Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор литературы. 12
1.1. Функция дыхания и физиологическая роль газообмена 12
1.1.1. Место динамики дыхательных газов в реализации функции дыхания 12
1.1.2. Регуляция дыхания при изменении функционального состояния организма 33
1.2. Особенности дыхательных процессов в состоянии сна 39
1.2.1. Сон и физиологические функции организма 39
1.2.2. Изменение параметров дыхания в процессе сна 51
1.3. Антропологические и экологические аспекты физиологии сна и дыхания 61
ГЛАВА 2. Материал и методы исследования. 64
2.1. Материал исследования 66
2.2. Методы исследования 68
2.2.1. Стандартная ночная полисомнография с капнографией 73
2.2.2. Статистическая обработка данных. 80
ГЛАВА 3. Результаты исследований. 83
3.1. Динамика дыхательных газов в различных фазах и стадиях ночного сна 84
3.2. Зависимость динамики кислорода и диоксида углерода от изменения параметров внешнего дыхания во время сна 91
3.3. Влияние факторов пола, возраста и конституции на характер и степень изменения динамики дыхательных газов во время сна 117
Выводы 138
Практические рекомендации 141
Перспективы дальнейших исследований 142
Список использованной литературы 143
- Место динамики дыхательных газов в реализации функции дыхания
- Сон и физиологические функции организма
- Стандартная ночная полисомнография с капнографией
- Зависимость динамики кислорода и диоксида углерода от изменения параметров внешнего дыхания во время сна
Введение к работе
Актуальность темы.
«Здоровье людей и качество их жизни в значительной степени определяется состоянием изменяющейся во времени окружающей среды природной, антропологической, социальной. В то же время реакция на ее воздействие различных категорий населения (по полу, возрасту, генетическим признакам, профессии, месту жительства, социальным условиям, заболеваниям) может быть сугубо индивидуальной и непостоянной во времени» (Агаджанян H.A. и др., 2006, с. 4).
Развитие физиологии дыхания, и в частности учения о динамике дыхательных газов, в XIX веке связано с развитием воздухоплавания и авиации. Особая роль и приоритет в изучении влияния газовой среды на организм человека принадлежит П. Беру (1878) и И.М. Сеченову (1879), определившим минимально допустимые величины парциального давления кислорода в атмосферном воздухе и артериальной крови (Bert Р., 1878; Сеченов И.М., 1935).
Дальнейшее развитие авиации, подводного плавания, необходимость создания индивидуальных средств защиты для работы в неадекватных для жизни условиях (противогазы, скафандры), освоение космоса определили актуальность исследований в области физиологии дыхательных газов, и в частности, роли углекислого газа в организме человека. В работах П.М. Альбицкого (1918), JI.A. Орбели (1934), Дж.С. Холдена и Дж.Г. Пристли (1935) была показана важнейшая роль углекислоты в качестве регулятора процессов дыхания и как фактора, обусловливающего нормальное протекание многочисленных физиологических реакций (Альбицкий П.М., 1884, 1885, 1911, 1918; Орбели Л.А., 1934; Haldane J.S., Priestley J.G., 1935).
Еще одно направление многолетних исследований роли дыхательных газов было связано с разработкой Г. Селье (1950) теории стресса, возникающего в результате воздействия на организм физических, эмоциональных и других экстремальных нагрузок. Исследования показали, что одним из проявлений реакции организма на стресс является гипервентиляция, в результате которой снижается парциальное давление углекислого газа в альвеолярном воздухе, то есть появляется гипокапния. Экспериментально было доказано, что такие состояния могут возникать у летчиков в полете, спортсменов во время соревнования, у обычных людей при интенсивных физических и психоэмоциональных нагрузках.
Таким образом, исследование роли дыхательных газов, механизма их воздействия и влияния на процесс дыхания и жизнедеятельности организма в целом имеет большое теоретическое и практическое значение. О растущем интересе ученых к этой проблеме свидетельствует публикация большого количества монографий и статей. Особого внимания среди них заслуживают работы Голодова И. И. (1946), Маршака М.Е. (1961), Сулимо-Самуйло З.К. (1971), Агаджаняна H.A. и соавт. (1972, 1986, 1997), Бреслава И.С. и соавт. (1982, 1994), Вейна А.М и Молдовану И.В. (1988) и других.
