Застой в крови в легких: Диагностика и лечение сердечной недостаточности (Александров)

причины, симптомы, диагностика и лечение венозного застоя

Венозным застоем называется состояние, когда движение венозного оттока затруднено, а в артериях (приток) кровь двигается нормально.

Патология может развиться в голове, легких, ногах, области малого таза, шее.

Отправить заявку

Симптомы венозного застоя

• Ноги. Один из самых первых признаков развития венозного застоя это отек ног и тяжесть в ногах по вечерам. Из более серьезных и ярко выраженных – синюшность кожи и кровоизлияния мелких сосудов, иногда даже – трофические язвы.
• Помните, венозная недостаточность – это первый звонок к появлению венозного застоя.
• Таз. Практически все проявления связаны прямой кишкой: боли, зуд, покалывания, особенно после дефекации, порой появление кровотечения.
• Головной мозг. Боли при движении, головокружения и обмороки, шум в ушах. Лицо приобретает синюшный цвет, и по утрам отекают веки.
• Легкие. Кашель с мокротой, иногда с кровью. Отдышка и отеки ног в районе голеней.

Наши врачи

Познакомьтесь с нашими специалистами

Стаж работы30 лет СтатусВрач травматолог-ортопед КвалификацияВрач высшей категории

Донской Э.О. Главный врач ЛДЦ «MEDICUS». Закончил Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им.акад.И.П.Павлова.

Стаж работы12 лет СтатусСосудистый хирург КвалификацияВрач высшей категории

Никитина О.А. Закончила СПБГМУ имени академика И.П.Павлова. Проходила интернатуру в Городской больнице Святого Великомученика Георгия.

Стаж работы5 лет СтатусТерапевт КвалификацияВрач

Нигай Е.Ю. Работает в должности врача терапевта ЛДЦ «Медикус». Ведет первичный прием больных с различными сопутствующими патологиями.

Стаж работыболее 30 лет СтатусТерапевт КвалификацияТерапевт

Данильченко А.В. Ведет первичный прием больных с различными сопутствующими патологиями. Работает в должности терапевта ЛДЦ «Medicus»

Стаж работы15 лет СтатусВрач травматолог-ортопед КвалификацияВрач высшей категории

Малофеев В.А. В совершенстве владеет всеми необходимыми методами диагностики и лечения ортопедических патологий, успешно восстанавливает пациентов.

Стаж работыболее 30 лет СтатусМедициснкая сестра КвалификацияМедицинская сестра

Пугачева О.Н. Закончила Ленинградское медицинское училище. Работает в должности медсестры.

Стаж работы10 лет СтатусМедсестра физиотерапии КвалификацияВысшая категория

Мурзакова А.З. В 1981 г. закончила Уфимское медицинское училище. В 2012 г. — «Центр повышения квалификации специалистов №1». Специальность — физиотерапия.

Стаж работыболее 20 лет СтатусМануальный терапевт КвалификацияВысшая категория

Азимов О.А. Специализируется на лечении заболеваний суставов и позвоночника, реабилитации после травм и переломов. Работает в должности мануального терапевта ЛДЦ MEDICUS.

Стаж работы4 года СтатусМедсестра КвалификацияМладшая медсестра

Семенюк Э.Б. Закончила Санкт-Петербургский медицинский техникум №2. Работает в должности медицинской сестры ЛДЦ MEDICUS.

Стаж работы30 лет СтатусМедицинская сестра Квалификация Высшая квалификация

Гаджиева Л.А. Закончила Ленинградское медицинское училище. Работает в должности старшей медицинской сестры ЛДЦ MEDICUS.

Диагностика венозного застоя

Назначаемое исследование будет напрямую зависеть от того, где наблюдаются проявления патологии. При проблемах в головном мозге проводится флебография, МРТ или компьютерная томография. В малом тазу или ногах – УЗИ. Если проблема с легкими, то может быть назначена аускультация.

Лечение варикозного застоя

Основным направлением лечения является удаление причины возникновения патологии, а также нормализация кровообращения и повышение тонуса сосудов. Немаловажной является профилактика возможных осложнений венозного застоя.

Если у Вас есть подозрения, то Вы всегда можете обратиться в нашу клинику для получения своевременной качественной консультации и направления на диагностику.

Методы лечения

Скидка -20%! Только 3 дня!

Комбинации лекарственных средств для капельного введения через вену. Высокая усвояемость и быстрое действие ставят инфузионную терапию Подробнее…

Скидка -20%! Только 3 дня!

Лечение при помощи клеток аутокрови пациента. Введение осуществляется внутримышечно, что провоцирует организм на усиленную борьбу с хронической инфекцией и трофическими язвами Подробнее…

Скидка -25%! Только 3 дня!

Это перспективный метод физиотерапии за которым большое будущее. В жизни волны такого диапазона не доходят до земли, распыляясь в атмосфере. Аппарат генерирует эти волны сам. Подробнее…

Показать остальные методики Скидка -25%! Только 3 дня!

Удаление мертвых, некротических тканей трофической язвы с целью более быстрого ее заживления Подробнее…

Скидка -25%! Только 3 дня!

Мазевые аппликации защищают новообразовавшуюся «молодую» кожу. Края язвы и новые «молодые» участки обрабатываются мазью.  Подробнее…

Скидка -25%! Только 3 дня!

Внутривенное лазерное облучение крови (ВЛОК) – уникальный метод воздействия пучком света на элементы крови. Подробнее…

Причины развития венозного застоя

• Независимо от того, где проявила себя патология, гиподинамия крайне негативно сказывается на венозном оттоке во всем теле и служит одной из причин развития венозного застоя.
• Необходимо понимать, что кровь от сердца по артериям двигается благодаря сердечным сокращениям, а вот движение назад по венам происходит во многом с механической помощью: из-за сокращений мышц (брюшных и икроножных), воздействий на стопу (ходьбы, бега). Другими словами, малоподвижный образ жизни, особенно при наличии лишнего веса может стать естественной причиной, при которой страдают вены на ногах – венозного застоя крови.
• Кроме того, болезнь часто развивается на фоне других заболеваний: тромбозов, тромбофлебитов, аневризм, травм и опухолей головы. Иногда причинами становятся беременность и прием гормональных препаратов.

Мы знаем, как сделать жизнь наших пациентов лучше

• У нас действуют ВСЕ Ваши ДИСКОНТНЫЕ КАРТЫ*.
• Возврат НДФЛ за медицинские услуги —  минус 13% от стоимости процедуры.
• БЕСПРОЦЕНТНАЯ рассрочка на лечение.
• ТЫСЯЧИ ПАЦИЕНТОВ избавились от инвалидности и костылей благодаря нашей помощи.
• Скидки пенсионерам (55+ все по-честному!), инвалидам, блокадникам, участникам ВОВ.
• Новейшие ТЕХНОЛОГИИ, которых нет в поликлиниках. СКИДКИ до 30%!

*Вы можете использовать скидочные карты всех медицинских центров Санкт-Петербурга при лечении в ЛДЦ Медикус.

Хроническая сердечная недостаточность – МОСИТАЛМЕД

Хроническая сердечная недостаточность — заболевание, при котором наблюдается снижение сократительной функции сердца и возникает системная гипоксия. При этом возникает снижение устойчивости к нагрузкам, появление отеков и одышки. Из-за несоответствия между потребностью организма в кислороде и возможностями её компенсации развивается недостаток кислорода во всех органах и тканях. Поэтому лечение ХСН должно проводиться как можно раньше для снижения риска развития осложнений.

В клинике «Моситалмед» имеется современное кардиологическое оборудование последнего поколения, которое дает возможность оценить функциональные резервы сердечно-сосудистой системы и выявить минимальные отклонения от нормы.

Причины хронической сердечной недостаточности

К формированию сердечной недостаточности приводит влияние любых факторов, влияющих на гемодинамику и функцию сердца. К таким относятся:

• Атеросклероз;
• Инфаркт миокарда в анамнезе;
• Сахарный диабет;
• Нарушения ритма сердца и внутрисердечные блокады;
• Болезни надпочечников;
• Заболевания щитовидной железы;
• Ожирение;
• Артериальная гипертензия.

Классификация сердечной недостаточности

В зависимости от стадии развития хроническую сердечную недостаточность делят по классификации Василенко-Стражеско делят на три стадии:

1. Начальная стадия. Характерные симптомы появляются после физической нагрузки, поднятии по лестнице на 3-4 этаж;
2. Выраженная стадия включает два периода.

ХСН IIА характеризуется застойными явлениями в обоих кругах кровообращения. При нарушении гемодинамики в большом круге наблюдается увеличение печени и селезенки, набухание шейных вен и отеки. При застое в малом круге кровообращения развивается отек легких, который сопровождается кашлем с розовой пенистой мокротой, одышкой и хрипами.

ХСН IIБ включает сочетания симптомов нарушения расстройством кровообращения в большом и малом круге.

• Третья стадия сопровождается истощением и необратимыми изменениями в органах, преимущественно печени, почек и легких.

Симптомы хронической сердечной недостаточности

Начальными признаками хронической сердечной недостаточности по левожелудочковому типу является одышка, приступы удушья, кашель с розовой пенистой мокротой, синюшность кожных покровов, ощущение сердцебиения или перебоев в работе сердца, слабость.

Правожелудочковая хроническая сердечная недостаточность развивается как самостоятельным синдром или в результате декомпенсации ХСН по левожелудочковому типу. При этом наблюдается застой крови в большом круге кровообращения, что приводит к набуханию шейных вен, увеличению печени и селезенке, отекам нижних конечностей и скоплением жидкости во всех полостях.

Внешне больной ХСН выглядит бледным, истощенным, однако вес может увеличиваться за счет затруднения выведения жидкости. В конечном этапе развития хронической сердечной недостаточности формируется расстройство кровообращения в обоих кругах и тотальный отек (анасарка).

Лечение и диагностика хронической сердечной недостаточности

Для диагностики ХСН проводят сбор анамнеза и жалоб пациента, а также назначают исследования с целью определения состояния сердечно-сосудистой системы. К таким относятся ЭКГ, ультразвуковое сканирование сердца и сосудов, нагрузочные тесты на велотренажере, холтеровское суточное мониторирование и показатели газового состава крови.

Лечение хронической сердечной недостаточности включает не только медикаментозную и поддерживающую терапию, но и коррекцию образа жизни и избавление от вредных привычек. С целью восстановления адекватной перфузии органов и тканей и снятия отека при ХСН назначают сердечные гликозиды, вазодилататоры, ингибиторы АПФ, b-адреноблокаторы и антикоагулянты.

В клинике «Моситалмед» на консультации у специалиста вы получите индивидуальную схему лечения хронической сердечной недостаточности, а также рекомендации по образу жизни и рациону питания. Кроме этого в клинике доступна медицинская и физическая реабилитация кардиологических больных, позволяющая восстановить утраченные функции.

Получить консультацию и записаться на прием можно по телефону: +7 (495) 212-90-98

Профилактика застойных процессов в легких

Снижение риска застойных процессов в легких, как правило, начинается во время госпитализации в лечебном учреждении. Иногда эти процедуры необходимо продолжать дома, вместе с лечебной и дыхательной гимнастикой.

• Застойные явления в легких чаще всего встречаются у лежачих больных, у людей пожилого возраста, при вынужденном ограничении подвижности, т.к. физиология дыхательной системы не приветствует длительное пребывание в лежачем положении.
• Застойные процессы в легких приводят к уменьшению количества вдыхаемого воздуха и недостаточному насыщению крови кислородом и другими не менее важными газами. Дисбаланс газового состава крови приводит к нарушению многих химических реакций, происходящих в клетках, и способен приводить к дополнительным заболеваниям.

Какие факторы провоцируют формирование патологий в легких?

• Уменьшение дыхательного объема
• Сердечные заболевания
• Гипертоническая болезнь
• Долгое пребывание в одном положении
• Отсутствие физической активности
• Сниженный кашлевой рефлекс
• Недостаточные профилактические мероприятия
• Наличие лишней жидкости в организме

Основные меры профилактики легочного застоя
1. Движение

Застой в легких в первоначальной стадии устраняется только активностью.

• Человеку, вынужденному длительное время находиться в постели, надо совершать как можно больше движений — переворачиваться, менять положение тела, присаживаться.
• Если нет возможности двигаться самостоятельно, то ухаживающим необходимо часто и своевременно изменять положение тела больного в кровати.
• Нельзя спать на низких подушках, долго быть неподвижным, что ослабляет функции дыхания и движения грудной клетки.

2. Массаж и дыхательная гимнастика

Применение легкого ручного массажа и дыхательной гимнастики (даже в период воспаления) сохранит эластичность тканей, а также облегчит отхаркивание скопившейся мокроты. Активное самостоятельное дыхание помогает обогатить кислородом бронхи и легкие, расширяет диапазон движений грудной клеткой, включая диафрагму.

Для дыхательной гимнастики можно использовать, как обычные воздушные шарики, так и специальные тренажеры.

                                                               Посмотреть

3. Контроль и поддержание уровня кислорода в крови

Для определения уровня насыщенности крови кислородом используется прибор пульсоксиметр. А для компенсации недостатка кислорода в домашних условиях используются кислородные баллоны и кислородные концентраторы.

Кислородный концентратор –это устройство, которое выделяет кислород из атмосферного воздуха, пропуская его через так называемое молекулярное решето. Прибор используется, как по медицинским показаниям, так и для поддержания здоровья.

Кислородный концентратор должен использоваться строго в соответствии с инструкцией и/или назначениями врача. Недопустимо превышать рекомендованные дозировки.

                                                                 Дыхательные тренажеры и кислородное оборудование

Если Вам нужна дополнительная информация и помощь специалиста, запишитесь на персональную консультацию.

Лечение венозного застоя в Киеве — цена консультации от 400 грн

1721	Консультация флеболога Консультация флеболога	400 грн.	ул. М. Максимовича 10
296	УЗИ периферических артерий верхних конечностей (дуплексное сканирование) УЗИ периферических артерий верхних конечностей (дуплексное сканирование)	450 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
295	УЗИ периферических вен верхних конечностей (дуплексное сканирование) УЗИ периферических вен верхних конечностей (дуплексное сканирование)	450 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
550	УЗИ периферических артерий и вен верхних конечностей (дуплексное сканирование) УЗИ периферических артерий и вен верхних конечностей (дуплексное сканирование)	650 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
297	УЗИ периферических артерий нижних конечностей (дуплексное сканирование) УЗИ периферических артерий нижних конечностей (дуплексное сканирование)	450 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
298	УЗИ периферических вен нижних конечностей (дуплексное сканирование) УЗИ периферических вен нижних конечностей (дуплексное сканирование)	450 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
299	УЗИ периферических артерий и вен нижних конечностей УЗИ периферических артерий и вен нижних конечностей (дуплексное сканирование)	700 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
64	Общий развернутый анализ крови (22 параметра анализатора, СОЭ, лейкоцитарная формула) 1 день Общий развернутый анализ крови (22 параметра анализатора, СОЭ, лейкоцитарная формула)	140 грн.	ул. Владимирская 81-А ул. М. Максимовича 10 пр-т В. Маяковского 70 ул. А. Малышко 39
62	Анализ мочи общий (13 параметров и микроскопия) 1 день Анализ мочи общий (13 параметров и микроскопия)	110 грн.	ул. Владимирская 81-А ул. М. Максимовича 10 пр-т В. Маяковского 70 ул. А. Малышко 39
1713	Микросклеротерапия (1 зона) Микросклеротерапия (1 зона) В стоимость оперативного вмешательства входит: консультация хирурга-флеболога, оперативное вмешательство, медикаментозное обеспечение операции.	800 грн.	ул. М. Максимовича 10
1714	Эндовенозная лазерная абляция одной конечности I категории сложности Эндовенозная лазерная абляция одной конечности I категории сложности В стоимость оперативного вмешательства входит: консультация хирурга-флеболога, оперативное вмешательство, медикаментозное обеспечение операции.	10000 грн.	ул. М. Максимовича 10
1715	Эндовенозная лазерная абляция одной конечности II категории сложности Эндовенозная лазерная абляция одной конечности II категории сложности В стоимость оперативного вмешательства входит: консультация хирурга-флеболога, оперативное вмешательство, медикаментозное обеспечение операции.	12000 грн.	ул. М. Максимовича 10
1716	Эндовенозная лазерная абляция одной конечности III категории сложности Эндовенозная лазерная абляция одной конечности III категории сложности В стоимость оперативного вмешательства входит: консультация хирурга-флеболога, оперативное вмешательство, медикаментозное обеспечение операции.	14000 грн.	ул. М. Максимовича 10
1755	Эндовенозная лазерная абляция одной конечности в сочетании со склеротерапией I категории сложности Эндовенозная лазерная абляция одной конечности в сочетании со склеротерапией I категории сложности В стоимость оперативного вмешательства входит: консультация хирурга-флеболога, оперативное вмешательство, медикаментозное обеспечение операции.	12000 грн.	ул. М. Максимовича 10
1756	Эндовенозная лазерная абляция одной конечности в сочетании со склеротерапией II категории сложности Эндовенозная лазерная абляция одной конечности в сочетании со склеротерапией II категории сложности В стоимость оперативного вмешательства входит: консультация хирурга-флеболога, оперативное вмешательство, медикаментозное обеспечение операции.	14000 грн.	ул. М. Максимовича 10
1757	Эндовенозная лазерная абляция одной конечности в сочетании со склеротерапией III категории сложности Эндовенозная лазерная абляция одной конечности в сочетании со склеротерапией III категории сложности В стоимость оперативного вмешательства входит: консультация хирурга-флеболога, оперативное вмешательство, медикаментозное обеспечение операции.	16000 грн.	ул. М. Максимовича 10
1758	Эндовенозная лазерная абляция одной конечности в сочетании с минифлебектомией I категории сложности (по методу Варади) Эндовенозная лазерная абляция одной конечности в сочетании с минифлебектомией I категории сложности (по методу Варади) В стоимость оперативного вмешательства входит: консультация хирурга-флеболога, оперативное вмешательство, медикаментозное обеспечение операции.	14000 грн.	ул. М. Максимовича 10
1759	Эндовенозная лазерная абляция одной конечности в сочетании с минифлебектомией II категории сложности (по методу Варади) Эндовенозная лазерная абляция одной конечности в сочетании с минифлебектомией II категории сложности (по методу Варади) В стоимость оперативного вмешательства входит: консультация хирурга-флеболога, оперативное вмешательство, медикаментозное обеспечение операции.	16000 грн.	ул. М. Максимовича 10
1760	Эндовенозная лазерная абляция одной конечности в сочетании с минифлебектомией III категории сложности (по методу Варади) Эндовенозная лазерная абляция одной конечности в сочетании с минифлебектомией III категории сложности (по методу Варади) В стоимость оперативного вмешательства входит: консультация хирурга-флеболога, оперативное вмешательство, медикаментозное обеспечение операции.	18000 грн.	ул. М. Максимовича 10
83	УЗИ сосудов шеи (дуплексное сканирование) УЗИ сосудов шеи (дуплексное сканирование)	400 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
84	УЗИ сосудов шеи и сосудов головы (дуплексное сканирование) УЗИ сосудов шеи и сосудов головы (дуплексное сканирование)	550 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
57	Доплерография сосудов головы и шеи с ротационными пробами Доплерография сосудов головы и шеи с ротационными пробами (поворотные пробы)	650 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
1150	КТ ангиография сосудов головного мозга КТ ангиография сосудов головного мозга	2300 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
1173	КТ ангиография сосудов шеи КТ ангиография сосудов шеи	2500 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
1174	КТ ангиография сосудов шеи и головы КТ ангиография сосудов шеи и головы	3000 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
1145	КТ сердца для подсчета кальция в коронарных сосудах (Ca-scoring) КТ сердца для подсчета кальция в коронарных сосудах (Ca-scoring)	1500 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
1176	КТ ангиография сосудов почек; мезентериальных сосудов; сосудов печени КТ ангиография сосудов почек; мезентериальных сосудов; сосудов печени	2600 грн.	ул. М. Максимовича 10 ул. А. Малышко 39
Показать весь список услуг

