2 курс / Нормальная физиология / Сердце и легкие
.pdf3.1. Физиология и патофизиология кардиореспираторной системы |
241 |
Север в изменении показателей внешнего дыхания |
ны Севера снижается естественная резистентность |
были выделены определенные периоды, обусловлен- |
тканевых структур легких к действию факторов внеш- |
ные возрастом обследованных, их полярным стажем, |
ней среды. Это снижение в сочетании с нарушениями |
и в значительной мере совпадающие с фазами адап- |
противоинфекционного иммунитета лежит в основе |
тации [106]. |
развития и прогрессирования хронических воспали- |
Первый – период адаптивных перестроек в сис- |
тельных заболеваний легких [111]. Кроме того, важ- |
теме дыхания – продолжается первые 2–3 года жиз- |
ными пневмотропными факторами являются холод, |
ни на Севере. Второй – период становления – явля- |
тяжелый аэродинамический режим, влажность, на- |
ется переходным, длится следующие 3–4 года. Тре- |
пряжение кислорода и озона в приполярных районах, |
тий – период относительной стабилизации – продол- |
степень и характер загрязнения окружающей среды. |
жается 10–15 лет. Четвертый – период возрастных из- |
Легочное кровообращение у молодых жителей Се- |
менений в системе дыхания – выделяют у людей, про- |
вера с небольшим полярным стажем характеризуется |
живших на Севере более 15 лет. Для него характерно |
резким повышением систолического давления в со- |
прогрессирующее снижение резервных возможностей |
судах всех отделов легких, что является компенсатор- |
легких. |
ной реакцией на холод, обеспечивающей высокий |
Выявленные в первом периоде изменения функ- |
уровень перфузии артериол и капилляров [112]. У се- |
ции внешнего дыхания у северян показали, что при |
верян, имеющих более продолжительный полярный |
вдыхании низкотемпературного воздуха неадаптиро- |
стаж (до 5 лет), регистрируется некоторая нестабиль- |
ванными к холоду жителями средних широт проис- |
ность уровня легочной гипертензии по отделам лег- |
ходит уменьшение дыхательного объема, которое |
ких, но с определенной тенденцией к снижению ле- |
приводит к снижению минутной альвеолярной вен- |
гочного артериального давления по сравнению с на- |
тиляции и РО2 в альвеолах. При длительном действии |
чальным периодом адаптации. Эта нестабильность |
низких температур включаются механизмы адаптации |
легочной гипертензии соответствует, по-видимому, |
второй очереди, направленные на мобилизацию рес- |
переходному периоду, выделенному при анализе вен- |
пираторных отделов, раскрытие всех ацинусов, что |
тиляционных показателей [106]. |
приводит к увеличению функциональной остаточной |
Описанному выше периоду относительной стаби- |
емкости и обеспечивает сохранение постоянной тем- |
лизации функции внешнего дыхания у северян соот- |
пературы при увеличенном дыхательном объеме. Та- |
ветствует фаза адаптированности легочного кровооб- |
кому функциональному состоянию системы дыхания |
ращения, длительность которой зависит от конкрет- |
соответствуют первый период адаптивных изменений |
ных географических условий. Легочное артериальное |
и период становления у приезжих жителей Севера. В |
давление в этот период стабилизируется на уровне, |
третьем периоде относительной стабилизации функ- |
вдвое увеличенном по сравнению со среднеширотны- |
ции дыхания необходимый уровень легочной венти- |
ми показателями. В основе особенностей легочного |
ляции обеспечивается возрастанием дыхательного |
кровотока, характерных для северян, лежит структур- |
объема. |
ная перестройка артериол и мышечных артерий – |
При проживании на Севере более 15 лет уровень |
расширение просвета сосудов в верхних и средних |
легочной вентиляции несколько выше по сравнению |
отделах легких. Переключение кровотока в средне- |
с данными, полученными в период относительной |
верхние отделы легких способствует увеличению диф- |
стабилизации, и достоверно выше среднеширотных |
фузионной поверхности на уровне аэрогематическо- |
норм. При этом у лиц старше 43 лет необходимый уро- |
го барьера [112]. В этот период жизни у северян со- |
вень легочной вентиляции достигается учащением |
