Сколиоз: газообмен и выносливость

Начало ЗДЕСЬ

Нарушения газового состава крови при сколиозе коррелирует со степенью сколиоза (угол Кобба) и соответствующими изменениями респираторных параметров; данные отклонения прогрессируют с возрастом. Исследование задействовало 51 пациента, страдающего ИС: средний возраст составил 25.4 +/- 17.5 лет, угол Кобба 80.2 +/- 29.9. Оценивались ЖЕЛ, объём функционального мертвого пространства, СО2 и О2 крови. Выявлены статистически значимые корреляции: PaCO2 и физиологическое мертвое пространство увеличивались с возрастом; PaO2 и альвеолярная вентиляция уменьшались с возрастом. PaO2, альвеолярная вентиляция и дыхательный объём находились в обратной зависимости от угла сколиоза и в прямой зависимости с ЖЕЛ. Мертвое пространство и дыхательный объём были обратно связаны друг с другом, а альвеолярно-артериальная разница по кислороду была обратно связана с ЖЕЛ. Авторы делают вывод, что неравномерность вентиляционно-перфузионных соотношений как результат деформации грудной клетки была первичной в развитии газовых изменений и что с возрастом нарушения газообмена склонны прогрессировать. Зависящее от возраста повышение PaCO2 и снижение альвеолярной вентиляции связано с увеличением мёртвого функционального пространства [100].

Как видим, в данном случае не получено свидетельств о развитии гипокапнии в результате респираторных расстройств при ИС. Напротив, выявлено увеличение PaCO2, нарастающее с возрастом (по мере усугубления респираторных растройств).

Мягкая гипоксемия с нормокапнией в популяции пациентов с ИС предположительно развивается из-за нарушений вентиляционно-перфузионных соотношений. При тяжелом сколиозе гипоксемия может развиваться из-за ограничений диффузии и/или альвеолярной гиповентиляции и может сопровождаться накоплением СО2. Кроме того, может иметь место компенсаторное увеличение уровня гемоглобина: исследование, включавшее 138 пациентов, имеющих сколиоз с ранним началом (то есть в возрасте до 5 лет), показало, что гемоглобин сыворотки был выше нормы у 23% пациентов и улучшился после хирургической коррекции сколиоза [118].

 

В целом, негативное влияние на объём лёгких происходит в силу снижения растяжимости грудной клетки, нарушения онтогенеза лёгких и нарушения способностей дыхательных мышц (снижение их силы).

При сколиозе может страдать капиллярное кровообращение малого круга. Оценке капиллярного кровообращения лёгких с помощью перфузионной сцинтиграфии показывает, что у пациентов с 1 степенью деформации изучаемые характеристики соответствовали возрастной норме, но при 2 и 3 степенях выявлялись диффузные симметричные нарушения капиллярного кровотока в лёгких, у пациентов с 3-4 степенью деформации определялись выраженные асимметричные локальные и диффузные нарушения микроциркуляции. Нарушения регионарной вентиляции выявлялись уже начиная со 2-ой степени деформации – регистрировалось уменьшение подвижности диафрагмы при акте дыхания на стороне выпуклости сколиотической дуги.

Приведённые выше данные говорят о том, что при даже отсутствии очевидных спирометрических отклонений и морфологическх изменений легочной ткани по данным рентгенографии, уже при начальных степенях ИС выявляются определённые нарушения респираторной системы на уровне капиллярного кровообращения малого круга; по мере прогрессирования ИС данные изменения нарастают [124].

 

Изучение регионарной вентиляции и перфузии лёгких при сколиозе выявляет соответствующие изменения в целом, но не выявляет асимметричных изменений на выпуклой и вогнутой стороне сколиотический дуги: региональная вентиляция и перфузия легких оценивалась у 45 пациентов с ИС (величина угла от 10 до 190 градусов) в положении сидя с помощью внутривенной инъекции 133Xe. Не было обнаружено различий между лёгкими на вогнутой и выпуклой сторонах сколиотической дуги. Выявлено, что основания легких страдают в большей степени по сравнению с верхушками; перфузия и вентиляция прогрессивно снижаются по мере увеличения деформации. Таким образом, можно сделать вывод о том, что при одном уровне деформации нарушения вентиляции и перфузии у молодых менее выражены по сравнению с более пожилыми пациентами [101].