Неотложная кардиология. Часть 1 Отек легкого и кардиогенный шок

На первой схеме изображена альвеола, которая окружена интерстициальным пространством, к которому прилегает сосуд. Происходит газообмен между сосудом и альвеолой. Если развивается отек легкого, то давление в сосуде растет.

Если причина отека легкого инфаркт миокарда, то нарушается насосная функция сердца. Сердце перестает качать кровь, поэтому развивается застой крови в левом предсердии, далее застой крови в сосудах малого круга кровообращения, сосуды переполняются, гидростатическое давление растет. И в определенный момент сосуд уже не может удерживать избыток давления и эта жидкость начинает пропотевать и попадает в интерстициальное пространство – это своеобразный барьер пути этой жидкости в альвеолы.

Интерстициальное пространство начинает работать как дренаж, максимально всасывая эту жидкость и выводя ее через лимфодренажи. Таким образом, альвеола защищена.

На этом этапе пациент страдает от одышки – сердечной астмы. Если ситуация благополучно разрешается (например, гипертонический криз купирован) и гидростатическое давление в сосудах снижается, то все патологические процессы заканчиваются. Если же это инфаркт миокарда и сердце продолжает находиться в инфарцированном очаге, это состояние прогрессирует.

Интерстиций уже не справляется, его компенсаторные возможности ограничены. Интерстиций может скомпенсировать до 300 мл жидкости. Но если отек легкого продолжается развиваться, заканчиваются возможности интерстиция и жидкость попадает в альвеолу. Здесь развивается катастрофа.

Альвеола выстлана изнутри сурфактантом, который поддерживает ее воздушность и не дает ей слипаться. И альвеола сохраняет форму пузырька. Если попадает жидкость, эта среда не характерна для альвеолы, сурфактант не может существовать в жидкой среде, он начинает разрушаться. Альвеолы слипаются и таким образом, легкие теряют часть альвеол.

На макро уровне у пациента снижается дыхательная поверхность. Он начинает задыхаться, его одышка прогрессирует, начинается кашель. Мокрота пенистая с красными прожилками, потому что вместе с жидкой частью крови пропотевают микроэлементы (эритроциты) и окрашивают мокроту в красный цвет, а пенистая – пациент продолжает дышать, он судорожно хватает воздух и этот поток кислорода, который попадает в легкие и там встречается с жидкой частью, действует как миксер, вспенивает эту жидкость. 

Дыхательная поверхность стремительно падает, потому что альвеолы спадаются, легкие затопляются. 

Частые продолжительные поездки могут привести к развитию венозной тромбоэмболии

Сегодня ВОЗ опубликовала результаты работы в рамках научно-исследовательского проекта по поводу рисков для здоровья людей, связанных с поездками. Эксперты пришли к выводу, что при поездках в четыре часа и более, когда человек находится в сидячем и неподвижном положении, риск развития венозной тромбоэмболии почти удваивается. Это объясняется застоем крови в венах, вызванным длительной неподвижностью, что может привести к образованию кровяных сгустков в венах.

Изучив отдельно последствия воздушных перелетов, эксперты пришли к выводу, что повышенному риску подвергаются также и те лица, которые совершают многочисленные перелеты в течение короткого периода времени.

В докладе говорится о том, что повышению риска развития венозной тромбоэмболии способствует также и ряд других факторов, в том числе и ожирение, очень высокий или очень маленький рост.

Двумя самыми распространенными проявлениями венозной тромбоэмболии являются тромбоз глубоких вен и эмболия легких. Тромбоз глубоких вен — это состояние, при котором кровяной сгусток, или тромб, образуется в глубокой вене, обычно в голени.

Тромбоэмболия происходит в случае, когда кровяной сгусток (от тромбоза глубокой вены) в голени отрывается и перемещается по организму в легкие, где он застревает и блокирует кровоток. Такое состояние известно как эмболия легких, симптомы которой включают боль в груди и затрудненное дыхание.

Эксперты отмечают, что циркуляции крови можно способствовать с помощью упражнений для икроножных мышц, а именно движений ног вверх и вниз в голеностопных суставах. Эти движения способствуют кровообращению в венах икроножных мышц и, следовательно, уменьшают застой крови. Во время поездок необходимо также избегать ношения тесной одежды.

ВОЗ заявила, что транспортные организации, авиалинии и медицинские специалисты должны предоставлять лицам, совершающим длительные поездки, надлежащую информацию относительно риска заболеваний.

Кашель с кровью

ВАЖНО!

Информацию из данного раздела нельзя использовать для самодиагностики и самолечения. В случае боли или иного обострения заболевания диагностические исследования должен назначать только лечащий врач. Для постановки диагноза и правильного назначения лечения следует обращаться к Вашему лечащему врачу.

Кашель с кровью — причины появления, при каких заболеваниях возникает, диагностика и способы лечения.

Кашель является одним из самых распространенных симптомов заболеваний органов дыхания.

Но если кашель сопровождается отделением не обычной мокроты, а с прожилками и даже сгустками крови, это тревожный сигнал, который может свидетельствовать о серьезном заболевании.

Для обозначения выделения крови из органов дыхания был введен специальный термин – кровохарканье. Объем выделяемой с мокротой крови варьирует: это могут быть единичные прожилки крови до массивного кровотечения. Развитие кровотечения сопровождается одышкой, болями, ощущением тепла или жжения в грудной клетке.

Следует помнить, что независимо от количества крови в мокроте кровохарканье является опасным состоянием и требует обращения за медицинской помощью для выявления и ликвидации причин, приведших к появлению этого симптома.

Виды кровохарканья

Важно различать истинное и ложное кровохарканье.

Истинное кровохарканье возникает при истечении крови из сосудов органов дыхания. При этом кровь может смешиваться с мокротой и слюной.

Ложное кровохарканье возникает при попадании крови в органы дыхания из других органов, например, из желудка при желудочном кровотечении или из поврежденных сосудов полости рта.

Причины кровохарканья

В большинстве случаев причиной кровохарканья становятся патологические изменения сосудов бронхов и легких.

Большое значение имеет туберкулез легких и его осложнения. Микобактерии туберкулеза в процессе болезни вызывают разрушение легочной ткани, иногда с образованием полостей (каверн). При этом перестраивается сосудистое русло: происходит облитерация или разрастание мелких сосудов, что становится причиной последующих кровотечений.

Кровохарканье сопровождает многие инфекционные заболевания дыхательной системы: бронхиты, пневмонии. Некоторые бактерии обладают способностью разрушать ткань легких и повышать проницаемость легочных сосудов.

В случае развития пневмонии к кашлю с прожилками крови добавляются лихорадка, озноб, одышка, боль в груди, ночное потоотделение.

Для детей кровохарканье характерно при аспирации (вдыхании) мелких предметов – игрушек и их частей, колпачков от ручек, семечек.

Если инородное тело прошло глубоко, то выраженной одышки и признаков удушья не будет. Единственным симптомом может быть долгий мучительный кашель с небольшим количеством мокроты, иногда с кровью.

Достаточно редко причиной кровохарканья могут служить гельминты (в частности, аскариды). При миграции паразиты повреждают мелкие сосуды, что вызывает появление крови в мокроте.

Еще одной причиной кровохарканья являются бронхоэктазы.

Бронхоэктазы – это необратимое патологическое расширение бронхов и бронхиол. Часто возникают у детей, больных муковисцидозом, при аспирации инородного тела, коклюше и частых респираторных инфекциях.

Иногда бронхоэктазы бывают врожденными – при нарушении формирования бронхиального дерева.

Достаточно часто причиной появления крови при кашле является травматическое повреждение грудной клетки. Происходит кровоизлияние в ткань легкого с выходом части крови с мокротой.

У взрослых пациентов причинами появления крови при кашле чаще служат сердечно-сосудистые патологии. При болезнях сердечной мышцы, будь то инфаркт миокарда, миокардит, возникает застой крови в малом круге кровообращения (в легких). Кровь просачивается через стенку капилляров в альвеолы – маленькие мешочки на концах бронхов. Образовавшаяся смесь альвеолярной жидкости, слизи бронхов и крови выходит при кашле.

При выраженной степени острой сердечной недостаточности появляется розовая пена – крайнее проявление отека легких.

Многие пороки сердца также вызывают застой в легких с одышкой и кровохарканьем. При приобретенных пороках сердца наиболее часто кровохарканье возникает у больных с поражением митрального клапана. Среди сосудистых заболеваний, которые вызывают внезапное кровохарканье, следует выделить тромбоэмболию легочных артерий (ТЭЛА).

Кровохарканье сопровождает около трети всех случаев ТЭЛА. Основными симптомами являются резкая одышка, кашель и боли в грудной клетке.

Более чем у половины больных раком легкого отмечается кровохарканье. В основную группу риска по развитию злокачественных новообразований легких входят курильщики старше 40 лет. В случае рака легкого кровотечение может возникать при распаде опухоли, после чего мокрота смешивается с кровью и приобретает вид «малинового желе».

Доброкачественные опухоли легких редко вызывают кровохарканье.

К относительно редким причинам появления кашля с кровью относят аневризму и последующий прорыв сосуда в бронх.

Врожденная патология свертывающей системы крови, например, гемофилия, может стать причиной как остро возникшего легочного кровотечения, так и длительного небольшого по объему кровохарканья. Кровохарканье может быть одним из симптомов различных аутоиммунных патологий. Так, например, при гранулематозе с полиангиитом (болезнь Вегенера) происходит воспаление стенки сосудов с вовлечением в процесс верхних и нижних дыхательных путей.

Передозировка некоторых лекарственных средств при повышенном риске кровотечения может привести к кровохарканью.

К таким препаратам относятся: антикоагулянты (варфарин, ривароксабан, дабигатран), антиагреганты (ацетилсалициловая кислота, тикагрелол).

Употребление наркотических веществ (в частности, кокаина) приводит к повреждению сосудов слизистой носоглотки с последующим кровохарканьем.

К каким врачам обращаться при появлении кашля с кровью?

Появление крови при кашле требует обращения к врачу терапевтического профиля: терапевту или педиатру. После проведенного осмотра врач назначит комплекс инструментально-лабораторных исследований и направит при необходимости к узкому специалисту. Может потребоваться консультация пульмонолога, кардиолога, отоларинголога, ревматолога, фтизиатра, онколога.

Если есть подозрение на травму, кровотечение из дыхательных путей обильное, появилось головокружение, затруднение дыхания и учащенное сердцебиение, следует вызвать скорую помощь.

Диагностика и обследование при появлении кашля с кровью

В ходе обследования проводят:

• клинический анализ крови;

Застой в легких при острой сердечной недостаточности: от гемодинамики до травмы легких и барьерной дисфункции

Острая сердечная недостаточность (ОСН) определяется как впервые возникшие или усугубляющиеся признаки и симптомы сердечной недостаточности (СН), требующие неотложной терапии.1 ОСН является ведущей причиной заболеваемости и смертности.2 Несмотря на значительные различия клинических профилей и существенное гетерогенность основных причин, подавляющее большинство пациентов с ОСН имеют симптомы и признаки легочной и системной гиперемии, а не низкий сердечный выброс.Соответственно, одышка является основным симптомом среди пациентов, госпитализированных по поводу ОСН.

Хотя многие пациенты реагируют на начальную терапию, 1 значительный процент не испытывает раннего облегчения одышки.1 Кроме того, существует диссоциация между давлением заклинивания легочных капилляров (PCWP) и тяжестью одышки, так что у пациентов с высоким PCWP одышка может быть минимальной. , в то время как пациенты с относительно низким уровнем PCWP могут испытывать тяжелую одышку.4 Более того, краткосрочная смертность и частота повторных госпитализаций достигают 50%.5 Эти наблюдения подчеркивают неполное понимание патогенеза застойных явлений в легких при ОСН.

ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ЗАЛОЖЕНИЯ ЛЕГКИХ

Закупорка легких определяется как скопление жидкости в легких, приводящее к нарушению газообмена и артериальной гипоксемии. Это происходит последовательно, сначала в прикорневой области легких, затем следует заполнение интерстициального пространства и, наконец, в наиболее тяжелой форме — альвеолярное затопление. Высокое давление наполнения левого желудочка (ЛЖ), ведущее к легочной венозной гипертензии (повышение PCWP), является основным механизмом, лежащим в основе легочного застойного движения.Повышение диастолического давления ЛЖ (LVDP) является результатом перегрузки жидкостью, вызванной либо задержкой жидкости, либо перераспределением жидкости.6 С другой стороны, быстрое повышение артериального давления (постнагрузка), особенно у пациентов с диастолической дисфункцией, может спровоцировать тяжелую легочную недостаточность. .7 Часто повышение LVDP (гемодинамический застой) предшествует клиническому застою на несколько дней или даже недель.

СТАРЫЕ И НОВЫЕ КОНЦЕПЦИИ В ПАТОГЕНЕЗЕ ОТЕКА ЛЕГКИХ

Отек легких является результатом дисбаланса между силами, которые направляют жидкость в альвеолы, и механизмами ее удаления.Фильтрация жидкости через стенку легочного капилляра описывается уравнением Старлинга: 9

где Jv — чистая скорость транскапиллярной фильтрации, Lp — гидравлическая проводимость барьера, S — площадь поверхности барьера, Pc — гидростатическое давление легочного капилляра. давление, Pi — внутреннее гидростатическое давление, Ðc — онкотическое давление коллоидной капиллярной плазмы, ¦Ði — онкотическое давление межклеточной жидкости, ¦Ò — средний коэффициент осмотического отражения барьера.LpS был определен как коэффициент капиллярной фильтрации (Kfc).

Согласно уравнению Старлинга, равновесие между гидростатическим давлением (Pc − Pi) и онкотическим давлением (¦Ðc − Ði) составляет движущую силу для фильтрации жидкости. На основе этой симплистической модели отек легких традиционно подразделяется на кардиогенные и некардиогенные. Кардиогенный или гидростатический отек легких возникает в результате высокого гидростатического давления в легочных капиллярах, которое нарушает равновесие Старлинга, в то время как альвеолярно-капиллярный барьер остается нетронутым.Напротив, некардиогенный отек или отек с высокой проницаемостью характеризуется повреждением альвеолярно-капиллярного барьера с просачиванием богатой белком жидкости в интерстиций и воздушные пространства.10 Однако эта патофизиологическая модель пассивного движения жидкости, которая зависит от онкотического и гидростатические градиенты через гематоэнцефалический барьер, по-видимому, являются чрезмерным упрощением. Исследования, основанные на соотношении белка отечной жидкости к белку сыворотки у пациентов с кардиогенным и некардиогенным отеком легких, показали, что часто наблюдается сочетание высокого гидростатического давления в легочных капиллярах и высокой проницаемости альвеолярно-капиллярного барьера, что приводит к значительному перекрытию между две группы.Если бы повышенное гидростатическое давление в легочных капиллярах само по себе было ответственно за формирование отека легких, можно было бы ожидать, что концентрация белка в жидкости выстилки альвеол снизится из-за притока ультрафильтрата плазмы. Парадоксально, но оно почти удваивается.11, 12 Следовательно, гидростатический отек легких с высокой проницаемостью может представлять крайние проявления в спектре отека легких.11,12 Два основных процесса могут привести к дисфункции альвеолярно-капиллярного барьера при ОСН: а) механическое повреждение барьер из-за повышенного гидростатического давления в легочных капиллярах и б) воспалительное и окислительное повреждение легких (рис. 1).