храняется достаточно высокая работоспособность. |
дыхания в сочетании с постепенным уменьшением |
У жителей Севера с полярным стажем более 10 лет |
дыхательного объема, что требует значительных зат- |
легочная гипертензия превышает двукратно увели- |
рат энергии на дыхание. В этот период отмечается |
ченный по сравнению со среднеширотными показа- |
прогрессирующее снижение максимальной вентиля- |
телями уровень, выявленный в фазу адаптированно- |
ции легких, достигающее 67% от этого показателя |
сти легочной гемодинамики. В этой группе обследо- |
жителей средних широт. В 50-летнем возрасте мак- |
ванных наблюдается снижение общей работоспособ- |
симальная вентиляция легких составляет уже 57% от |
ности, отмечаются признаки срыва адаптационных |
максимальной вентиляции легких у мужчин этого |
резервов циркуляторной системы организм в целом. |
возраста, проживающих в средней полосе [106]. Та- |
Считается, что длительное воздействие низких |
ким образом, увеличение затрат энергии дыхания за |
температур в сочетании с высокой скоростью ветра |
счет увеличения частоты приводит к ухудшению рас- |
на бронхолегочный аппарат нередко приводит к раз- |
тяжимости легочной ткани и снижению респиратор- |
витию у человека патологических изменений в лег- |
ной функции. |
ких – «пневмопатии» и «синдрома первичной север- |
На фоне выраженных функциональных перестро- |
ной артериальной гипертензии малого круга крово- |
ек в системе органов дыхания у приехавших в регио- |
обращения» [12, 110, 112]. |
242 |
Глава 3. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ КАРДИОРЕСПИРАТОРНАЯ СИСТЕМА. ПАТОГЕНЕТИЧЕСКИЕ И КЛИНИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ... |
|
|
Система крови и энергетический метаболизм èã- |
ная с увеличением минутного объема дыхания, нара- |
рают важную роль в адаптации к гипоксическому со- |
станием количества эритроцитов, гематокритного |
|
стоянию и интенсивному обмену веществ, наблюда- |
показателя и содержания гемоглобина [106]. Кроме |
|
ющихся у человека в условиях северных широт. |
этого, гипоксия, характерная для высоких широт, |
|
|
У коренных народностей Севера генетически де- |
приводит к повышению содержания 2,3-дифосфо- |
терминированная адаптация дыхательной функции |
глицерата в эритроцитах со сдвигом кривой диссоци- |
|
крови к гипоксии проявляется в изменении морфо- |
ации оксигемоглобина вправо таким образом, что при |
|
логического состава крови, соотношения объема кро- |
одном и том же РО2 может быть увеличена отдача кис- |
|
ви и плазмы, повышении количества эритроцитов, |
лорода гемоглобином [1]. |
|
содержания гемоглобина и, следовательно, в увели- |
У жителей Севера старше 30 лет с полярным ста- |
|
чении кислородной емкости крови [12]. |
жем от 7 до 10 лет, в периоде относительной стабили- |
|
|
Анализируя данные литературы об особенностях |
зации адаптационного процесса, ряд показателей сви- |
метаболизма у жителей высоких широт, следует об- |
детельствует о том, что в периферической крови цир- |
|
ратить внимание на то, что у аборигенов Севера со- |
кулируют молодые функционально активные эритро- |
|
держание в крови общих липидов, холестерина, ак- |
циты, обладающие высокой деформируемостью. Это |
|
тивных транспортных форм липидов (ЛПНП и |
свойство клеток обеспечивает продвижение эритро- |
|
ЛПОНП) достоверно ниже, а количество фосфоли- |
цита в микрососудах вследствие изменения его фор- |
|
пидов и свободных жирных кислот значительно |
мы, что, в свою очередь, повышает диффузию кисло- |
|
выше, чем у мигрантов и жителей средних широт |
ðîäà [115]. |
|
[102]. По мнению Л.Е. Панина [113], у аборигенов Се- |
В период стабилизации у приезжих жителей Се- |
|
вера переключение энергетического обмена с угле- |
вера характерно существенное увеличение содержа- |
|
водного типа на жировой и наличие в их пищевом |
ния в крови общих липидов, фосфолипидов, свобод- |
|
рационе большого количества непредельных жирных |
ных жирных кислот и снижение уровня холестерина. |
|
кислот обеспечивают высокую скорость окисления |
Существенное уменьшение соотношения холестери- |
