно группы сравнения (ð < 0,05). В этой возрастной группе у лиц

ñполярным стажем до 2 лет характерны довольно высокие значения VC, RVin и RVex, которые снижались после 2 лет проживания на Севере. Показатель VEmax ниже относительно группы сравнения, но он не зависел от полярного стажа и соответствовал данным возрастной группы 20–29 лет с полярным стажем до 1 года.

Âвозрастной группе 40–49 лет величина VE статистически зна- чимо была выше группы сравнения только у лиц с полярным стажем от 5 до 10 лет, а учащение дыхания — у лиц с полярным стажем более 10 лет. Следует обратить внимание, что величина VE у лиц с полярным стажем от 5 до 10 лет обеспечивалась за счет увеличения VT (ð < 0,05), тогда как у лиц с полярным стажем более 10 лет — за счет частоты дыхания, поскольку у последних VT ниже (ð < 0,05). Резервные показатели функции внешнего дыхания в этой группе заметно

71

Гл. 2. Система транспорта кислорода у приезжих и коренных жителей

ниже относительно группы сравнения и возрастной группы 30–39 лет. Колебания VEmax в возрастной группе 40–49 лет составили от 54,4±2,8 до 50,7±6,1 л/мин, RVex — 1,05±0,05 до 0,4±0,1 л, тогда как в возрастной группе 30–39 лет — колебания VEmax от 67,1±5,5 до 62,3±5,5 л/мин, RVex — от 1,3±0,3 до 0,8±0,1 л соответственно.

Âвозрастной группе 50–59 лет объем VE не отличался от группы сравнения. У лиц с полярным стажем более 10 лет статистически значимо была увеличена частота дыхания. Такую реакцию можно рассматривать как компенсаторную, поскольку в этой группе отме- чено снижение VT относительно группы сравнения (ð < 0,05). Из табл. 2 следует, что после 10 лет жизни на Севере VE у 50–59-летних северян составляет лишь 59,3 % от VE молодых с таким же полярным стажем.

Âвозрастной группе 50–59 лет, как и в группе 40–49 лет, наблюдали низкий RVex независимо от полярного стажа. Снижение RVex можно расценить как следствие уменьшения эластической тяги легких [Коркушко О.В., Иванов Л.А., 1980; Иванов Л.А., 1996; Grippi M.A., 1997].

Таким образом, у молодых людей отмечена тенденция к увели- чению объема легочной вентиляции с увеличением полярного стажа за счет VT, после 5 лет VT статистически значимо выше относительно группы сравнения. У 30–39-летних сохраняется тенденция к росту VE, при этом после 10 лет наблюдали увеличение частоты дыхания. У 40–49-летних и 50–59-летних северян, наоборот, отмечена, тенденция к снижению VE с увеличением полярного стажа. При этом у 40–49-летних до 10 лет полярного стажа необходимый объем легочной вентиляции поддерживался за счет увеличения VT, после 10 лет — учащения дыхания. Характерным признаком как для 40–49-летних, так и 50–59-летних северян после 10 лет жизни на Севере было низкое значение VT относительно возрастной нормы группы сравнения. Эти данные свидетельствует о том, что механизмы компенсации в системе внешнего дыхания определяются возрастом людей, в котором они приезжают на Север.

Во всех возрастных группах выявлено уменьшение резервных показателей (VEmax, RV) с увеличением полярного стажа, особенно заметна такая динамика у 20–29-летних и 50–59-летних северян.

Полученные данные свидетельствуют об ускоренном процессе старения системы внешнего дыхания и согласуются с литературными данными. Показано, что у практически здоровых мужчин 40–59 лет, проживших на Севере более 10 лет, наблюдали уменьшение VT, VC, RV при учащении дыхания, что свидетельствовало о развитии рестриктивного типа нарушения вентиляции [Янов Ю.К. и др., 1997], ко-

72

2.1. Функция внешнего дыхания и кислородный баланс у жителей Крайнего Севера

торый, в свою очередь, является благоприятным фоном для развития патологических процессов в респираторной системе. Можно полагать, что VEmax, VC являются не только маркерами биологического возраста [Иванов К.П., 1992], но и индикаторами адаптивных возможностей легких, критериями дальнейшего проживания на Севере, а полярный стаж — одним из ведущих факторов риска развития хронической патологии респираторной системы. Возможно, что приезд на Север в возрасте 30–39 лет будет сопряжен с минимальной ценой адаптации по сравнению с той платой, которая ложится на систему внешнего дыхания молодых или лиц зрелого возраста.