Рис. 1. Диаграмма, показывающая участие механического повреждения, а также воспалительного и окислительного повреждения легких в дисфункции альвеолярно-капиллярного барьера и застойных явлениях в легких у пациентов с острой сердечной недостаточностью. LVEDP — конечное диастолическое давление левого желудочка; PCWP, давление заклинивания легочных капилляров.

ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЛЬВЕОЛЯРНОГО КАПИЛЛЯРНОГО БАРЬЕРА

В самых тонких частях газовый барьер состоит из эндотелиального слоя капилляров, альвеолярного эпителиального слоя и внеклеточного матрикса, который состоит из слитых базальных мембран двух слоев клеток. .13, 14 Гематоэнцефалический барьер легкого человека должен играть 2 конфликтующие роли. С одной стороны, он должен быть очень тонким, чтобы способствовать эффективному обмену кислорода и углекислого газа за счет пассивной диффузии. С другой стороны, он должен быть достаточно прочным, чтобы преодолевать напряжение, вызываемое высоким капиллярным гидростатическим давлением. Нарушение структурной целостности может привести к отеку альвеол или кровоизлиянию. Сила гемато-газового барьера может быть связана с типом коллагена в базальных мембранах.15.

ОСТРАЯ И ХРОНИЧЕСКАЯ ДИСФУНКЦИЯ КРОВИ-ГАЗА ПРИ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

Термин «стрессовый отказ» был введен для описания механического повреждения альвеолярно-капиллярного барьера в результате резкого повышения гидростатического давления легочных капилляров16. экспериментальные модели показали, что травма, вызванная давлением, приводит к ультраструктурным изменениям гемато-газового барьера, включая нарушение эндотелиального слоя легочных капилляров, а также альвеолярного эпителиального слоя.16 Результатом является прогрессирующий переход от формы отека легких с низкой проницаемостью к форме с высокой проницаемостью.17 Имеются экспериментальные данные, свидетельствующие об обратимости ультраструктурных изменений гемато-газового барьера, наблюдаемых при остром механическом повреждении18. , устойчивое повышение легочного капиллярного давления приводит к утолщению альвеолярно-капиллярного барьера, в основном из-за чрезмерного отложения коллагена типа IV.15 Этот процесс ремоделирования может быть защитным от дальнейшего повреждения высоким давлением и может повысить сопротивление легких к развитию легочного отеки у пациентов с хронической сердечной недостаточностью.11 Однако это вызывает значительное снижение диффузионной способности альвеол и ухудшает газообмен и физическую работоспособность. Белки, специфичные для эпителия легких, могут просачиваться через альвеолярно-капиллярный барьер в кровоток и могут служить маркерами повреждения барьера при некоторых патологических состояниях.19 Поверхностно-активный белок-B (SP-B) является наименьшим из белков, специфичных для сурфактанта, обнаруживаемых в тираж. SP-B играет ключевую роль в образовании и стабилизации легочного сурфактанта и синтезируется исключительно альвеолярными эпителиальными клетками типа II, из которых он секретируется через их апикальную поверхность в альвеолы, так что в нормальных условиях жидкость эпителиальной выстилки: поддерживается плазменный градиент> 1500: 1.20 Однако в случае повреждения барьера в кровоток попадает повышенное количество. Таким образом, уровни циркулирующего SP-B резко увеличиваются в ответ на дисфункцию ЛЖ, вызванную физической нагрузкой, вероятно, из-за дисфункции барьера в результате резкого повышения гидростатического давления в легочных капиллярах.21 Более того, сообщалось о продолжительном повышении циркулирующего SP-B после острого кардиогенного воздействия. отек легких, что свидетельствует о продолжающемся повреждении барьера у этих пациентов.22 Наконец, уровни SP-B в циркулирующей плазме связаны с диффузией альвеолярного газа, общей физической нагрузкой и эффективностью вентиляции, что демонстрирует связь между анатомическим и функциональным повреждением альвеолярно-капиллярного барьера в организме. Пациенты с сердечной недостаточностью.23.

Роль воспалительного и окислительного поражения легких в развитии острой сердечной недостаточности

Тяжелое воспалительное поражение эндотелия легочных капилляров и альвеолярного эпителия, приводящее к дисфункции барьера и образованию высокопроницаемого отека легких, играет ключевую роль в патофизиологии. острого повреждения легких и его наиболее тяжелого проявления — острого респираторного дистресс-синдрома (ОРДС). Однако появляется все больше доказательств того, что гидростатическое повреждение легких на фоне ОСН связано с воспалением легких.24 Отек легких. Жидкость при ОСН содержит повышенные концентрации нейтрофилов, 25 провоспалительных цитокинов, 26 и биомаркеров окислительного стресса. Более того, длительная дисфункция газового барьера после острого кардиогенного отека легких может быть связана с воспалением паренхимы легких.

Воспаление легких может быть частью восстановительного механизма после легочного гидростатического повреждения. Как уже отмечалось, ¡° стрессовой недостаточности ¡± газового барьера крови может привести к постепенному переходу от формы с низкой проницаемостью к форме отека легких с высокой проницаемостью.Управляемая макрофагами альвеолярная очистка осажденного белка во время разрешения отека легких может вызвать воспалительную активность, в том числе высвобождение фактора некроза опухоли ¦Á.27, 28.

С другой стороны, воспаление легких в условиях ОСН может быть прямым ответом на механическое воздействие. напряжение легочной микроциркуляции. Легочный эндотелий может преобразовывать механический сигнал в биологический ответ, индуцируя несколько внутриклеточных сигнальных путей, что может привести к увеличению продукции воспалительных цитокинов, активации макрофагов, острому воспалению и дисфункции барьера.29 Среди различных сигнальных путей, вызванных механическим стрессом легочной микроциркуляции, все большее внимание уделяется роли активных форм кислорода. Окислительный стресс играет важную роль в нарушении барьера между кровью и газами, либо за счет прямого окислительного повреждения основных клеточных компонентов барьера, либо за счет активации окислительно-восстановительных сигнальных путей, ведущих к апоптозу и воспалению.

Воспалительное и окислительное повреждение легких может играть значительную патофизиологическую роль в декомпенсации приливов за счет дальнейшего повреждения альвеолярно-капиллярного барьера и увеличения его проницаемости.Как следствие, порог гидростатического давления легочных капилляров для накопления легочной жидкости снижается. Этот параметр может объяснить уязвимость пациентов с ОСН к рецидивам.

ОЦЕНКА ПОВРЕЖДЕНИЯ ЛЕГКОГО ПРИ ОСТРОЙ СЕРДЕЧНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ

Исследование жидкости эпителиальной выстилки может дать полезную информацию о повреждении альвеолярно-капиллярного барьера у пациентов с сердечной недостаточностью, особенно в отношении важных патофизиологических процессов, таких как воспаление и окислительно-восстановительное нарушение.До сих пор доступ к этой жидкости был основан на бронхоальвеолярном лаваже, который является инвазивным методом, требующим бронхоскопии и может влиять на уровни воспаления дыхательных путей. Следовательно, имеется ограниченная информация от небольшого числа пациентов с кардиогенным отеком легких, требующих искусственной вентиляции легких.26, 30 В последнее время растет интерес к отбору проб из нижних дыхательных путей неинвазивными методами, включая индукцию мокроты, измерение выдыхаемого оксида азота и сбор образцов. и анализ конденсата выдыхаемого воздуха (EBC).

EBC появился как потенциальный инструмент в исследовании жидкости выстилки альвеолярного эпителия. Он состоит в основном из воды с захваченными аэрозольными каплями жидкости облицовки дыхательных путей, а также из водорастворимых летучих и нелетучих соединений.31 Его основным компонентом является конденсированный водяной пар, который составляет почти весь объем (> 99%) собранной жидкости. в EBC.32 Сбор EBC прост, полностью неинвазивен, безопасен и воспроизводим. Это достигается путем приливного выдоха в охлаждаемый конденсаторный аппарат.В EBC был исследован широкий спектр биомаркеров, включая pH, цитокины, изопростаны, лейкотриены, оксиды азота, пептиды, аденозин, метаболиты арахидоновой кислоты, аммиак, перекись водорода и ДНК.33 Следовательно, EBC все чаще используется в качестве исследования и клинический инструмент для изучения воспаления дыхательных путей, окислительного стресса и кислотно-щелочного баланса при многих заболеваниях легких, включая астму, хроническую обструктивную болезнь легких, ОРДС, муковисцидоз, бронхоэктазы и рак легких.34 С целью обеспечения нового понимания роли повреждения легких и дисфункции газового барьера при AFH мы продемонстрировали, что во время эпизодов декомпенсации HF EBC показывает увеличение маркеров EBC воспалительной активности и окислительного стресса (неопубликованные данные).

В заключение, застойные явления в легких при ОСН представляют собой сложный патофизиологический процесс, выходящий за рамки перегрузки жидкостью и гемодинамики. Воспалительное и оксидативное повреждение легких, ведущее к дисфункции гемато-газового барьера, по-видимому, играет ключевую роль в патогенезе отека легких и может быть новой терапевтической мишенью.Необходимы дальнейшие исследования, чтобы выяснить, улучшит ли предотвращение повреждения барьера вместо простого контроля гидростатического легочного капиллярного давления лечение и прогноз ОСН.

КОНФЛИКТЫ ИНТЕРЕСОВ

Не объявлено.

Автор, ответственный за переписку: Отделение сердечной недостаточности, Университетская больница Афин, 12461 Афины, Греция. [email protected]

Симптомы, причины, тесты и лечение

Заболевание легочных сосудов — это медицинский термин, обозначающий заболевание, поражающее кровеносные сосуды, ведущие в легкие или из легких.Большинство форм легочно-сосудистых заболеваний вызывают одышку.

Что такое болезнь легких?

Определение легочного сосудистого заболевания простое: любое заболевание, которое влияет на кровеносные сосуды на пути между сердцем и легкими.

Кровь проходит от сердца к легким и обратно к сердцу. Этот процесс постоянно наполняет кровь кислородом и позволяет выдыхать углекислый газ. Вот как работает этот процесс:

• Бедная кислородом кровь возвращается из тканей тела по венам обратно в правую часть сердца.
• Правое сердце перекачивает бедную кислородом кровь по легочным артериям в легкие. Эта кровь наполняется кислородом.
• Богатая кислородом кровь возвращается из легких обратно в левую часть сердца. Левое сердце перекачивает богатую кислородом кровь в тело через аорту и многие другие артерии.

Любая часть кровообращения сердце-легкие может быть повреждена или заблокирована, что приведет к заболеванию легочных сосудов.

Причины легочных сосудистых заболеваний

Причины легочных сосудистых заболеваний различаются в зависимости от того, какой из кровеносных сосудов легких поражен.Заболевания легочных сосудов делятся на несколько категорий:

Легочная артериальная гипертензия: Повышенное кровяное давление в легочных артериях (перенос крови от сердца к легким). Легочная артериальная гипертензия может быть вызвана заболеванием легких, аутоиммунным заболеванием или сердечной недостаточностью. Когда нет очевидной причины, это называется идиопатической легочной артериальной гипертензией.

Легочная венозная гипертензия: Повышенное кровяное давление в легочных венах (перенос крови от легких к сердцу).Легочная венозная гипертензия чаще всего вызвана застойной сердечной недостаточностью. Повреждение митрального клапана в сердце (митральный стеноз или митральная регургитация) может способствовать развитию легочной венозной гипертензии.

Легочная эмболия: Сгусток крови отрывается от глубокой вены (обычно в ноге), попадает в правое сердце и перекачивается в легкие. В редких случаях эмболия может представлять собой большой пузырь воздуха или комок жира, а не сгусток крови.

Хроническая тромбоэмболия: В редких случаях сгусток крови в легких (тромбоэмболия легочной артерии) никогда не абсорбируется организмом.Вместо этого возникает реакция, при которой из множества мелких кровеносных сосудов в легких также образуются тромбы. Процесс протекает медленно и постепенно поражает большую часть системы легочной артерии.

Симптомы легочного сосудистого заболевания

Симптомы легочного сосудистого заболевания различаются в зависимости от нескольких факторов:

• Внезапность процесса, затрагивающего легочные кровеносные сосуды
• Какие легочные кровеносные сосуды поражены (где легочные сосудистые заболевания is)
• Насколько поражена легочная сосудистая система

Например, внезапная обширная тромбоэмболия легочной артерии, блокирующая большую легочную артерию, может вызвать сильную одышку и боль в груди.Но очень небольшая тромбоэмболия легочной артерии (блокировка только небольшого кровеносного сосуда) может не вызывать заметных симптомов.

Хотя симптомы легочного сосудистого заболевания могут широко варьироваться, каждая из причин легочного сосудистого заболевания имеет ряд обычных симптомов:

Легочная артериальная гипертензия : это чаще всего вызывает медленно прогрессирующую одышку. По мере ухудшения состояния может возникнуть боль в груди или обморок (обморок) при физической нагрузке.

Тромбоэмболия легочной артерии: Сгусток крови в легких обычно возникает внезапно.Распространенными симптомами являются одышка, боль в груди (часто усиливающаяся при глубоком вдохе) и учащенное сердцебиение. Симптомы тромбоэмболии легочной артерии варьируются от едва заметных до тяжелых, в зависимости от размера сгустка (ов).

Легочная венозная гипертензия: Эта форма легочного сосудистого заболевания также вызывает одышку из-за обычно присутствующей застойной сердечной недостаточности. Одышка может усиливаться в лежачем положении, когда артериальное давление не контролируется, или когда присутствует избыток жидкости (отек).

Анализы на заболевание легочных сосудов

На основании симптомов, признаков и истории болезни у человека врач может начать подозревать наличие заболевания сосудов легких. Диагноз легочного сосудистого заболевания обычно ставится с использованием одного или нескольких из следующих тестов:

Компьютерная томография (компьютерная томография): Компьютерный томограф делает несколько рентгеновских снимков, а компьютер создает подробные изображения легких и грудной клетки. КТ-сканирование обычно позволяет обнаружить тромбоэмболию легочной артерии.КТ также может выявить проблемы, влияющие на сами легкие.

Сканирование вентиляции / перфузии (V / Q сканирование): Этот тест ядерной медицины позволяет получить изображения того, насколько хорошо легкие наполняются воздухом. Эти изображения сравниваются с изображениями того, насколько хорошо кровь течет по легочным кровеносным сосудам. Несовпадающие области могут указывать на наличие тромбоэмболии легочной артерии (тромба).

Эхокардиография (эхокардиограмма): Видео УЗИ бьющегося сердца. Застойная сердечная недостаточность, заболевание сердечного клапана и другие состояния, способствующие легочно-сосудистым заболеваниям, могут быть обнаружены с помощью эхокардиограммы.

Катетеризация правых отделов сердца: Датчик давления вводится через иглу в вену на шее или паху. Врач вводит датчик по венам в правое сердце, а затем в легочную артерию. Катетеризация правых отделов сердца — лучший тест для диагностики легочной артериальной гипертензии.

Рентгенограмма грудной клетки: Простая рентгенография грудной клетки не может диагностировать легочные сосудистые заболевания. Тем не менее, он может выявить способствующее заболеванию легких или показать увеличенные легочные артерии, что указывает на легочную артериальную гипертензию.

Легочная ангиография (ангиограмма): Контрастный краситель вводится в кровь, а рентгеновские снимки грудной клетки показывают подробные изображения системы легочной артерии. Ангиография очень хороша для диагностики тромбоэмболии легочной артерии, но в настоящее время ее проводят редко, потому что компьютерная томография проще, менее инвазивна и имеет меньший риск.

Лечение заболеваний легочных сосудов

Существует множество различных методов лечения заболеваний сосудов легких. Заболевание легочных сосудов лечится в зависимости от его причины.

Тромбоэмболия легочной артерии: Сгустки крови в легких обрабатываются антикоагулянтами. Лечение включает такие лекарства, как бетриксабан (BEVYXXA), эноксапарин (Lovenox), гепарин и варфарин (Coumadin).

Хроническая тромбоэмболическая болезнь: Серьезные случаи тромбоэмболической болезни можно лечить хирургическим путем по удалению легочных артерий (тромбоэндартерэктомия). Также используются разжижители крови. Риоцигуат (Адемпас) — это лекарство, одобренное для использования после операции или у тех, кто не может ее перенести, для улучшения способности выполнять упражнения.

Легочная артериальная гипертензия: Некоторые лекарства могут снижать артериальное давление в легочных артериях:

Эти лекарства лучше всего показали свою эффективность при идиопатической легочной артериальной гипертензии.