Принципиально новый подход к изучению механизмов регуляции дыхания появился в связи с развитием физиологии сна (Aserinsky Е., Kleitman N., 1953; Jouvet M., 1962, 1972; Вейн A.M., Хехт К., 1989). Использование электрофизиологических методов исследования сна (Rechtschaffen A., Kales А., 1968; Butkov N., 1996) сделало возможным изучение нейрофизиологических механизмов, лежащих в основе функционирования важнейших систем организма в состоянии сна, и прежде всего дыхательной и сердечно-сосудистой. Среди этих исследований представляют интерес работы Bowes G., Phillipson Е.А. (1984), Saunders N.A., Sullivan C.E. (1984), Krieger J. (1994), Пальмана А.Д. (1999), Вейна A.M., Елигулашвили Т.С., Полуэктова М.Г. (2002), Berger K.I. et al. (2000).
При всем многообразии публикаций малоизученными остаются тендерные, возрастные и эколого-физиологические вопросы регуляции дыхания в состоянии сна. Отдельным аспектам этой важнейшей проблемы посвящена настоящая работа.
Цель работы — исследовать физиологические особенности динамики дыхательных газов в зависимости от стадий и фаз ночного сна у обследуемых различного пола и возраста.
Задачи исследования.
Изучить динамику насыщения крови кислородом и напряжения углекислого газа в выдыхаемом воздухе в различных стадиях и фазах ночного сна.
Исследовать зависимость динамики показателей дыхательных газов от количества обструктивных апноэ-гипопноэ во время сна.
Оценить влияние факторов пола, возраста и конституции обследуемых на характер изменения динамики дыхательных газов во время сна и сформулировать научно обоснованные рекомендации для коррекции отклонений гомеостаза дыхательных газов.
Научная новизна.
Впервые выявлена обратная корреляционная зависимость напряжения диоксида углерода в выдыхаемом воздухе от возраста испытуемых в состоянии сна. Более низкие показатели наблюдаются у лиц старшего возраста и более высокие - у лиц младшего возраста.
При анализе динамики насыщения крови кислородом во время сна впервые установлена прямая пропорциональная зависимость степени дезоксигенации крови от количества эпизодов апноэ и гипопноэ в периоде сна. Показано, что степень дезоксигенации крови находится в прямой линейной зависимости с числом ЭЭГ-активаций (микропробуждений) в течение сна (коэффициент корреляции г =0,51 и достоверность р<0,001).
По сравнению с бодрствованием впервые в эколого-физиолгических исследованиях установлена связь достоверности различий содержания кислорода в крови в фазе парадоксального и медленноволнового сна в зависимости от количества эпизодов обструкгивных апноэ-гипопноэ в периоде сна.
Проведенные демографические и антропометрические исследования позволили у обследуемых с характерными изменениями динамики дыхательных газов в состоянии сна впервые установить наличие зависимости между полом, возрастом и индексом массы тела. Получены «критические» значения возраста и индекса массы тела для мужчин и женщин.
Теоретическая и практическая значимость.
Результаты проведенных исследований позволили выявить изменение с возрастом напряжения углекислого газа в выдыхаемом воздухе во время сна, наличие зависимости уровня насыщения крови кислородом от частоты возникновения эпизодов гиповентиляции и остановок дыхания, а также количества микропробуждений от степени дезоксигенации крови. Эти данные могут быть использованы при проведении диагностических обследований с целью профилактики скрытых нарушений дыхательного гомеостаза, выявляемых в состоянии сна.
Полученные результаты исследования динамики О2 в зависимости от фаз и стадий сна позволяют оценить адаптационные резервы организма, предупредить возникновение соматических и психоневрологических нарушений, связанных с изменением характера дыхания и структуры ночного сна у лиц с «критическими» значениями возраста и индекса массы тела.
Апробация работы.
Материалы диссертации и положения, обсуждаемые в работе и выносимые на защиту, были представлены на 5-ом Международном Междисциплинарном Конгрессе «Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, Крым, Украина, 3-13 июня 2009 г.), Х1-ом Международном симпозиуме «Эколого-физиологические проблемы адаптации» (Москва, 2728 января 2003 г.) и Международном Конгрессе «Прогрессивные научные технологии для здоровья человека» (Кара-Даг, Крым, Украина, 8-19 июня
2003 г.). В 2005 г. автором подготовлен и проведен со слушателям Московской академии государственного и муниципального управления Российской академии государственной службы при Президенте РФ цикл занятий по проблемам: «Психофизиология стресса и адаптация» с использованием материалов диссертации (справка № 055/04-1032 от 15.02.2005 г.).
