FUNCTIONAL FEATURES OF THE RESPIRATORY SYSTEM IN YOUNG PEOPLE WITH THE CONSEQUENCES OF INFANTILE CEREBRAL PALSY

Шмарина Я. Г.¹, Севрюкова Г. А.², Исупов И. Б.³, Ряскова К. А.⁴, Бочарова И. А.⁵

¹ ORCID:0000-0003-0622-4024,  Магистрант 1 курса,  ² ORCID:0000-0002-7933-3523, Доктор биологических наук, ³ ORCID:0000-0002-1272-4255, Доктор медицинских наук, ⁴ ORCID: 0000-0002-1347-653X, Магистрант 1 курса, ⁵ORCID: 0000-0002-6907-584X, Кандидат биологических наук, Волгоградский государственный университет

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ДЫХАТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ У МОЛОДЫХ ЛЮДЕЙ С ПОСЛЕДСТВИЯМИ ДЕТСКОГО ЦЕРЕБРАЛЬНОГО ПАРАЛИЧА

Аннотация

С помощью диагностического комплекса «Валента» были проведены исследования системы внешнего дыхания у группы условно здоровых студентов и лиц с последствиями детского церебрального паралича (ДЦП). Определен набор наиболее информативных показателей функционального состояния системы дыхания. На основании комплексного анализа показателей сформулирован тезис о востребованности физиологического сопровождения и мониторинговых наблюдений по предложенным информативным критериям лиц с последствиями ДЦП.

Ключевые слова: физиология человека, детский церебральный паралич, спирометрия, дыхательная система.

 Shmarina Y. G.¹, Sevrykova G. A.², Isupov I. B.³, Ryaskova K. A.⁴, Bocharova I. A.⁵

¹ORCID:0000-0003-0622-4024, The master student of 1 course, ² ORCID:0000-0002-7933-3523, PhD in Biology, ³ ORCID:0000-0002-1272-4255, MD, ⁴ORCID: 0000-0002-1347-653X, The master student of 1 course, ⁵ ORCID: 0000-0002-6907-584X, PhD in Biology, The Volgograd State University

FUNCTIONAL FEATURES OF THE RESPIRATORY SYSTEM IN YOUNG PEOPLE WITH THE CONSEQUENCES OF INFANTILE CEREBRAL PALSY

Annotation

Researches of the system of external respiration were conducted in the group of healthy students and persons with the consequences of cerebral palsy by the diagnostic complex "Valenta". The set of the most informative indicators of the functional state of the respiratory system was identified. The thesis about the need for physiological support and monitoring observations on the proposed informative criteria of persons with cerebral palsy was formulated on the basis of a comprehensive analysis of indicators.

Keywords: human physiology, infantile cerebral palsy, spirometry, respiratory system.

Эффективная адаптация лиц с последствиями детского церебрального паралича является одним из наиболее сложных и неоднозначно решаемых в настоящее время вопросов для ряда медицинских и медико-педагогических дисциплин.  Несомненна высокая общегражданская значимость указанной проблемы, поскольку молодые люди с последствиями ДЦП достаточно прочно интегрированы в современный социум: они проходят обучение в средней и высшей школе, способны к разнообразной, в ряде случаев, высокопродуктивной трудовой деятельности.

В то же время, детский церебральный паралич является сложным полиэтиологическим заболеванием центральной нервной системы, которому присуща определенная динамика течения и, что особенно важно, трансформация одних классификационных форм патологии ЦНС в другие. В числе доминирующих клинических (или синдромных) проявлений ДЦП ряд авторов отмечает двигательные расстройства, параличи, парезы, гиперкинезы, атаксию, нарушения речи, расстройства зрения, изменения психики [5].

Социально-медицинская актуальность проблемы адаптации людей с последствиями ДЦП в последние годы заметно повысилась, вследствие постепенно увеличивающейся распространенности заболевания, влекущего за собой стойкую утрату трудоспособности больных молодого возраста.

Несмотря на обилие специальных исследований, посвященных проблематике клиники и адаптации лиц с различными формами ДЦП, в настоящее время остается недостаточно изученным комплекс вопросов, связанных с объективной оценкой общего функционального состояния организма и, особенно, регуляторно-адаптивных возможностей респираторной системы. Центры социализации используют почти исключительно методологию психолого-педагогического сопровождения, не уделяя должного внимания соматическим проявлениям заболевания [6].

Можно предполагать, что выявление четких функционально-диагностических критериев оценки различий состояния внешнего дыхания молодых людей с последствиями ДЦП и условно (практически) здоровых лиц, позволит повысить эффективность адаптации и, следовательно, обеспечить качественную социализацию. Последнее возможно лишь при наличии динамического контроля важнейших морфофункциональных систем в каждом конкретном случае [1, 2].

В связи с изложенным, целью данной работы являлось определение информативных критериев оценки функции внешнего дыхания в условиях покоя у студентов с ДЦП и условно здоровых лиц.

