Взаимовлияние состояния функциональной системы дыхания и функции гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы

З.Х. Абазова*

Введение. Выяснение взаимовлияния управляющего звена функциональной системы дыхания (нервной и эндокринной систем) и ее объекта управления (процесса поэтапной доставки кислорода и его утилизации в клетках) - одна из актуальных задач физиологии. Она становится еще более актуальной для эндокринологии. Как известно, тиреоидные гормоны (ТГ) оказывают существенное влияние на потребление кислорода [1-3]. В литературе, однако, отсутствуют сведения о влиянии гипофункции щитовидной железы (ЩЖ) на скорость поэтапной доставки кислорода (qо₂) и напряжение кислорода (РО₂), определяющих условия утилизации кислорода в тканях. Нет данных и о влиянии измененного состояния функциональной системы дыхания (ФСД) на функцию гипоталамо-гипофизарно-тиреоидной системы, о возможности стимуляции функции этой системы в результате улучшения состояния ФСД и обеспечения организма кислородом.

Цель работы - определение особенностей состояния ФСД и кислородных режимов организма (КРО) при гипофункции ЩЖ различной степени выраженности в условиях нормального и пониженного содержания кислорода во вдыхаемом воздухе, выявление влияния умеренной гипоксической гипоксии на функцию ЩЖ у здоровых лиц и больных гипотиреозом, оценка эффективности курса нормобарической интервальной гипоксической тренировки (ИГТ) в лечении первичного гипотиреоза.

Объект, методы и организация исследований. Для выяснения взаимовлияния функциональной системы дыхания и функции ЩЖ нами была выбрана гипофункция ЩЖ при первичном гипотиреозе (ПГ), так как именно при недостатке ТГ снижается потребление кислорода. Обследовано 66 здоровых лиц (1-я контрольная группа), 68 больных ПГ средней степени тяжести, лечившихся традиционной гормональной терапией, но не проходивших курс гипокситерапии (2-я контрольная группа), и 180 больных с гипофункцией ЩЖ, проходивших курс ИГТ на фоне медикаментозной терапии гипотиреоза (L-тироксин в дозе 50-150 мкг), в число которых вошли 55 больных ПГ легкой ст., 68 больных гипотиреозом средней ст. тяжести, 57 - тяжелой ст.

Регистрация показателей ФСД проводилась в нормоксических условиях и в двухступенчатом гипоксическом тесте (ГТ) как до, так и после курса ИГТ. Во время ГТ обследуемые дышали 10 минут газовой смесью с 14% О₂, а затем через 20 минут - газовой смесью с 12% О₂. До, во время и после теста регистрировались показатели внешнего дыхания, кровообращения, потребления кислорода, определялось содержание в крови тиреоидных гормонов. По результатам гипоксического теста больным были подобраны режимы курса ИГТ. На основании данных ГТ выбиралось такое содержание О₂ в гипоксической смеси (ГС), которое вызывало развитие в организме субкомпенсированной степени гипоксии (снижение напряжения кислорода в артериальной крови ниже критического уровня не более чем на 2-4 мм рт. ст.), когда только начинает проявляться тканевая гипоксия и ее действие на клетки и их элементы еще невелико, но уже может осуществиться стимулирующее действие на тканевые механизмы компенсации гипоксии: ускорится синтез дыхательных ферментов и ферментов, участвующих в биосинтезе строительных белков [4].

В курсе ИГТ использовалась ступенчатая адаптация к гипоксии: содержание кислорода в ГС у больных с гипофункцией ЩЖ легкой степени в первых 5 сеансах ИГТ составляло 13%, во вторых 5 сеансах - 12,5%, в третьих - 12%; у больных гипотиреозом средней и тяжелой ст. соответственно - 15%, 14,5%, 14% О₂.

