Пороги резистивной чувствительности и восприятие дополнительного респираторного сопротивления у здоровых пожилых людей и пациентов с хронической обструктивной болезнью легких

Введение . Увеличение частоты хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) обусловливает важность оценки обнаружения и восприятия резистивной нагрузки у здоровых пожилых людей и пациентов с ХОБЛ [1, 2].

Обнаружение нагрузки представляет собой способность человека почувствовать внешнюю резистивную нагрузку, количественно оно характеризуется минимальным порогом резистивной чувствительности [3]. Восприятие дополнительного респираторного сопротивления (ДРС) определяется как воспринимаемый уровень усилий при дыхании, связанных с резистивной нагрузкой, и оценивается по модифицированной шкале Борга [4].

Соотношение резистивной чувствительности и восприятия ДРС у больных ХОБЛ имеет большое значение для ранней диагностики и эффективной терапии заболевания. Имеющаяся на современном этапе информация по данной проблеме весьма противоречива. Так, в работе Giardino N.D. и соавт. пороги резистивной чувствительности исследовались у пожилых людей (старше 65 лет) [5]. Различий в обнаружении нагрузки между лицами с ХОБЛ и контрольной группой зафик- сировано не было. Однако авторами не приводилось значение порога сопротивления, а количество участников было относительно небольшим (по 7–9 чел. в каждой группе) [5]. Иные выводы сделаны в ходе недавнего исследования: авторы которого сообщали о более высоких резистивных порогах (т.е. меньшей чувствительности к обнаружению ДРС) у участников с ХОБЛ по сравнению с контрольной группой пожилых людей [6]. Эти противоречивые результаты могут быть объяснены классическими представлениями V. MacBean и соавт. [7] о различиях внутреннего сопротивления дыхательных путей у исследуемых групп участников, что в соответствии с основным психофизиологическим законом Вебера – Фехнера определяет порог обнаружения ДРС. Степень изменения порога резистивной чувствительности при здоровом старении и ХОБЛ, имеющая значение для защиты дыхательных путей и развития одышки, до конца не определена [8].

Цель исследования. Измерение порогов резистивной чувствительности и восприятия ДРС у здоровых пожилых людей и пациентов с ХОБЛ.

Материалы и методы . Работа была одобрена локальным этическим комитетом ФГБОУ ВО РязГМУ Минздрава России (протокол № 9 от 05.06.2023) и соответствовала принципам Хельсинкской декларации. Все участники дали письменное информированное согласие.

Основную группу исследования составили 28 пациентов с подтвержденным диагнозом ХОБЛ среднетяжелой и тяжелой степени (CAT≥10, mMRC ≥2) в стадии ремиссии (GOLD 2023) [9]. В контрольную группу (КГ) вошли 25 пожилых людей, состояние здоровья которых соответствовало возрасту.

Испытуемые удобно сидели с зажимом для носа и дышали через мундштук, соединенный через бактериально-вирусный фильтр с устройством, дозирующим ДРС. Дозатор ДРС представлял собой эластичную трубку, вставленную в канал вдоха. С помощью насоса эластичная трубка раздувалась и перекрывала сечение канала вдоха, создавая ДРС. Нагрузочное тестирование для измерения порогов резистивной чувствительности и восприятия нагрузки проводилось во время фазы вдоха.

Для определения порога обнаружения резистивной нагрузки в каждом испытании участники начинали дышать без ДРС (свободное дыхание). Далее во время очередного вдоха последовательно добавляли ДРС, составляющее 1 % от максимального внутриротового давления, определяемого с помощью маневра Мюллера (1 % Pmmax) [10]. Участников просили сравнить нагруженный вдох с незатрудненным и указать, есть ли разница. Испытуемые указывали «да», если произошло изменение сопротивления (поднятым большим пальцем), и «нет», если изменения сопротивления не было (горизонтальным движением руки). Учитывались 3 измерения, в которых было обнаружено ДРС, пороговые значения усреднялись.

Величину воспринимаемой резистивной нагрузки как усилие, прилагаемое во время нагруженного вдоха, участникам предлагалось оценить с помощью модифицированной шкалы Борга [11]: сразу же после предъявления каждого задания испытуемые указывали соответствующую цифру.

