Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах)

Чучалин А. Г.

Показатель VO₂max часто соотносится с некоторыми индексами размера тела. Наиболее часто используется вес тела в килограммах, и это наиболее легко рассчитать. Однако при таком выборе не учитывается различная метаболическая скорость у индивидуумов разного роста и веса, так как здоровый человек небольшого роста и веса имеет более высокое значение VO₂ на килограмм веса, чем крупный индивидуум. Поскольку метаболизм жиров значительно не влияет на VO₂max, его отношение к весу тела приводит к заниженным значениям у тучных пациентов. При ожирении соотношение должных величин с учетом роста (VO₂/ рост) приводит к лучшей корреляции с линейной массой тела и в конечном итоге к более надежному индексу аэробной работоспособности. Но для более точного анализа необходимы дополнительные исследования.

В некоторых

исследованиях показано, что VO₂, соотнесенное с линейной массой тела, известной как масса тела свободной от жира (fat-free mass - FFM), является более удобным индексом и имеет преимущества при расчете VO₂max как у мужчин, так и у женщин. Однако эти показатели трудно внедрить в клиническую лабораторную практику. Кроме того, популяционные различия могут быть нивелированы при учете как веса, так и роста.

В связи с этим рекомендуется выражать показатели VO₂max и VO₂peak как в абсолютных значениях, так и в процентах от должных величин. Кроме того, VO₂max должно обязательно соотноситься с весом тела в килограммах и/или ростом в формате заключения таким образом, чтобы влияние размеров тела на результаты нагрузочного теста были очевидны. Это особенно важно для тех пациентов, для которых реальный вес значительно больше идеального веса тела.

Показатель VO₂ может повышаться от значений в состоянии покоя от 3,5 мл/мин

на кг (около 250 мл/мин в среднем индивидуально) до уровня VO₂max превышающего в 15 раз показатели покоя (от 30 до 50 мл/мин на кг веса). У атлетов при нагрузке эти показатели могут превышать показатели в состоянии покоя в 20 раз (до 80 мл/мин на кг веса).

Снижение показателей VO₂peak может свидетельствовать о проблемах с транспортом кислорода (измененный сердечный выброс, изменения свойств крови, ответственных за транспорт кислорода), легочных ограничениях (нарушения механических свойств легких, центральной регуляции дыхания, газообмена), проблемах с экстракцией кислорода в тканях (изменения тканевой перфузии и диффузии), нейромускулярных или мышечно-скелетных ограничениях, и конечно, о недостаточном усилии при выполнении нагрузочного теста. Таким образом, нарушение VO₂max зависит от множества самых различных факторов.

Снижение VO₂max илиVO₂peak, главным образом, отражает снижение способности (толерантности) к выполнению физической нагрузки. Причины, приводящие к ограничению физической работоспособности, проявляются изменением целого ряда показателей, однако снижение VO₂peak является главной отправной точкой для определения снижения толерантности к физической нагрузке.

Рекомендуется получать показатели VO₂max/VO₂peak из максимального VO₂, измеренного во время протокола непрерывно возрастающей физической нагрузки с определением лимитирующих симптомов, даже если плато VO₂ не определяется. Выявленные симптомы, ограничивающие физическую работоспособность, должны быть документированы.

ПРОДУКЦИЯ УГЛЕКИСЛОТЫ

Продукция СО₂ (VCO₂) во время физической нагрузки определяется факторами, похожими на те, которые определяют уровень потребления О₂. Это в первую очередь сердечный выброс и СО₂, несущие свойства крови, определяющие газообмен в тканях. Однако поскольку СО₂ более растворим в тканях и в крови, то продукция СО₂, измеренная эргоспирометрическим методом, в большей степени зависит от вентиляции, чем VO₂. Кроме того, поскольку растворенный СО₂ является слабой кислотой, организм включает механизмы регуляции уровня СО₂ для устранения острого метаболического ацидоза, который влияет на паттерн VСО₂ при возрастании интенсивности физической нагрузки после достижения точки перехода на анаэробный метаболизм.

Во время кратковременных физических нагрузок для получения энергии гликоген непосредственно используется из мышечной ткани, и соотношение между потреблением кислорода и выделением углекислого газа практически эквимолярное. При прогрессировании физической нагрузки VCO₂ возрастает почти так же, как и VO₂ со средним отношением VCO₂ - VO₂ чуть меньше 1,0 (рис. 5-83, кривая S₁).