Показатели внешнего дыхания - 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 безынерционном газоанализаторе фирмы "Инсовт" (Россия), ударный объем (УО) рассчитывали по методу Старра, потребление кислорода (ПО₂) - по Дугласу - Холдейну. Насыщение крови кислородом (S_аО₂) и частоту сердечных сокращений (ЧСС) непрерывно мониторировали пульсоксиметром "Oxyshuttle" фирмы "Sensor-Medics" (США). Интегральный показатель напряжения О₂ рассчитывали по номограмме. Содержание в крови ТГ и тиреотропного гормона гипофиза (ТТГ) определяли методом иммуноферментного анализа с использованием реактивов фирмы "Bio-Rad Laboratories" (США) на приборе "Stat fax 303+" фирмы "Awareness technology" (США).

Курс ИГТ состоял из 15 сеансов. Гипоксическая смесь подавалась от гипоксикатора фирмы "Био-Нова-204" (Россия), конвертирующего комнатный воздух в ГС с регулируемым содержанием О₂. Каждый сеанс включал 4 серии 5-минутного вдыхания ГС, затем следовали интервалы дыхания обычным воздухом (нормоксические интервалы) такой же длительности.

Статистическая обработка полученных результатов проводилась с использованием критерия Стьюдента, числовые данные представлены в виде средних значений со стандартной ошибкой (М+m), различие показателей считается достоверным при р<0,05.

Результаты исследований. Результаты нашей работы свидетельствуют о том, что гипофункция ЩЖ влияет на все звенья ФСД. У лиц с гипофункцией ЩЖ нарушается внешнее дыхание, и изменяются показатели кровообращения (табл. 1). Частота дыхания у них была выше, чем у здоровых. Однако у лиц с гипофункцией ЩЖ легкой степени эти изменения были недостоверны, в то время как у больных гипотиреозом средней и тяжелой ст. увеличение ЧД было достоверным; МОД и ДО были достоверно ниже у всех обследованных больных. Низкий уровень ТГ обусловил снижение ЧСС у больных с гипофункцией ЩЖ по сравнению с соответствующим показателем у здоровых лиц. В соответствии с низкой ЧСС минутный объем крови у больных был снижен.

Отличались и показатели дыхательной функции крови: содержание гемоглобина (Нb) в крови у больных гипотиреозом было ниже, чем у здоровых лиц, что обусловило уменьшение кислородной емкости крови (КЕК). Насыщение и содержание кислорода в артериальной крови (С_аО₂) у больных гипотиреозом легкой степени существенно не отличались от таковых у здоровых, в то время как в 2 других группах наблюдалось достоверное снижение этих показателей. Артерио-венозное различие по кислороду ((а-v)О₂), у всех больных было ниже, чем у здоровых, что говорит о меньшей способности тканей утилизировать О₂ из притекающей крови, на это указывает и более высокое напряжение О₂ в венозной крови у больных гипотиреозом (табл. 1).

Таблица 1

Сравнение показателей состояния ФСД и КРО у больных гипотиреозом с соответствующими показателями у здоровых лиц и их изменения после курса ИГТ

