Distantsionny_kontrol_psikhofiziologicheskogo_sostoyania_s_pomoschyu_sverkhshirokopolosnoy_RLS

81

Рис. 2.17. Изменение вклада абдоминальной компоненты в дыхательный объем в ходе длитель-

ного космического полета [144]. Представлены данные по двум членам экипажа полета Евромир-95.

Две вертикальные прерывистые линии указывают на дни старта и возвращения на Землю. Представ-

лен разброс данных SD. Звездочки указывают на значимые отличия величин, измеренных в первый день после полета, от предполетных и остальных послеполетных величин. Перед полетом и после по-

лета космонавты находились в положении сидя. По оси ординат – доля абдоминальной компоненты в дыхательном объеме, %. По оси абсцисс – время относительно старта космического корабля, дни.

2.2.8. Абдоминальная и торакальная компоненты дыхательных движений при различных

заболеваниях

Обнаружено, что при некоторых заболеваниях опорно-двигательного аппарата грудной стенки изменяются дыхательные движения [160; 133; 199]. Это может быть одним из вспомогательных ме-

тодов диагностики заболеваний.

2.2.9. Заключение.

За последние 50 лет измерение абдоминальной и торакальной компонент дыхательных движе-

ний превратилось в распространенный метод исследования механики дыхания. Разработаны теорети-

ческие принципы выделения компонент, различные методы измерений и калибровки приборов. Уста-

новлены характерные нормальные величины вкладов компонент в дыхательный объем. Обнаружено,

82

что при вертикальном положении тела человека в дыхательном объеме преобладает вклад торакаль-

ной компоненты, а при горизонтальном положении – вклад абдоминальной компоненты. Выявлены различные реакции компонент на функциональные нагрузки. Постепенно расширяются клинические применения анализа картины дыхательных перемещений грудной стенки для диагностики заболева-

ний опорно-двигательного аппарата.

84

Tot

Th

1 Ab

А– размещение датчиков на теле: 1 – грудной, 2

-брюшной датчик;

Б– пневмограмма: Tot – суммарная, Th – тора-

кальная, Ab – абдоминальная

Использование компьютерного безмасочного пневмографа позволило провести серию экспери-

ментальных исследований поведения торакального и абдоминального компонентов системы венти-

ляции легких человека при изменении положения тела в пространстве, наполнения желудка, при до-

бавочном резистивном сопротивлении, гиперкапнии, мышечной работе и произвольном дыхании. В

исследованиях участвовали молодые мужчины в возрасте 19-25 лет. Достоверность различий опреде-

лялась по критерию Вилкоксона для сопряженных рядов [52].

Выявлено, что вклады торакального и абдоминального компонентов в жизненную емкость лег-

ких и составляющие ее объемы непостоянны и зависят от положения тела человека в пространстве.

В вертикальном положении (ортостаз +70о) торакальные и абдоминальные вклады в жизненную емкость легких и резервный объем вдоха не различаются (рис. 2.19). Дыхательный объем обеспечи-

вается в большей степени абдоминальной (P<0,01), а резервный объем выдоха – торакальной (P<0,01)

составляющей.

85

Рис. 2.19. Жизненная емкость легких и составляющие ее объемы при вертикальном (А), го-

ризонтальном (Б) и антиортостатическом (В) положении тела.

Белые столбики – резервный объем вдоха, черные – резервный объем выдоха, заштрихован-

ные – дыхательный объем. Tot – фактическое значение, Th – торакальная, Ab – абдоминаль-

ная составляющие

При переходе из вертикального в горизонтальное положение величина жизненной емкости лег-

ких не меняется, ее торакальная составляющая уменьшается (P<0,05), а абдоминальная, соответ-

ственно увеличивается (P< 0,05) (рис. 1.55). Меняется и соотношение составляющих жизненную ем-

кость легких объемов. Резервный объем вдоха увеличивается за счет абдоминальной составляющей

(P<0,05), а торакальная составляющая уменьшается (P<0,05). Дыхательный объем уменьшается за счет торакальной составляющей (P<0,05) (рис. 2.19).

В антиортостатическом (-30о) положении величина жизненной емкости снижается за счет уменьшения торакальной составляющей резервного объема вдоха (P<0,05). Дыхательный объем и резервный объем выдоха практически не меняются (рис. 2.19).

Таким образом, в горизонтальном и антиортостатическом положении происходит уменьшение резервного объема выдоха и торакальной составляющей резервного объема вдоха, однако резервный объем вдоха увеличивается за счет абдоминального компонента. Причиной отмеченных явлений, по всей видимости, является изменение баланса упругих и эластических сил, действующих на грудную клетку и органы брюшной полости [13, 16, 8], а также и гравитационное перераспределение жидко-

стей в грудной и брюшной полостях [29, 244].

86

.

Интенсивность вентиляции легких ( V ) в горизонтальном и антиортостатическом положениях значительно ниже, чем в вертикальном (P<0,05). Снижение вентиляции происходит в большей степе-

ни за счет уменьшения торакальной (P<0,01), и в меньшей за счет абдоминальной (P<0,05) составля-

ющих дыхательного объема (VT). Поэтому абдоминальный вклад (%) в дыхательный объем в гори-

зонтальном и антиортостатическом положении больше, чем в вертикальном (P<0,05) (см. табл.2.3).