Легочная венозная гипертензия: Поскольку эта форма легочного сосудистого заболевания обычно вызывается застойной сердечной недостаточностью, обычно подходят следующие методы лечения сердечной недостаточности:

• Диуретики, такие как фуросемид (Лазикс) и спиронолактон (Альдактон)
• Ангиотензин ингибиторы превращающего фермента (АПФ), такие как лизиноприл
• Бета-блокаторы, такие как карведилол (Coreg) и метопролол (Lopressor)
• Сосудорасширяющие средства, снижающие кровяное давление, такие как амлодипин (Norvasc), гидралазин (Apresoline) и мононитрат изосорбида (Imdur)

Если легочное сосудистое заболевание вызвано другим заболеванием, лечение этого состояния может улучшить легочное сосудистое заболевание:

Механизм дисфункции дистального отдела легкого при ожирении

PLoS One.2016; 11 (4): e0152769.

Бено В. Оппенгеймер

¹ Лаборатория физиологии легких Андре Курнана, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Кеннет И. Бергер

¹ Лаборатория физиологии легких Андре Курнана, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Салим Али

¹ Андре Курнан Лаборатория физиологии легких, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Медицинская школа Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Леопольдо Н.Сигал

¹ Андре Курнан Лаборатория физиологии легких, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Роберт Доннино

³ Леона Х. Чарни Отделение кардиологии Медицинской школы Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Стюарт Кац

³ Леона Х. Чарни Отделение кардиологии Медицинской школы Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Маниш Парих

² Бариатрический центр больницы Бельвью, отделение хирургии, Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Роберта М.Золотое кольцо

¹ Лаборатория физиологии легких Андре Курнана, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Ана Мора, редактор

¹ Андре Курнан Лаборатория физиологии легких, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Бельвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

² Бариатрический центр больницы Bellevue, отделение хирургии, Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

³ Леон Х.Чарни Отделение кардиологии Медицинской школы Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Питтсбургский университет, США

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

Задумал и спроектировал эксперименты: BWO KIB RMG LNS RD SK. Проведены эксперименты: BWO KIB RMG LNS RD SA. Проанализированы данные: BWO KIB RMG LNS RD SA. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: KIB RMG LNS RD SA MP.Написал статью: BWO KIB RMG LNS RD SA SK.

Поступила 13 октября 2015 г .; Принято 18 марта 2016 г.

Это статья в открытом доступе, свободная от всех авторских прав, и ее можно свободно воспроизводить, распространять, передавать, модифицировать, надстраивать или иным образом использовать в любых законных целях. Работа размещена в открытом доступе на условиях Creative Commons CC0. Эта статья цитируется в других статьях PMC.

Abstract

Обоснование

Ожирение характеризуется повышенным объемом системной и легочной крови (застой в легочных сосудах).Сопутствующая патологическая диффузия альвеолярной мембраны предполагает субклинический интерстициальный отек. В этом случае функциональные нарушения должны охватывать все дистальные отделы легкого, включая дыхательные пути.

Objectives

Мы предполагаем, что при ожирении: 1) закупорка легочных сосудов влияет на дистальный отдел легкого с конкордантной альвеолярной мембраной и аномалиями дистальных дыхательных путей; и 2) степень легочной гиперемии и дисфункции мембран будет зависеть от сердечной реакции.

Методы

54 некурящих пациента с ожирением прошли спирометрию, импульсную осциллометрию (IOS), определение диффузионной способности (D _LCO ) с разделением на мембранную диффузию (D _M ) и объем капиллярной крови (V _C ). и МРТ сердца (n = 24). Эффективность альвеолярно-капиллярной мембраны оценивали расчетом D _M / V _C .

Измерения и основные результаты

Средний возраст 45 ± 12 лет; средний ИМТ составил 44,8 ± 7 кг / м ² .Жизненная емкость легких составила 88 ± 13% при снижении функциональной остаточной емкости (прогноз 58 ± 12%). Несмотря на нормальный D _{, LCO} (98 ± 18% от прогнозируемого), V _C был повышен (135 ± 31% от прогнозируемого), в то время как D _M в среднем составлял 94 ± 22% от прогнозируемого. D _M / V _C варьировала от 0,4 до 1,4 с высокими значениями, отражающими рекрутирование альвеолярной мембраны, и низкими значениями, указывающими на дисфункцию альвеолярной мембраны. Наибольшее отклонение от нормы IOS (R ₅ и X ₅ ) наблюдалось у субъектов с самым низким D _M / V _C (r ² = 0.31, р <0,001; r ² = 0,34, p <0,001). Сердечный выброс и индекс (сердечный выброс / площадь поверхности тела) были напрямую связаны с D _M / V _C (r ² = 0,41, p <0,001; r ² = 0,19, p = 0,03). Субъекты с более низким D _M / V _C продемонстрировали сердечный выброс, который оставался в пределах нормы, несмотря на наличие ожирения.

Выводы

Глобальная дисфункция дистального отдела легкого (альвеолярная мембрана и дистальные дыхательные пути) связана с закупоркой легочных сосудов и неспособностью достичь состояния высокой выходной мощности ожирения.Закупорка легочных сосудов и последующая транссудация жидкости и / или изменения в структуре мембраны альвеолярных капилляров могут часто рассматриваться как нераспознанные причины дисфункции дыхательных путей при ожирении.

Введение

Состояние ожирения характеризуется гипердинамическим состоянием высокого сердечного выброса с увеличением объема крови в системном и легочном кровообращении (застой в легочных сосудах). [1–3] Несмотря на повышенный сердечный выброс, имеются доказательства того, что субклиническая сердечная дисфункция была продемонстрирована катетеризацией сердца у пациентов с ожирением.[4] Кроме того, эхокардиографические признаки дисфункции желудочков очевидны у здоровых субъектов с ожирением и обратимы после потери веса. [3, 5] Ранее мы продемонстрировали, что у субъектов с ожирением без клинических признаков сердечного заболевания наблюдался повышенный объем крови в легочных капиллярах, который коррелировал. с центральным ожирением и повышенным содержанием воды в организме. [6] В подгруппе этих субъектов повышенный объем легочной капиллярной крови сочетался с аномальной диффузией альвеолярной мембраны, что свидетельствует о субклиническом интерстициальном отеке.В этой ситуации утечки альвеолярных капилляров можно ожидать, что функциональные нарушения охватят весь дистальный отдел легкого, который включает дыхательные пути и газообменные поверхности легкого. [7]

Нарушения функции дыхательных путей хорошо известны у пациентов с ожирением. Повышенное сопротивление дыхательных путей объясняется уменьшением объема легких в результате массовой нагрузки и обратимо при потере веса. [8–11] Однако, несмотря на нормализацию сопротивления дыхательных путей, остаточная дисфункция дистальных дыхательных путей все еще может наблюдаться после восстановления объема легких либо в кратчайшие сроки. при добровольном накачивании или хронически после похудания.[12, 13] Множественные состояния могут быть ответственны за функциональные нарушения в дистальных отделах дыхательных путей, включая воспаление дыхательных путей, связанное с метаболическим синдромом и / или перекрывающееся с сопутствующими заболеваниями, такими как астма. [14–18]

Настоящее исследование предполагает, что это происходит у лиц с ожирением. без клинических доказательств сердечного или легочного заболевания закупорка легочных сосудов будет влиять на дистальный отдел легких, что характеризуется конкордантными аномалиями как мембраны альвеолярных капилляров, так и дистальных отделов дыхательных путей.Поскольку увеличенный объем легочной крови и интерстициальный отек характерны для физиологии сердечной недостаточности, настоящее исследование также предполагает, что степень легочного сосудистого застоя и дисфункции альвеолярной мембраны будет связана с сердечной реакцией на состояние ожирения.

Материалы и методы

Настоящее исследование финансировалось Программой исследователей клинических исследований Empire и было одобрено нашим институциональным IRB. Протокол включал предоперационную кардиологическую и легочную оценку, полученную у 54 некурящих лиц с ожирением, направленных в лабораторию легочной физиологии больницы Бельвью для оценки до операции по снижению веса.Субъекты прошли оценку легких с помощью спирометрии, плетизмографии, диффузионной способности и импульсной осциллометрии (ИОС). Все пациенты прошли предоперационную кардиологическую оценку; у 24 субъектов, у которых не удалось провести адекватное исследование, кардиологическое обследование было выполнено с помощью МРТ. Медицинские записи были просмотрены для определения симптомов, медицинских и рентгенологических данных. В этот анализ были включены только пациенты с нормальной спирометрией и без истории болезни легких, сердечных заболеваний или обструктивного апноэ во сне.

Оценка легочной функции

Тестирование проводилось в соответствии с опубликованными стандартами (Vmax Encore, SensorMedics, Йорба Линда, Калифорния). [19] Данные включали объем форсированного выдоха за первую секунду (FEV ₁ ), форсированную жизненную емкость легких (FVC), резервный объем выдоха (ERV) и емкость вдоха (IC). Нормальная спирометрия была определена как ОФВ ₁ и ФЖЕЛ ≥80% от прогнозируемого и ОФВ ₁ / ФЖЕЛ ≥70%. [20] D _LCO был измерен методом однократного выдоха окиси углерода и соотнесен с предсказанными значениями после корректировки на эффект аномальной концентрации гемоглобина.[21–24] D _LCO был разделен на D _M и V _C , как описано Раутоном и Форстером, в соответствии со следующим уравнением: 1 / D _LCO = 1 / D _M + 1 / θV _C . [6, 25–27] Для этого определения 1 / θ рассчитывалась с использованием уравнения, представленного Johnson et al. принимая значение λ равным 2,5. [21] Это значение λ было рекомендовано Раутоном и Форстером [27] для приблизительного определения проницаемости эритроцитов человека. Определения производили в трех повторностях для трех разных FiO ₂ (0.21, 0,60 и 0,80). Альвеолярный PO ₂ определяли для каждого FiO ₂ с использованием уравнения альвеолярного воздуха, предполагая, что нормальный артериальный PCO ₂ = 40 мм рт. Коэффициент корреляции> 0,95 между 1 / D _LCO и 1 / θ требовался для обеспечения точности 1 / D _M . [25, 26] Для оценки нарушений функции альвеолярных мембран относительно степени увеличения легочной крови объема, соотношение D _M к V _C (D _M / V _C ) было получено и выражено в процентах от прогнозируемого, скорректированного на единицу альвеолярного объема (VA).Все значения для легочной функции и диффузии в легких были привязаны к стандартным прогнозируемым уравнениям. [28] Процент предсказанных значений диффузии рассчитывали для параметров диффузии, выраженных на единицу альвеолярного объема.

Импульсная осциллометрия (IOS) была измерена с помощью системы импульсных колебаний Jaeger (Jaeger, США; Йорба Линда, Калифорния). Чтобы свести к минимуму эффекты уменьшения объема легких из-за массовой нагрузки, измерения проводились в 2 условиях: приливное дыхание и после произвольного надувания для восстановления объема легких в конце выдоха до прогнозируемого FRC; этот метод и анализируемые параметры были описаны ранее.[12] Сообщенные параметры включали сопротивление при частоте колебаний 5 Гц (R ₅ ), частотную зависимость сопротивления, рассчитанную как разность между сопротивлением при 5 и 20 Гц (R _5-20 ) и реактивным сопротивлением при 5 Гц (X ₅ ). Для оценки свойств дыхательной системы были сделаны предположения на основе моделей DuBois et al., Otis et al. и Мид [29, 30] R _5-20 отражает неравномерное распределение воздушного потока в дистальных дыхательных путях, а X ₅ , как предполагалось, отражает динамическую эластичность дыхательной системы.Данные представлены в виде необработанных данных и сравниваются с верхним пределом нормы, выбранным из предыдущих публикаций, чтобы приблизиться к 150% опубликованных нормальных значений. [31–37]

Оценка сердечной функции

Магнитно-резонансные изображения сердца (МРТ) были получены в 24/54 испытуемых, использующих систему 1,5 Тесла с катушкой для тела с фазированной решеткой (MAGNETOM Avanto, Siemens Corporation, США). Визуализацию выполняли в стандартных проекциях от основания до вершины с интервалом 10 мм. Электрокардиографическая синхронизация использовалась для получения ≥12 сердечных циклов на одно измерение.Для получения изображений основной легочной артерии и восходящей аорты использовалась фазово-контрастная визуализация. Объемы желудочков и фракции выброса были получены путем отслеживания эндокардиальных границ левого желудочка как на конечной систоле, так и на конечной диастоле. Параметры включали ударный объем и частоту сердечных сокращений. Сердечный выброс был рассчитан и нормализован по площади поверхности тела (сердечный индекс). Индекс растяжимости легочной артерии рассчитывали как разницу между систолическим и диастолическим диаметром легочной артерии по отношению к диастолическому значению и выражали как изменение в%.

Статистический анализ

Данные были обобщены как среднее и стандартное отклонение или медиана и межквартильный диапазон. Взаимосвязь между функцией альвеолярной мембраны и функцией дистальных дыхательных путей и сердечной деятельности оценивалась с помощью линейной регрессии. Для определения независимых предикторов D _M / V _C была проведена многомерная регрессия. Все анализы были выполнены с использованием SPSS. Статистическая значимость была установлена ​​как значение p <0.05.

Институциональный наблюдательный совет Медицинской школы Нью-Йоркского университета и больницы Белвью одобрил это исследование, номер исследования 11–01998. Письменное информированное согласие было получено от участников после утверждения экспертной комиссией учреждения.

Результаты

Демографические данные 54 субъектов показаны в. Большинство испытуемых составляли женщины, средний возраст составлял 45 ± 12 лет, а средний ИМТ составлял 44,8 ± 7 кг / м2 ² . Распределение ожирения продемонстрировало преобладание центрального ожирения (окружность талии 130 ± 17 см, соотношение талии и бедер 0.96 ± 0,10). Сопутствующие заболевания, предполагающие наличие метаболического синдрома, присутствовали у 56% пациентов. О респираторных симптомах сообщили 72% испытуемых; преобладающим симптомом была одышка у 56%.

Таблица 1

Характеристики предмета.

904 15 Женский 53% 904 Подсчет клеток

Возраст	45 ± 12
Пол
Муж.
Самец	174 ± 4
Женский	160 ± 8
Вес (кг)
	113 ± 20
ИМТ (кг / м 2 )
Мужской	46 ± 8
	Женский 4415 Окружность талии (см)
Мужской	143 ± 16
126 ± 15
Метаболический синдром	56%
Гиперлипидемия	43%
Гипертония
Белые клетки крови (10 3 / мкл)	8.0 ± 2,1
Эозинофилы (%)	2,6 ± 2,7
Респираторные симптомы
Одышка при физической нагрузке Кашель	37%

Данные функции легких показаны в. Оценка объема легких показала, что жизненная емкость легких (ЖЕЛ) находится в пределах нормы (прогноз 88 ± 13%) со снижением FRC и ПЖ (прогнозировалось 58 ± 12 и 60 ± 16% соответственно).По замыслу, ОФВ _-1, / ФЖЕЛ у всех испытуемых находился в пределах нормы. Средние значения диффузионной способности (D _LCO ) и D _LCO , скорректированные на единицу VA (D _LCO / VA), составили 18,6 ± 5,7 мл / мин / мм рт. Ст. И прогнозируемые 98 ± 18% соответственно. Несмотря на нормальные значения для D _LCO , разделение на объем капиллярной крови (V _C ) и мембранная диффузия (D _M ) продемонстрировали, что V _C был нормальным или повышенным, в среднем 135 ± 31% от прогнозируемого, в то время как D _M варьировалось от низкого до повышенного, в среднем 94 ± 22% от прогнозируемого.Анализ параметров диффузии не выявил различий у пациентов с метаболическим синдромом, диабетом или гипертонией и без него ().

Таблица 2

Функция легких.

901 902 D _M / V _C

Спирометрия
ФЖЕЛ (прогнозируемый%)	88 ± 13
ОФВ 1 (прогнозируемый%)	901 / ФЖЕЛ (%)	80 ± 5
Объемы легких
ТСХ (прогнозируемый%)	79 ± 9
VC (прогнозируемый%)
IC (прогнозируемый%)	107 ± 17
ERV (прогнозируемый%)	54 ± 27
FRC (прогнозируемый%)	58 ± 12
RV418% прогнозируемый	60 ± 16
Диффузия
D LCO (мл / мин / мм рт. Ст.)	18.6 ± 5,7
D LCO / VA (% от прогноза)	98 ± 18
D M (мл / мин / мм рт. Ст.)	34,3 ± 11
D / ВА (прогнозируемый%)	94 ± 22
V C (мл)	65,1 ± 16,2
V C / ВА (прогнозируемый%)	135 ± 31	21
0.54 ± 0,16
D M / V C (прогнозируемый% / прогнозируемый%)	0,73 ± 0,24

Таблица 3

Данные диффузии для субъектов с метаболическим синдромом, диабетом и без него. гипертония.