Показатель	Здоровые	Б-ные ПГ легкой ст.		Б-ные ПГ средней ст.		Б-ные ПГ тяжелой ст.
		До ИГТ	После ИГТ	До ИГТ	После ИГТ	До ИГТ	После ИГТ
МОД, л/мин	6,2+0,32	4,8+0,24*	6,3+0,42^Ö	4,2+0,18*	5,7+0,34^Ö	4,0+0,16*	5,5+0,28^Ö
ЧД, дых/мин	15+1	17+1	15+1	19+1*	16+1^Ö	22+1*	17+1^Ö
ДО, мл	410+24,6	282+12,2*	420+28,4^ÖÖ	221+9,4**	360+21,6^ÖÖ	182+7,2**	340+18,2^ÖÖ
ПО2, мл/мин	230+10,4	143+9,2*	240+20,3^ÖÖ	114+7,4**	220+18,5^ÖÖ	106+5,4**	210+12,3^ÖÖ
ЧСС, уд/мин	70+2	63+2*	67+1^Ö	61+1*	65+1^Ö	60+1*	64+1^Ö
МОК, л/мин	3,8+0,14	3,3+0,16*	3,8+0,18^Ö	3,2+0,12*	3,6+0,12^Ö	3,0+0,11*	3,5+0,14^Ö
Нb, г/л	120+1	118+2	128+2^ÖÖ	114+2*	126+3^ÖÖ	110+3*	124+4^Ö*
КЕК, мл/л	163+2,6	161+2,2	174+5,8^Ö	155+2,4*	171+5,6^Ö	150+2,8*	167+4,2^Ö
SаО2, %	96,5+0,5	96+0,5	97+0,4	95+0,4	96+0,3	94+0,3	96+0,2^Ö
СаО2, мл/л	158+1,6	154+1,2	169+4,4^Ö	147+1,8*	165+3,6^Ö	141+1,2*	162+5,3^Ö
(а-v)О2, мл/л	62+3,3	43+2,4*	67+2,2^Ö	35+1,6*	62+2,4^ÖÖ	35+1,2*	60+1,8^Ö
qIО2, мл/мин	1100+32,2	850+42,3*	1120+63,1^Ö	750+28,6*	1010+52,4^Ö	710+26,2*	980+48,5^Ö
qАО2, мл/мин	810+42,6	580+32,4*	870+58,5^Ö	580+26,2*	820+52,8^Ö	540+20,7*	770+46,4^Ö
qаО2, мл/мин	590+27,3	510+22,2*	610+35,2^Ö	490+18,4*	590+28,6^Ö	420+17,6*	560+22,8^Ö
qvО2, мл/мин	360+16,8	410+17,3*	350+12,2^Ö	420+16,4*	370+10,6^Ö	320+14,8*	374+9,8^Ö
PAO2, мм рт.ст.	100+2,2	113+3,2*	103+1,3^Ö	122+4,4*	109+1,2^Ö	128+5,2*	113+1,3^Ö
РaO2, мм рт.ст.	86+3,3	81+3	92+1^Ö	74+2*	81+2^Ö	69+3*	81+3^Ö
PvO2, мм рт.ст.	31+1,1	45+2,3*	37+1,2^Ö	48+2,4*	38+1,4^Ö	49+2,1*	40+2,1^Ö
ВЭ	27+1,2	34+1,8*	26+1,2^Ö	37+2,6*	26+1,1^Ö	38+2,8*	27+1,4^Ö
КЭДЦ, мл	15,5+0,8	8,4+0,6*	16+1,2^ÖÖ	6,2+0,4*	13,9+0,8^ÖÖ	4,8+0,3**	12,9+0,7^ÖÖ
ГЭ	16,3+0,6	23+1,2*	15+0,8^Ö	27+1,4*	16,2+0,9^Ö	29+1,6*	17+1,2^Ö
КЭСЦ, мл	3,3+0,2	2,3+0,2*	3,6+0,3^Ö	1,9+0,1*	3,4+0,2^Ö	1,8+0,1*	3,2+0,2^Ö

Достоверность статистических данных по сравнению с показателями здоровых лиц: ^*р<0,05; ^**р<0,01.

Достоверность статистических данных по сравнению с показателями до курса ИГТ: ^Öр<0,05; ^ÖÖр<0,01.

Изменения показателей дыхания, кровообращения, дыхательной функции крови обусловили снижение скорости поэтапной доставки О₂: снизилась скорость доставки кислорода в легкие и альвеолы (q_АО₂), скорость транспорта кислорода артериальной кровью (q_аО₂) (табл. 1). Наиболее существенным показателем недостаточного обеспечения организма кислородом у больных с гипофункцией ЩЖ являются низкие скорость и интенсивность потребления О₂. Функциональные затраты на обеспечение организма О₂ у больных гипотиреозом были большими, т.е. КРО больных были менее экономичными (табл. 1), чем у здоровых, на что указывают более высокие вентиляционный (ВЭ) и гемодинамический эквиваленты (ГЭ), низкие кислородный эффект дыхательного (КЭДЦ) и сердечного циклов (КЭСЦ).