Таблица 2.3.

Параметры

Примечание: Pi,j - уровень значимости достоверности различий между параметрами вентиляции лег-

ких для положений тела i и j, индексы у P (1, 2 и 3) обозначают для каких положений тела определя-

лась достоверность различий, 1 соответствует +700, 2 – положению лежа - 2, 3 - -300.

Вероятно, в состоянии покоя центральный механизм регуляции дыхания на основании ин-

формации о механическом состоянии вентиляторного аппарата определяет не только оптимальное соотношение глубины и частоты дыхания [16], но и торакального и абдоминального вкладов в дыха-

тельный объем.

87

Механическое состояние системы дыхания зависит и от степени наполнения желудка. Увели-

чение объема желудка на 1 л не влияет на величину функциональной жизненной емкости легких и составляющих ее объемов. При этом торакальная составляющая жизненной емкости несколько уменьшается, а абдоминальная соответственно увеличивается (Р<0,01). Уменьшение торакальной и увеличение абдоминальной составляющих жизненной емкости легких происходит за счет соответ-

ствующих изменений вкладов торакального и абдоминального компонентов в резервные объемы вдоха и выдоха. Величина дыхательного объема не меняется (рис. 2.20).

Рис. 2.20. Функциональная жизненная емкость легких и составляющие ее объемы в условиях пустого (А) и наполненного (Б) желудка.

Белые столбики – резервный объем вдоха, черные – резервный объем выдоха, заштрихован-

ные – дыхательный объем. Tot – фактическое значение, Th – торакальная, Ab – абдоминаль-

ная составляющие

Вероятно, увеличение абдоминальной составляющей резервного объема вдоха обусловлено тем, что наполненный желудок при расслаблении мышц брюшного пресса опускается под своей тя-

жестью и в меньшей степени препятствует сокращению диафрагмы. Увеличение абдоминальной со-

ставляющей резервного объема выдоха (Р<0,05) происходит вследствие того, что наполненный желу-

док при сокращении мышц брюшного пресса в большей степени приподнимает диафрагму (рис.

2.20).

Активность торакального и абдоминального компонентов системы дыхания зависит от метабо-

лических потребностей организма и контролируется гуморально-рефлекторным и нейрогенным ме-

ханизмами саморегуляции дыхания.

88

В качестве гуморально-рефлекторного стимула используется прогрессирующая гиперкапния

(возвратное дыхание до увеличения концентрации углекислого газа в альвеолярном воздухе на 20 мм рт.ст.). Повышение содержания углекислоты в альвеолярном воздухе сопровождается увеличением вентиляции легких за счет прироста торакальной и абдоминальной составляющих дыхательного объ-

ема пропорционально их исходному соотношению (P<0,01), обусловленному механическим состоя-

нием дыхательного аппарата (рис. 2.21).

Рис. 2.21. Динамика дыхательного объема (А), торакального и абдоминального вкладов в дыхательный объем (Б) в условиях прогрессирующей гиперкапнии. Торакальные составля-

ющие – белый сектор (А), штриховая линия (Б). Абдоминальные составляющие – черный сектор (А), сплошная линия (Б)

В качестве нейрогенного стимула используется циклическая мышечная работа в течение 5 мин на велоэргометре мощностью 150 Вт. При работе вентиляция легких увеличивается за счет прироста как частоты, так и глубины дыхания (P<0,01). Углубление дыхания происходит за счет равного при-

роста торакальной и абдоминальной составляющих дыхательного объема. Поэтому исходно меньший процентный торакальный вклад в вентиляцию легких увеличивается и с 1-й мин работы становится больше абдоминального (рис. 2.22). Вероятно, снижение абдоминального вклада в вентиляцию лег-

ких при мышечной работе обусловлено изменением механического состояния системы дыхания, по-

скольку напряжение мышц брюшного пресса, участвующих в выполнении заданной нагрузки, снижа-

ет подвижность диафрагмы [13; 16].

89

Рис. 2.22. Динамика дыхательного объема (А), торакального и абдоминального вкладов в дыхательный объем (Б) в условиях циклической мышечной работы. Торакальные составля-

ющие – белый сектор (А), штриховая линия (Б). Абдоминальные составляющие – черный сектор (А), сплошная линия (Б)

Особенностью системы дыхания является то, что ее эффекторный аппарат представлен попе-

речно-полосатой дыхательной мускулатурой, активность которой находится как под контролем авто-

номных механизмов саморегуляции дыхания, так и под произвольным контролем.

Произвольное увеличение глубины дыхания осуществляется в большей мере за счет прироста торакальной, чем абдоминальной составляющих дыхательного объема (рис. 2.23). Таким образом,

произвольно углубленное дыхание осуществляется в основном торакальным компонентом (рис. 2.23).

Произвольное уменьшение глубины дыхания также осуществляется в основном за счет тора-

кального компонента, поэтому при произвольном поверхностном дыхании легкие вентилируются в основном абдоминальным компонентом (рис. 2.23).