Материал и методы. Исследования проведены на базе исследовательской лаборатории «Физиология функциональных систем» кафедры биологии института естественных наук Волгоградского государственного университета. Регистрация параметров выполнена с помощью программного модуля «Функции внешнего дыхания» (ФВД) диагностического комплекса «Валента». Первичные данные регистрировались у двух групп студентов: условно здоровые (n=10) и лица с ДЦП (n=10). Средний возраст обследованных составлял – 20,0±1,3 лет.

Определяли следующие параметры внешнего дыхания: форсированную жизненную емкость легких (ФЖЕЛ, л); объем форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ₁, л); индекс Тиффно, %; пиковую объемную скорость выдоха (ПОС, л/с); максимальную объемную скорость выдоха в моменты  времени, соответствующие 25, 50 и 75 % полного объема ФЖЕЛ (соответственно, МОС₂₅, МОС₅₀, МОС₇₅, %); среднюю объемную скорость выдоха (СОС, л/с);  продолжительность форсированного выдоха (Тфор.выд., с); минутный объем дыхания (МОД, л); частоту дыхательных экскурсий (ЧД, мин^-1); дыхательный объем (ДО, л).

Статистическая обработка данных проведена с помощью программного пакета «Excel 2013». Анализ включал в себя вычисление средней арифметической (M), ошибки выборки (m). Достоверность различий параметров определяли по величинам t-критерия Стьюдента.

Результаты и обсуждение.

Значения параметров, характеризующих биомеханические свойства системы дыхания и её резервные, скоростно-силовые возможности представлены в таблице 1.

Обнаружено, что в условиях покоя практически здоровые студенты и лица с последствиями ДЦП имели существенные различия ряда показателей функции внешнего дыхания.

Таблица 1 - Параметры функции внешнего дыхания условно здоровых лиц и студентов с последствиями ДЦП (M±m)

Параметры ФВД	Условно здоровые (n = 10)	ДЦП (n= 10)
ФЖЕЛ(л)	3,74±0,23	3,64±0,27
ОФВ1(л)	3,38±0,25	2,25±0,37
Индекс Тиффно (%)	89,40±8,42	51,00±8,92*
ПОС (л/с)	5,36±0,57	3,30±0,60*
МОС25 (л/с)	5,15±0,57	3,23±0,87*
МОС50 (л/с)	4,4±0,46	2,61±0,52*
МОС75 (л/с)	2,65±0,25	1,42±0,30
СОС25-75 (л/с)	4,03±0,39	2,34±0,41*
Т фор.выд. (с)	1,79±0,31	1,95±0,35
МОД (л)	11,94±1,41	13,35±2,01
ЧД (мин-1)	17,67±1,41	24,87±2,03*
ДО (л)	0,68±0,07	0,62±0,12

Примечание: знаком «*» отмечена достоверность различий показателей у обследованных обеих групп.  

Уровень функционального развития системы дыхания определяется величинами дыхательных объёмов и, в особенности, показателями форсированной экспирации [1]. В условиях физиологического покоя лица с последствиями ДЦП и условно здоровые студенты не имели достоверных различий параметров ФЖЕЛ и ОФВ₁. Следовательно, общее аэродинамическое сопротивление трахеобронхиального дерева потоку воздуха у молодых лиц обеих групп близко по своим функциональным эквивалентам. Существенного снижения проходимости воздухоносных путей у обследованных с ДЦП по сравнению со здоровыми, согласно полученным результатам, нет. Косвенно данное утверждение подтверждает отсутствие достоверных различий показателя Т фор.выд. в обеих группах.

В то же время, параметры, характеризующие преимущественно скоростно-силовые качества экспираторных дыхательных мышц, вовлекаемых в работу при форсированном – активном выдохе (ПОС, МОС₂₅, МОС₅₀, МОС₇₅, СОС_25-75), в группе обследованных с ДЦП существенно ниже, чем у практически здоровых лиц: ПОС снижена на 38,4%, МОС25 ниже на 37,3%, МОС50 - меньше на 40,7%, МОС75 - ниже на 46,4%, СОС - снижена на 41,9%. Индекс Тиффно у людей с ДЦП также значительно (на 43,0%) ниже, чем в группе здоровых обследуемых. Частота дыхания, напротив, существенно - на 40,7% - выше у больных. В соответствии с этим, у данного контингента обследованных за счет повышения частоты дыхания при сниженном дыхательном объеме (поверхностный тип дыхания) компенсаторно минутный объем дыхания достигает величин условной физиологической нормы. Повышение среднегрупповой частоты дыхания у лиц с последствиями ДЦП свидетельствует о напряжении нейро-гуморальных механизмов регуляции дыхания.

Известно, что снижение пиковой объёмной скорости во время выдоха свидетельствует об обструкции дыхательных путей [4], однако, в рассматриваемом случае, это утверждение является спорным.