|
липидов, что может обусловливать и более низкий |
на и фосфолипидов ведет к понижению вязкости ли- |
|
уровень холестерина. Эти же данные позволяют, в |
пидов мембран эритроцитов, повышению их эластич- |
|
какой-то мере, объяснить тот факт, что аборигены Се- |
ности и сопровождается снижением барьера диффу- |
|
вера практически не страдают ишемической болез- |
зии для кислорода [106]. |
|
нью сердца [102, 114]. |
Таким образом, морфофизиологические особен- |
|
|
Можно полагать, что в условиях высоких широт |
ности эритроцитов у жителей высоких широт имеют |
усиленные энерготраты восполняются у аборигенов |
глубокий биологический смысл: они обеспечивают |
|
закрепленным в эволюции преимущественным окис- |
высокую проходимость клеток в микрососудах, уве- |
|
лением липидов, как энергетически более емкого ма- |
личение скорости диффузии кислорода через мемб- |
|
териала. С этим процессом может быть связана и ком- |
раны клеток. Эти свойства эритроциты приобретают |
|
пенсация определенных изменений клеточных мем- |
благодаря повышенной деформируемости и пластич- |
|
бран, обусловленных усилением реакции свободно- |
ности, которые, в свою очередь, связаны с увеличе- |
|
радикального окисления липидов. О такой компен- |
нием количества молодых клеток вследствие актива- |
|
сации свидетельствует, в частности, повышение ан- |
ции эритропоэза, а также со снижением вязкости ли- |
|
тиоксидантной активности липидов крови, а также |
пидов мембран эритроцитов. |
|
увеличение содержания витаминов Е и А в сыворот- |
Изменения функции эндокринной системы у при- |
|
ке крови у коренных жителей Севера [102, 113]. |
шлого населения Севера имеют характер многолет- |
|
|
У приезжих на Севере выявлены определенные пе- |
него циклического процесса. Если в первые 1,5–3 |
риоды в изменении показателей красной крови и ме- |
года обнаруживается десинхронизация ритмов секре- |
|
таболизма, обусловленные возрастом и полярным |
ции и экскреции гормонов, то в последующие 10–15 |
|
стажем. В каждом из этих периодов конечный при- |
лет, как правило, признаки напряжения исчезают. В |
|
способительный эффект в функциональной системе |
этот период формируется новый устойчивый стерео- |
|
кислородного и энергетического обеспечения орга- |
тип гормональной регуляции, характеризующийся |
|
низма достигается различными путями. Так, в пери- |
относительным снижением среднесуточного уровня |
|
од адаптационных перестроек, наряду с изменением |
глюкокортикоидов в плазме крови приехавших на Се- |
|
легочной вентиляции, отмечается увеличение с пос- |
вер. Через более продолжительное время, свыше 10– |
|
ледующим относительным понижением содержания |
15 лет, отмечено новое возрастание секреторной ак- |
|
гемоглобина в крови. Эти изменения сопровождают- |
тивности надпочечников. Многолетние колебания |
|
ся закономерными сдвигами значений рН, РСО2 â êà- |
характерны и для других показателей обмена веществ |
|
пиллярной крови и РО2 – в венозной. У мигрантов в |
[116]. |
|
возрасте от 26 до 29 лет с увеличением полярного ста- |
Среди различных факторов, воздействующих на |
|
жа наблюдается нормализация рН и РаСО2, связан- |
организм человека в условиях высоких широт, важ- |
3.1. Физиология и патофизиология кардиореспираторной системы |
245 |
конституцией типа «спринтер» в крови содержится |
нове генетических механизмов. В течение первого и |
большое количество липидов, которое уменьшается |
второго периодов те люди, у которых адаптационные |
после физической нагрузки, что сопровождается до- |
перестройки протекают недостаточно оптимально, по |
стоверным увеличением продуктов перекисного |
разным причинам, в том числе по состоянию здоро- |
окисления липидов, в группе лиц типа «стайер» та- |
вья, уезжают в другие климатические условия. |
кого явления не наблюдается [104]. Здесь же надо ука- |
Несомненно, важную роль в это время приобре- |
зать, что, несмотря на достоверные межгрупповые |
тают индивидуальные свойства конституции. Так, |
различия перечисленных показателей у людей с кон- |
оказалось, что среди приезжающих на новостройки |
