On the study of the functional characteristics of pulmonary respiration and gas exchange during pregnancy

Abstract

The indicators of the general ventilation-perfusion irregularity of the lungs, gas exchange and pulmonary respiration were studied in 42 women during physiological pregnancy. A decrease in the unevenness of ventilation and blood flow in the lungs with the development of pregnancy was found, which leads to alveolar hyperventilation without significant changes in the dynamic parameters of external respiration, an increase in PO2 of alveolar gas and arterial blood, and hypocapnia.

Full Text

В литературе имеются противоречивые данные о легочном дыхании у женщин в конце нормально протекающей беременности. Одни авторы указывают на снижение функциональных возможностей аппарата внешнего дыхания [2], другие, наоборот, говорят о высокой степени адаптации системы дыхания к условиям, возникающим при беременности, и не находят существенного возрастания энергетической стоимости работы дыхания [1]. Несмотря на это, все они признают один и тот же механизм адаптации легочного дыхания: повышение эффективности альвеолярной вентиляции, что достигается возрастанием легочной вентиляции за счет увеличения дыхательного' объема при одновременном уменьшении частоты дыхания.

Целью настоящего исследования явилось комплексное изучение легочного дыхания, газообмена и показателей общей вентиляционно-перфузионной неравномерности легких (физиологическое мертвое пространство и его компоненты, отношение физиологического мертвого пространства к дыхательному объему) при нормально протекающей беременности.

Обследованы 42 женщины с физиологически протекающей беременностью, которые были распределены в 2 группы: 1-я — 15 женщин со сроком беременности до 15—16 нед, 2-я — 27 женщин со сроком беременности от 35 до 41 нед.

При клиническом обследовании ни у одной женщины не было отмечено патологии со стороны легких и сердечно-сосудистой системы. В течение беременности всем проводили клинико-лабораторное обследование: общий анализ крови и мочи, определение резусопринадлежности, регулярное измерение АД, контроль за динамикой прибавки массы тела.

Деление обследуемых женщин на 2 группы обусловлено тем, что результаты исследования в указанных группах наиболее сравнимы, так как механизмы адаптации в 3-м триместре беременности достигают своего максимального развития и относительной стабилизации.

В условиях относительного покоя в полусидячем положении у каждой беременной выполняли следующие исследования,: выявление динамических показателей внешнего дыхания с помощью волюметра; пневмотахометрию; определение газового состава и кислотно-основного равновесия (КОР) артериальной и венозной крови, а также газового состава альвеолярного и выдыхаемого воздуха по модифицированной нами методике Холдена. Из полученных показателей по уравнению Бора рассчитывали физиологическое мертвое пространство (V oph), которое является интегральным показателем общей вентиляционно-перфузионной неравномерности легких; анатомическое мертвое пространство (V_D ); альвеолярное мертвое пространство (Vda ); отношение физиологического мертвого пространства к дыхательному объему (^vDph/^vT ); измеряли также минутный объем альвеолярной вентиляции (V_A ), альвеоло-артериальный градиент РОг и РСО2 и артерио-венозный градиент РОг и РСО2. Все легочные объемы приведены к стандартным условиям.

Как показали исследования, по мере увеличения срока беременности происходят своеобразные изменения в легочном дыхании и газообмене беременных (см. табл. 1 и 2).

Таблица!

Показатели вентиляции при физиологической беременности (М + т)

-	Показатель	Группы беременных
		1-я	2-я
Частота дыхания (f)	В 1 MUH ......                         ...	17,1 ±0,9	14,1 ±0,8
Легочная вентиляция	(VE), л/мин......................................	7,02+0,73	6,60+0,57
Дыхательный объем	(VT ), Л.............................................	•     0,4+0,08	0,5+0,08
Альвеолярная вентиляция (VA ), л/мин..................................		4,06 ±0,42	5,13+0,61
Физиологическое мертвое пространство (VDph), л .		0,2+0,01	0,1+0,008
Отношение физиологического мертвого пространства		0,33 ±0,02	0,24+0,04
Альвеолярное мертвое пространство (VDA), л . .		0,02+0,007	0.01+0,006
Анатомическое мертвое пространство (VD), л . ,		0,1 ±0,009	0,1 +0,005
Примечание.	Здесь и в табл. 2 Р < 0,05.	•Jt+i+v ..    +

Таблица 2

Показатели газообмена при физиологической беременности (М+т)

показатель		Группы беременных
		1-я	2-я
Парциальное давление РАО2, кПа . . .	О2 в альвеолярном газе —	14,7 + 0,2	15,2 + 0,1
Парциальное давление РаО2, кПа ....	О2 в артериальной крови —	12,6+0,2	13,5+0,2
Альвеоло-артериальный	градиент РО2, ААаРО2, кПа	2,1 +0,2	1,8+0,3.
Парциальное давление РаСО2, кПа . . .	СО2 в артериальной крови —	4,6±0,6	4,4±0,2
Парциальное давление РАСО2, кПа . . .	СО2 в' альвеолярном газе —	4,3 + 0,2	4,1+0,2
Артерио-альвеолярный кПа.................................	градиент РСО2, ААаРСО2,	0,3+0,1	0,2+0,1

По нашим данным, к концу развития беременности уменьшается общая вентиляционно-перфузионная неравномерность легких. На это указывает уменьшение физиологического мертвого пространства и уменьшение величины отношения его к дыхательному объему (^vDph /^vt ). При расчете анатомического и альвеолярного мертвого пространства, как компонентов физиологического мертвого пространства, мы нашли, что изменения последнего происходят за счет преимущественного сокращения альвеолярного мертвого пространства, что свидетельствует об уменьшении вентиляции и кровотока в легких. Так, в 3-м триместре беременности альвеолярное мертвое пространство уменьшилось на 33,4%, а анатомическое мертвое пространство только лишь на 18%.