Таким образом, во-первых, изучение резервных показателей дыхания наряду с легочными объемами у северян с различным полярным стажем показало, что выраженность адаптивных процессов в системе внешнего дыхания зависит от возраста приезжающих на Север. Во-вторых, с увеличением возраста адаптивные возможности респираторной системы снижаются, что, очевидно, приводит к «сужению» механизмов компенсации северной гипоксии. В-треть- их, во всех возрастных группах максимальная вентиляция легких (независимо от полярного стажа) и жизненная емкость (после 2 лет жизни на Севере) оказались сниженными относительно группы сравнения.

Кислотно-основное состояние (КОС) и кислородный баланс. Деятельность функциональной системы дыхания направлена на стабилизацию гомеостатических показателей газообмена, таких как рО2, ðÑÎ2 и рН внутренней среды организма. КОС и газовый состав крови, отражая особенности метаболизма и кислородного режима организма северян, могут в то же время служить показателями адаптированности [Матвеев Л.Н., Марачев А.Г., 1986]. Однако литературные данные по этому вопросу малочисленны. Исследования Л.Н. Матвеева, А.Г. Марачева [1986] посвящены сравнительной оценке КОС у коренного населения и приезжих жителей северо-восточного региона России с полярным стажем более 8 лет. Интерес представляет изучение гомеостатических параметров функциональной системы дыхания в процессе адаптации приезжих жителей в зависимости от возраста, в котором они поменяли место жительства, и сроков проживания на Севере.

Результаты оценки КОС и газового состава крови у приезжих жителей в различных возрастных группах с учетом длительности проживания на Севере представлены ниже.

У северян в капиллярной крови был выявлен сдвиг КОС в сторону метаболического ацидоза (табл. 4), в венозной крови наблюда-

73

Гл. 2. Система транспорта кислорода у приезжих и коренных жителей

Ò à á ë è ö à 4

РН капиллярной крови, напряжение углекислоты и сдвиг буферных оснований у приезжих жителей Крайнего Севера (M ± M)

		Длительность			pCO2,		BE/BD,
Возраст, лет		жизни на Севере,		pH
		ëåò			ìì ðò. ñò		ммоль/л
20–29		Äî 1 ãîäà	7,354	± 0,0033	38,47	± 1,07	–3,85 ± 0,52
		Îò 1 äî 2	7,354	± 0,0043	40,70	± 0,832	–2,71 ± 0,4
		Îò 2 äî 5	7,373	± 0,04	39,17	± 1,87	–2,41 ± 0,7
		Îò 5 äî 10	7,375	± 0,0073	36,43	± 1,83	–3,96 ± 0,81
		10 и более	7,385	± 0,0093	38,25	± 1,12	–3,03 ± 0,5
30–39		Äî 1 ãîäà	7,352	± 0,013	42,1	± 1,71	–2,7 + 0,4
		Îò 1 äî 2	7,351	± 0,0093	40,1	± 1,8	–3,1 ± 0,5
		Îò 2 äî 5	7,369	± 0,0083	39,79	± 2,1	–4,19 ± 0,62
		Îò 5 äî 10	7,367	± 0,0063	37,67	± 0,9	–3,18 ± 0,31
		10 и более	7,374	± 0,0053	35,89	± 1,1	–3,72 ± 0,52
40–49		Äî 1 ãîäà	7,358	± 0,013	40,8	± 3,15	–3,42 ± 0,8
		Îò 2 äî 5	7,372	± 0,013	36,0	± 1,15	–3,56 ± 1,2
		Îò 5 äî 10	7,366	± 0,0073	38,2	± 1,57	–3,57 ± 0,53
		Более 10	7,381	± 0,0063	36,9	± 1,6	–3,53 ± 0,42
50–59		Îò 2 äî 5	7,365	± 0,013	39,8	± 1,9	–2,62 ± 0,5
		Îò 5 äî 10	7,364	± 0,0053	40,5	± 2,7	–2,96 ± 0,6
		10 и более	7,375	± 0,0053	38,5	± 1,5	–2,7 ± 0,5
Группа сравнения			7,41	+ 0,005	37,1	± 0,94	–1,8 ± 0,5

1 p < 0,05; 2p < 0,01; 3p < 0,001 относительно группы сравнения — жителей г. Новосибирска.