Объем форсированного выдоха за 1 с (ОФВ1), жизненная емкость легких (ЖЕЛ) и пиковый экспираторный поток (ПЭП) определялись с помощью спироанализатора Spirolab III SpО2 (Италия), а для измерения максимального инспираторного давления (Pmmax) при остаточном объеме использовался портативный респираторный мановакуометр WIKA-2-75 (Польша). Лучшее зарегистрированное значение для каждого показателя считалось приемлемым, если оно отличалось от результата другой попытки не более чем на 10 %. Спирометрические показатели соотносились с прогнозируемыми должными величинами ОФВ1 и ЖЕЛ (в процентах), которые рассчитывались в соответствии с рекомендациями Глобальной инициативы по астме (GINA 2023) [12].

Для определения порогов резистивной чувствительности измерялся прирост пикового внутриротового давления (Δ Pmpeak, см вод. ст.) во время нагруженных вдохов, зафиксированный в трех измерениях. Прирост ощущаемого ДРС (Δ ДРС, см вод. ст./л/с) рассчитывался на основе показателей пикового давления и пикового потока в ротовой полости при каждом нагруженном вдохе. Для сравнения между группами давление в ротовой полости нормировалось в процентах относительно максимального инспираторного давления, определяемого с помощью пробы Мюллера [9].

Для оценки восприятия нагрузки измеренные респираторные параметры для каждого вдоха с пороговой нагрузкой (пиковое внутриротовое давление, пиковый инспираторный поток, время и объем вдоха [12]) усреднялись по повторяющимся нагрузкам вместе с оценками Борга.

Статистический анализ. Антропометрические показатели, функция легких, параметры дыхания в состоянии покоя и пороги обнаружения нагрузки у испытуемых разных групп сравнивались с использованием однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA) или одно- факторного дисперсионного анализа рангов (ANOVA on Ranks) с последующим апостериорным тестированием с применением метода Холма – Сидака или метода Данна соответственно. Статистический анализ проводился с использованием SPSS Statistics (v28, США). В зависимости от нормальности распределения данных использовался критерий Манна – Уитни или t-критерий. Статистическая значимость устанавливалась на уровне р<0,05. Данные в таблицах представлены как среднее значение и стандартное отклонение или медиана и межквартильный размах.

Результаты и обсуждение. Конституционально-антропометрические и спирометрические данные испытуемых двух групп представлены в табл. 1.

Таблица 1

Table 1

Конституционально-антропометрические и спирометрические данные испытуемых Anthropometric and spirometric characteristics of the study participants

Показатель Parameter	КГ, n=25 CG, n=25	ХОБЛ, n=28 COPD, n=28	р
Возраст, лет Age, years	77±13	79±15	0,48
Женский пол, n Female, n	11	12	0,36
ИМТ, кг/м2 BMI, kg/m2	29 (23; 32)	22 (19; 25)	0,002
ОФВ1, л FEV1, L	2,5±0,8	1,0±0,2	<0,001
ОФВ1 к должному, % FEV1, % predicted	94 (85; 113)	49 (33; 55)	<0,001
ЖЕЛ, л VC, L	3,1 (2,2; 3,5)	2,2 (1,6; 2,7)	0,005
ЖЕЛ к должному, % VC, % predicted	97±21	69±19	<0,001
ОФВ1/ЖЕЛ, % FEV1/VC ratio, %	77 (72; 84)	48 (42; 55)	<0,001
ПЭП, л/с PEF, L/s	355±136	134±58	<0,001
Pmmax, см вод. ст. Pmmax, cm H2 O	72 (52; 76)	55 (47; 71)	<0,001

Примечание. ИМТ – индекс массы тела, ОФВ1 – объем форсированного выдоха за 1 с, ЖЕЛ – жизненная емкость легких, ОФВ1/ЖЕЛ – индекс Тиффно, ПЭП – пиковый экспираторный поток, Pmmax – максимальное инспираторное давление.

Note. BMI – body mass index; FEV1 – forced expiratory volume in 1 second; VC – vital capacity;

FEV1/VC – Tiffeneau index; PEF – peak expiratory flow; Pmmax – maximal inspiratory pressure.