Публикации.
По теме диссертации опубликованы 4 печатные работы, в том числе 1 статья в печатном издании из перечня ведущих рецензируемых журналов и изданий, утвержденных Президиумом ВАК РФ.
Структура и объем диссертации.
Диссертация включает следующие разделы: введение, обзор литературы, материалы и методы исследования, результаты собственных наблюдений, их статистическая обработка и обсуждение, выводы, практические рекомендации и перспективы дальнейших исследований, список использованной литературы, приложения. Диссертационная работа изложена на 162 страницах машинописного текста, не считая приложений, содержит 34 рисунка и 32 таблицы. Список использованной литературы
насчитывает 193 наименования, из них — 109 отечественных и 84 зарубежных.
Место динамики дыхательных газов в реализации функции дыхания
Так, например, Демокрит и Левкипп полагали, «что именно душа сообщает живым существам движение. Поэтому с дыханием (...) кончается жизнь. Именно, когда окружающий воздух сжимает тела и вытесняет атомы (...), которые сообщают живым существам движение тем, что сами они никогда не находятся в состоянии покоя, возникает защита — благодаря дыханию входят извне другие атомы, которые препятствуют выдоху содержащихся в живых существах атомов, противодействуя этому сжатию и затвердению. И живые существа живут до тех пор, пока они в состоянии это делать» (Аристотель, 1976, с. 375). Это синкретическое, и во многом механистическое, ранненаучное представление древнегреческих философов-атомистов отражает представление о дыхании как о некой деятельной субстанции, одновременно являющейся и метаболическим субстратом («входящие» и «выходящие» из живых существ «атомы»), и неким принципом, животворящим началом («душа»), «сообщающим живым существам движение», - условием поддержания жизни. По свидетельству Аристотеля, сам термин «дыхание» отождествлялся в сознании античных мыслителей с понятием «души», в его философском ментально- психическом значении: «те, кто называет душу теплом, от тепла производят название жизни; другие, те, кто называет душу холодом, утверждают, что душа получает свое наименование от «дыхания» и «охлаждения» (Аристотель, 1976, с. 379).
В философско-практических системах Древней Индии также имеется представление о дыхании («пране») как о «жизненной энергии», или «космической энергии» (Ebert D., 1986). При этом автор Физиологических аспектов йоги подчеркивает отличие такого понимания дыхания в качестве особого вида энергии от чисто физического толкования. Д. Эберт указывает, что, по мнению йогов, дыхание представляет собой «важнейший вид жизнедеятельности, посредством которого в организм поступает прана». Здесь также налицо архаичный синкретизм, принципиально не проводящий различия между дыханием как субстанцией (в значении «субстрата» — вдыхаемый О2 и выделяемый СО2; энергия, образующаяся в результате окислительно-восстановительных процессов в организме) и дыханием как субстанциональным принципом, или физиологической функцией (совокупность процессов, обеспечивающих акт вдоха и выдоха, механизмы газообмена, транспорта дыхательных газов кровью, тканевое дыхание, регуляция дыхания). Д. Эберт уточняет, что из контекста использования термина «прана» в древних текстах ясно, что имеется в виду не кислород. Кроме того, как и в античной западноевропейской натурфилософской традиции, создатели йогических психотехник постоянно подчеркивали связь праны, то есть дыхания, с ментальными процессами в философско-психосоматическом и физическом смыслах. По мнению A. van Lysebeth (1972), под праной, скорее, понимались отрицательно заряженные ионы; при этом исследователь ссылается на тот факт, что эффекты от пранаям (дыхательные упражнения) сходны, по описанию, с воздействием на здоровье человека морского или горного климата. Другой исследователь, Л Ь (1970) видит в понятии праны фиксируемые при дыхании ощущения от внутренних органов («вегетативное сознание», или интероцептивное чувство). В славянской древнерусской традиции также можно увидеть сходные представления о связи дыхания с ментально-психической сферой, жизненной энергией и физическими процессами. Так, согласно старославянской этимологии, следующие слова восходят к общей семантической и фонетико-морфологической индоевропейской основе: «дыхание», «дух», «духота», «дуть», «думать», «душа», «душить» (Фасмер М. Этимологический словарь русского языка, 1973). Таким образом, в натурфилософских представлениях о дыхании, закрепленных в языках индоевропейской группы, отмечаются две тенденции, получившие дальнейшее научно обоснованное развитие в современной физиологии: 1. отождествление дыхания с поступающей в организм и выделяемой во вне субстратами (гипотетически — дыхательные газы: «атомы», «прана»); 2. представление о дыхании как о регуляторном энергообменном процессе, необходимом для жизнеобеспечения организма. Этот факт из области истории и философии науки представляется интересным в связи с относительно недавно открытой и лишь отчасти исследованной, регулирующей другие физиологические функции ролью дыхательных газов, которой еще в конце XIX века не придавалось особого значения, когда содержащуюся в организме углекислоту было принято считать не более чем конечным продуктом аэробного окисления огранических соединений, а функцию газообмена — сводить к совокупности пластических и энергообменных процессов (Альбицкий П.М., 1918). Дыхание и динамика дыхательных газов с современной точки зрения На современном этапе развития естественнонаучных представлений под дыханием, как известно, принято понимать совокупность процессов, обеспечивающих потребление организмом кислорода и выделение диоксида углерода в результате непрерывного протекания окислительно- восстановительных метаболических реакций. В рамках этого классического представления, дыхание является энергетической базой функционирования аэробных организмов и распадается на ряд этапов, или уровней, называемых также «типами дыхания» (Агаджанян H.A. и соавт., 2001). Два важнейших уровня, или типа, дыхания — внешнее и внутреннее. Между этими двумя уровнями имеется, в свою очередь, несколько важных промежуточных этапов, которые также причисляют к звеньям респираторной функции.
Сон и физиологические функции организма
Бодрствование и сон — два глобальных функциональных состояния, в которых с циркадианной регулярностью поочередно пребывает человеческий организм. При этом, сон составляет практически одну треть жизни человека.
Сон и бодрствование, с этой точки зрения, не могут рассматриваться как отдельные физиологические функции, поскольку сами идентифицируются исключительно посредством регистрации и определения характера функциональной активности различных физиологических систем организма — параметров нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, выделительной, двигательной и других видов дейятельности.
Принципиальное отличие сна от бодрствования связано с отсутствием в состоянии сна так называемого «стимула бодрствования», или иначе — фактора приспособительной (к изменениям окружающей среды) модуляции автономных (рефлекторных) регуляторных влияний на физиологические функции организма (Bremer F., 1938; Fink B.R., 1961; Saunders N.A., Sullivan С.E., 1984). Понятие «стимул бодрствования» имеет ключевое значение для объяснения феномена сохранения дыхательного ритмогенеза у человека и животных в бодрствовании при снижении парциального давления углекислого газа в артериальной крови до 25 мм рт.ст. (например в условиях гипервентиляции), то есть до уровня, когда прекращается действие гперкапнического стимула дыхания. Предполагается, что источником стимула бодрствования является тоническое активирующее влияние структур головного мозга на дыхательные нейроны. Тонический стимул бодрствования следует отличать от поведенческого. Первый является функцией анатомических структур, расположенных между супраколликулярным и интерколликулярным уровнями, тогда как второй связан с активностью, свойственной более ростральным отделам мозга, способным не только активировать дыхательные движения, но и оказывать на дыхательные, нейроны тормозящее влияние (Бреслав И.С., Глебовский В.Д., 1982; Бреслав И.С., Исаев Г.Г., 1994). Электрофизиологические признаки сна
Сон - это сложный динамический физиологический и психологический процесс, связанный прежде всего с изменением функционального состояния центральной нервной системы, что выражается в соответствующем изменении поведенческих реакций и может количественно и качественно оцениваться по параметрам элекгрофизиологической активности организма.