Выявленные изменения состояния ФСД у лиц с гипофункцией ЩЖ послужили основанием для использования такого метода для коррекции состояния организма больных ПГ, как ИГТ, в результате которой, как видно из данных, представленных многими авторами [5, 6], состояние ФСД существенно улучшается, повышается потребление кислорода, улучшается его доставка к тканям, увеличивается эффективность и экономичность КРО.

До проведения курса ИГТ была исследована реакция ЩЖ на небольшое снижение содержания О₂ во вдыхаемом воздухе. В литературе представлены данные об угнетающем действии гипоксии ("высота" в барокамере более 7000 м) на функцию ЩЖ [7, 8], т.е. выводы о том, что пониженное содержание О₂ во вдыхаемом воздухе действует угнетающе на функцию ЩЖ получены при резких гипоксических воздействиях, когда развивающаяся тканевая гипоксия снижает функции всех систем организма.

Проведенные исследования показали, что у здоровых лиц вдыхание гипоксических смесей с 14% и 12% О₂ вызывает увеличение выработки ТГ, причем более выраженная стимуляция функции ЩЖ наблюдается при вдыхании воздуха, содержащего 12% О₂, когда у здоровых лиц развивается субкомпенсированная

степень гипоксии (табл. 2). При этом по механизму отрицательной обратной связи снижается продукция ТТГ.

Таблица 2

Изменение содержания в крови гормонов ТТГ, Т₃ и Т₄ у здоровых лиц и у больных первичным гипотиреозом (пг) разной степени тяжести при проведении гипоксического теста (гт) и после курса ИГТ

Показатель	Группа	До ИГТ (20,9% О2)	14% О2 (ГТ до ИГТ)	12% О2 (ГТ до ИГТ)	После ИГТ (20,9% О2)
ТТГ (норма - 0,4-3,2 мкМЕ/мл)	здоровые	1,8+ 0,16	1,2+0,11*	0,9+0,08**	-
	б-ные ПГ легкой ст.	4,6+ 0,32	3,4+0,24*	2,2+0,15**	1,4+0,11^ÖÖ
	б-ные ПГ средней ст.	10,8+1,06	4,8+0,32**	3,4+0,22**	2,6+0,17^ÖÖ
	б-ные ПГ тяжелой ст.	19,8+1,76	8,4+0,72**	5,2+0,38**	3,8+0,24^ÖÖ
Т3 (норма -1,2-2,8 нмоль/л)	здоровые	1,9+ 0,17	2,4+0,22*	2,8+0,24*	-
	б-ные ПГ легкой ст.	1,2+ 0,08	1,6+0,12*	2,1+0,18*	2,6+0,14^ÖÖ
	б-ные ПГ средней ст.	0,9+ 0,06	1,4+0,11*	1,9+0,15*	2,4+0,12^ÖÖ
	б-ные ПГ тяжелой ст.	0,6+ 0,04	0,9+0,06*	1,2+0,08*	1,9+0,08^ÖÖ
Т4 (норма - 60-140 нмоль/л)	здоровые	88+6,4	119+7,5*	138+8,4**	-
	б-ные ПГ легкой ст.	66+3,8	82+4,7*	101+5,7*	136+7,4^ÖÖ
	б-ные ПГ средней ст.	52+3,4	74+5,2*	84+5,3*	113+5,7^ÖÖ
	б-ные ПГ тяжелой ст.	44+2,8	73+4,4*	81+6,2*	106+4,2^ÖÖ

Достоверность статистических данных по сравнению с нормоксическими показателями: ^*р<0,05; ^**р<0,01.

Достоверность статистических данных по сравнению с показателями до курса ИГТ: ^ÖÖр<0,01.

При исследовании реакции ЩЖ на гипоксию у лиц с симптомокомплексом гипотиреоза выявлено, что у больных ПГ легкой степени более выраженное увеличение концентрации в крови гормонов Т₃ и Т₄ и снижение продукции ТТГ происходит так же, как и у здоровых при снижении содержания О₂ во вдыхаемом воздухе до 12%, у больных ПГ средней и тяжелой степеней усиление выброса гормонов Т₃ и Т₄ в кровь и подавление продукции ТТГ отмечается при вдыхании ГС с 14% О₂ (табл. 2).