ституциональными типами «стайер» и «спринтер», их |
Севера 32% относятся к типу «спринтер», 25% – к |
абсолютные значения не выходили за пределы воз- |
типу «стайер» и 43% являются обладателями различ- |
растной нормы. |
ных смешанных вариантов [12]. В первом периоде |
Возможно, что в процессе индивидуальной жиз- |
наибольшие трудности в адаптации испытывают |
ни, соответствующего воспитания и тренировки ха- |
люди стайерского типа, тогда как «спринтеры» дос- |
рактер стратегий адаптации может меняться, однако |
таточно легко включаются в новые ритмы жизни и |
наибольшее значение в их формировании принадле- |
труда. Наибольший отъезд с Севера в этот период на- |
жит генетическим факторам. Можно полагать, что у |
блюдается среди «стайеров», в последующем, через 1– |
одного и того же человека разные гомеостатические |
2 года, все возрастающее количество дизадаптивных |
системы могут иметь различные физиологические |
проявлений и кардиореспираторных расстройств об- |
стратегии адаптации [12]. |
наруживается у обладателей спринтерского типа, тог- |
Существующие данные свидетельствуют, что фор- |
да как «стайеры», закончив более тяжелый для них |
мирование наследственных адаптивных свойств орга- |
первый период, довольно ровно переносят в после- |
низма человека в определенных климатических рай- |
дующем условия труда и быта в экстремальных усло- |
онах может способствовать высокой устойчивости |
âèÿõ. |
организма к необычным для данного человека эко- |
В то же время, у названных выше конституцио- |
логическим факторам либо, наоборот, снижать эту ус- |
нальных типов имеются различия в реакции на пато- |
тойчивость. Установлено, что адаптивная устойчи- |
генные факторы: «стайеры» склонны к более вялому, |
вость организма к воздействию экстремальных метео- |
рецидивному течению и хронизации заболеваний, |
геофизических факторов холодных районов Сибири |
тогда как для «спринтеров» характерно более острое, |
оказалась наибольшей у людей, родившихся и вырос- |
кризисное течение заболеваний с меньшей тенден- |
ших в регионах с резко континентальным сухим кли- |
цией перехода в хронический патологический про- |
матом или в горных районах с пониженным содер- |
öåññ [12]. |
жанием кислорода в атмосфере и с низкими темпе- |
В последующие 10–15 лет проживания на Севере |
ратурами воздуха. Наименьшая адаптивная устойчи- |
у приехавших отмечается сохранение относительно |
вость оказалась у приехавших на Север людей, родив- |
стабильного состояния. Выявляются более стойкие |
шихся и выросших во влажном лесном, муссонном, |
изменения биохимических показателей крови атеро- |
морском климате [102]. |
генного характера, повышается проницаемость ка- |
Из этого можно сделать вывод, что климат регио- |
пилляров, увеличивается устойчивость мембран эрит- |
на рождения и формирования взрослого организма |
роцитов к воздействию свободных радикалов, нарас- |
является одним из важных факторов, |
|
|
|
|
|
определяющих прогноз развития адап- |
|
0,5 ãîäà |
2,5–3 ãîäà |
12–15 ëåò |
|
тивной устойчивости к экстремальным |
|
|
|||
|
I |
II |
III |
IV |
|
климатогеографическим факторам, а |
|
||||
|
Дестаби- |
Стабилизация |
Стабильное состояние |
Истощение |
|
также риск возникновения дизадаптив- |
Ëåò |
лизация |
|
(адаптированность) |
|
ных и патологических состояний. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При переезде человека в экстремаль- |
5 |
|
|
|
|
ные условия жизни и труда на одно, два |
20 |
|
|
|
|
и более десятилетий наблюдаются сво- |
|
|
|
|
|
еобразные длительные циклические из- |
40 |
|
|
|
|
менения (рис. 132). Достаточно услов- |
50 |
|
|
|
|
но можно выделит четыре периода. Пер- |
|
|
|
|
|
вый из них продолжается в среднем до |
|
|
|
|
|
6 мес. и характеризу ется выраженной |
|
|
|
|
|
дестабилизацией многих функций. Во |
|
|
|
|
|
втором периоде в организме, наряду с |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
функциональной перестройкой, осуще- |
Ðèñ. 132. Периоды адаптации организма людей разного возраста в неадекватных экологи- |
||||
ствляется целый ряд изменений на ос- |
ческих условиях [12] |
|
|
|