ли гиперкапнию (табл. 5) в сочетании с гипоксемией (табл. 6, 7) относительно данных группы сравнения.

Внутригрупповые различия, полученные при сравнении подгрупп по продолжительности жизни на Севере, выявили интересную закономерность, отражающую связь адаптивных перестроек в системе внешнего дыхания [Ким Л.Б., 2002] с легочным газообменом

èинтенсивностью метаболизма.

Âвозрастной группе 20–29 лет в капиллярной крови у северян, проживших от 1 года до 2 лет на Севере, обнаружен респираторный

ацидоз. Статистически значимое увеличение рСО2 в этой группе — явление закономерное и связано, очевидно, с относительной гиповентиляцией (минутный объем дыхания от 8,3 до 9,0 л/мин), которая отмечалась у представителей названной группы (см. табл. 2). После 2 лет жизни (от 2 до 5; от 5 до 10; 10 лет и более) имелись признаки метаболического ацидоза, причем у проживших от 5 до

10 лет он подкрепляется достоверным избытком кислот (BE/BD). В венозной крови наблюдался респираторный ацидоз.

74

2.1. Функция внешнего дыхания и кислородный баланс у жителей Крайнего Севера

Ò à á ë è ö à 5

рН венозной крови, напряжение углекислоты и сдвиг буферных оснований у приезжих жителей Крайнего Севера (M ± M)

		Длительность			pCO2,		BE/BD,
Возраст, лет		жизни на Севере,		pH
		ëåò			ìì ðò. ñò.		ммоль/л
20–29		Äî 1 ãîäà	7,270	± 0,0032	47,9	± 1,81	–4,49 ± 0,7
		Îò 1 äî 2	7,260	± 0,0073	52,9	± 1,53	–3,97 ± 0,31
		Îò 2 äî 5	7,290	± 0,005	48,6	+ 1,52	–3,28 ± 1,1
		Îò 5 äî 10	7,268	+ 0,02	47,1	± 4,8	–5,78 ± 1,6
		10 и более	7,296	± 0,02	51,9	± 361	–3,22 ± 0,71
30–39		Äî 1 ãîäà	7,260	± 0,013	54,8	± 4,02	–3,8 ± 0,8
		Îò 1 äî 2	7,252	± 0,012	52,9	± 2,92	–4,5 ± 0,8
		Îò 2 äî 5	7,240	± 0,013	56,4	± 2,73	–4,7 ± 0,4
		Îò 5 äî 10	7,254	± 0,013	52,8	± 2,33	–4,7 ± 0,4
		10 и более	7,24	± 0,013	55,2	± 2,93	–4,6 ± 0,5
40–49		Äî 1 ãîäà	7,230	± 0,031	52,9	± 3,32	–4,18 ± 1,8
		Îò 2 äî 5	7,290	± 0,03	49,6	± 2,02	–3,54 ± 1,1
		Îò 5 äî 10	7,230	± 0,012	52,0	± 5,0	–5,17 ± 1,1
		10 и более	7,248	± 0,021	52,1	± 2,22	–4,59 ± 0,6
50–59		Îò 2 äî 5	7,290	± 0,01	54,0	± 4,81	–1,55 ± 0,72
		Îò 5 äî 10	7,210	± 0,022	60,5	± 10,1	–5,36 ± 1,4
		10 и более	7,260	± 0,02	57,0	± 5,52	–3,0 ± 0,52
Группа сравнения			7,30	± 0,006	42,5	+ 1,0	–5,3 ± 0,6

1 p < 0,05; 2p < 0,01; 3p < 0,001 относительно группы сравнения — жителей г. Новосибирска.