Другое контролируемое исследование оценивало изменения регионарной вентиляции и перфузии в зависимости от локализации дуги и включало 35 пациентов с ИС и 10 здоровых субъектов в качестве контроля. Для оценки регионарной функции лёгких использовался радиоактивный 133Xe. Сколиозные кривые были разделены на 3 подгруппы: высокие (апикальный позвонок между Т1 и Т5), средний (между Т6 и Т10) и низкий (между Т11 и L4); рассматривалась только первичная кривая, более 70% пациентов имели дугу более 60 градусов. Средний уровень вентиляции в трех группах сколиотических пациентов статистически достоверно не отличался от контроля, хотя и наблюдался широкий уровень индивидуальных вариаций. Только группа высоких дуг продемонстрировала значимо ненормальные соотношения вентиляции и перфузии. В целом результаты показывают, что анатомическая локализация и степень дуги влияют на регионарную функцию лёгких, но этот эффект одинаково распространяется на выпуклую и вогнутую сторону сколиотической дуги [102].

 

Кардиореспираторные особенности, обусловленные наличием ИС, могут негативно отражаться на физической производительности. Контролируемое исследование, включающее 29 пациентов с ИС и 20 человек в контрольной группе, 11-18 лет, использовало для оценки инкрементный тест ходьбы ISWD (incremental shuttle walk distance), ЖЁЛ и ОФВ1 (объём формированного выдоха за 1 секунду); в результате показано, что ИС ассоциирован со снижением респираторной функции и ухудшением дыхательного паттерна во время выполнения физических упражнений, а также сниженными возможностями относительно выполнения физических нагрузок [52].

Проспективное исследование, длившееся с января 2014 по февраль 2016 года, включало 40 пациентов с ИС (33 женского пола в возрасте от 11 до 35 лет, средней величиной грудной дуги 49,4 градуса и 7 мужского пола от 13 до 18 лет, средней величиной грудной дуги 47,1 градус). Исследовалось воздействие тяжести сколиотической дуги и величины грудного кифоза на респираторную функцию и двигательную производительность. Пациенты с грудной дугой более 60 градусов имели меньший уровень сатурации гемоглобина при максимальной физической нагрузке (p = 0.032). Пациенты с грудной дугой более 50 градусов имели более высокую частоту дыхания и МОД – соответственно, у них наблюдался меньший респираторный резерв при максимальной физической нагрузке (p = 0.038). Величина грудного кифоза положительно коррелировала с респираторной функцией, в частности с такими показателями, как ОФД1, ФЖЕЛ, ЖЕЛ, а также с дыхательным объемом во время кардиопульмонального тестирования. Пациенты, регулярно занимавшиеся физическими нагрузками, имели более высокий уровень максимального потребления кислорода, максимальное ЧСС и резерв ЧСС (p = 0.014). Таким образом, общая переносимость физических нагрузок не коррелировала с величиной торакальной дуги и грудного кифоза, однако некоторые параметры респираторной функции ухудшаются при увеличении торакальной дуги и уменьшении кифоза; физическая производительность лучше у пациентов, практикующих регулярные физические упражнения [21].

Выявленная в приведённом выше исследовании взаимосвязь степени грудного кифоза и респираторной функции (уменьшение степени кифоза коррелировало с выраженностью дыхательных нарушений), возможно, демонстрирует параллели между выраженностью типичного идиопатического сколиоза (для которого характерно уменьшение или полное исчезновение грудного кифоза с переходом в грудной лордоз; так называемый лордосколиоз) и соответствующими расстройствами дыхательной функции. Некоторые другие научные источники также отмечают связь выраженности грудного лордоза со снижением ЖЕЛ [98].