Методологически, все явления, возникающие во время сна, целесообразно рассматривать в контексте процесса сна. Поскольку, как было впервые установлено в работах Е. Азерински и Н. Клейтмана в 19501960 гг. (Aserinsky Е., 1965; Aserinsky Е., Kleitman N., 1953), сон является развивающимся во времени неоднородным состоянием, для изучения процессов, происходящих во время сна, были предложены физиологически обоснованные стандарты анализа (Rechtschaffen А., Kales А., 1968). В настоящее время таким электрофизиологическим стандартом исследования сна является нак называемая полисомнография (Белов А.М., 2000), позволяющая регистрировать в непрерывном режиме реального времени набор физиологических параметров организма. Именно развитие полисомнографических методик позволило установить ряд характерных для состояния сна изменений, происходящих в различных системах организма при засыпании.
В структуре сна сегодня выделяют два основных состояния, или фазы сна: REM-сон (быстроволновой, парадоксальный, быстрого движения глаз) и NREM-сон (медленноволновой), - а также четыре стадии NREM-сна. Определение данных состояний производится посредством анализа феноменов, регистрируемых при одновременной электроэнцефалографии (ЭЭГ), электроокулографии (ЭОГ) и подбородочной электромиографии (ЭМГ).
Основным ориентиром при этом является именно энцефалография. Остальные каналы записи имеют вспомогательное значение. При анализе феноменов, регистрируемых на канале ЭЭГ, обращают внимание на частоту, амплитуду и форму ЭЭГ-волн (бета-, альфа-, тета- и дельта-ритмы), то есть определяют характерный электроэнцефалографический образ, или паттерн электрической активиста коры головного мозга (Таблица 6).
Стандартная ночная полисомнография с капнографией
Другая теория, также стремящаяся объяснить возможные причины формирования вариантов артериальной гипертензии не ясного генеза и устойчивых к фармакотерапии, - это теория так называемого «местного специфического гипокапниемического церебрального ангиоспазма» (МСГЦА) (Мишустин Ю.Н., 2004; Агаджанян H.A., Мишустин Ю.Н., Левкин С.Ф., 2005).
Суть ее заключается в следующем. Данная теория видит первичную причину нарушений дыхательного гомеостаза в явлениях психоэмоциональной и гиподинамической гипервентиляции, не отвечающей реальным метаболическим потребностям организма в моменты неадекватно возрастающего минутного объема дыхания. В результатеформируется устойчивый гипервентиляторный тип дыхания, приводящий к вымыванию углекислоты из кровяного русла, что оказывает местное сосудосуживающее влияние на мелкие артерии головного мозга, возникает сужение их калибра, и как следствие парадоксальная ишемия вещества головного мозга на фоне нормоксии артериальной крови.
Клинически значимым следствием теории МСГЦА является применение специальных дыхательных методик, направленных на повышение парциального давления углекислого газа в крови, в частности посредством использования дыхательного тренажера «Самоздрав».
Вместе с тем, в отношении гипотезы относительно этиологии и патогенеза эссенциальных вариантов артериальной гипертензии, теория МСГЦА не учитывает наличие ряда патофизиологически значимых факторов у многих декомпенсированных больных, принадлежащих к тем категориям гипокапниемичных пациентов, для которых, казалось бы, показано повышение содержания углекислоты в организме для купирования патологического местного рефлекса церебральных сосудов на критическое снижение уровня С02 в мозговом кровотоке.
Прежде всего, не менее распространенный в популяции современной индустриальной цивилизации синдром, по сравнению с психоэмоциональной гипервентиляцией и хронической гиподинамией, - это СОАГС.
Так, механические причины ночных эпизодов постапнетической реоксигенирующей гипервентиляции не позволяют, при тяжелых степенях синдрома, решить проблему днем за счет гиперкапнической тренировки, так как даже при повышении порога чувствительности дыхательного центра к напряжению С02 (за счет хронического повышения его парциального давления в крови) и к концентрации ионов водорода в ликворе удастся лишь улучшить переносимость перемежающейся ночной гипоксии (эффект, также наблюдающийся у пациентов с нейромускулярными заболеваниями и с синдромом первичной альвеолярной гиповентиляции).