Âвозрастной группе 30–39 лет в капиллярной крови у северян

ñдлительностью проживания до 1 года зафиксированы достоверные признаки респираторного ацидоза, так как гиперкапния наряду с низким значением рН свидетельствует о превалирующем эффекте респираторного компонента в развитии ацидоза. Если у северян с длительностью проживания на Севере от 1 года до 2 лет наметилась тенденция к сдвигу в сторону метаболического ацидоза, то после 2 лет (от 2 до 5, от 5 до 10, 10 лет и более ) уже имелись признаки метаболического ацидоза с заметным избытком нелетучих кислот. В венозной крови наблюдали сдвиг в сторону респираторного ацидоза с гипоксемией, которая не зависела от длительности жизни на Севере.

Âвозрастной группе 40–49 лет в капиллярной крови также имелся сдвиг в сторону метаболического ацидоза, после 5 лет (5–10 лет и более) — достоверный избыток кислых валентностей. В вене сохраняются признаки респираторного ацидоза и гипоксемии.

Âвозрастной группе 50–59 лет в капиллярной крови выявляли метаболический ацидоз, но избыток кислот недостоверен, что свиде-

75

Гл. 2. Система транспорта кислорода у приезжих и коренных жителей

Ò à á ë è ö à 6

Напряжение кислорода в крови (pО2) у приезжих жителей Крайнего Севера (M ± M)

		Длительность			pÎ2, ìì ðò. ñò.
Возраст, лет		жизни на Севере,
				c		v	(c–v)pÎ2
		ëåò
20–29		Äî 1 ãîäà	75,8	± 1,68	30,5	± 2,7	45,3	± 2,5
		Îò 1 äî 2	76,8	± 1,29	24,9	± 1,53	52,0	± 1,43
		Îò 2 äî 5	79,2	± 3,8	32,2	+ 1,76	45,0	± 2,8
		Îò 5 äî 10	75,7	± 3,25	34,6	± 1,2	42,6	± 8,4
		10 и более	80,67	± 5,27	31,7	± 1,25	46,2	± 2,4
30–39		Äî 1 ãîäà	77,4	± 2,17	26,4	± 1,792	48,5	± 3,3
		Îò 1 äî 2	78,8	± 2,4	24,6	± 2,33	51,7	± 0,93
		Îò 2 äî 5	75,3	± 2,4	26,3	± 1,73	48,7	± 2,71
		Îò 5 äî 10	77,6	± 1,7	24,1	± 1,53	54,8	± 2,53
		10 и более	79,2	± 2,1	27,9	± 2,71	51,4	± 2,62
40–49		Äî 1 ãîäà	78,4	± 3,8	25,4	± 1,73	54,0	± 4,02
		Îò 2 äî 5	77,8	± 1,85	31,6	± 1,9	47,6	± 4,1
		Îò 5 äî 10	83,6	± 3,0	25,8	± 2,12	57,5	± 3,73
		10 и более	78,5	± 1,85	28,0	± 1,62	51,2	± 2,23
50–59		Îò 2 äî 5	88,2	± 3,912	33,5	± 1,6	53,7	± 6,01
		Îò 5 äî 10	76,6	± 4,05	32,3	± 3,0	44,5	± 4,3
		10 и более	76,6	± 4,4	26,7	± 2,971	45,4	± 5,6
Группа сравнения			74,6	± 2,2	34,3	± 1,0	40,3	± 2,0

1 p < 0,05; 2p < 0,01; 3p < 0,001 относительно группы сравнения — жителей г. Новосибирска.

тельствует о незначительном сдвиге буферных оснований. В венозной крови — признаки респираторного ацидоза, но с дефицитом нелетучих кислот у северян с полярным стажем от 2 до 5 лет. Гипоксемия сохранялась, но статистически была незначима.

Обычно рСО2 в артериальной (капиллярной) крови находится в стабильно узких границах. Нарушение равновесия между альвеолярной вентиляцией и метаболической наработкой СО2 приводит к гиперкапнии. Незначительная, но статистически значимая гиперкапния, выявленная у молодых северян (с полярным стажем от 1 года до 2 лет), 30–40-летних (до 1 года), свидетельствует о снижении в первые годы жизни на Севере эффективности легочной компенсации в поддержании КОС.

