Введение. Физиологические эффекты гормонов щитовидной железы распространяются практически на все виды жизнедеятельности организма [12]. Результаты многочисленных экспериментальных и клинических исследований убедительно свидетельствуют о том, что основным и наиболее важным свойством тиреоидных гормонов является их способность увеличивать потребление кислорода [9-11, 15]. Гормоны щитовидной железы оказывают влияние на функции дыхательной и сердечно-сосудистой систем, на тканевое дыхание, т.е. на все звенья функциональной системы дыхания (ФСД), ответственной за снабжение организма кислородом, адекватное метаболическим потребностям, и выведение углекислого газа. Тесная взаимосвязь тиреоидной и дыхательной систем обуславливает их взаимодействие не только в физиологических условиях, но и сопряженное включение в патологический процесс при гипотиреозе.
Основной причиной симптомокомплекса гипотиреоза является аутоиммунный тиреоидит. Гипотиреоз может проявляться как в клинически выраженной манифестной форме со снижением уровня трийодтиронина и тироксина при повышенном уровне в крови тиреотропного гормона гипофиза (ТТГ), так и принимать скрытое (субклиническое) течение с нормальным уровнем гормонов щитовидной железы, но повышенным содержанием ТТГ. Отсутствие жалоб при субклиническом гипотиреозе ставит вопрос о целесообразности ранней заместительной гормональной терапии спорным. Поэтому более детальная оценка состояния организма больных с субклиническим гипотиреозом особенно важна для подбора методов и средств коррекции тиреоидной дисфункции.
Участие щитовидной железы в регуляции кислородного метаболизма в организме позволило предположить, что тиреоидная дисфункция, наблюдаемая у больных с аутоиммунным тиреоидитом, может привести к значительным изменениям во всех звеньях функциональной системы дыхания.
Цель исследования: охарактеризовать особенности состояния функциональной системы дыхания и кислородного режима организма (КРО) у больных с субклиническим и манифестным гипотиреозом.
Материал и методы исследования. Обследовано 40 здоровых человек (контрольная группа) и 105 больных c диагнозом аутоиммунный тиреоидит: из них 48 больных с субклиническим гипотиреозом, 57 – пациенты с клинически выраженным манифестным гипотиреозом. Возраст обследованных составлял 26-55 лет. Диагноз верифицирован на основе гормонального исследования.
Содержание в крови тиреоидных гормонов и ТТГ определяли методом иммуноферментного анализа с использованием реактивов фирмы “Bio-Rad Laboratories” (США) на приборе Stat fax 303+ фирмы “Awareness technology” (США). Функциональное состояние щитовидной железы оценивалось также при помощи разработанных нами методов экспресс-диагностики нарушений функции щитовидной железы, основанных на определении времени сухожильных рефлексов и показателей влажности кожи [1, 3, 13, 14].
Регистрация показателей функциональной системы дыхания проводилась следующими методами: минутный объем дыхания (МОД), дыхательный объем (ДО), частоту дыхания (ЧД) измеряли с помощью волюметра фирмы “Vев Medizintechnik” (Германия), газовый состав выдыхаемого и альвеолярного воздуха определяли на безинерционном газоанализаторе фирмы “Инсовт” (Россия), ударный объем (УО) рассчитывали по методу Старра, потребление кислорода – по способу Дугласа-Холдейна. Насыщение крови кислородом (SаО2) и частоту сердечных сокращений (ЧСС) непрерывно мониторировали пульсоксиметром “Oxyshuttle” фирмы “Sensor-Medics” (США). Интегральный показатель напряжения кислорода (РО2) рассчитывали по номограмме.
Параметры кислородного режима организма и ряд функциональных показателей рассчитывали по компьютерной программе, разработанной А.З. Колчинской и соавт. [7, 8].
Статистическая обработка полученных результатов проводилась в соответствии с правилами математической статистики с использованием Microsoft Excel и Statistica 6.0 для Windows.
Результаты исследования и их обсуждение. Проведенные исследования показали, что дефицит тиреоидных гормонов приводит к значительным изменениям во всех звеньях функциональной системы дыхания и кислородного режима организма (табл. 1). Причем от степени снижения функции щитовидной железы зависит и выраженность отклонений от нормального состояния показателей ФСД и КРО. Так, у всех больных частота дыхания была большей, чем у здоровых лиц, однако у больных с субклиническим гипотиреозом эти изменения были недостоверными, в то время как у больных с манифестным гипотиреозом увеличение ЧД было достоверным (р<0,05), при этом минутный объем дыхания и дыхательный объем были достоверно ниже у всех обследованных больных. Общее потребление кислорода также было значительно ниже, чем у здоровых. Низкий уровень тиреоидных гормонов обусловил снижение ЧСС у больных с гипотиреозом по сравнению с соответствующим показателем у здоровых. Аналогично ЧСС изменялся и минутный объем крови (МОК).