Группы были сопоставимы по полу и возрасту. У больных ХОБЛ были значительно снижены показатели ИМТ, ОФВ1, ЖЕЛ, ОФВ1/ЖЕЛ, Pmmax и ПЭП по сравнению с КГ.

В табл. 2 приведены сводные данные по параметрам дыхания, порогам резистивной чувствительности и восприятию ДРС у представителей контрольной группы и пациентов с ХОБЛ.

Таблица 2

Table 2

Показатели внешнего дыхания, пороги резистивной чувствительности и восприятие ДРС у представителей контрольной группы и пациентов с ХОБЛ

Pulmonary function parameters, resistive load perception thresholds, and respiratory resistance awareness in control subjects and patients with COPD

Показатель Parameter	КГ, n=25 CG, n=25	ХОБЛ, n=28 COPD, n=28	р
Свободное дыхание Unloaded breathing
Pmpeak, см вод. ст. Pmpeak, cm H 2 O	-1,28 (-1,42; -0,89)	-1,24 (-1,48; -1,07)	0,23
Продолжительность вдоха, с Inspiratory time, s	1,96 (1,55; 2,67)	1,42 (1,10; 1,67)	0,03
Дыхательный объем, л Tidal volume, L	0,88±0,21	0,54±0,21	0,04
Средний инспираторный поток, л/с Mean inspiratory flow, L/s	0,35 (0,33; 0,54)	0,73 (0,41; 1,17)	0,03
Восприятие сопротивления дыханию по Боргу, ед. Borg score for respiratory load perception, units	2,41 (1,38; 3,18)	3,73 (1,88; 5,32)	0,04
Пороги резистивной чувствительности Resistive thresholds
Δ Pmpeak, см вод. ст. Δ Pmpeak, cm H 2 O	2,46 (1,58; 3,23)	2,75(1,19; 3,15)	0,89
Δ ДРС, см вод. ст./л/с Δ R load , cm H 2 O/L/s	1,47 (0,94; 2,11)	2,45 (1,17; 4,65)	0,03
Δ Pmmax, %	4,26 (2,31; 6,98)	7,21 (3,03; 10,35)	0,01
Продолжительность вдоха, с Inspiratory time, s	1,72 (1,42; 2,77)	1,48(1,11; 1,76)	0,01
Дыхательный объем, л Tidal volume, L	0,88±0,21	0,69±0,28	0,03
Средний инспираторный поток, л/с Mean inspiratory flow, L/s	0,44 (0,33; 0,54)	0,69 (0,40; 1,21)	0,06
Восприятие сопротивления дыханию по Боргу, ед. Borg score for respiratory load perception, units	3,22 (1,54; 5,11)	4,67 (1,92; 6,56)	0,03

Примечание. Pmpeak – пиковое внутриротовое давление; Δ Pmpeak – абсолютный порог пикового внутриротового давления; Δ ДРС – абсолютный порог резистивной чувствительности; Δ Pmmax – порог, нормализованный по максимальному внутриротовому давлению.

Note. Pmpeak – peak mouth pressure; Δ Pmpeak – absolute peak mouth pressure threshold; Δ R load – absolute resistive load perception threshold; Δ Pmmax – threshold normalized to maximal mouth pressure.

Во время незатрудненного дыхания продолжительность вдоха и дыхательный объем в КГ превышали таковые в группе ХОБЛ (р<0,05). Средний инспираторный поток и восприятие сопротивления дыханию по Боргу у пациентов с ХОБЛ были больше, чем у представителей КГ (р<0,05). При этом пиковое внутриротовое давление у испытуемых двух сравниваемых групп не отличались (р>0,05).

При измерении пороговых значений обнаружения ДРС показатели дыхания при тестировании резистивной чувствительности сопоставлялись с соответствующими данными в спокойном состоянии. Межгрупповых различий в изменении пикового давления в полости рта (р>0,05) обнаружено не было, однако абсолютный порог резистивной чувствительности ( Δ ДРС) и нормализованный по максимальному внутриротовому давлению порог ( Δ Pmmax) у пациентов с ХОБЛ превышали таковые в КГ (р<0,05). Продолжительность вдоха и дыхательный объем в КГ были выше, чем у больных ХОБЛ (р<0,05), а восприятие порогового сопротивления по Боргу – ниже (р<0,05). Показатели среднего инспираторного потока в группах не различались.