Напряжение кислорода в капиллярной крови и насыщение крови кислородом у северян в возрасте 20–49 лет соответствовало данным группы сравнения (табл. 6, 7). Лишь в возрастной группе 50–59 лет у северян, проживших на Севере от 2 до 5 лет, оно оказалось выше (p < 0,01).

В венозной крови северян в возрастной группе 30–39 лет напряжение кислорода и насыщение крови кислородом были снижены

76

2.1. Функция внешнего дыхания и кислородный баланс у жителей Крайнего Севера

Ò à á ë è ö à 7

Насыщение крови кислородом (SО2) у приезжих жителей Крайнего Севера (M ± M)

		Длительность			SÎ2, %
Возраст, лет		жизни на Севере,
				c		v	(c–v)SÎ2
		ëåò
20–29		Äî 1 ãîäà	93,1	±0,46	45,2	±5,2	48,2	±5,2
		Îò 1 äî 2	93,4	±0,34	33,2	±2,93	60,2	±2,63
		Îò 2 äî 5	93,8	±0,74	50,5	+ 4,6	43,2	±4,0
		Îò 5 äî 10	93,4	±0,54	41,2	±5,5	43,6	±9,5
		10 и более	93,9	±0,89	48,7	±2,5	44,6	±4,1
30–39		Äî 1 ãîäà	93,4	±0,5	38,2	±4,41	55,2	±4,32
		Îò 1 äî 2	93,6	±0,54	35,7	±3,92	58,5	±4,22
		Îò 2 äî 5	92,8	±0,7	34,0	±1,33	58,3	±3,42
		Îò 5 äî 10	93,8	±0,31	31,6	±3,23	62,7	±3,22
		10 и более	94,0	±0,52	36,9	±5,01	57,1	±4,72
40–49		Äî 1 ãîäà	93,7	±1,05	30,3	±2,73	63,6	±3,43
		Îò 2 äî 5	94,2	±0,30	47,8	±1,5	46,6	±6,5
		Îò 5 äî 10	94,6	±0,16	33,1	±4,23	61,4	±4,13
		10 и более	92,8	±1,43	38,6	±3,52	54,7	±3,72
50–59		Îò 2 äî 5	95,7	±0,472	52,0	±2,4	43,5	±7,4
		Îò 5 äî 10	93,5	±0,90	43,7	±4,5	49,7	±5,6
		10 и более	92,9	±0,93	35,3	±5,31	52,9	±6,6
Группа сравнения			93,2	±0,6	50,3	±1,7	42,8	±1,5

1 p < 0,05; 2p < 0,01; 3p < 0,001 относительно группы сравнения — жителей г. Новосибирска.

независимо от северного стажа. В возрастной группе 20–29 лет (полярный стаж от 1 года до 2 лет), 40–49 лет (все сроки проживания, кроме от 2 до 5 лет) и 50–59 лет (полярный стаж 10 и более лет) эти показатели были снижены. В результате капиллярно-венозная разница по напряжению кислорода в крови (c–v)pО2 и насыщению (c–v)SО2 в указанных группах северян оказалась сниженной.

Таким образом, в процессе адаптации к условиям Крайнего Севера в капиллярной крови северян происходит постепенная смена респираторного ацидоза на метаболическую форму сдвига КОС, о чем свидетельствуют изменения гомеостатических показателей функциональной системы дыхания (рН, рО2, ðÑÎ2). Сравнительный анализ характера сдвига КОС у приезжих и коренных жителей показал, что коренным жителям свойствен сдвиг в сторону метаболиче- ского ацидоза [Матвеев Л.Н., Марачев А.Г., 1986].

С увеличением полярного стажа (более 5 лет) во всех возрастных группах наблюдалась тенденция к росту рН капиллярной крови. Эта тенденция является отражением адаптивной перестройки в системе внешнего дыхания, именно в эти сроки отмечалась гипервентиляция (см. табл. 2).