Отличались и показатели дыхательной функции крови: содержание гемоглобина в крови у больных было ниже, чем у здоровых, что приводило к снижению кислородной емкости крови (КЕК). Насыщение и содержание кислорода в артериальной крови (СаО2) у больных с субклиническим гипотиреозом практически не отличались от таковых у здоровых, в то время, как у больных с манифестным гипотиреозом наблюдалось достоверное снижение этих показателей. Низкие МОК и СаО2 у больных обусловили снижение скорости доставки кислорода артериальной кровью (qаO2), при этом скорость поступления кислорода в легкие (qIO2) и альвеолы (qАO2) у больных с гипотиреозом также были ниже, чем у лиц без нарушения функции щитовидной железы.
Таблица 1. Показатели функциональной системы дыхания и кислородного режима организма при субклиническом и манифестном гипотиреозе, М±m
Примечание: здесь и далее достоверность статистических данных по сравнению с показателями здоровых лиц: *р<0,05; **р<0,01
Артерио-венозное (а-v)О2 различие по кислороду у больных было ниже, чем у здоровых лиц, что является показателем меньшей способности тканей утилизировать кислород из притекающей крови, на это указывает и более высокое напряжение кислорода в венозной крови (РvО2) у больных с гипотиреозом. Скорость доставки кислорода венозной кровью (qvO2) у здоровых лиц и больных с субклиническим гипотиреозом отличалась недостоверно, выявлена лишь тенденция ее увеличения. У больных с манифестным гипотиреозом qvO2 было достоверно (р<0,05) ниже, чем у здоровых. Напряжение кислорода в артериальной крови (РаО2) у всех больных с тиреоидной дисфункцией было ниже, чем у здоровых, несмотря на то, что парциальное давление кислорода в альвеолах (PAO2) у больных более высокое.
Функциональные затраты на обеспечение организма кислородом у больных с гипотиреозом были больше, а экономичность КРО ниже, чем у здоровых: на это указывают более высокие вентиляционный (ВЭ) и гемодинамический (ГЭ) эквиваленты, низкие кислородный эффект дыхательного цикла (КЭДЦ) и кислородный пульс (КП) у больных с тиреоидной дисфункцией (табл. 2). Так, для утилизации 1 литра кислорода легкие больных с гипотиреозом должны провентилировать в среднем на 9±0,6 литров вдыхаемого воздуха больше, чем легкие здоровых, и при этом больным требуется на 10±0,4 литров циркулирующей крови больше, чем здоровым; каждый дыхательный и сердечные циклы у больных с гипотиреозом менее эффективны в отношении снабжения тканей кислородом, чем у лиц без тиреоидной патологии.
Таблица 2. Показатели экономичности кислородного режима организма у здоровых лиц и больных с субклиническим и манифестным гипотиреозом, М±m
Эффективность кислородного режима организма у больных с гипотиреозом была также снижена на всех этапах массопереноса кислорода, т.к. понадобилась достоверно большая, чем здоровым, скорость доставки кислорода в легкие и альвеолы, большая скорость его транспорта артериальной и венозной кровью для потребления каждого литра кислорода (табл. 3).
Таблица 3. Показатели эффективности кислородного режима организма (qО2/ПО2) у здоровых лиц и больных с гипотиреозом, М±m
Выявленные изменения в состоянии различных звеньев функциональной системы дыхания и кислородного режима организма у больных с субклиническим и манифестным гипотиреозом могут служить дополнительным основанием для использования в терапии гипотиреоза такого метода лечения, как нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка [5, 6, 8], в результате которой состояние ФСД и КРО существенно улучшается: повышается потребление кислорода, улучшается доставка кислорода к тканям, увеличиваются эффективность и экономичность кислородного режима организма и, как показали наши более ранние исследования, происходит стимуляция функции щитовидной железы [2, 4]. Улучшение оксигенации тканей, в том числе и щитовидной железы, будет способствовать улучшению ее гормонопоэза.
Проведенные исследования позволили сделать следующее выводы:
1. Скорость поэтапной доставки кислорода и его потребление снижены уже в дебюте тиреоидной гипофункции на стадии субклинического гипотиреоза.
2. Состояние функциональной системы дыхания и кислородный режим организма зависят от степени снижения функции щитовидной железы: чем больше выражена ее гипофункция, тем большие изменения происходят в состоянии различных звеньев функциональной системы дыхания – снижается поэтапная доставка и потребление кислорода, увеличиваются функциональные затраты на обеспечение организма кислородом, адекватное его метаболическим запросам и уровню пластических процессов, а также снижаются показатели экономичности кислородного режима организма.
3. Определение показателей состояния функциональной системы дыхания и кислородного режима организма может быть использовано в эндокринологии в качестве нового функционального теста для диагностики гипотиреоза в его доклинической стадии и определения степени тяжести заболевания при его манифестной форме.