ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2007, том 33, № 5, с. 102-112
УДК 612.01.01441:612.01.015.1+3
ВЛИЯНИЕ ГИПЕРБАРИЧЕСКОЙ СРЕДЫ РАЗЛИЧНОГО ГАЗОВОГО СОСТАВА НА МЕТАБОЛИЧЕСКИЕ ПОКАЗАТЕЛИ КРОВИ ЧЕЛОВЕКА
© 2007 г. Л. Б. Буравкова, Ю. А. Попова
Государственный Научный центр РФ - Институт медико-биологических проблем РАН, Москва
Поступила в редакцию 19.03.2007 г.
Проведено исследование динамики метаболических показателей у здоровых обследуемых при проведении экспериментальных водолазных спусков длительностью 4-21 суток в условиях нормокси-ческой кислородно-гелиевой среды, гипероксической кислородно-азотно-гелиевой среды и аргоно-содержащих сред с различным содержанием кислорода. С использованием спектрофотометриче-ских методов определяли концентрации основных субстратов и активности ферментов в крови при гипербарическом воздействии. В большинстве случаев клинико-биохимические показатели крови находились в пределах клинической нормы и характеризовались значительными межиндивидуальными различиями. Длительное пребывание обследуемых на большой "глубине" (более 200 м) вызывало изменения липидного метаболизма, выраженные в увеличении содержания триглицеридов и липопротеинов низкой плотности, а также полиненасыщенных жирных кислот в плазме крови. При проведении экспериментальных водолазных спусков в условиях гипероксической гелийсодер-жащей среды до "глубины" 70 м по режиму лечебной рекомпрессии статистически достоверных изменений исследуемых показателей обнаружено не было. При длительном воздействии нормоксиче-ской аргоносодержащей среды при давлении 5 м вод. ст. наблюдалось достоверное увеличение содержания в крови триглицеридов, общего холестерина и глюкозы, а также тенденция к увеличению активности некоторых тканевых ферментов. В условиях пребывания в гипоксических кислородно-азотно-аргоновой и кислородно-азотной средах при той же величине давления большинство клини-ко-биохимических показателей характеризовалось относительной стабильностью. У отдельных обследуемых, в период воздействия гипербарии в обеих средах наблюдалось относительное повышение концентрации триглицеридов, активности лактатдегидрогеназы и щелочной фосфатазы, индекса атерогенности. Отсутствие патологических изменений значений клинико-биохимических показателей крови указывает на безопасность применения данных сред в гермообъектах под повышенным давлением. Эпизодически обнаруживаемые сдвиги показателей липидного обмена и активности ферментов плазмы при пребывании здоровых обследуемых как в гелийсодержащих, так и в аргоносодержащих средах свидетельствуют о возможной обратимой дисфункции печени в условиях повышенного давления. Выраженность изменений показателей липидного обмена в крови определяется величиной избыточного давления и длительностью пребывания организма в условиях гипербарии.
Пребывание человека в условиях повышенного давления связано не только с проведением водолазных и кессонных работ, все большее распространение среди активных форм отдыха получает дайвинг [1-3]. Комплекс факторов гипербарической среды -высокое давление per se, повышенные парциальные давления индифферентных газов (азота, гелия, аргона) и кислорода, измененный температурный режим окружающей среды, процессы насыщения и рассыщения тканей газами при компрессии и декомпрессии вызывает ряд физиологических реакций организма человека, которые подробно описаны в ряде обзоров и монографий [2, 4-8]. Освоение человеком океанских глубин ограничивается наличием "пределов глубины", определяемых развитием таких явлений как наркотическое действие индифферентных газов, нервный синдром высоких давлений, токсическое действие кислорода, деком-прессионные расстройства. Влияние условий повы-
шенного давления проявляется не только в вышеуказанных специфических симптомокомплексах, но и в менее специфичных изменениях функционирования органов и систем. Из комплекса факторов гипербарической среды обитания, большая часть которых взаимосвязана, достаточно трудно выделить вклад каждого компонента в отдельности в развитие тех или иных изменений в организме. Несмотря на это, в ряде случаев возможно определить преимущественное влияние того или иного фактора. Так, при дыхании сжатым воздухом под давлением до 1 МПа изменения сердечно-сосудистой системы, периферической крови, органов пищеварения и выделения, а также обмена веществ в основном обусловлены повышенным парциальным давлением кислорода; сдвиги в деятельности центральной нервной системы в первую очередь являются следствием наркотического действия азота; функции органов дыхания в этих условиях изменя-
Таблица 1. Основные параметры экспериментальных водолазных спусков с использованием различных газовых сред
№ Максимальное давление при спуске, м вод. ст. Состав газовой среды рО2, кгс/см2 Длительность спуска, сут Число и пол обследуемых
1 250 02-Не 0.21 21 3 муж.
2 40 02-М2-Не 0.45-0.50 7 2 муж.
3 40 02-М2-Не* 0.45-0.50 5.5 3 муж.
4 70 воздух* 02-М2-Не* 0.45-0.50 4.5 3 жен.
1 муж.
условия обычной жизнедеятельности 3 жен.
5 5 02-М2-ЛГ 0.21 18 3 муж.