На уменьшение неравномерности вентиляционно-перфузионных отношений при беременности указывают А. X. Исеев и соавт. (1975), которые связывают этот факт с морфо-функциональными изменениями грудной клетки, передней брюшной стенки и с расслабляющим влиянием на бронхиальное дерево биологически активных веществ у беременных.

Проведенные нами пневмо-тахометрические исследования показали, что относительная величина максимально-форсированного объема выдоха за 1 с у беременных в 3-м триместре оказалась большей, чем в 1-м (3,7 ±0,19 л/с в 1-м триместре и 3,95 ± 0,1 л/с в 3-м), что указывает на наличие аэродинамического компонента в возникающих вентиляционно-перфузионных отношениях в конце беременности.

Однако нельзя исключить и влияние сосудистого компонента на уменьшение общей вентиляционно-перфузионной неравномерности легких, так как, по-видимому, параллельно увеличению объема циркулирующей крови в процессе развития беременности происходит и увеличение емкости сосудов малого круга кровообращения.

Изучение показателей легочной вентиляции при физиологически протекающей беременности дало возможность установить, что развитие беременности сопровождается достоверным увеличением альвеолярной вентиляции. У большинства беременных ^v а увеличивалась за счет уменьшения^ общей вентиляционно-перфузионной неравномерности легких. В то же время минутный объем легочной вентиляции (V _Е ) имел тенденцию к снижению в 3-м триместре, однако статистически достоверной разницы не получено. Частота дыхания при нормально протекающей беременности характеризовалась урежением к концу ее. В 3-м триместре беременности она уменьшилась у 49,7%, не изменилась у 39,2% и увеличилась у 21,1% обследованных женщин. Дыхательный объем к концу беременности -увеличивался (разница статистически не достоверна).

Сопоставляя показатели внешнего дыхания с показателями общей вентиляционноперфузионной неравномерности легких (V_Dph , vD_Ph/v i ), мы нашли, что чем меньше отношение (^vDph/^vT ), тем менее выражены изменения динамических показателей внешнего дыхания, а минутный объем альвеолярной вентиляции, наоборот, увеличивался. Таким образом, у большинства беременных альвеолярная гипервентиляция в 3-м триместре обусловлена уменьшением общей неравномерности вентиляции и перфузии легких.

Изменение газообмена проявлялось увеличением РОг и уменьшением РСО2 артериальной крови и альвеолярного газа по мере продолжения беременности. Уменьшились градиенты РОг и РСО2 между альвеолярным газом и артериальной кровью (см. табл. 2). Эти градиенты Б. С. Уваров и соавт. (1977) считают наиболее информативными показателями состояния газообмена в легких и изменения их связывают с отношением вентиляция/кровоток. В наших наблюдениях рост РОг и снижение РСОг артериальной крови, альвеолярного газа и соответственно уменьшение градиентов между ними в значительной степени зависели от уменьшения общей вентиляционноперфузионной неравномерности легких, о чем свидетельствует сокращение физиологического мертвого пространства в 3-м триместре.

Исследование газового состава артериальной и венозной крови показало, что с развитием беременности происходит увеличение артерио-венозного градиента по кислороду, что вызвано как повышением РОг артериальной крови, так и понижением его в венозной. В 1-м триместре беременности Р0_{2 вен}. составило 4,1 ± 0,6 кПа, в 3-м— 3,6 ± 0,8 кПа, а артерио-венозный градиент увеличился с 8,5 ± 0,4 до 9,9 ± 0,3 кПа (Р С 0,05). Возрастание артерио-венозного'градиента РОг указывает на хорошую оксигенацию материнского организма, которую можно связать, исходя из наших' данных, с повышением экономичности дыхания за счет увеличения альвеолярной вентиляции и уменьшения вентиляции мертвого пространства.

У всех обследованных женщин одновременно изучали кислотно-щелочное состояние артериальной крови. Результаты исследования свидетельствуют о компенсированном метаболическом ацидозе и умеренном дыхательном алкалозе в 3-м триместре беременности (pH 7,41 ± 0,02; BE (—) 3,3 ± 1,2 ммоль/л; РСО2 33,0 ± 1,8 мм рт. ст.). pH был в пределах нормы, так как дыхательный алкалоз компенсируется снижением концентрации бикарбонатов и других буферных систем крови [3, 5].

Таким образом на основании проведенных исследований можно считать, что альвеолярная гипервентиляция в конце беременности обусловлена уменьшением общей вентиляционно-перфузионной неравномерности легких. Это обеспечивает оптимальные условия газообмена между матерью и плодом и доказывает участие легких в процессе адаптации организма женщины к беременности.