77

Гл. 2. Система транспорта кислорода у приезжих и коренных жителей

Увеличение ионов Н+ при метаболическом ацидозе вызывает гипервентиляцию как компенсаторную реакцию на изменения рН, рСО2 капиллярной крови и влечет за собой снижение этих величин [Grippi M.A., 1997].

Более кислая реакция венозной крови у приезжих, очевидно, также связана с особенностями метаболизма, избыточным накоплением кислых валентностей, в том числе лактата, о повышении которого в венозной крови северян сообщалось неоднократно [Панин Л.Е., 1978; Варламова Н.Г. и др., 2008]. Причиной лактацидемии может быть гиповитаминоз В1 [Madl C. et al., 1993], обнаруживаемый на Севере многими авторами в течение ряда лет [Пушкина Н.Н., 1965; Cафонова С.Л. и др., 1989; Спиричев В.Б. и др., 1991].

Увеличение pCO2 в венозной крови влияет на регуляцию дыхания. Показана связь средней силы между напряжением CO2 в альвеолярном воздухе и минутным объемом дыхания [Шишкин Г.С., Устюжанинова Н.В., 2012], которая предполагает усиление выведения CO2 с выдыхаемым воздухом. Повышенное содержание CO2 служит одним из критериев интенсивности тканевого метаболизма. Более информативным показателем активности тканевого метаболизма, на наш взгляд, является венозно-капиллярная разница по pCO2 — (v–c)pCO2, тем более что в литературе обсуждалась целесообразность использования капиллярно-венозной разницы по рСО2, а не самого уровня рCO2 для контроля лечебных мероприятий [Vincent J.-L. et al., 1993].

У молодых мужчин 20–29 лет наблюдается постепенное возрастание (v–c)pCO2 от 9,0 до 13,7 мм рт. ст. по мере увеличения полярного стажа. В возрастной группе 30–39 лет эта тенденция сохраняется, но в цифровом выражении более заметна (от 12,8 до 19,4 мм рт. ст.).

Âгруппе 40–49 ëåò (v–c)pCO2 колеблется от 12,1 до 15,2 мм рт. ст.

Âгруппе 50–59-летних мужчин c полярным стажем от 2 до 5 лет

(v–ñ)pCO2 составила 14,2 мм рт. ст., тогда как после 5 лет жизни (v–c)pCO2 увеличилась до 18,5–20 мм рт. ст.

Если рассчитать (v–c)pCO2 у приезжих жителей Магадана, то она составит 13,4 мм рт. ст., а в Анадыре — 11,8 мм рт. ст., тогда как в контрольной группе у москвичей эта разница не превысит 8 мм рт. ст. [Матвеев Л.И., Марачев А.Г., 1986]. В исследованиях О.В. Коркушко и Л.И. Иванова [1980] у жителей Украины (v–c)pCO2 не превышала 9,9±0,8 мм рт. ст.

Таким образом, исследование показало, что с увеличением продолжительности проживания на Севере происходит увеличение рСО2. Этот факт приобретает принципиальное значение с учетом последних данных о свойстве СО2 ингибировать генерацию актив-

78

2.1. Функция внешнего дыхания и кислородный баланс у жителей Крайнего Севера

ных форм кислорода клетками тканей человека [Коган А.Х. и др., 2000]. Установлено, что СО2 является мощным универсальным ингибитором генерации активных форм кислорода, естественным антиоксидантом и регулятором свободнорадикального гомеостаза. Суть механизма ингибирования, по мнению авторов, заключается

âторможении NADPH-оксидазы, так как происходит уменьшение NADPH-стимулируемой генерации супероксидного радикала. Кроме того, авторы обсуждают непрямой путь снижения концентрации супероксидного радикала и оксида азота. Он заключается

âòîì, ÷òî ÑÎ2 катализирует распад одного из самых мощных оксидантов — пероксинитрита, образующегося из супероксида и оксида

азота. Факт повышения (v–c)рCО2 с увеличением сроков проживания на Севере может служить демонстрацией новой роли углекислоты как универсального ингибитора генерации активных форм кислорода, естественного антиоксиданта и регулятора свободнорадикального гомеостаза в процессах адаптации. Ранее была показана роль церулоплазмина [Kim L.B., Melnikov V.N., 2000], который известен как ингибитор активности миелопероксидазы [Segelmark M. et al., 1997].