6 5 02-^-Лг 0.15 3 3 муж.
7 5 02-М2 0.15 3 2 муж.
* Периодическое дыхание подогретой кислородно-гелиевой смесью.
ются преимущественно под влиянием повышенной плотности вдыхаемого воздуха.
В случаях возникновения специфических заболеваний водолазов и дайверов гипербарическое воздействие (лечебная рекомпрессия, гипербарическая оксигенация) является основным методом лечения [2, 7-10]. Апробация новых режимов декомпрессии, рекомпрессии, новых составов газовых сред, наряду с оценкой физиологических параметров, должна включать и определение интегральных клинико-биохимических показателей, свидетельствующих о функционировании систем организма в целом. При этом, анализ клинико-биохимических показателей крови является, с одной стороны, необходимой составляющей контроля состояния организма человека при водолазных спусках, а с другой стороны, звеном изучения процессов адаптации к условиям измененного давления, состава газовой среды, температурного режима, изоляции в барокамере.
Сопоставление результатов различных экспериментов по исследованию воздействия факторов гипербарии на метаболические показатели крови представляет сложную задачу вследствие ограниченного числа испытуемых и различия условий экспериментов (величины максимального давления, продолжительности спуска, состава газовой среды, в том числе, значения парциального давления кислорода). Кроме этого, получение проб крови в условиях барокамеры сопряжено с большими трудностями, такими как проведение венепункции под давлением и необходимость последующей декомпрессии крови по специальному режиму. Поэтому во многих экспериментах была проведена оценка только последствий влияния гипербарии на организм. Тем не менее, следует отметить, что у здоровых обследуемых после спусков различной глубины и длительности было выявлено повышение показателей липид-ного обмена и активности ферментов, свидетельствующее о дисфункции печени [11-16].
Целью настоящей работы являлось изучение динамики клинико-биохимических показателей у здоровых обследуемых при экспериментальных спусках в условиях килородно-гелиевой, кислородно-азотно-гелиевой и аргоносодержащих газовых сред.
МЕТОДИКА
Материалом исследования являлись пробы венозной крови, полученные у здоровых обследуемых в ходе проведения комплексных гипербарических экспериментов. Все экспериментальные водолазные спуски осуществлялись в наземном бароком-плексе ГВК-250 ГНЦ РФ - ИМБП РАН под руководством докт. мед. наук. Б.Н. Павлова на основании утвержденных программ, одобренных комиссией по биомедицинской этике ГНЦ РФ - ИМБП РАН. Все обследуемые были ознакомлены с условиями проведения экспериментов и подписали информированное согласие на добровольное участие в них.
Изучение клинико-биохимических показателей проводили при экспериментальных спусках методом длительного пребывания под повышенным давлением как на большую "глубину" (давление 250 м вод. ст., что соответствует 2.5 МПа) в кислородно-гелиевой среде (КГСр), так и на средние "глубины" (давление 40-70 м вод. ст.) в условиях кислородно-азотно-гелиевой среды (КАГСр), а также в условиях аргоносодержащих сред с различным содержанием кислорода на малой "глубине" при давлении 5 м вод. ст. (табл. 1). Длительное (4-7 суток) пребывание в КАГСр при давлении 40-70 м вод. ст. представляло апробацию трех модификаций нового режима лечебной рекомпрессии, разработанного в ГНЦ РФ - ИМБП РАН [9, 17]. В тестировании режима рекомпрессии принимали участие девять здоровых обследуемых обоего пола. В одном из спусков обследуемым проводились сеансы дыхания подогретой кислородно-гелиевой сме-
сью (КГС) с помощью аппарата "Ингалит" (производство СКВ ЭО при ГНЦ РФ - ИМБП РАН) на "глубинах" 0, 15, 40 м (данный режим представлял апробацию варианта лечебной рекомпрессии при оказании медицинской помощи пациентам с де-компрессионными расстройствами в сочетании с переохлаждением). Контрольную группу по отношению к обследуемым, участвующим в спуске до 70 м вод. ст. по режиму лечебной рекомпрессии, составляли трое здоровых обследуемых, которые находились при нормальном атмосферном давлении воздуха в условиях обычной жизнедеятельности.
Комплексные эксперименты по изучению влияния аргоносодержащих сред (pAr = 0.5 кгс/см2) при давлении 5 м вод. ст. на организм здорового человека, в том числе на клинико-биохимические показатели крови, проводили с участием восьми здоровых обследуемых. Длительное пребывание обследуемых в нормоксической кислородно-азотно-аргоно-вой среде (КААрСр) составляло 18 суток, в гипо-ксической (рО2 = 0.15 кгс/с м2) КААрСр - 3 суток. Для анализа влияния состава газовой среды было проведено сравнение с гипоксической кислородно-азотной средой (КАСр) с таким же содержанием кислорода.
Пробы венозной крови отбирали из локтевой вены обследуемых натощак. В условиях гипербарии венепункцию проводил врач-спецфизиолог, находившийся в барокамере, пробы крови вышлюзо-вывали по специальному режиму декомпрессии. При спуске методом длительного пребывания под повышенным давлением (ДП) на "глубину" 250 м
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.