2 _{C C / VA}

	Метаболический синдром *		Сахарный диабет *		Гипертензия *
	нет		9011 9011 909 да нет	909 да нет		(n = 24)	(n = 30)	(n = 31)	(n = 23)	(n = 20)	(n = 34)
Диффузия
D LCO / VA	98 ± 21	99 ± 15	99 ± 20	98 ± 15 904 ± 15
D M / VA	97 ± 25	91 ± 20	95 ± 25	92 ± 19	99 ± 24	91 ± 21
135 ± 34	135 ± 28	137 ± 31	132 ± 31	131 ± 35	138 ± 28
D M / V C	0.77 ± 0,30	0,70 ± 0,19	0,73 ± 0,28	0,73 ± 0,20	0,80 ± 0,27	0,69 ± 0,22

На левой панели показана взаимосвязь между D _{M C и V по отдельным предметам. V C был выше 100% от прогнозируемого у всех субъектов, кроме 4, с максимальным прогнозируемым значением 219%, что указывает на переменную степень легочного сосудистого скопления. Был отмечен широкий диапазон для D M : от повышенных значений на уровне 155% от прогнозируемого, как можно было бы ожидать от пополнения в условиях повышенного V C , до аномально низких значений при прогнозе 60%.Между этими переменными не наблюдалось корреляции (r ² = 0,03).}

Левая панель: взаимосвязь между V _C и D _M у отдельных субъектов. Правая панель: взаимосвязь между V _C и D _M / V _C у отдельных субъектов. Данные представлены на единицу альвеолярного объема.

D _M / V _C был рассчитан для каждого человека как мера функциональной эффективности альвеолярно-капиллярной мембраны.Был отмечен широкий диапазон от 0,4 до 1,4 (медиана 0,73) с высокими значениями, отражающими ожидаемое задействование альвеолярной мембраны, и низкими значениями, указывающими на то, что функция альвеолярной мембраны не увеличивалась в соответствии с увеличением V _C [38-40]. Правая панель иллюстрирует обратную зависимость между D _M / V _C и V _C (r ² = 0,46; p <0,001). Субъекты с наибольшей степенью закупорки легочных сосудов продемонстрировали самые низкие значения для D _M / V _C .

Дополнительные анализы показали, что D _M / V _C обратно коррелировал с возрастом (r ² = 0,11, p <0,01), но не с размером тела, оцененным по ИМТ, или степенью компрессии легких по оценке. по FRC (r ² = 0,004 и 0,014 соответственно). Пациенты с респираторными симптомами и метаболическим синдромом были отмечены по спектру D _M / V _C . Субъекты женского пола продемонстрировали более низкий D _M / V _C по сравнению с субъектами мужского пола (0.65 против 0,97, р <0,01). Поскольку у всех испытуемых соотношение талии к бедрам> 0,75, влияние центрального ожирения невозможно было оценить.

Хотя все субъекты продемонстрировали нормальную функцию дыхательных путей по спирометрии, аномальная функция дыхания была очевидна с помощью импульсной осциллометрии, как показано на рис. Параметры IOS (R ₅ и X ₅ ) нанесены на график как функция от V _C при базовом сокращенном FRC. И R ₅ , и X ₅ были линейно связаны со степенью закупорки сосудов, как выражено V _C (r ² = 0.26, р <0,001; r ² = 0,25, p <0,001 соответственно).

Индивидуальные значения сопротивления (R ₅ ) и эластичности дыхательной системы (X ₅ ), полученные при исходном FRC, связаны с V _C .

Пунктирными линиями показаны пределы нормы для каждого параметра.

Соответствие отклонений в параметрах IOS и D _M / V _C показано на. Параметры IOS (R ₅ и X ₅ ) нанесены на график как функция от D _M / V _C при базовом сниженном FRC и после добровольного накачивания до прогнозируемого FRC.На верхних рисунках показаны значения, полученные при исходном FRC. Наиболее аномальные значения R ₅ и X ₅ наблюдались у субъектов с низким D _M / V _C со значительной линейной корреляцией (r ² = 0,31, p <0,001 и r ² = 0,34; p <0,001 соответственно). Результаты, полученные при добровольной инфляции, показаны на нижних рисунках. Добровольная инфляция привела к увеличению объема легких в конце выдоха до 94 ± 16% от прогнозируемого FRC.В то время как значения IOS улучшались с инфляцией, отношение к D _M / V _C осталось неизменным (r ² = 0,21; p <0,001 и r ² = 0,38; p <0,001, соответственно), что указывает на то, что IOS аномалия была тесно связана с наличием дисфункции альвеолярной мембраны и не зависела от уменьшения объема легких. Более того, как на исходном уровне, так и во время добровольной инфляции R ₅ был тесно связан с R _5-20 (r ² = 0.69, p <0,001 на исходном уровне; r ² = 0,57, p <0,001 при добровольной инфляции).

Верхняя панель: отдельные значения сопротивления (R ₅ ) и эластичности дыхательной системы (X ₅ ), полученные при исходном FRC, связаны с D _M / V _C . Пунктирными линиями обозначены пределы нормы для каждого параметра. Нижняя панель: отдельные значения сопротивления (R ₅ ) и эластичности дыхательной системы (X ₅ ), полученные во время произвольного раздувания объема легких в конце выдоха до прогнозируемого FRC, связаны с D _M / V _C .Пунктирными линиями обозначены пределы нормы для каждого параметра.

Связь сердечной функции, полученной с помощью МРТ, с D _M / V _C исследуется в. Практически все субъекты продемонстрировали сердечный выброс и ударный объем на уровне или выше верхнего предела нормы для худых взрослых людей в соответствии с ожидаемым гипердинамическим состоянием ожирения. На верхней левой панели показана значимая прямая взаимосвязь между сердечным выбросом и D _M / V _C (r ² = 0.41, p = 0,001), а на верхней правой панели показана значимая прямая зависимость между ударным объемом и D _M / V _C (r ² = 0,31, p = 0,006). На нижних панелях показано, что взаимосвязь между сердечным выбросом и D _M / V _C оставалась значительной, когда сердечный выброс был нормализован по размеру тела либо путем индексации по площади поверхности тела (сердечный индекс, r ² = 0,19, p = 0,03) или индексация в соответствии с опубликованными аллометрическими данными (сердечный выброс / кг ^0.75 , r ² = 0,50, p <0,001). [41]

Сердечный выброс, ударный объем, сердечный индекс и сердечный выброс, нормализованные для увеличения размера тела на основе аллометрических соображений (СО / кг ^0,75 ) для отдельных субъектов (n = 24), нанесены на график относительно D _M / V _C в 4-х панелях.

Сердечная функция также была проанализирована для оценки преднагрузки левого и правого желудочков. Конечный диастолический объем левого желудочка был в основном в пределах нормы и составлял 158 ± 31 мл.Напротив, преднагрузка правого желудочка была увеличена на 173 ± 41 мл (p = 0,005). Характеристики легочной сосудистой сети проиллюстрированы в. Растяжимость легочной артерии представлена ​​в виде графика как функция VC. Была отмечена обратная зависимость, указывающая на то, что у субъектов с наибольшей степенью закупорки легочных сосудов наблюдалось снижение растяжимости сосудов (r ² = 0,27, p = 0,025).

Растяжимость легочной артерии нанесена на график против V _C для отдельных субъектов (n = 24).

Данные представлены на единицу альвеолярного объема.

Обсуждение

В настоящем исследовании оценивалась группа субъектов с ожирением с различной степенью закупорки легочных сосудов без клинических доказательств сердечно-легочного заболевания. Когда застой легочных сосудов был связан с неспособностью увеличить диффузию альвеолярной мембраны (низкий D _M / V _C ), наблюдалась конкордантная дисфункция дистальных дыхательных путей, совместимая с аномалией, охватывающей всю «функциональную единицу» дистального отдела легкого.Кроме того, эта аномалия альвеолярной мембраны была связана с неспособностью достичь состояния высокого сердечного выброса, характерного для ожирения, и поэтому может представлять собой раннее проявление сердечной дисфункции у субъектов с ожирением.

Чтобы изучить влияние увеличения объема легочных капилляров на функцию альвеолярной мембраны, пропорциональность изменения D _M на V _C была оценена путем расчета D _M / V _C . Геометрические соображения предсказывают, что при увеличении объема легочных сосудов увеличение V _C будет сопровождаться рекрутированием капилляров с последующим увеличением площади поверхности мембраны (D _M ), как это наблюдается у нормальных людей во время физических упражнений или у пациентов с РАС. .[6, 39, 40, 42] Однако низкие значения D _M / V _C могут наблюдаться, несмотря на повышенные значения V _C , когда мембранная функция нарушается, как при ХСН. [43–45] В настоящем исследовании, наблюдались обе модели. Субъекты с высоким D _M / V _C имели соответствующий набор мембран в соответствии с увеличением V _C . И наоборот, у субъектов с низким D _M / V _C была аномальная функция альвеолярной мембраны, вывод, подтвержденный значениями D _M , которые оставались нормальными или были ниже прогнозируемых, несмотря на расширение легочной сосудистой сети (повышенное V _C ).

Наличие низкого D _M / V _C сопровождалось более значительными отклонениями осциллометрии. Это соответствие между функцией дистальных дыхательных путей и D _M / V _C сохранялось во время произвольного надувания с прогнозируемым FRC, указывая на то, что это не было связано с уменьшением объема легких в результате массовой нагрузки. Сильная линейная связь между D _M / V _C и осциллометрическими параметрами поддерживает представление о том, что сосудистый застой влияет на альвеолярную мембрану и дистальные дыхательные пути в унисон, тем самым определяя аномалию дистальной функциональной единицы.Дисфункция дистальных отделов легких может возникать при ожирении из-за ряда механизмов, включая: 1) сжатие дыхательных путей, особенно у лиц с центральным ожирением; 2) изменения в структуре мембраны из-за отложения жира и / или коллагена, увеличение плотности клеток типа II и увеличение плотности пластинчатого тела; 3) изменения проницаемости сосудов, связанные со стойким воспалением или повышением лептина; 4) воспаление дыхательных путей; и 5) наличие сопутствующего заболевания дыхательных путей, например астмы [16, 18, 46–48].

Результаты настоящего исследования предполагают дополнительный механизм дистальной дисфункции легких, связанный с закупоркой легочных сосудов. Ранее мы продемонстрировали, что застой легочных сосудов, по оценке V _C , коррелирует с увеличением общего количества воды в организме и с центральным ожирением, известным фактором риска сердечной дисфункции [6]. Это предыдущее исследование также продемонстрировало изменение функции мембраны альвеолярных капилляров. Настоящее исследование расширяет эти наблюдения, демонстрируя, что нарушения мембранной диффузии тесно связаны с величиной дисфункции дистальных дыхательных путей.Эта связь может быть объяснена застоем сосудов из-за задержки соли и воды, что может привести к транссудации жидкости даже при отсутствии сердечного заболевания. Тем не менее, альтернативное объяснение предлагается из-за наблюдаемой неспособности продемонстрировать повышенный сердечный выброс в состоянии покоя, чего можно было бы ожидать у пациентов с ожирением. Поскольку ожирение характеризуется застоем центральных сосудов, небольших изменений сердечной функции может быть достаточно, чтобы вызвать дальнейший застой с сопутствующей транссудацией жидкости.

Подобный паттерн диффузных аномалий был продемонстрирован у пациентов с застойной сердечной недостаточностью (ЗСН). [43, 44, 49] При ЗСН измененная мембранная диффузия, как было показано, связана с ремоделированием сосудов, а также с транссудацией жидкости. . [43] Пациенты с ожирением имеют общие черты с ХСН, включая хронически повышенное давление в легочной артерии и центральную гиперемию, и, следовательно, транссудация жидкости и / или структурные изменения в легочных капиллярах могут объяснить аномальную мембранную диффузию даже при отсутствии клинически очевидной ХСН.Использование D _M и D _M / V _C в качестве маркеров интерстициального отека было продемонстрировано у спортсменов и подтверждено рентгенограммой грудной клетки [50].

Было показано, что ожирение связано с развитием кардиомиопатии и, в конечном итоге, с явной сердечной недостаточностью, состояниями, которые становятся более распространенными с увеличением ИМТ и продолжительности ожирения. [2, 3, 51–53] Увеличение объема циркулирующей крови способствует увеличению объема циркулирующей крови. первоначальное увеличение ударного объема; однако со временем это застойное состояние приводит к увеличению напряжения стенки желудочка и ремоделированию с последующей дисфункцией желудочка.[3] В настоящем исследовании увеличение преднагрузки желудочка было в основном очевидным для правого желудочка. Кроме того, оценка сердечной функции с помощью МРТ продемонстрировала широкий диапазон сердечной деятельности. У субъектов с более высоким D _M / V _C сердечный выброс и ударный объем были увеличены выше нормального диапазона для худых взрослых в соответствии с гипердинамическим состоянием ожирения. Эти субъекты демонстрировали гемодинамические характеристики, аналогичные характеристикам людей, не страдающих ожирением, которые занимались физическими упражнениями, которые адекватно увеличивали сердечный выброс в ответ на метаболические потребности.Напротив, у субъектов с более низким D _M / V _C сердечный выброс и ударный объем оставались относительно нормальными. Эта неспособность увеличить сердечный выброс сохранялась, когда данные индексировались по площади поверхности тела. У этих субъектов был самый высокий V _C и, соответственно, их легочные артерии оказались менее растяжимыми, что свидетельствует о полном задействовании и чрезмерном растяжении ложа легочных капилляров. Спектр сердечной деятельности между группами не зависел от размера тела.Однако пациенты с более низким сердечным выбросом и D _M / V _C , как правило, были старше, что позволяет предположить, что продолжительность ожирения и перегрузки легочных сосудов могут быть определяющими факторами, как было продемонстрировано в предыдущих исследованиях [5].

При интерпретации результатов настоящего исследования необходимо учитывать несколько факторов, вызывающих искажение. Сжатие от массовой нагрузки могло повлиять на результаты этого исследования. Однако влияние сжатия на параметры диффузии предположительно незначительно, поскольку они измеряются во время полного надувания легких (при ТСХ).Точно так же влияние сжатия дыхательных путей на параметры IOS вряд ли может объяснить наблюдаемые результаты, поскольку отклонения от нормы сохранялись, когда тест проводился во время произвольного наполнения до прогнозируемого FRC. Кроме того, увеличение натяжения грудной стенки во время произвольной инфляции будет иметь минимальное влияние на данные IOS, поскольку уровень инфляции был ограничен прогнозируемым FRC. Это предположение подтверждается соответствием между аномалиями дыхательных путей и независимо измеренной мембранной диффузией даже во время раздувания легких.Дополнительный фактор, который следует учитывать, связан с наблюдением, что может существовать связь между полом и D _M . [47, 54] В отличие от этих предыдущих исследований, женщины в нашем исследовании имели более низкий D _M , чем мужчины. даже после корректировки на VA и сравнения с прогнозируемыми нормативными данными. Дополнительное различие заключалось в том, что гендерные различия в D _M не были связаны с соотношением талии к бедрам; однако почти все пациенты имели центральное ожирение с WHR> 0.75. [54] Учитывая небольшой размер выборки, выводы, касающиеся пола в настоящем исследовании, будут только умозрительными.

Таким образом, это исследование демонстрирует, что дисфункция дистального отдела легкого (альвеолярная мембрана и дистальные дыхательные пути) связана с закупоркой легочных сосудов и невозможностью достичь гипердинамического состояния с высоким выходом при ожирении. Закупорка легочных сосудов и последующая транссудация жидкости и / или изменения в структуре мембраны альвеолярных капилляров могут считаться причинами дисфункции дыхательных путей при ожирении, которые часто остаются нераспознанными, что позволяет лучше понять механизмы, приводящие к дисфункции дистального отдела легкого при ожирении. штат.Необходимы дальнейшие исследования, чтобы оценить, может ли этот физиологический фенотип идентифицировать субъектов с риском развития клинически явной кардиомиопатии ожирения.

Доступность данных

Все соответствующие данные находятся в документе.