Итак, в настоящем исследовании выявлено влияние ХОБЛ на обнаружение и восприятие ДРС пожилыми людьми. Так, абсолютный порог резистивной чувствительности и нормализованный по максимальному внутриротовому давлению порог у пациентов с ХОБЛ превышали таковые в контрольной группе (р<0,05). При этом восприятие сопротивления дыханию при незатрудненном дыхании и ощущение прироста резистивной нагрузки по шкале Борга при измерении пороговых значений у больных ХОБЛ были выше, чем в КГ. Таким образом, изменение резистивной чувствительности у представителей КГ и больных ХОБЛ было связано как с абсолютными порогами, так и с нормализованными по максимальному внутриро-товому давлению. Этот факт предполагает, что повышенное восприятие резистивной нагрузки у больных ХОБЛ при более высоком сопротивлении воздухоносных путей, связано не только с измененной чувствительностью, но и со снижением силы инспираторных мышц и, как следствие, с увеличением усилия при дыхании и центральной обработке дыхательных ощущений [14].

Полученные данные о значительном снижении форсированных потоковых проб у группы пациентов с ХОБЛ (ОФВ1, ЖЕЛ, ОФВ1/ЖЕЛ, ПЭП) по сравнению с КГ свидетельствуют о повышении у первых сопротивления воздухоносных путей. При этом уменьшение максимального внутриротового давления у больных ХОБЛ свидетельствует о слабости их дыхательных мышц. Более ранние исследования с участием пациентов с хроническим бронхитом [15] и ХОБЛ [7] показали, что уровень обнаруженного порогового сопротивления в 50 % случаев был выше по сравнению со здоровыми контрольными группами. Пороги резистивной чувствительности у больных с хроническим бронхитом увеличились пропорционально внутреннему сопротивлению (т.е. в соответствии с законом Вебера) [15], но у группы из 14 чел. с ХОБЛ пороги выросли выше уровня, который можно было бы ожидать, исходя из закона Вебера [7]. Таким образом, негативное влияние хронических изменений дыхательных путей при ХОБЛ на пороги резистивной чувствительности нарушает обнаружение резистивной нагрузки.

Хотя относительный порог обнаружения ДРС ( Δ Pmmax) у пациентов с ХОБЛ был в 1,7раза выше, чем у здоровых пожилых людей, абсолютные пороги резистивной чувствительности ( Δ Pmpeak) у них практически не отличались (p>0,05). По-видимому, хроническая обструктивная патология в соответствии с законом Вебера – Фехнера изменяет респираторные ощущения пропорционально сопротивлению воздухоносных путей. Для сравнения: у больных с нарушением дыхательной мускулатуры (например, у пациентов с хронической тетраплегией) наблюдается существенное повышение абсолютных порогов резистивной чувствительности ( Δ ДРС) при незначительном изменении относительных порогов резистивной чувствительности ( Δ Pmmax) [16]. Нарушение способности выявлять изменения сопротивления и давления в дыхательных путях может представлять собой фактор риска аспирации и возникновения пневмонии.

Заключение. В настоящем исследовании продемонстрировано, что пожилые люди без ХОБЛ способны обнаруживать меньшее изменение давления (как абсолютное в см вод.ст., так и в процентах от максимального инспираторного давления), чем больные ХОБЛ. Вос- принимаемое усилие при дыхании с увеличением ДРС было выше у больных ХОБЛ. Повышенное восприятие резистивной нагрузки у них, по-видимому, связано со снижением силы инспираторных мышц и, как следствие, с увеличением усилий при дыхании.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов

Концепция и дизайн исследования: Бяловский Ю.Ю., Ракитина И.С.,

Глотов С.И., Ермачкова А.Н.

Литературный поиск, участие в исследовании, обработка материала: Бяловский Ю.Ю.,

Ракитина И.С., Ермачкова А.Н.

Статистическая обработка данных: Бяловский Ю.Ю., Глотов С.И.

Анализ и интерпретация данных: Бяловский Ю.Ю., Ракитина И.С.,

Глотов С.И., Ермачкова А.Н.

Написание и редактирование текста: Бяловский Ю.Ю., Ракитина И.С., Глотов С.И.