Влияние системного воспаления на вентиляцию легких и гиперкапническую хеморецепцию

ВЛИЯНИЕ СИСТЕМНОГО ВОСПАЛЕНИЯ НА ВЕНТИЛЯЦИЮ ЛЕГКИХ И ГИПЕРКАПНИЧЕСКУЮ ХЕМОРЕЦЕПЦИЮ*

А.А. Клинникова, Г.А. Данилова, Н.П. Александрова

ФГБУН «Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН», г. Санкт-Петербург, Россия

Актуальность. Системная воспалительная реакция представляет собой универсальный ответ организма на действие повреждающих факторов. На сегодняшний день известно, что для системного воспаления среди прочих неспецифических симптомов общего тяжелого заболевания характерны серьезные нарушения функций дыхания. Они выражаются в эпизодах апноэ (остановка дыхания), тахипноэ, гипер- или гиповентиляции, развитии гипоксических состояний. Все эти факты определяют актуальность изучения физиологических механизмов дисфункции респираторной системы в условиях развития системной воспалительной реакции.

Цель исследования. Изучение влияния системного воспаления на вентиляторную чувствительность к гиперкапнии, лежащую в основе хеморефлекторного механизма регуляции дыхания, обеспечивающего поддержание постоянства газового состава крови.

Материалы и методы. Эксперименты проводились на 16 наркотизированных, тра-хеостомированных спонтанно дышащих крысах-самцах линии Wistar, весом 250-300 г. Системное воспаление моделировали введением в кровеносное русло бактериального липополисахарида (ЛПС), компонента бактериальной клетки, вызывающего мощную индукцию провоспалительных цитокинов и других медиаторов из клеток иммунной системы организма, которые инициируют генерализованную воспалительную реакцию ЛПС (E.coli 055:B5, Sigma, L2880) вводился в бедренную вену в количестве 200 мкг растворенных в 2 мл физиологического раствора.

Вентиляторная чувствительность к ги-перкапнии определялась методом «возврат-

ного дыхания» гиперкапнически-гиперокси-ческой газовой смесью (7 % СО2, 60 % О2), с помощью построения кривых роста вентиляции при увеличении парциального давления углекислого газа (РеЮ02) в конечной порции выдыхаемого воздуха. Пневмотахографиче-ским методом регистрировались объемно-временные параметры дыхания, рассчитывался минутный объем дыхания, средняя скорость инспираторного потока. Все эксперименты на животных были проведены с соблюдением основных норм и правил биомедицинской этики (ЕигореапСоттипйуСоипсШкейг^ 86/609/ЕЕС).

Результаты. Полученные данные указывают на то, что во время спокойного дыхания воздухом внутривенное введение ЛПС в указанной дозе не вызывает достоверных изменений дыхательного объема (ДО), частоты дыхания (ЧД), минутного объема дыхания (МОД) и средней скорости инспираторного потока. Наблюдается лишь тенденция к увеличению этих параметров после введения ЛПС.

Вместе с тем было выяснено, что вентиляторный ответ на гиперкапническую стимуляцию существенно меняется под действием ЛПС. Респираторный эффект липополисахарида был выражен уже через 20 минут действия вещества и максимально проявлялся через 40 минут после введения препарата. Проведение количественных расчетов показало достоверное снижение величины прироста МОД, ДО и среднего инспираторного потока в ответ на гиперкапническую стимуляцию на фоне действия ЛПС. После инъекции липо-полисахарида величина прироста МОД при

увеличении РС^, на 1 мм рт ст снижалась

* Работа поддержана грантом Российского научного фонда № 15-15-00119.

на 32 %, дыхательного объема на 46 % и средней скорости инспираторного потока на 50% по сравнению с фоновыми величинами (р<0,01). Таким образом, введение ЛПС вызывало существенное ослабление вентиляторного ответа на гиперкапническую стимуляцию.

Заключение. По результатам проведенного исследования можно сделать вывод о том, что внутривенное введение бактериаль-

ного ЛПС, вызывающего развитие системной воспалительной реакции, влияет на хемореф-лекторный механизм регуляции дыхания. Полученные данные указывают на то, что системное воспаление может повреждать хе-морецепторный контроль вентиляционной функции легких, что вызывает снижение вентиляторной чувствительности к гиперкапнии, ослабляя тем самым резервные возможности системы внешнего дыхания.