Аналогичным образом, у больных с хронической сердечной недостаточностью дисциркуляторные гемодинамические причины не могут быть устранены за счет нормализации МОД. Гипервентиляторная одышка в кульминационной фазе дыхания по типу Чейна-Стокса у этих пациентов имеет причиной нестабильность системного кровотока, и поэтому повышение концентрации углекислоты в крови даст у них только временный эффект, опять же за счет эффекта улучшения переносимости гипоксии на фоне более высоких цифр РаСОг (т.е. за счет уменьшения реактивности периферических хеморецепторов на снижение напряжения кислорода в артериальной крови в присутствии более высоких концентраций углекислоты). В дальнейшем такая компенсация может привести даже к отрицательной динамике течения основного заболевания, поскольку наличие выраженной хронической гипоксемии в сочетании со снижением хеморецепторной чувствительности к ней может вылиться в нежелательные ишемические явления в тканях, в том числе в миокарде, а также в головном мозге, сетчатке глаза, легких, почках.
С другой стороны, эффект от гиперкапникации с помощью дыхательных упражнений может оказаться заниженным у пациентов с атеросклеоротическим поражением артериальных сосудов, поскольку у таких больных реактивность эффекторного звена (а именно, гладкомышечных клеток сосудистой стенки) в автономной метасимпатической системе регуляции сосудистого тонуса явно ограничена из-за ригидности тканей вследствие утраты эластичности.
Также, ориентация пациентов на величину их МОД в состоянии покоя после сна (в соответствии с которой по таблице определяется искомое значение парциального давления углекислого газа в артериальной крови, согласно методике авторов) может неадекватно отражать преходящее состояние организма на текущий момент и не соответствовать реальным значениям МОД (и РаС02) в остальное время дня и в течение ночи, причем как в сторону занижения, так и в сторону завышения среднесуточных значений.
Завышение будет происходить в том случае, если неподконтрольные сознанию индивида эпизоды психоэмоциональной гипервентиляции на фоне переживаемых стрессов происходят у него часто, приступообразно, с резкими колебаниями величины частоты и объема дыхания от минимальных значений до максимальных, с последующим восстановлением гомеостатических параметров. При этом фоновый уровень МОД, наблюдаемый в спокойном состоянии в домашних условиях после сна или перед сном, будет непоказательным в силу постепенного истощения адаптационных механизмов сердечно-сосудистой системы именно за счет кратковременных, но высокоамплитудных перегрузок, приводящих с течением времени не столько к хронической гипервентиляции с исходом в гипокапниемию, сколько к одномоментным ишемическим ангиоспазмам с риском остро развивающихся некротических осложнений по ишемическому типу.
С этой точки зрения, более оправданным представляется заострение внимания пациентов, пользующихся дыхательными тренажерами, не только на измеряемых ими косвенным способом (посредством таблицы) значений своего МОД и соответствующей ему концентрации С02 в артериальной крови на момент измерения, но и на характер своего дыхания в течение всего дня по сравнению с паттерном дыхания, формирующимся у них в ходе сеансов «возвратного дыхания» на тренажере. В этом смысле, аппарат «Самоздрав» несет в себе также потенциал принципа биологической обратной связи (БОС).
Заниженными измерянные значения МОД и С02 могут оказаться также утром вследствие наличия у испытуемого СОАГС. При этом в утренние часы, в связи с многочисленными эпизодами ночных десатураций и компенсаторных постапнетических гипервентиляторных ответов на каждый такой эпизод предшествующей обструктивной гиповентиляции, может наблюдаться некоторая остаточная компенсаторная одышка, которая исчезает по прошествии определенного непродолжительного времени после окончания сна. Причем данная одышка может развиваться как на фоне гипокапниемических, так и на фоне гиперкапниемических тенденций в дыхательной динамике у данного индивида во сне.
Уровень капниемии у такого обследуемого с СОАГС в утренние часы находится в зависимости не только от частоты дыхания, но и от чувствительности хеморецепторного аппарата и наличия или отсутствия циркуляции «стимула бодрствования» в регуляторном контуре дыхания (иначе говоря, у некоторых лиц особенности дыхательного паттерна могут сильно различаться в зависимости от функционального состояния их организма в текущий момент, а именно зависеть от того, спят они или бодрствуют, так как при некотором дефиците механизмов метаболической регуляции дыхания фактор бодрствования будет выступать в качестве мощного компенсаторного агента, нивелирующего данный латентно присутствующий дефект вне состояния сна).