Ссылки

1. Кальтман AJ, Goldring RM. Роль застойного кровообращения в кардиореспираторной недостаточности ожирения. Am J Med. 1976; 60 (5): 645–53. [PubMed] [Google Scholar] 2. Александр JK, Альперт MA. Патогенез и клинические проявления кардиомиопатии ожирения В: Альперт М.А., Александр Ю.К., ред.Сердце и легкие при ожирении. Армонк: издательская компания Futura; 1998. с. 133–45. [Google Scholar] 3. Альперт М.А. Кардиомиопатия ожирения: патофизиология и эволюция клинического синдрома. Am J Med Sci. 2001. 321 (4): 225–36. [PubMed] [Google Scholar] 4. de Divitiis O, Fazio S, Petitto M, Maddalena G, Contaldo F, Mancini M. Ожирение и сердечная функция. Тираж. 1981; 64 (3): 477–82. [PubMed] [Google Scholar] 5. Альперт М.А., Терри Б.Е., Мулекар М., Коэн М.В., Месси К.В., Фан Т.М. и др. Морфология сердца и функция левого желудочка у нормотензивных пациентов с болезненным ожирением с застойной сердечной недостаточностью и без нее, а также эффект потери веса.Am J Card. 1997. 80 (6): 736–40. [PubMed] [Google Scholar] 6. Оппенгеймер Б.В., Бергер К.И., Реннерт Д.А., Пирсон Р.Н., Норман Р.Г., Рапопорт Д.М. и др. Влияние застойного кровообращения на компоненты диффузионной способности легких при патологическом ожирении. Ожирение. 2006. 14 (7): 1172–80. . [PubMed] [Google Scholar] 7. Мерсер Р.Р., Крапо Д.Д. Глава 8 — Архитектура области газообмена легких A2 — Родитель, Ричард А. Сравнительная биология нормального легкого (второе издание). Сан-Диего: Academic Press; 2015. с. 93–104.[Google Scholar] 8. Рэй С.С., Сью Д.Й., Брей Г., Хансен Дж. Э., Вассерман К. Влияние ожирения на респираторную функцию. Am Rev Respir Dis. 1983; 128 (3): 501–6. [PubMed] [Google Scholar] 9. Саломея С.М., Кинг Г.Г., Беренд Н. Физиология ожирения и влияние на функцию легких. J Appl Physiol. 2010. 108 (1): 206–11. Epub 31.10.2009. DOI: 00694.2009 [pii] 10.1152 / japplphysiol.00694.2009. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 10. King GG, Brown NJ, Diba C, Thorpe CW, Munoz P, Marks GB и др. Влияние веса тела на калибр дыхательных путей.Eur Respir J. 2005; 25 (5): 896–901. 10.1183 / 0

36.05.00104504. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Зера Ф., Харф А., Перлемутер Л., Лорино Х., Лорино А. М., Атлан Дж. Влияние ожирения на респираторное сопротивление. Грудь. 1993. 103 (5): 1470–6. . [PubMed] [Google Scholar] 12. Оппенгеймер Б.В., Бергер К.И., Сигал Л.Н., Стабиле А., Коулз К.Д., Парих М. и др. Дисфункция дыхательных путей при ожирении: реакция на добровольное восстановление объема легких в конце выдоха. PLoS One. 2014; 9 (2): e88015 Epub 2014/02/08. 10.1371 / журнал.pone.0088015 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 13. Оппенгеймер Б.В., Махт Р., Голдринг Р.М., Стабил А., Бергер К.И., Парих М. Дисфункция дистальных дыхательных путей у лиц с ожирением исправляется после бариатрической хирургии. Surg Obes Relat Dis. 2012; 8 (5): 582–9. Epub 2011/10/01. 10.1016 / j.soard.2011.08.004. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 14. Сиделева О., Суратт Б.Т., Блэк К.Э., Тарп В.Г., Пратли Р.Э., Форджоне П. и др. Ожирение и астма: воспалительное заболевание жировой ткани, а не дыхательных путей. Am J Respir Crit Care Med.2012. 186 (7): 598–605. 10.1164 / rccm.201203-0573OC [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Сиделева О., Блэк К., Диксон А.Е. Влияние ожирения и потери веса на физиологию дыхательных путей и воспаление при астме. Легочная фармакология и терапия. 26 (4): 455–8. . [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 17. Шор С.А., Фредберг Дж. Дж. Ожирение, гиперреактивность гладких мышц и дыхательных путей. J Allergy Clin Immunol. 2005. 115 (5): 925–7. . [PubMed] [Google Scholar] 18. Аль-Алван А., Бейтс Дж. Х., Чепмен Д. Г., Камински Д. А., ДеСарно М. Дж., Ирвин К. Г. и др.Неаллергическая астма ожирения. Дело в податливости дистального отдела легких. Am J Respir Crit Care Med. 2014. 189 (12): 1494–502. 10.1164 / rccm.201401-0178OC. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Миллер М.Р., Ханкинсон Дж., Брусаско В., Бургос Ф., Касабури Р., Коутс А. и др. Стандартизация спирометрии. Eur Respir J. 2005; 26 (2): 319–38. Epub 2005/08/02. DOI: 26/2/319 [pii] 10.1183 / 0

36.05.00034805. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20. Кнудсон Р.Дж., Лебовиц М.Д., Хольберг С.Дж., Берроуз Б.Изменения нормальной кривой максимального потока-объема выдоха с ростом и старением. Am Rev Respir Dis. 1983; 127 (6): 725–34. [PubMed] [Google Scholar] 21. Джонсон Р.Л.-младший, Тейлор Х.Ф., Деграф А.С.-младший. Функциональное значение низкой диффузионной способности легких по монооксиду углерода. J Clin Invest. 1965; 44: 789–800. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Американский торакальный С. Стандартизация спирометрии. Обновление 1994 г. Am J Respir Crit Care Med. 1995; 152: 1107–36. [PubMed] [Google Scholar] 23. Dinakara P, Blumenthal WS, Johnston RF, Kauffman LA, Solnick PB.Влияние анемии на диффузионную способность легких с выводом поправочного уравнения. Am Rev Respir Dis. 1970. 102 (6): 965–9. [PubMed] [Google Scholar] 24. Огилви К.М., Форстер Р.Е., Блейкмор В.С., Мортон Дж. В.. Стандартизированная техника задержки дыхания для клинического измерения диффузионной способности легких по монооксиду углерода. J Clin Invest. 1957; 36: 1–17. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 25. Forster RE. Обмен газов между альвеолярным воздухом и легочной капиллярной кровью: диффузионная способность легких.Physiol Rev.1957; 37 (4): 391–452. [PubMed] [Google Scholar] 26. Крумхольц РА. Диффузионная способность легочной мембраны и объем легочной капиллярной крови: оценка их клинической применимости. Am Rev Respir Dis. 1966. 94 (2): 195–200. [PubMed] [Google Scholar] 27. Роутон Ф.Дж., Форстер РЭ. Относительная важность скорости диффузии и химических реакций в определении скорости газообмена в легком человека, с особым акцентом на истинную диффузионную способность легочной оболочки и объем крови в капиллярах легких.J Appl Physiol. 1957; 11: 290–302. [PubMed] [Google Scholar] 28. Cotes JE. Оценка функции легких и применение в медицине. Лондон: Научные публикации Блэквелла; 1993. [Google Scholar] 29. Отис А.Б., МакКерроу С.Б., Бартлетт Р.А., Мид Дж., Макилрой МБ, Селверстон, штат Нью-Джерси, и др. Механические факторы в распределении легочной вентиляции. J Appl Physiol. 1956. 8 (4): 427–43. [PubMed] [Google Scholar] 30. Дюбуа А.Б., Броуди А.В., Льюис Д.Х., Берджесс Б.Ф. младший. Механика колебаний легких и грудной клетки человека. J Appl Physiol.1956; 8 (6): 587–94. Epub 1956/05/01. . [PubMed] [Google Scholar] 31. Goldman MD, Saadeh C, Ross D. Клинические применения принудительных колебаний для оценки функции периферических дыхательных путей. Respir Physiol Neurobiol. 2005. 148 (1-2): 179–94. [PubMed] [Google Scholar] 32. Оппенгеймер Б.В., Голдринг Р.М., Херберг М.Э., Хофер И.С., Рейфман П.А., Лиото С. и др. Функция дистальных дыхательных путей у пациентов с симптомами и нормальной спирометрией после воздействия пыли Всемирного торгового центра. Грудь. 2007. 132 (4): 1275–82. . [PubMed] [Google Scholar] 33.Ландсер Ф.Дж., Клемент Дж., Ван де Вустайн К.П. Нормальные значения общего респираторного сопротивления и реактивного сопротивления, определяемые вынужденными колебаниями: влияние курения. Грудь. 1982. 81 (5): 586–91. [PubMed] [Google Scholar] 34. Kohlhaufl M, Brand P, Scheuch G, Schulz H, Haussinger K, Heyder J. Импульсная осциллометрия у здоровых некурящих и бессимптомных курильщиков: эффекты бронхиальной проблемы с метахолином. J Aerosol Med. 2001. 14 (1): 1–12. [PubMed] [Google Scholar] 35. Сиота С., Като М., Фуджи М., Аоки С., Мацуока Р., Фукути Ю.Прогнозные уравнения и надежность импульсной колебательной системы у взрослых японцев. Респирология. 2005. 10 (3): 310–5. [PubMed] [Google Scholar] 36. Браун Нью-Джерси, Сюан В., Саломея С.М., Беренд Н., Хантер М.Л., Маск А.В. и др. Справочные уравнения для сопротивления дыхательной системы и реактивного сопротивления у взрослых. Respir Physiol Neurobiol. 2010. 172 (3): 162–8. 10.1016 / j.resp.2010.05.013 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 37. Ооствин Э., Бода К., Ван дер Гринтен С.П., Джеймс А.Л., Янг С., Ниланд Х. и др. Импеданс дыхательных путей у здоровых субъектов: исходные значения и ответ бронходилататора.Eur Respir J. 2013; 42 (6): 1513–23. Epub 2013/04/20. 10.1183 / 0

36.00126212. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 38. Оппенгеймер Б.В., Бергер К.И., Хаджиангелис Н.П., Норман Р.Г., Рапопорт Д.М., Голдринг Р.М. Мембранная диффузия при заболеваниях сосудов легких. Respir Med. 2006. 100 (7): 1247–53. . [PubMed] [Google Scholar] 39. Hsia CC. Рекрутмент диффузионной способности легких: обновление концепции и применения. Грудь. 2002. 122 (5): 1774–83. [PubMed] [Google Scholar] 40. Макнил Р.С., Рэнкин Дж., Форстер Р.Э. Диффузионная способность легочной оболочки и объем легочной капиллярной крови при сердечно-легочной болезни.Clin Sci. 1958; 17: 465–82. [PubMed] [Google Scholar] 41. Вагнер П.Д., Джонс Дж. Х., Лонгворт К. Э. Глава 12 — Газообмен в покое и во время упражнений у млекопитающих A2 — Родитель, Ричард А. Сравнительная биология нормального легкого (второе издание). Сан-Диего: Academic Press; 2015. с. 143–84. [Google Scholar] 42. Тамане Р.М., Джонсон Р.Л. младший, Сиа СС. Диффузионная способность легочной мембраны и объем капиллярной крови, измеренные во время упражнений по поглощению оксида азота. Грудь. 2001. 120 (6): 1850–6. [PubMed] [Google Scholar] 43.Пури С., Бейкер Б.Л., Дутка Д.П., Окли К.М., Хьюз Дж. М., Клеланд Дж. Снижение диффузионной способности альвеолярно-капиллярной мембраны при хронической сердечной недостаточности. Его патофизиологическое значение и связь с выполнением упражнений. Тираж. 1995. 91 (11): 2769–74. [PubMed] [Google Scholar] 44. Гуацци М. Дисфункция альвеолярно-капиллярной мембраны при сердечной недостаточности: доказательства патофизиологической роли. Грудь. 2003. 124 (3): 1090–102. [PubMed] [Google Scholar] 45. Гуацци М., Марензи Г., Алименто М., Контини М., Агостони П. Улучшение диффузионной способности альвеолярно-капиллярной мембраны с помощью эналаприла при хронической сердечной недостаточности и противодействующий эффект аспирина.Тираж. 1997. 95 (7): 1930–6. [PubMed] [Google Scholar] 46. Чепмен Д.Г., Ирвин К.Г., Каминский Д.А., Форджоне П.М., Бейтс Дж. Х., Диксон А. Влияние различных фенотипов астмы на функцию легких после потери веса у людей с ожирением. Респирология. 2014; 19 (8): 1170–7. 10.1111 / соотв.12368 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 47. Заворский Г.С., Ким до Дж., Сильвестр Дж. Л., Христу Н. В.. Диффузионная способность альвеолярной мембраны улучшается у больных ожирением после бариатрической хирургии. Obes Surg. 2008. 18 (3): 256–63.10.1007 / s11695-007-9294-9. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 48. Cao R, Brakenhielm E, Wahlestedt C, Thyberg J, Cao Y. Лептин индуцирует проницаемость сосудов и синергетически стимулирует ангиогенез с FGF-2 и VEGF. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2001; 98 (11): 6390–5. 10.1073 / pnas.101564798 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 49. Guazzi M, Pontone G, Brambilla R, Agostoni P, Reina G. Газовая проводимость альвеолярно-капиллярной мембраны: новый прогностический индикатор при хронической сердечной недостаточности.Eur Heart J. 2002; 23 (6): 467–76. [PubMed] [Google Scholar] 50. Заворский Г.С., Милн Е.Н., Лаворини Ф., Риенци Дж. П., Кутруфелло П. Т., Кумар С. С. и др. Небольшие изменения функции легких у бегунов с интерстициальным отеком легких, вызванным марафоном. Physiol Rep.2014; 2 (6). Epub 2014/06/29. 10.14814 / phy2.12056 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 51. Александр JK. Хроническая болезнь сердца из-за ожирения. J Chron Dis. 1965. 18 (9): 895–8. [PubMed] [Google Scholar] 52. Александр JK, Pettigrove JR. Ожирение и застойная сердечная недостаточность.Гериатрия. 1967. 22 (7): 101–8. [PubMed] [Google Scholar] 53. Kenchaiah S, Evans JC, Levy D, Wilson PW, Benjamin EJ, Larson MG, et al. Ожирение и риск сердечной недостаточности. N Engl J Med. 2002. 347 (5): 305–13. [PubMed] [Google Scholar] 54. Заворский Г.С., Христу Н.В., Ким до Дж, Карли Ф., Мэйо Н.Э. Предоперационные гендерные различия в газообмене в легких у лиц с патологическим ожирением. Obes Surg. 2008. 18 (12): 1587–98. Epub 2008/05/10. 10.1007 / s11695-008-9527-6. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Механизм дисфункции дистального отдела легкого при ожирении

PLoS One.2016; 11 (4): e0152769.

Бено В. Оппенгеймер

¹ Лаборатория физиологии легких Андре Курнана, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Кеннет И. Бергер

¹ Лаборатория физиологии легких Андре Курнана, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Салим Али

¹ Андре Курнан Лаборатория физиологии легких, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Медицинская школа Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Леопольдо Н.Сигал

¹ Андре Курнан Лаборатория физиологии легких, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Роберт Доннино

³ Леона Х. Чарни Отделение кардиологии Медицинской школы Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Стюарт Кац

³ Леона Х. Чарни Отделение кардиологии Медицинской школы Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Маниш Парих

² Бариатрический центр больницы Бельвью, отделение хирургии, Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Роберта М.Золотое кольцо

¹ Лаборатория физиологии легких Андре Курнана, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Ана Мора, редактор

¹ Андре Курнан Лаборатория физиологии легких, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Бельвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

² Бариатрический центр больницы Bellevue, отделение хирургии, Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

³ Леон Х.Чарни Отделение кардиологии Медицинской школы Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Питтсбургский университет, США

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

Задумал и спроектировал эксперименты: BWO KIB RMG LNS RD SK. Проведены эксперименты: BWO KIB RMG LNS RD SA. Проанализированы данные: BWO KIB RMG LNS RD SA. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: KIB RMG LNS RD SA MP.Написал статью: BWO KIB RMG LNS RD SA SK.

Поступила 13 октября 2015 г .; Принято 18 марта 2016 г.

Это статья в открытом доступе, свободная от всех авторских прав, и ее можно свободно воспроизводить, распространять, передавать, модифицировать, надстраивать или иным образом использовать в любых законных целях. Работа размещена в открытом доступе на условиях Creative Commons CC0. Эта статья цитируется в других статьях PMC.

Abstract

Обоснование

Ожирение характеризуется повышенным объемом системной и легочной крови (застой в легочных сосудах).Сопутствующая патологическая диффузия альвеолярной мембраны предполагает субклинический интерстициальный отек. В этом случае функциональные нарушения должны охватывать все дистальные отделы легкого, включая дыхательные пути.

Objectives

Мы предполагаем, что при ожирении: 1) закупорка легочных сосудов влияет на дистальный отдел легкого с конкордантной альвеолярной мембраной и аномалиями дистальных дыхательных путей; и 2) степень легочной гиперемии и дисфункции мембран будет зависеть от сердечной реакции.

Методы

54 некурящих пациента с ожирением прошли спирометрию, импульсную осциллометрию (IOS), определение диффузионной способности (D _LCO ) с разделением на мембранную диффузию (D _M ) и объем капиллярной крови (V _C ). и МРТ сердца (n = 24). Эффективность альвеолярно-капиллярной мембраны оценивали расчетом D _M / V _C .

Измерения и основные результаты

Средний возраст 45 ± 12 лет; средний ИМТ составил 44,8 ± 7 кг / м ² .Жизненная емкость легких составила 88 ± 13% при снижении функциональной остаточной емкости (прогноз 58 ± 12%). Несмотря на нормальный D _{, LCO} (98 ± 18% от прогнозируемого), V _C был повышен (135 ± 31% от прогнозируемого), в то время как D _M в среднем составлял 94 ± 22% от прогнозируемого. D _M / V _C варьировала от 0,4 до 1,4 с высокими значениями, отражающими рекрутирование альвеолярной мембраны, и низкими значениями, указывающими на дисфункцию альвеолярной мембраны. Наибольшее отклонение от нормы IOS (R ₅ и X ₅ ) наблюдалось у субъектов с самым низким D _M / V _C (r ² = 0.31, р <0,001; r ² = 0,34, p <0,001). Сердечный выброс и индекс (сердечный выброс / площадь поверхности тела) были напрямую связаны с D _M / V _C (r ² = 0,41, p <0,001; r ² = 0,19, p = 0,03). Субъекты с более низким D _M / V _C продемонстрировали сердечный выброс, который оставался в пределах нормы, несмотря на наличие ожирения.

Выводы

Глобальная дисфункция дистального отдела легкого (альвеолярная мембрана и дистальные дыхательные пути) связана с закупоркой легочных сосудов и неспособностью достичь состояния высокой выходной мощности ожирения.Закупорка легочных сосудов и последующая транссудация жидкости и / или изменения в структуре мембраны альвеолярных капилляров могут часто рассматриваться как нераспознанные причины дисфункции дыхательных путей при ожирении.