Максимальное потребление кислорода (МПК) –интегральный показатель, характеризующий физическую работоспособность человека; это наибольшее количество миллилитров кислорода, которое человек способен потреблять в течение 1 минуты. МПК зависит от ряда факторов, мышечной массы, кардиореспираторной способности, уровня гемоглобина и т.д. У среднего здорового человека МПК варьирует около 45 мл/кг/мин; у профессиональных спортсменов (лыжников, пловцов и т.п.) этот показатель достигает 90 и более мл/кг/мин.

Максимальное потребление кислорода как показатель, характеризующий совокупную физическую работоспособность, также может страдать у пациентов ИС; причем снижение уровня МПК коррелирует с выраженностью угла сколиоза. 70 девушек-подростков в возрасте 13.84 ± 2.2 лет, с идиопатическим грудным сколиозом (угол грудной дуги Кобба 10°-40°) сформировали группу исследования, а 27 здоровых девушек-подростков в возрасте 13.2 ± 1.9 — группу контроля. Исследовалась физическая работоспособность с помощью теста PWC170, а также максимальное потребление кислорода (ml/kg/min). МПК и физическая работоспособность были значительно ниже в группе сколиоза 25-40 градусов по сравнению с контролем; при этом значимой разницы между сколиозом 10-25 градусов и контролем не было. При сколиозах, вовлекающих более 9 позвонков, показатели PWC170 были значимо ниже контрольной группы. Аналогичные результаты были получены для сколиозов с двойной дугой [58].

По-видимому, определенную роль в снижении физической работоспособности у пациентов с ИС играет не только нарушения кардиреспираторной функции, но и низкая работоспособность скелетной мускулатуры (связанная с реальными и мнимыми ограничениями повседневной активности). Так, исследование с участием 60 пациентов (сколиоз с углом Кобба более 40 градусов) выявили снижение мышечной силы, включая дыхательные мышцы и четырехглавую мышцу бедра, коррелирующее со снижением физической производительности. Упражнение прерывалось из-за усталости ног ранее, чем возникала одышка. Результаты исследования показали генерализованную мышечную дисфункцию, объясняющую низкую физическую производительность даже в отсутствие тяжелых дыхательных расстройств [119].

С точки зрения прогноза интересно оценить влияние различных методов лечения, в том числе хирургических, улучшения физической работоспособности и максимального потребления кислорода. С этой целью было проведено проспективное исследование, включавшее 15 девочек и 5 мальчиков, перенесших хирургическое лечение сколиоза (коррекция основной дуги в среднем на 71,9%, Lenke тип 1A), каждый пациент до операции имел сколиоз более 45 по Коббу. Оценка максимального потребления кислорода, показатели кровообращения и ряд характеристик респираторной функции проводилась до операции и 2 года спустя. Исследование показало, что сердечно-дыхательная производительность и выносливость не улучшается спустя 2 года после операции у пациентов с тяжелым подростковым сколиозом [14].

 

В целом научные данные свидетельствует о нарушениях функций дыхания и кровообращения, а также снижении физической выносливости и максимального потребления кислорода при сколиозе, однако при лёгких степенях сколиоза явные респираторные нарушения выявляются не всегда, хотя и на фоне снижения работоспособности. 39 взрослых (19-38 лет) со слабой степенью сколиоза (10-28 градусов) подверглись оценке физической выносливости (тест PWC170), респираторной функции и интенсивности боли (Jackson and Moskowitz regimen). В результате исследования выявлено значительное снижение физической производительности согласно PWC170 (на 20% по сравнению с контрольной группой), спирометрические же показатели были лишь незначительно ниже, чем в контрольной; в 84% случаев участники группы сколиоза сообщили о болях в спине, в основном в поясничном отделе. Таким образом, согласно данному исследованию, сколиоз лёгкой степени не вызывал грубых ухудшений вентиляции; при этом взрослые с диагностированным сколиозом лёгкой степени демонстрировали сниженную физическую работоспособность; наличие сколиоза в подростковом возрасте ассоциировано с болью в спине во взрослом возрасте [55].

Продолжение ЗДЕСЬ

 

Библиография