Зависимость динамики кислорода и диоксида углерода от изменения параметров внешнего дыхания во время сна
В результате комплексных и сравнительных эколого- демографических и нейрофизиологических исследований выявлены особенности динамики дыхательных газов во время сна у обследуемых различного пола и возраста. При отклонениях в структурной организации сна наблюдаются закономерные изменения динамики показателей насыщения крови кислородом и напряжения углекислого газа в конечном дыхательном объеме. Изменения, возникающие в состоянии сна, связаны с переходом систем регуляции дыхания под управление преимущественно гуморальных факторов — напряжения О2 и СО2 в артериальной крови и концентрации ионов водорода. Отсутствие возможности произвольного контроля над параметрами дыхания по мере углубления сна приводит к проявлению дестабилизирующих дыхание факторов. Изменение динамики дыхательных газов в данных условиях является компенсаторно- приспособительной реакцией, направленной на поддержание дыхательного гомеоетаза.
Установленный диапазон колебаний SpC 2 в периоде сна у обследуемых I и II групп (с числом апноэ-гипопноэ менее 30 эпизодов в час), составил 94,3-97,8% (18 обследованных), у 11 обследованных III группы (с ИАГ более 30 эпизодов в час) наблюдались колебания Sp02 в диапазоне 66,8-93,8%. При анализе значений Sp02 и PetC02 по фазам и стадиям ночного сна в трех группах обследуемых выявлено отсутствие корреляции между показателями динамики кислорода и углекислого газа. PetCC у большинства испытуемых в различных стадиях и фазах сна находится в пределах от 30,0 до 38,8 мм рт. ст.
Анализ факторов динамики С02 в конечном дыхательном объеме в различных стадиях и фазах ночного сна свидетельствует об исключительной подвижности показателей диоксида углерода в организме, а также относительной независимости динамики углекислого газа от уровня насыщения крови кислородом и уникальной роли углекислоты в регуляции метаболического гомеостаза в ходе окислительно-восстановительных процессов. Установлена обратная корреляционная зависимость между парциальным давлением углекислого газа в конечном дыхательном объеме и возрастом испытуемых. У лиц более старшего возраста наблюдались более низкие значения напряжения углекислого газа в выдыхаемом воздухе, чем у испытуемых младшего возраста. При этом в мужской группе обследуемых выявлена прямая корреляционная зависимость между индексом массы тела и Ре1С02 с коэффициентом корреляции г=0,41 и достоверным уровнем значимости р 0,01.
Установлена прямая пропорциональная зависимость степени дезоксигенации крови от количества эпизодов апноэ и гипопноэ в час. Показано, что с увеличением индекса апноэ-гипопноэ линейно снижается уровень насыщения крови кислородом (коэффициент корреляции г=0,77; достоверность р 0,001; число обследованных п=29), что обусловлено снижением порога чувствительности хеморецепторов при длительном существовании регулярно повторяющихся явлений гиповентиляции во время сна и повышением резистентности организма к воздействию гипоксемии при возрастании напряжения углекислого газа в крови.
5. Показано, что число ЭЭГ-активаций (микропробуждений) в течение сна находится в прямой зависимости от степени дезоксигенации крови (коэффициент корреляции г=0,51, достоверность р 0,001), что связано с высокой чувствительностью коры головного мозга к колебаниям парциального давления кислорода в артериальной крови. Наблюдаемые ЭЭГ -активации редко достигают интенсивности, необходимой для пробуждения или перехода в другую стадию или фазу сна.
6. Выявлены достоверные различия уровней оксигенации крови в фазе парадоксального и медленноволнового сна по сравнению с бодрствованием у обследуемых с количеством апноэ-гипопноэ в час свыше 30. Значения БрСЬ во время медленноволновой, парадоксальной фаз, 1 и 2 стадий медленноволнового сна достоверно различаются в подгруппах испытуемых с различными индексами апноэ-гипопноэ.
7. В мужской и женской выборках определены критические для возникновения изменений дыхательной динамики значения пола и возраста. Получены средние значения возраста и индекса массы тела для «младшей» и «старшей» подгрупп.
Результаты проведенных исследований могут быть использованы при плановом диспансерном обследовании населения с целью выявления, профилактики и своевременной коррекции отклонений динамики дыхательных газов во время ночного сна. Полученные данные позволяют оценить адаптационные резервы организма, предупредить возникновение соматических и психоневрологических нарушений, связанных с изменением характера дыхания и структуры ночного сна у лиц с «критическими» значениями возраста и индекса массы тела.