Для лиц с ДЦП, на наш взгляд, более характерно существенное, неравномерное от начала движения к его завершению затруднение выполнения максимально быстрого выдоха вследствие нарушений тонуса и сократимости вспомогательных дыхательных мышц. Этот феномен особенно четко проявляется в последнюю четверть форсированной экспирации (см. табл. 1, различия МОС₇₅ в обеих группах).

У людей с последствиями ДЦП, по-видимому, имеет место снижение максимальной скорости сокращения вспомогательных экспираторных мышц: межреберных (mm. intercostales interni), мышц брюшного пресса. Это снижение скорости сокращения мышц нелинейно изменяется в динамике выдоха - постепенно прогрессируя по мере выполнения фазы экспирации и достигая минимума в последней четверти форсированного выдоха.

Гипотетически можно утверждать, что у лиц с ДЦП выраженность общей ригидности («спастичности», «гипертонуса») или, напротив, гипотонии (в зависимости от конкретной формы заболевания) скелетных мышц, функционально коррелирует с описанными выше проявлениями некоторой функциональной несостоятельности скоростных характеристик дыхания.

Следовательно, комплексная последовательная оценка скоростных параметров форсированного выдоха (МОС₂₅, МОС₅₀, МОС₇₅, ПОС, _СОС25-75, индекса Тиффно) является весьма информативным диагностическим приемом для исследований общего функционального состояния лиц с различными формами детского церебрального паралича. Параметры, характеризующие общую динамику форсированного выдоха (ФЖЕЛ и, отчасти, ОФВ₁), в данном случае не менее информативны.

В процессе длительной, многолетней адаптации конкретного ребенка, молодого человека целесообразно в динамике отслеживать изменения МОС₂₅, МОС₅₀, МОС₇₅, ПОС, СОС, индекса Тиффно, своевременно активируя механизмы физиологической защиты и корректируя в соответствии с выявленными изменениями общую стратегию адаптационных реакций с помощью немедикаментозных физиологических процедур.

Таким образом, в результате проведенных исследований выявлены четкие особенности скоростных характеристик деятельности вспомогательных дыхательных мышц и функционального состояния респираторной системы в целом у студентов с детским церебральным параличом по сравнению с условно здоровыми лицами. Исследование параметров скоростных характеристик форсированной экспирации позволяет уточнить характер и степень нарушений функций внешнего дыхания у данного контингента людей.

Согласно полученным данным, студентам с ДЦП необходимо динамическое физиологическое сопровождение.

Выводы.

1. Применение методики форсированной спирометрии у молодых лиц с последствиями ДЦП высоко информативно для оценки преимущественно скоростных характеристик вспомогательной дыхательной мускулатуры.
2. Скоростные характеристики дыхательных мышц у лиц с ДЦП наиболее значительно снижаются в последнюю четверть экспирации, что необходимо учитывать при интерпретации результатов функциональной диагностики состояния респираторной системы.

Литература

1. Агаджанян Н.А. Функции организма в условиях гипоксии и гиперкапнии. – М.: Медицина, 1986. – 269 с.
2. Анохин П.К. Очерки по физиологии функциональных систем. – М.: Медицина, 1975. – 448 с.
3. Баевский Р.М., Иванов Г.Г. Вариабельность сердечного ритма: основы метода и новые направления /Р.М. Баевский, Г.Г. Иванов // Новые методы электрокардиографии; под ред. С.В. Грачева, Г.Г. Иванова, А.Л. Сыркина. – М.: Техносфера, 2007. - 149 с.
4. Безруких М.М., Догадкина С.Б. Альманах Новые исследования. – М.: Вердана, 2002. – 164 с.
5. Белякова Л.И., Волоскова Н.Н. Логопедия. Дизартрия. - М.: Гуманитарный изд. центр ВЛАДОС., 2013. – 287 с.
6. Коновалова Г.М., Севрюкова Г.А. ВУЗ, здоровье и проблемы адаптации. – Волгоград: ИУНЛ ВолгГТУ, 2011. – 159 с.

References

1. Agadzhanyan. The functions of the bodyin hypoxiaand hypercapnia. – M.: Medicine, 1986. – 269 p.
2. Anokhin K.Essays onphysiologyof functional systems. – M.: Medicine, 1975. – 448 p.
3. Baevsky R. M.,Ivanov G. G.heart rate Variability: basicsandnew trends / M.Baevsky,G. G.Ivanov //New methods of electrocardiography; ed. byS. V.Grachev,G. G.Ivanov, A. L.sarcina. – M.:Technosphere,2007.- 149 p.
4. Bezrukih M. M., B.DogadkinAlmanacNew research.– M.:Verdana, 2002.– 164p.
5. Belyakova I.,N.Voloskova.N.Speech therapy.Dysarthria. - M.:Humanitarianpublishing house. centreVLADOS., 2013.– 287 p.
6. Konovalova M., SevryukovaG. A.UNIVERSITY, healthand adaptation problems. – Volgograd: VSTUIONL, 2011.– 159 p.