Changes in pulmonary ventilation in patients with diabetes mellitus

Abstract

With a profound metabolic disorder in patients with diabetes mellitus, a large amount of under-oxidized metabolic products accumulates in the blood, resulting in severe shortness of breath and excessive pulmonary ventilation at rest.

Full Text

При глубоком нарушении обмена веществ у больных сахарным диабетом в крови скапливается большое количество недоокисленных продуктов обмена, в результате чего появляется выраженная одышка и избыточная легочная вентиляция в покое. Более того, даже при незначительном еще повышении содержания кетоновых тел в крови все же в какой-то степени уменьшается концентрация бикарбонатов в плазме, что может сказаться на повышенной возбудимости клеток дыхательного центра. У таких больных все показатели функции внешнего дыхания в покое могут соответствовать норме, но при нагрузке компенсаторные механизмы должны включаться раньше, чем у здоровых, и вызывать проявление избыточной вентиляции, позволяющей выявить скрытую дыха­тельную недостаточность. Поэтому при отсутствии патологических изменений со сто­роны сердечно-сосудистой системы и системы внешнего дыхания появление избыточной вентиляции под влиянием нагрузки у больных сахарным диабетом может служить од­ним из косвенных показателей начальной стадии нарушения обмена веществ.

Наши наблюдения касаются 52 больных сахарным диабетом (мужчин — 21, жен­щин— 31). У 20 из них была тяжелая форма заболевания, у 14— среднетяжелая, у 10 — легкая и у 8 — латентно протекающая форма. В возрасте до 20 лет было 4 чел., от 20 до 29 лет — 4, от 30 до 39 лет — 8, от 40 до 49 лет — 7, от 50 до 59 лет — 18, 60 лет и старше—11. Все больные прошли тщательное клиническое обследование, включая рентгенологическое, а также электро- и поликардиографическое.

Мы приводим наблюдения лишь у той группы больных сахарным диабетом, у ко­торых ни анамнестически, ни при помощи клинических или инструментальных мето­дов исследования не были выявлены патологические изменения в легких и сердечно-со­судистой системе.

Основные показатели, характеризующие легочные объемы и вентиляцию, определя­ли на спирографе. Результаты приводили к нормальным условиям, т. е. к 0° и 760 мм рт. ст. Полученные данные сопоставляли с должными величинами, которые определяли на основании стандартных таблиц основного объема и пользуясь формула­ми, рекомендованными А. Г. Дембо. Вслед за этим всем больным делали анализ крови на сахар. Мочу для анализа на сахар и ацетон собирали за сутки, предшествовавшие исследованию внешнего дыхания и в тот же день.

У 52 больных сахарным диабетом изучали показатели легочной вентиляции и ЖЕЛ на фоне дыхания атмосферным воздухом в условиях основного обмена. Затем в этот же день показатели легочной вентиляции исследовали после различных нагрузок: 1) до­зированной физической нагрузки — у 18 больных; 2) вдыхания кислорода — у 47; 3) пробы с задержкой дыхания на вдохе и выдохе — у 52.

После физической нагрузки (10 приседаний) отмечалось небольшое учащение ды­хания (в среднем на 2,2в1мин.), несколько увеличилась у большинства больных и глу­бина дыхания (в среднем на 60 мл). У 2 больных, страдавших тяжелой формой сахар­ного диабета, у которых в день исследования внешнего дыхания была ацетонурия, пос­ле физической нагрузки выявлено значительное снижение дыхательного объема: с 832,5 мл в среднем до 598,5 мл.

Минутный объем дыхания (МОД) у всех больных сахарным диабетом после физи­ческой нагрузки значительно увеличился: со 136,6% до 194,5% должной величины. У больных, страдавших легкой формой сахарного диабета, МОД после физической нагруз­ки возрос в среднем на 25% должной величины, у больных сахарным диабетом тяже­лой формы (без ацетонурии в день исследования) —на 58%, у больных тяжелой фор­мой сахарного диабета с ацетонурией — на 62,2%. Такое значительное повышение МОД после физической нагрузки у больных тяжелой формой сахарного диабета зависит, по­видимому, от наличия у них в крови большого количества недоокисленных продуктов обмена, рефлекторно раздражающих дыхательный центр и вызывающих избыточную легочную вентиляцию даже в покое. Понятно, что после физической нагрузки, когда потребность организма в кислороде еще более повышается, отмечается быстрое увеличе­ние МОД—величины, характеризующей поглощение кислорода организмом. Таким образом, физическая нагрузка выявляет у больных сахарным диабетом избыточную вентиляцию, которая указывает на наличие у них дыхательной недостаточности (той или иной степени в зависимости от состояния больного в момент исследования внешне­го дыхания).

Изучение легочных объемов после физической нагрузки показало, что у большин­ства больных сахарным диабетом не происходит значительного изменения жизненной емкости легких (в среднем ЖЕЛ увеличилась на 3,1% должной величины).

При изучении показателей жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и частоты дыхания выяснилось, что вдыхание кислорода существенно не изменяет их. Глубина дыхания у всех больных сахарным диабетом снижается (в среднем на 67лм). Величина снижения дыхательного объема зависит от тяжести заболевания. У больных с легкой формой за­болевания под влиянием вдыханий кислорода глубина дыхания уменьшалась в среднем лишь на 31,4 мл, при тяжелой форме сахарного диабета — на 121,3 мл у 5 больных тяжелой форме сахарного диабета с наличием ацетонурии в день исследования — в в среднем на 440,5 мл (конечно, и исходные цифры у них выше).

Показатели МОД под влиянием вдыханий кислорода также снижаются у всех боль­ных сахарным диабетом (в среднем па 536,5 мл), причем тем значительнее, чем выраженнее тяжесть заболевания: у больных легкой формой диабета величина МОД умень­шается в среднем лишь на 364 мл, у больных тяжелой формой — на 1179 мл, а при тяжелой форме сахарного диабета с наличием ацетонурии в день исследования—в среднем на 3572 мл.

У 52 больных сахарным диабетом были проведены пробы с задержкой дыхания на вдохе (Штанге) и на выдохе (Генча) и у всех выявлено снижение показателей проб (в среднем задержка дыхания на вдохе продолжалась 20 ±2,1 сек., на выдохе — 16,2 ±1,1 сек.). Особенно низким было время задержки дыхания у больных тяжелым диабетом с выраженной ацетонурией (задержка на вдохе 14,8 ±3,3 сек., на выдохе 12,8 ± 2,2 сек.), что объясняется, по-видимому, повышенной возбудимостью дыхатель­ного центра у этих больных, связанной с физико-химическими изменениями крови. Поэтому у них появляется особенная чувствительность к гипоксемии и гиперкапнии, вызванной повышением внутригрудного давления при задержке дыхания.

ВЫВОДЫ

1. Применение функциональных проб с дозированной физической нагрузкой, вды­ханием кислорода и с задержкой дыхания выявило наличие избыточной вентиляции и дыхательной недостаточности у больных сахарным диабетом, наиболее выраженное при глубоком нарушении обмена веществ у этих больных.
2. Изучение показателей вентиляции у больных сахарным диабетом в условиях основного обмена на фоне атмосферного воздуха, а также после физической нагрузки и при дыхании кислородом позволяет определить степень дыхательной недостаточности и тем самым уточнить глубину нарушения обмена веществ и решить вопрос о необхо­димости лечения ингаляциями кислорода.