Необходимо понимать, что кривая на графике отношения VCO₂ к VO₂, не идентична показателю отношения респираторного обмена (VCO₂/VO₂), так как это отношение обычно имеет небольшой позитивный перехват (перекрест) на оси VO₂. Это типичный метод определения анаэробного порога АТ по методу V-slope. На рис. 5-83 крутая кривая S₂отражает уровень, когда СО₂ генерируется в большем количестве, чем это происходит при аэробном метаболизме, вследствие возрастания продукции молочной кислоты и ее связывания бикарбонатным буфером на высоких ступенях выполняемой нагрузки. При анаэробном метаболизме VCO₂ возрастает в результате химической реакции между ионами воды (из лактата) и растворенным СО₂:

[H⁺] + [HCO₃^-] <->[H₂CO₃] <->[CO₂] + [H₂O].

Поскольку продукция молочной кислоты (лактата) в тканях возрастает (Н⁺), реакция смещается вправо, продуцируя большее количество СО₂, чем производится аэробно. Увеличение выделения СО₂ возможно также вследствие снижения накопления двуокиси углерода в организме в результате гипервентиляции (проявляющейся в виде артериальной гипокапнии).

path: pictures/0583.png

Рис. 5-83. Определение анаэробного порога методом V-slope.

Поскольку вентиляция обычно тесно связана с VCO₂ во время физической нагрузки, то, безусловно, полезно проводить анализ изменения Ve по отношению к VCO₂, хотя нет достаточно общепринятых должных значений для клинической интерпретации динамики этого соотношения.

Также является важным аккуратное и точное измерение продукции СО₂, поскольку этот показатель является базисом для расчета других значимых параметров, включая отношение респираторного газообмена, респираторный коэффициент, Р(А-а)О₂, Vd/Vt, альвеолярной вентиляции и т.д.

ОТНОШЕНИЕ РЕСПИРАТОРНОГО ОБМЕНА

Отношение VCO₂/VO₂ называется также отношением газообмена или отношением респираторного обмена (RER). В условиях состояния устойчивого равновесия RER равно респираторному коэффициенту (RQ), значения которого определяются субстратами, которые используется для метаболических процессов. Значение RQ, равное 1,0, указывает на метаболизм преимущественно за счет углеводов, в то время как RQ меньше 1,0 указывает на преобладание смешанного метаболизма за счет углеводов и жиров (если RQ около 0,7) или протеинов (RQ около 0,8). Термин RQ применяется для обозначения процессов, происходящих на уровне тканей, которые трудно измерить и которые не определяются во время проведения теста с физической нагрузкой. Показатель RER обычно определяется во время исследования газообмена в выдыхаемом воздухе. При истинном состоянии устойчивого равновесия системы транспорта кислорода работают синхронно со скоростью метаболизма тканей; таким образом, RER может использоваться как грубый показатель метаболических процессов (RQ). Однако, если RER больше 1,0, то это может быть вызвано выделением СО₂ из молочной кислоты или вследствие гипервентиляции, поскольку СО₂ в 20 раз лучше растворяется в тканях, чем О₂. Разница в растворимости обусловлена тем, что растворимость СО₂ в воде в 20 раз выше, чем у О₂. Кроме того, НСО₃ и белки поставляют значительную часть СО₂ в ткани организма, в то время как транспорт кислорода происходит только за счет его соединения с гемоглобином. Таким образом, при проведении нагрузочного теста, молочнокислый ацидоз и гипервентиляция должны приниматься во внимание, если RER больше 1,0.

АНАЭРОБНЫЙ ПОРОГ

Циркуляторно-метаболическое ограничение физической нагрузки отмечается в норме и может быть определено во время нагрузочного теста путем регистрации так называемого анаэробного порога. Это, конечно же, не порог в буквальном смысле этого слова, выше которого имеет место только анаэробный механизм, а ниже -

только аэробный. Анаэробный порог в целом описывает тот уровень нагрузки или потребления кислорода, при котором значительная часть энергетических потребностей покрывается за счет анаэробного метаболизма.