Введение

Состояние ожирения характеризуется гипердинамическим состоянием высокого сердечного выброса с увеличением объема крови в системном и легочном кровообращении (застой в легочных сосудах). [1–3] Несмотря на повышенный сердечный выброс, имеются доказательства того, что субклиническая сердечная дисфункция была продемонстрирована катетеризацией сердца у пациентов с ожирением.[4] Кроме того, эхокардиографические признаки дисфункции желудочков очевидны у здоровых субъектов с ожирением и обратимы после потери веса. [3, 5] Ранее мы продемонстрировали, что у субъектов с ожирением без клинических признаков сердечного заболевания наблюдался повышенный объем крови в легочных капиллярах, который коррелировал. с центральным ожирением и повышенным содержанием воды в организме. [6] В подгруппе этих субъектов повышенный объем легочной капиллярной крови сочетался с аномальной диффузией альвеолярной мембраны, что свидетельствует о субклиническом интерстициальном отеке.В этой ситуации утечки альвеолярных капилляров можно ожидать, что функциональные нарушения охватят весь дистальный отдел легкого, который включает дыхательные пути и газообменные поверхности легкого. [7]

Нарушения функции дыхательных путей хорошо известны у пациентов с ожирением. Повышенное сопротивление дыхательных путей объясняется уменьшением объема легких в результате массовой нагрузки и обратимо при потере веса. [8–11] Однако, несмотря на нормализацию сопротивления дыхательных путей, остаточная дисфункция дистальных дыхательных путей все еще может наблюдаться после восстановления объема легких либо в кратчайшие сроки. при добровольном накачивании или хронически после похудания.[12, 13] Множественные состояния могут быть ответственны за функциональные нарушения в дистальных отделах дыхательных путей, включая воспаление дыхательных путей, связанное с метаболическим синдромом и / или перекрывающееся с сопутствующими заболеваниями, такими как астма. [14–18]

Настоящее исследование предполагает, что это происходит у лиц с ожирением. без клинических доказательств сердечного или легочного заболевания закупорка легочных сосудов будет влиять на дистальный отдел легких, что характеризуется конкордантными аномалиями как мембраны альвеолярных капилляров, так и дистальных отделов дыхательных путей.Поскольку увеличенный объем легочной крови и интерстициальный отек характерны для физиологии сердечной недостаточности, настоящее исследование также предполагает, что степень легочного сосудистого застоя и дисфункции альвеолярной мембраны будет связана с сердечной реакцией на состояние ожирения.

Материалы и методы

Настоящее исследование финансировалось Программой исследователей клинических исследований Empire и было одобрено нашим институциональным IRB. Протокол включал предоперационную кардиологическую и легочную оценку, полученную у 54 некурящих лиц с ожирением, направленных в лабораторию легочной физиологии больницы Бельвью для оценки до операции по снижению веса.Субъекты прошли оценку легких с помощью спирометрии, плетизмографии, диффузионной способности и импульсной осциллометрии (ИОС). Все пациенты прошли предоперационную кардиологическую оценку; у 24 субъектов, у которых не удалось провести адекватное исследование, кардиологическое обследование было выполнено с помощью МРТ. Медицинские записи были просмотрены для определения симптомов, медицинских и рентгенологических данных. В этот анализ были включены только пациенты с нормальной спирометрией и без истории болезни легких, сердечных заболеваний или обструктивного апноэ во сне.

Оценка легочной функции

Тестирование проводилось в соответствии с опубликованными стандартами (Vmax Encore, SensorMedics, Йорба Линда, Калифорния). [19] Данные включали объем форсированного выдоха за первую секунду (FEV ₁ ), форсированную жизненную емкость легких (FVC), резервный объем выдоха (ERV) и емкость вдоха (IC). Нормальная спирометрия была определена как ОФВ ₁ и ФЖЕЛ ≥80% от прогнозируемого и ОФВ ₁ / ФЖЕЛ ≥70%. [20] D _LCO был измерен методом однократного выдоха окиси углерода и соотнесен с предсказанными значениями после корректировки на эффект аномальной концентрации гемоглобина.[21–24] D _LCO был разделен на D _M и V _C , как описано Раутоном и Форстером, в соответствии со следующим уравнением: 1 / D _LCO = 1 / D _M + 1 / θV _C . [6, 25–27] Для этого определения 1 / θ рассчитывалась с использованием уравнения, представленного Johnson et al. принимая значение λ равным 2,5. [21] Это значение λ было рекомендовано Раутоном и Форстером [27] для приблизительного определения проницаемости эритроцитов человека. Определения производили в трех повторностях для трех разных FiO ₂ (0.21, 0,60 и 0,80). Альвеолярный PO ₂ определяли для каждого FiO ₂ с использованием уравнения альвеолярного воздуха, предполагая, что нормальный артериальный PCO ₂ = 40 мм рт. Коэффициент корреляции> 0,95 между 1 / D _LCO и 1 / θ требовался для обеспечения точности 1 / D _M . [25, 26] Для оценки нарушений функции альвеолярных мембран относительно степени увеличения легочной крови объема, соотношение D _M к V _C (D _M / V _C ) было получено и выражено в процентах от прогнозируемого, скорректированного на единицу альвеолярного объема (VA).Все значения для легочной функции и диффузии в легких были привязаны к стандартным прогнозируемым уравнениям. [28] Процент предсказанных значений диффузии рассчитывали для параметров диффузии, выраженных на единицу альвеолярного объема.

Импульсная осциллометрия (IOS) была измерена с помощью системы импульсных колебаний Jaeger (Jaeger, США; Йорба Линда, Калифорния). Чтобы свести к минимуму эффекты уменьшения объема легких из-за массовой нагрузки, измерения проводились в 2 условиях: приливное дыхание и после произвольного надувания для восстановления объема легких в конце выдоха до прогнозируемого FRC; этот метод и анализируемые параметры были описаны ранее.[12] Сообщенные параметры включали сопротивление при частоте колебаний 5 Гц (R ₅ ), частотную зависимость сопротивления, рассчитанную как разность между сопротивлением при 5 и 20 Гц (R _5-20 ) и реактивным сопротивлением при 5 Гц (X ₅ ). Для оценки свойств дыхательной системы были сделаны предположения на основе моделей DuBois et al., Otis et al. и Мид [29, 30] R _5-20 отражает неравномерное распределение воздушного потока в дистальных дыхательных путях, а X ₅ , как предполагалось, отражает динамическую эластичность дыхательной системы.Данные представлены в виде необработанных данных и сравниваются с верхним пределом нормы, выбранным из предыдущих публикаций, чтобы приблизиться к 150% опубликованных нормальных значений. [31–37]

Оценка сердечной функции

Магнитно-резонансные изображения сердца (МРТ) были получены в 24/54 испытуемых, использующих систему 1,5 Тесла с катушкой для тела с фазированной решеткой (MAGNETOM Avanto, Siemens Corporation, США). Визуализацию выполняли в стандартных проекциях от основания до вершины с интервалом 10 мм. Электрокардиографическая синхронизация использовалась для получения ≥12 сердечных циклов на одно измерение.Для получения изображений основной легочной артерии и восходящей аорты использовалась фазово-контрастная визуализация. Объемы желудочков и фракции выброса были получены путем отслеживания эндокардиальных границ левого желудочка как на конечной систоле, так и на конечной диастоле. Параметры включали ударный объем и частоту сердечных сокращений. Сердечный выброс был рассчитан и нормализован по площади поверхности тела (сердечный индекс). Индекс растяжимости легочной артерии рассчитывали как разницу между систолическим и диастолическим диаметром легочной артерии по отношению к диастолическому значению и выражали как изменение в%.

Статистический анализ

Данные были обобщены как среднее и стандартное отклонение или медиана и межквартильный диапазон. Взаимосвязь между функцией альвеолярной мембраны и функцией дистальных дыхательных путей и сердечной деятельности оценивалась с помощью линейной регрессии. Для определения независимых предикторов D _M / V _C была проведена многомерная регрессия. Все анализы были выполнены с использованием SPSS. Статистическая значимость была установлена ​​как значение p <0.05.

Институциональный наблюдательный совет Медицинской школы Нью-Йоркского университета и больницы Белвью одобрил это исследование, номер исследования 11–01998. Письменное информированное согласие было получено от участников после утверждения экспертной комиссией учреждения.

Результаты

Демографические данные 54 субъектов показаны в. Большинство испытуемых составляли женщины, средний возраст составлял 45 ± 12 лет, а средний ИМТ составлял 44,8 ± 7 кг / м2 ² . Распределение ожирения продемонстрировало преобладание центрального ожирения (окружность талии 130 ± 17 см, соотношение талии и бедер 0.96 ± 0,10). Сопутствующие заболевания, предполагающие наличие метаболического синдрома, присутствовали у 56% пациентов. О респираторных симптомах сообщили 72% испытуемых; преобладающим симптомом была одышка у 56%.

Таблица 1

Характеристики предмета.

904 15 Женский 53% 904 Подсчет клеток

Возраст	45 ± 12
Пол
Муж.
Самец	174 ± 4
Женский	160 ± 8
Вес (кг)
	113 ± 20
ИМТ (кг / м 2 )
Мужской	46 ± 8
	Женский 4415 Окружность талии (см)
Мужской	143 ± 16
126 ± 15
Метаболический синдром	56%
Гиперлипидемия	43%
Гипертония
Белые клетки крови (10 3 / мкл)	8.0 ± 2,1
Эозинофилы (%)	2,6 ± 2,7
Респираторные симптомы
Одышка при физической нагрузке Кашель	37%

Данные функции легких показаны в. Оценка объема легких показала, что жизненная емкость легких (ЖЕЛ) находится в пределах нормы (прогноз 88 ± 13%) со снижением FRC и ПЖ (прогнозировалось 58 ± 12 и 60 ± 16% соответственно).По замыслу, ОФВ _-1, / ФЖЕЛ у всех испытуемых находился в пределах нормы. Средние значения диффузионной способности (D _LCO ) и D _LCO , скорректированные на единицу VA (D _LCO / VA), составили 18,6 ± 5,7 мл / мин / мм рт. Ст. И прогнозируемые 98 ± 18% соответственно. Несмотря на нормальные значения для D _LCO , разделение на объем капиллярной крови (V _C ) и мембранная диффузия (D _M ) продемонстрировали, что V _C был нормальным или повышенным, в среднем 135 ± 31% от прогнозируемого, в то время как D _M варьировалось от низкого до повышенного, в среднем 94 ± 22% от прогнозируемого.Анализ параметров диффузии не выявил различий у пациентов с метаболическим синдромом, диабетом или гипертонией и без него ().

Таблица 2

Функция легких.

901 902 D _M / V _C

Спирометрия
ФЖЕЛ (прогнозируемый%)	88 ± 13
ОФВ 1 (прогнозируемый%)	901 / ФЖЕЛ (%)	80 ± 5
Объемы легких
ТСХ (прогнозируемый%)	79 ± 9
VC (прогнозируемый%)
IC (прогнозируемый%)	107 ± 17
ERV (прогнозируемый%)	54 ± 27
FRC (прогнозируемый%)	58 ± 12
RV418% прогнозируемый	60 ± 16
Диффузия
D LCO (мл / мин / мм рт. Ст.)	18.6 ± 5,7
D LCO / VA (% от прогноза)	98 ± 18
D M (мл / мин / мм рт. Ст.)	34,3 ± 11
D / ВА (прогнозируемый%)	94 ± 22
V C (мл)	65,1 ± 16,2
V C / ВА (прогнозируемый%)	135 ± 31	21
0.54 ± 0,16
D M / V C (прогнозируемый% / прогнозируемый%)	0,73 ± 0,24

Таблица 3

Данные диффузии для субъектов с метаболическим синдромом, диабетом и без него. гипертония.

2 _{C C / VA}

	Метаболический синдром *		Сахарный диабет *		Гипертензия *
	нет		9011 9011 909 да нет	909 да нет		(n = 24)	(n = 30)	(n = 31)	(n = 23)	(n = 20)	(n = 34)
Диффузия
D LCO / VA	98 ± 21	99 ± 15	99 ± 20	98 ± 15 904 ± 15
D M / VA	97 ± 25	91 ± 20	95 ± 25	92 ± 19	99 ± 24	91 ± 21
135 ± 34	135 ± 28	137 ± 31	132 ± 31	131 ± 35	138 ± 28
D M / V C	0.77 ± 0,30	0,70 ± 0,19	0,73 ± 0,28	0,73 ± 0,20	0,80 ± 0,27	0,69 ± 0,22

На левой панели показана взаимосвязь между D _{M C и V по отдельным предметам. V C был выше 100% от прогнозируемого у всех субъектов, кроме 4, с максимальным прогнозируемым значением 219%, что указывает на переменную степень легочного сосудистого скопления. Был отмечен широкий диапазон для D M : от повышенных значений на уровне 155% от прогнозируемого, как можно было бы ожидать от пополнения в условиях повышенного V C , до аномально низких значений при прогнозе 60%.Между этими переменными не наблюдалось корреляции (r ² = 0,03).}

Левая панель: взаимосвязь между V _C и D _M у отдельных субъектов. Правая панель: взаимосвязь между V _C и D _M / V _C у отдельных субъектов. Данные представлены на единицу альвеолярного объема.

D _M / V _C был рассчитан для каждого человека как мера функциональной эффективности альвеолярно-капиллярной мембраны.Был отмечен широкий диапазон от 0,4 до 1,4 (медиана 0,73) с высокими значениями, отражающими ожидаемое задействование альвеолярной мембраны, и низкими значениями, указывающими на то, что функция альвеолярной мембраны не увеличивалась в соответствии с увеличением V _C [38-40]. Правая панель иллюстрирует обратную зависимость между D _M / V _C и V _C (r ² = 0,46; p <0,001). Субъекты с наибольшей степенью закупорки легочных сосудов продемонстрировали самые низкие значения для D _M / V _C .

Дополнительные анализы показали, что D _M / V _C обратно коррелировал с возрастом (r ² = 0,11, p <0,01), но не с размером тела, оцененным по ИМТ, или степенью компрессии легких по оценке. по FRC (r ² = 0,004 и 0,014 соответственно). Пациенты с респираторными симптомами и метаболическим синдромом были отмечены по спектру D _M / V _C . Субъекты женского пола продемонстрировали более низкий D _M / V _C по сравнению с субъектами мужского пола (0.65 против 0,97, р <0,01). Поскольку у всех испытуемых соотношение талии к бедрам> 0,75, влияние центрального ожирения невозможно было оценить.

Хотя все субъекты продемонстрировали нормальную функцию дыхательных путей по спирометрии, аномальная функция дыхания была очевидна с помощью импульсной осциллометрии, как показано на рис. Параметры IOS (R ₅ и X ₅ ) нанесены на график как функция от V _C при базовом сокращенном FRC. И R ₅ , и X ₅ были линейно связаны со степенью закупорки сосудов, как выражено V _C (r ² = 0.26, р <0,001; r ² = 0,25, p <0,001 соответственно).

Индивидуальные значения сопротивления (R ₅ ) и эластичности дыхательной системы (X ₅ ), полученные при исходном FRC, связаны с V _C .

Пунктирными линиями показаны пределы нормы для каждого параметра.

Соответствие отклонений в параметрах IOS и D _M / V _C показано на. Параметры IOS (R ₅ и X ₅ ) нанесены на график как функция от D _M / V _C при базовом сниженном FRC и после добровольного накачивания до прогнозируемого FRC.На верхних рисунках показаны значения, полученные при исходном FRC. Наиболее аномальные значения R ₅ и X ₅ наблюдались у субъектов с низким D _M / V _C со значительной линейной корреляцией (r ² = 0,31, p <0,001 и r ² = 0,34; p <0,001 соответственно). Результаты, полученные при добровольной инфляции, показаны на нижних рисунках. Добровольная инфляция привела к увеличению объема легких в конце выдоха до 94 ± 16% от прогнозируемого FRC.В то время как значения IOS улучшались с инфляцией, отношение к D _M / V _C осталось неизменным (r ² = 0,21; p <0,001 и r ² = 0,38; p <0,001, соответственно), что указывает на то, что IOS аномалия была тесно связана с наличием дисфункции альвеолярной мембраны и не зависела от уменьшения объема легких. Более того, как на исходном уровне, так и во время добровольной инфляции R ₅ был тесно связан с R _5-20 (r ² = 0.69, p <0,001 на исходном уровне; r ² = 0,57, p <0,001 при добровольной инфляции).

Верхняя панель: отдельные значения сопротивления (R ₅ ) и эластичности дыхательной системы (X ₅ ), полученные при исходном FRC, связаны с D _M / V _C . Пунктирными линиями обозначены пределы нормы для каждого параметра. Нижняя панель: отдельные значения сопротивления (R ₅ ) и эластичности дыхательной системы (X ₅ ), полученные во время произвольного раздувания объема легких в конце выдоха до прогнозируемого FRC, связаны с D _M / V _C .Пунктирными линиями обозначены пределы нормы для каждого параметра.

Связь сердечной функции, полученной с помощью МРТ, с D _M / V _C исследуется в. Практически все субъекты продемонстрировали сердечный выброс и ударный объем на уровне или выше верхнего предела нормы для худых взрослых людей в соответствии с ожидаемым гипердинамическим состоянием ожирения. На верхней левой панели показана значимая прямая взаимосвязь между сердечным выбросом и D _M / V _C (r ² = 0.41, p = 0,001), а на верхней правой панели показана значимая прямая зависимость между ударным объемом и D _M / V _C (r ² = 0,31, p = 0,006). На нижних панелях показано, что взаимосвязь между сердечным выбросом и D _M / V _C оставалась значительной, когда сердечный выброс был нормализован по размеру тела либо путем индексации по площади поверхности тела (сердечный индекс, r ² = 0,19, p = 0,03) или индексация в соответствии с опубликованными аллометрическими данными (сердечный выброс / кг ^0.75 , r ² = 0,50, p <0,001). [41]

Сердечный выброс, ударный объем, сердечный индекс и сердечный выброс, нормализованные для увеличения размера тела на основе аллометрических соображений (СО / кг ^0,75 ) для отдельных субъектов (n = 24), нанесены на график относительно D _M / V _C в 4-х панелях.