Обследование состояния ФСД и КРО в гипоксических условиях, выявило, что у больных гипотиреозом легкой степени субкомпенсированная гипоксия развивается при вдыхании воздуха с 12% О₂, а у больных ПГ средней и тяжелой степеней - при дыхании ГС с 14% О₂; более резкое снижение РО₂ во вдыхаемом воздухе приводит к развитию декомпенсированной степени гипоксической гипоксии. Результаты стимулирующего действия умеренной гипоксической гипоксии на функцию щж послужили основанием для использования ИГТ в лечении гипотиреоза.

Адаптация к гипоксии в курсе ИГТ привела к значительным улучшениям в ФСД больных гипотиреозом. Так, после 15 сеансов ИГТ несколько снизилась и нормализовалась ЧД, возросли МОД и ДО (табл. 1). Параллельно с функцией внешнего дыхания улучшилась и дыхательная функция крови и тканевое дыхание, что подтверждается увеличением содержания гемоглобина в крови, ростом КЕК. Повышение эффективности легочного дыхания, увеличение отношения альвеолярной вентиляции к МОД, диффузионной способности легких обусловливают повышение насыщения артериальной крови кислородом, содержания и напряжения в ней кислорода.

Курс ИГТ обусловил нормализацию ЧСС и артериального давления. Повышение содержания гемоглобина в крови, увеличение КЕК и уровня О₂ в артериальной крови даже при неизменяющемся МОК, а тем более при его увеличении - обеспечивают достоверное повышение скорости транспорта О₂ артериальной кровью к тканям.

После курса ИГТ отмечено повышение скорости поэтапной доставки О₂ в легкие и альвеолы. Улучшение доставки кислорода - один из факторов, обусловливающих эффективность ИГТ. Снижение напряжения О₂ в венозной крови и скорости его транспорта венозной кровью (q_vo₂) после курса ИГТ свидетельствует в пользу лучшей утилизации О₂ тканями из притекающей артериальной крови. Существенным является возрастание потребления О₂ (табл. 1). Более экономичным стало внешнее дыхание: снизились ВЭ и ГЭ, повысились КЭДЦ и КЭСЦ: каждый литр О₂ стал утилизироваться из меньшего количества вдыхаемого воздуха и циркулирующей крови, а за каждый дыхательный и сердечные циклы ткани стали получать большее количество О₂. Улучшение поэтапной доставки и потребления кислорода, т.е. объекта управления ФСД повлияло на управляющее звено ФСД - гипоталамо-гипофизарно-тиреоидную систему.

После курса ИГТ улучшились и клинические показатели. Прежде всего увеличилось содержание в крови тиреоидных гормонов. У 97% обследованных достоверно повысилось содержание в крови гормонов Т₃ и Т₄ и снизилась продукция ТТГ, у 3% больных при улучшении общего состояния уровень гормонов не изменился. Курс гипокситерапии способствовал улучшению общего состояния, памяти, нормализации сна, моторики ЖКТ, массы тела, исчезновению одышки, болей в сердце, уменьшению отеков. У всех больных после курса ИГТ снизилось содержание в крови холестерина, отмечено уменьшение времени ахиллова рефлекса, что также свидетельствовало о компенсации гипотиреоза. После курса ИГТ 66% больным гипотиреозом легкой степени доза принимаемого гормона L-тироксина была снижена в среднем на 25 мкг, у 35% больных ПГ средней степени - 25-50 мкг, у 27% больных гипотиреозом тяжелой степени стало возможным снизить дозу принимаемого гормона на 50-75 мкг. После курса ИГТ заместительная гормональная терапия была отменена у 18% больных гипотиреозом легкой степени и им рекомендовали повторные курсы ИГТ (1 раз в 6 месяцев).