Таким образом, нормальное содержание О2 в капиллярной крови и снижение в венозной, увеличение (v–c)pCО2 по мере увеличе- ния полярного стажа свидетельствует о высокой интенсивности тканевого метаболизма.

Доказательством роста активности метаболических процессов в тканях является также увеличение (c–v)pO2 (ñì. òàáë. 6) è (c–v)SO2 (ñì. òàáë. 7). Åñëè ðÎ2 капиллярной крови характеризует вентиля- ционно-перфузионные, диффузионные процессы в легком на уровне аэрогематического барьера, то рО2 венозной крови отражает уровень утилизации кислорода тканями. На этом положении основано мнение, что хроническая артериальная (капиллярная) гипоксемия есть признак вентиляционно-перфузионных нарушений и не свидетельствует о гипоксии клеток и тканей [Huckauf H., 1992].

Известно, что рО2 смешанной венозной крови отражает среднее напряжение кислорода в тканях [Коркушко О.В., Писарук А.В., 1993; Grippi M.A., 1997], а снижение оксигенации характеризует нарушение газообмена либо увеличение потребления О2. Снижение рО2 в венозной крови, наблюдаемое у 30-летних, и тенденция к снижению 40–59-летних мужчин могут быть расценены как раннее проявление развития тканевой гипоксии.

Cнижение рН венозной крови у северян влияет на кривую диссоциации оксигемоглобина. Образовавшаяся в тканях CO2, диффундирует в кровь на уровне капилляров. Когда pCO2 в тканях растет,

79

Гл. 2. Система транспорта кислорода у приезжих и коренных жителей

концентрация ионов водорода повышается, рН в тканях снижается, соответственно уменьшается и в венозной крови. Сродство гемоглобина к кислороду при этом снижается, что способствует более легкому его высвобождению и использованию в окислительных процессах. Не исключено, что таким образом проявляется один из механизмов компенсации гипоксии в тканях, в основе которого лежит известный эффект Бора.

Таким образом, у приезжих жителей в различные периоды жизни на Севере наблюдались преобладание метаболического или респираторного ацидоза, венозная гипоксемия и гиперкапния, свидетельствующие об увеличенной интенсивности метаболических процессов в тканях.

Кислотно-основное состояние крови и газовый состав служат важными критериями адаптированности организма, находящегося в экстремальных условиях Севера. Проявлением адаптивной перестройки можно считать переход от респираторного ацидоза к метаболическому. Обнаруженная постоянная тенденция к увеличению венозно-капиллярной разницы по рСО2 с увеличением полярного стажа отражает интенсивность обменных процессов в тканях, в то же время постоянная тенденция к увеличению рСО2 в венозном русле может служить проявлением неизвестного ранее механизма регуляции антиоксидантного статуса.

Известно, что метаболический ацидоз вызывает набухание эндотелиальных клеток в капиллярах мышц [Mazzoni M.C., Arfors K.E., 1992]. Функции капилляров в экстремальных условиях Крайнего Севера при активации метаболических процессов описаны в разд. 2.3. Выявленные особенности функции внешнего дыхания у приезжего населения на Крайнем Севере позволяют прогнозировать последствия длительного проживания в полярных регионах. Поскольку снижение RVex, VEmax и VC отмечалось у северян с полярным стажем 5 лет и более, то очевидно, что дальнейшее пребывание на Севере нецелесообразно и нежелательно. Это положение подтверждают данные [Шишкин Г.С. и др., 1994] об увеличе- нии функционального мертвого пространства после 5 лет жизни на Севере, т.е. части вдыхаемого воздуха, не участвующего в газообмене. Таким образом, VC является не только показателем биологиче- ского возраста дыхательной системы [Иванов Л.А., 1992], но и индикатором резервных адаптационных возможностей легочной ткани, критерием дальнейшего пребывания в условиях Крайнего Севера.

Анализ показателей функции внешнего дыхания свидетельствует о необходимости учета возраста при решении вопроса о переезде

80