Особенности адаптационных реакций системы дыхания у людей 50-65 лет в условиях пандемии COVID-19

Актуальность. Пандемия COVID-19 – глобальная проблема, вызванная высоковирулентным вирусом. Распространение новой коронавирусной инфекции происходит воздушно-капельным путем через вдыхание распы- ленных при кашле, чихании или разговоре капель с вирусом. Данное заболевание в первую очередь затрагивает систему дыхания. Вирус способен вызывать осложнения в виде COVID-пневмонии [1].

Для предотвращения роста числа зараженных COVID-19 был введен масочный режим [2]. Однако длительное ношение маски может привести к негативным последствиям. В частности, во время использования средств индивидуальной защиты органов дыхания создается парниковый эффект из-за повышенной концентрации CO₂ во вдыхаемом воздухе и ограничения поступления O₂. Ношение маски затрудняет сам процесс дыхания, что может приводить к гипоксии, вызванной изменениями вентиляции легких. В связи с вышеизложенным, целью работы является сравнительный анализ параметров ФВД до и во время пандемии, обуславливающей использование средства индивидуальной защиты.

Материалы и методы. В исследовании приняли участие 56 респондентов в возрасте 55– 65 лет. Все участники были информированы об условиях проведения исследования, о гарантиях неразглашения полученной информации. Все респонденты обследовались дважды, до пандемии и во время введения масочного режима. Регистрация параметров ФВД проводилась с помощью АПК «ВАЛЕНТА» (РУ №ФСР 2007/ 00259 от 26.03.2009, г. Санкт-Петербург).

При проведении исследования использовались разовые индивидуальные мундштуки. Обследуемый выполнял дыхательный маневр: спокойное дыхание, форсированное дыхание.

Дыхательный маневр регистрировался в виде графического представления результатов спирометрии. Выполнен анализ следующие параметров: жизненной емкости легких (ЖЕЛ, л), форсированной жизненной емкости легких на выдохе (ФЖЕЛ, л), объема форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1, л), пиковой скорости выдоха (ПОС, л/с), мгновенной объемной скорости (МОС25, МОС50 и МОС75, л/с), средней объемной скорости в интервале между 25 % и 75 % длительности фазы экспирации ФЖЕЛ (СОС25-75, л/с), частоты дыхания (ЧД, цикл/мин), дыхательного объема (ДО, л), минутного объема дыхания (МОД, л).

Статистическая обработка данных проводилась с помощью программы SPSS-18.

Результаты и их обсуждение. Реальные события в обществе предопределяют необходимость длительно носить в период рабочего времени маску, являющуюся защитным гигиеническим средством. Маска создает дополни- тельное аэродинамическое сопротивление воздуха в различные фазы дыхания. Форсированная экспирация осуществляется активно и характеризуется величинами форсированной жизненной емкости легких на выдохе (ФЖЕЛ, л) и объема форсированного выдоха за 1 секунду (ОФВ1). При этом нарастанию скорости воздушного потока при выдохе способствуют несколько факторов: 1) эластическая тяга легочной ткани; 2) активная сократительная деятельности вспомогательных дыхательных мышц (внутренние межреберные мышцы, мышцы брюшной полости и, отчасти, мышцы плечевого пояса). Противодействуют активному выдоху аэродинамическое сопротивление воздухоносных путей трахеобронхиального дерева, а также дополнительные элементы, такие как защитные гигиенические маски. В связи с изложенным, на наш взгляд, именно этим обусловлено снижение скоростных показателей выдоха (ПОС, МОС25, МОС50, МОС75 и СОС25-75) во время длительного ношения средств индивидуальной защиты органов дыхания (см. рис. 1).

По данным нашего исследования адаптация системы дыхания в период масочного режима осуществляется за счет повышения объемов дыхания. Так, обращает на себя внимание увеличение ЖЕЛ на 9,84 % (pd ≤ 0.05) и ДО на 28,26 % (pd ≤ 0.05). Частота дыхания значимо не изменяется или незначительно снижается (см. рис. 2).

Уменьшение ЧД отмечается в 57% случаев от общего числа респондентов. Поддержание на должном уровне минутного объема дыхания происходит за счет увеличения дыхательного объема. Это первый вариант адаптационного реагирования организма на затруднение дыхания, создаваемое маской (см. рис. 3, 4).

Второй вариант адаптации, заключающийся в росте ЧД для сохранения адекватного уровня МОД (встречается в 43 % случаев), энергетически менее выгодный, так как цена физиологической адаптации повышается за счет дополнительных усилий (энергозатрат) дыхательной мускулатуры на преодоление при каждом дыхательном цикле повышенного аэродинамического сопротивления, создаваемое гигиенической маской.

Таким образом, установлены разнонаправленные адаптационные реакции организма человека в процессе длительного затрудненного дыхания, обусловленного ношением маски.

Рис. 1. Скоростные характеристики форсированной экспирация до (покой) и во время пандемии (затрудненное дыхание через маску)

Примечание. Составлено авторами.

Рис. 2. Динамика показателей ФВД до и во время пандемии (ношение маски)

Примечание. Составлено авторами.

• ■    Увеличение ■ Уменьшение

Рис. 3. Процентное соотношение адаптационных реакций организма человека в процессе длительного затрудненного дыхания по изменению частоты дыхания

Примечание. Составлено авторами.

Дыхательный объем

• ■    Увеличение ■Уменьшение

Рис. 4. Процентное соотношение адаптационных реакций организма человека в процессе длительного затрудненного дыхания по изменению дыхательного объема

Примечание. Составлено авторами.

Полученные результаты свидетельствуют о необходимости включения перерывов на «свободное дыхание» вне общественных мест при соблюдении масочного режима адекватно сложившейся пандемической ситуации, что позволит снизить влияние гипоксических эффектов на организм.