у больных контрольной группы в ходе 15 дней медикаментозной терапии достоверных изменений лабораторных показателей не произошло, но несколько уменьшились слабость, сухость кожных покровов. Отеки, осиплость голоса, гипотония, боли в сердце все еще сохранялись. Т.о., результаты проведенных исследований говорят о большей эффективности комплексного лечения гипотиреоза (ИГТ на фоне медикаментозной терапии) по сравнению с монотерапией гипотиреоза (только медикаментозной лечение), что позволяет рекомендовать использование данного метода в практике лечения гипофункции ЩЖ. Катамнестические наблюдения за больными показали, что положительный эффект курса ИГТ сохраняется на протяжении 8-12 месяцев.

Выводы. состояние функциональной системы дыхания и кислородные режимы организма зависят от степени снижения функции ЩЖ: чем более выражена ее гипофункция, тем большие изменения происходят в состоянии различных звеньев ФСД, тем больше страдает поэтапная доставка и потребление О₂ организмом больных гипотиреозом, увеличиваются функциональные затраты на обеспечение О₂, ниже показатели экономичности КРО. Умеренное снижение содержания О₂ во вдыхаемом воздухе (14-12% О₂), когда развиваются компенсированная и субкомпенсированная степени гипоксической гипоксии, стимулирует функцию щж: увеличивается концентрация в крови гормонов Т₃ и Т₄, и уменьшается уровень ТТГ как у здоровых лиц, так и у больных с симптомокомплексом гипотиреоза. Больные ПГ средней и тяжелой степеней более чувствительны к гипоксии, чем больные ПГ легкой степени: первые признаки развития тканевой гипоксии у них развиваются при кратковременном вдыхании ГС, содержащей 14% О₂, тогда как у больных ПГ легкой степени - при дыхании воздухом с 12% О₂. Улучшение доставки и потребления О₂, т.е. объекта управления функциональной системы дыхания у больных с гипофункцией ЩЖ после курса ИГТ, влияет на управляющее звено ФСД - гипоталамо-гипофизарно-тиреоидную систему, что сопровождается нормализацией функции ЩЖ и улучшением клинической картины гипотиреоза.

Литература

1. Кандрор В.И. // Пробл. эндокр.- 1999.- N 1.- С. 3-8.

2. Теппермен Дж., Теппермен Х. Физиология обмена веществ и эндокринной системы / Пер. с англ.- М.: Мир, 1989.- С. 274-316.

3. Медведева Г.И. // Физиол. ж. СССР.- 1971.- N4.- С. 602-605.

4. Колчинская А.З. Механизмы адаптации организма к гипоксии на разных уровнях его функционирования // Гипоксия. Механизмы. Адаптация. Коррекция: Мат-лы 2 Всеросс. конф.- М., 1999.- С. 35.

5. Колчинская А.З. и др. Кислородная недостаточность, деструктивное и конструктивное действие.- Нальчик, 1999.- 208 с.

6. Прерывистая нормобаричекская гипокситерапия // Доклады Академии проблем гипоксии РФ.- М.: ПАИМС, 1999.- Т. 3.- 300 с.

7. Васильев Г.А. и др. Эндокринная система при кислородном голодании.- Л.: Наука, 1974.- С. 50-73.

8. Ван Лир Эдвард, Стикней Клиффорд. Гипоксия / Пер. с англ.- М.: Медицина, 1967.- 368 с.

Interference of a Condition of Functional Respiratory System and Function of Hypotalamus-Pituitary Thyroid System

Z.KH. ABAZOVA

Summary

It was shown, that expressiveness of changes of a condition of external breath, blood circulation, respiratory function of blood, the mechanisms providing speed of stage-by-stage delivery of oxygen and its consumption (i.e., all parts of a functional system of the breath), depends on a degree of decrease of the thyroid hormone content in blood. Increase of activity of hypothalamus - pituitary - thyroid system is established as a result of hypoxia action (compensated and sub compensated degrees: content of oxygen in inhaled air - 14-12%) on an organism.

Key words: respiratory function, thyroid hormone, hypoxia action

---

* 360000, Кабардино-Балкарская Республика, г. Нальчик, ул. И. Арманд, 37 А, отдел медицинской информатики Института информатики и проблем регионального управления Кабардино-Балкарского научного центра РАН, тел. (866-2)-42-65-62, fax: (866-2)-42-37-58