Сердечная функция также была проанализирована для оценки преднагрузки левого и правого желудочков. Конечный диастолический объем левого желудочка был в основном в пределах нормы и составлял 158 ± 31 мл.Напротив, преднагрузка правого желудочка была увеличена на 173 ± 41 мл (p = 0,005). Характеристики легочной сосудистой сети проиллюстрированы в. Растяжимость легочной артерии представлена ​​в виде графика как функция VC. Была отмечена обратная зависимость, указывающая на то, что у субъектов с наибольшей степенью закупорки легочных сосудов наблюдалось снижение растяжимости сосудов (r ² = 0,27, p = 0,025).

Растяжимость легочной артерии нанесена на график против V _C для отдельных субъектов (n = 24).

Данные представлены на единицу альвеолярного объема.

Обсуждение

В настоящем исследовании оценивалась группа субъектов с ожирением с различной степенью закупорки легочных сосудов без клинических доказательств сердечно-легочного заболевания. Когда застой легочных сосудов был связан с неспособностью увеличить диффузию альвеолярной мембраны (низкий D _M / V _C ), наблюдалась конкордантная дисфункция дистальных дыхательных путей, совместимая с аномалией, охватывающей всю «функциональную единицу» дистального отдела легкого.Кроме того, эта аномалия альвеолярной мембраны была связана с неспособностью достичь состояния высокого сердечного выброса, характерного для ожирения, и поэтому может представлять собой раннее проявление сердечной дисфункции у субъектов с ожирением.

Чтобы изучить влияние увеличения объема легочных капилляров на функцию альвеолярной мембраны, пропорциональность изменения D _M на V _C была оценена путем расчета D _M / V _C . Геометрические соображения предсказывают, что при увеличении объема легочных сосудов увеличение V _C будет сопровождаться рекрутированием капилляров с последующим увеличением площади поверхности мембраны (D _M ), как это наблюдается у нормальных людей во время физических упражнений или у пациентов с РАС. .[6, 39, 40, 42] Однако низкие значения D _M / V _C могут наблюдаться, несмотря на повышенные значения V _C , когда мембранная функция нарушается, как при ХСН. [43–45] В настоящем исследовании, наблюдались обе модели. Субъекты с высоким D _M / V _C имели соответствующий набор мембран в соответствии с увеличением V _C . И наоборот, у субъектов с низким D _M / V _C была аномальная функция альвеолярной мембраны, вывод, подтвержденный значениями D _M , которые оставались нормальными или были ниже прогнозируемых, несмотря на расширение легочной сосудистой сети (повышенное V _C ).

Наличие низкого D _M / V _C сопровождалось более значительными отклонениями осциллометрии. Это соответствие между функцией дистальных дыхательных путей и D _M / V _C сохранялось во время произвольного надувания с прогнозируемым FRC, указывая на то, что это не было связано с уменьшением объема легких в результате массовой нагрузки. Сильная линейная связь между D _M / V _C и осциллометрическими параметрами поддерживает представление о том, что сосудистый застой влияет на альвеолярную мембрану и дистальные дыхательные пути в унисон, тем самым определяя аномалию дистальной функциональной единицы.Дисфункция дистальных отделов легких может возникать при ожирении из-за ряда механизмов, включая: 1) сжатие дыхательных путей, особенно у лиц с центральным ожирением; 2) изменения в структуре мембраны из-за отложения жира и / или коллагена, увеличение плотности клеток типа II и увеличение плотности пластинчатого тела; 3) изменения проницаемости сосудов, связанные со стойким воспалением или повышением лептина; 4) воспаление дыхательных путей; и 5) наличие сопутствующего заболевания дыхательных путей, например астмы [16, 18, 46–48].

Результаты настоящего исследования предполагают дополнительный механизм дистальной дисфункции легких, связанный с закупоркой легочных сосудов. Ранее мы продемонстрировали, что застой легочных сосудов, по оценке V _C , коррелирует с увеличением общего количества воды в организме и с центральным ожирением, известным фактором риска сердечной дисфункции [6]. Это предыдущее исследование также продемонстрировало изменение функции мембраны альвеолярных капилляров. Настоящее исследование расширяет эти наблюдения, демонстрируя, что нарушения мембранной диффузии тесно связаны с величиной дисфункции дистальных дыхательных путей.Эта связь может быть объяснена застоем сосудов из-за задержки соли и воды, что может привести к транссудации жидкости даже при отсутствии сердечного заболевания. Тем не менее, альтернативное объяснение предлагается из-за наблюдаемой неспособности продемонстрировать повышенный сердечный выброс в состоянии покоя, чего можно было бы ожидать у пациентов с ожирением. Поскольку ожирение характеризуется застоем центральных сосудов, небольших изменений сердечной функции может быть достаточно, чтобы вызвать дальнейший застой с сопутствующей транссудацией жидкости.

Подобный паттерн диффузных аномалий был продемонстрирован у пациентов с застойной сердечной недостаточностью (ЗСН). [43, 44, 49] При ЗСН измененная мембранная диффузия, как было показано, связана с ремоделированием сосудов, а также с транссудацией жидкости. . [43] Пациенты с ожирением имеют общие черты с ХСН, включая хронически повышенное давление в легочной артерии и центральную гиперемию, и, следовательно, транссудация жидкости и / или структурные изменения в легочных капиллярах могут объяснить аномальную мембранную диффузию даже при отсутствии клинически очевидной ХСН.Использование D _M и D _M / V _C в качестве маркеров интерстициального отека было продемонстрировано у спортсменов и подтверждено рентгенограммой грудной клетки [50].

Было показано, что ожирение связано с развитием кардиомиопатии и, в конечном итоге, с явной сердечной недостаточностью, состояниями, которые становятся более распространенными с увеличением ИМТ и продолжительности ожирения. [2, 3, 51–53] Увеличение объема циркулирующей крови способствует увеличению объема циркулирующей крови. первоначальное увеличение ударного объема; однако со временем это застойное состояние приводит к увеличению напряжения стенки желудочка и ремоделированию с последующей дисфункцией желудочка.[3] В настоящем исследовании увеличение преднагрузки желудочка было в основном очевидным для правого желудочка. Кроме того, оценка сердечной функции с помощью МРТ продемонстрировала широкий диапазон сердечной деятельности. У субъектов с более высоким D _M / V _C сердечный выброс и ударный объем были увеличены выше нормального диапазона для худых взрослых в соответствии с гипердинамическим состоянием ожирения. Эти субъекты демонстрировали гемодинамические характеристики, аналогичные характеристикам людей, не страдающих ожирением, которые занимались физическими упражнениями, которые адекватно увеличивали сердечный выброс в ответ на метаболические потребности.Напротив, у субъектов с более низким D _M / V _C сердечный выброс и ударный объем оставались относительно нормальными. Эта неспособность увеличить сердечный выброс сохранялась, когда данные индексировались по площади поверхности тела. У этих субъектов был самый высокий V _C и, соответственно, их легочные артерии оказались менее растяжимыми, что свидетельствует о полном задействовании и чрезмерном растяжении ложа легочных капилляров. Спектр сердечной деятельности между группами не зависел от размера тела.Однако пациенты с более низким сердечным выбросом и D _M / V _C , как правило, были старше, что позволяет предположить, что продолжительность ожирения и перегрузки легочных сосудов могут быть определяющими факторами, как было продемонстрировано в предыдущих исследованиях [5].

При интерпретации результатов настоящего исследования необходимо учитывать несколько факторов, вызывающих искажение. Сжатие от массовой нагрузки могло повлиять на результаты этого исследования. Однако влияние сжатия на параметры диффузии предположительно незначительно, поскольку они измеряются во время полного надувания легких (при ТСХ).Точно так же влияние сжатия дыхательных путей на параметры IOS вряд ли может объяснить наблюдаемые результаты, поскольку отклонения от нормы сохранялись, когда тест проводился во время произвольного наполнения до прогнозируемого FRC. Кроме того, увеличение натяжения грудной стенки во время произвольной инфляции будет иметь минимальное влияние на данные IOS, поскольку уровень инфляции был ограничен прогнозируемым FRC. Это предположение подтверждается соответствием между аномалиями дыхательных путей и независимо измеренной мембранной диффузией даже во время раздувания легких.Дополнительный фактор, который следует учитывать, связан с наблюдением, что может существовать связь между полом и D _M . [47, 54] В отличие от этих предыдущих исследований, женщины в нашем исследовании имели более низкий D _M , чем мужчины. даже после корректировки на VA и сравнения с прогнозируемыми нормативными данными. Дополнительное различие заключалось в том, что гендерные различия в D _M не были связаны с соотношением талии к бедрам; однако почти все пациенты имели центральное ожирение с WHR> 0.75. [54] Учитывая небольшой размер выборки, выводы, касающиеся пола в настоящем исследовании, будут только умозрительными.

Таким образом, это исследование демонстрирует, что дисфункция дистального отдела легкого (альвеолярная мембрана и дистальные дыхательные пути) связана с закупоркой легочных сосудов и невозможностью достичь гипердинамического состояния с высоким выходом при ожирении. Закупорка легочных сосудов и последующая транссудация жидкости и / или изменения в структуре мембраны альвеолярных капилляров могут считаться причинами дисфункции дыхательных путей при ожирении, которые часто остаются нераспознанными, что позволяет лучше понять механизмы, приводящие к дисфункции дистального отдела легкого при ожирении. штат.Необходимы дальнейшие исследования, чтобы оценить, может ли этот физиологический фенотип идентифицировать субъектов с риском развития клинически явной кардиомиопатии ожирения.

Доступность данных

Все соответствующие данные находятся в документе.

Ссылки

1. Кальтман AJ, Goldring RM. Роль застойного кровообращения в кардиореспираторной недостаточности ожирения. Am J Med. 1976; 60 (5): 645–53. [PubMed] [Google Scholar] 2. Александр JK, Альперт MA. Патогенез и клинические проявления кардиомиопатии ожирения В: Альперт М.А., Александр Ю.К., ред.Сердце и легкие при ожирении. Армонк: издательская компания Futura; 1998. с. 133–45. [Google Scholar] 3. Альперт М.А. Кардиомиопатия ожирения: патофизиология и эволюция клинического синдрома. Am J Med Sci. 2001. 321 (4): 225–36. [PubMed] [Google Scholar] 4. de Divitiis O, Fazio S, Petitto M, Maddalena G, Contaldo F, Mancini M. Ожирение и сердечная функция. Тираж. 1981; 64 (3): 477–82. [PubMed] [Google Scholar] 5. Альперт М.А., Терри Б.Е., Мулекар М., Коэн М.В., Месси К.В., Фан Т.М. и др. Морфология сердца и функция левого желудочка у нормотензивных пациентов с болезненным ожирением с застойной сердечной недостаточностью и без нее, а также эффект потери веса.Am J Card. 1997. 80 (6): 736–40. [PubMed] [Google Scholar] 6. Оппенгеймер Б.В., Бергер К.И., Реннерт Д.А., Пирсон Р.Н., Норман Р.Г., Рапопорт Д.М. и др. Влияние застойного кровообращения на компоненты диффузионной способности легких при патологическом ожирении. Ожирение. 2006. 14 (7): 1172–80. . [PubMed] [Google Scholar] 7. Мерсер Р.Р., Крапо Д.Д. Глава 8 — Архитектура области газообмена легких A2 — Родитель, Ричард А. Сравнительная биология нормального легкого (второе издание). Сан-Диего: Academic Press; 2015. с. 93–104.[Google Scholar] 8. Рэй С.С., Сью Д.Й., Брей Г., Хансен Дж. Э., Вассерман К. Влияние ожирения на респираторную функцию. Am Rev Respir Dis. 1983; 128 (3): 501–6. [PubMed] [Google Scholar] 9. Саломея С.М., Кинг Г.Г., Беренд Н. Физиология ожирения и влияние на функцию легких. J Appl Physiol. 2010. 108 (1): 206–11. Epub 31.10.2009. DOI: 00694.2009 [pii] 10.1152 / japplphysiol.00694.2009. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 10. King GG, Brown NJ, Diba C, Thorpe CW, Munoz P, Marks GB и др. Влияние веса тела на калибр дыхательных путей.Eur Respir J. 2005; 25 (5): 896–901. 10.1183 / 0

36.05.00104504. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Зера Ф., Харф А., Перлемутер Л., Лорино Х., Лорино А. М., Атлан Дж. Влияние ожирения на респираторное сопротивление. Грудь. 1993. 103 (5): 1470–6. . [PubMed] [Google Scholar] 12. Оппенгеймер Б.В., Бергер К.И., Сигал Л.Н., Стабиле А., Коулз К.Д., Парих М. и др. Дисфункция дыхательных путей при ожирении: реакция на добровольное восстановление объема легких в конце выдоха. PLoS One. 2014; 9 (2): e88015 Epub 2014/02/08. 10.1371 / журнал.pone.0088015 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 13. Оппенгеймер Б.В., Махт Р., Голдринг Р.М., Стабил А., Бергер К.И., Парих М. Дисфункция дистальных дыхательных путей у лиц с ожирением исправляется после бариатрической хирургии. Surg Obes Relat Dis. 2012; 8 (5): 582–9. Epub 2011/10/01. 10.1016 / j.soard.2011.08.004. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 14. Сиделева О., Суратт Б.Т., Блэк К.Э., Тарп В.Г., Пратли Р.Э., Форджоне П. и др. Ожирение и астма: воспалительное заболевание жировой ткани, а не дыхательных путей. Am J Respir Crit Care Med.2012. 186 (7): 598–605. 10.1164 / rccm.201203-0573OC [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Сиделева О., Блэк К., Диксон А.Е. Влияние ожирения и потери веса на физиологию дыхательных путей и воспаление при астме. Легочная фармакология и терапия. 26 (4): 455–8. . [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 17. Шор С.А., Фредберг Дж. Дж. Ожирение, гиперреактивность гладких мышц и дыхательных путей. J Allergy Clin Immunol. 2005. 115 (5): 925–7. . [PubMed] [Google Scholar] 18. Аль-Алван А., Бейтс Дж. Х., Чепмен Д. Г., Камински Д. А., ДеСарно М. Дж., Ирвин К. Г. и др.Неаллергическая астма ожирения. Дело в податливости дистального отдела легких. Am J Respir Crit Care Med. 2014. 189 (12): 1494–502. 10.1164 / rccm.201401-0178OC. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Миллер М.Р., Ханкинсон Дж., Брусаско В., Бургос Ф., Касабури Р., Коутс А. и др. Стандартизация спирометрии. Eur Respir J. 2005; 26 (2): 319–38. Epub 2005/08/02. DOI: 26/2/319 [pii] 10.1183 / 0

36.05.00034805. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20. Кнудсон Р.Дж., Лебовиц М.Д., Хольберг С.Дж., Берроуз Б.Изменения нормальной кривой максимального потока-объема выдоха с ростом и старением. Am Rev Respir Dis. 1983; 127 (6): 725–34. [PubMed] [Google Scholar] 21. Джонсон Р.Л.-младший, Тейлор Х.Ф., Деграф А.С.-младший. Функциональное значение низкой диффузионной способности легких по монооксиду углерода. J Clin Invest. 1965; 44: 789–800. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Американский торакальный С. Стандартизация спирометрии. Обновление 1994 г. Am J Respir Crit Care Med. 1995; 152: 1107–36. [PubMed] [Google Scholar] 23. Dinakara P, Blumenthal WS, Johnston RF, Kauffman LA, Solnick PB.Влияние анемии на диффузионную способность легких с выводом поправочного уравнения. Am Rev Respir Dis. 1970. 102 (6): 965–9. [PubMed] [Google Scholar] 24. Огилви К.М., Форстер Р.Е., Блейкмор В.С., Мортон Дж. В.. Стандартизированная техника задержки дыхания для клинического измерения диффузионной способности легких по монооксиду углерода. J Clin Invest. 1957; 36: 1–17. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 25. Forster RE. Обмен газов между альвеолярным воздухом и легочной капиллярной кровью: диффузионная способность легких.Physiol Rev.1957; 37 (4): 391–452. [PubMed] [Google Scholar] 26. Крумхольц РА. Диффузионная способность легочной мембраны и объем легочной капиллярной крови: оценка их клинической применимости. Am Rev Respir Dis. 1966. 94 (2): 195–200. [PubMed] [Google Scholar] 27. Роутон Ф.Дж., Форстер РЭ. Относительная важность скорости диффузии и химических реакций в определении скорости газообмена в легком человека, с особым акцентом на истинную диффузионную способность легочной оболочки и объем крови в капиллярах легких.J Appl Physiol. 1957; 11: 290–302. [PubMed] [Google Scholar] 28. Cotes JE. Оценка функции легких и применение в медицине. Лондон: Научные публикации Блэквелла; 1993. [Google Scholar] 29. Отис А.Б., МакКерроу С.Б., Бартлетт Р.А., Мид Дж., Макилрой МБ, Селверстон, штат Нью-Джерси, и др. Механические факторы в распределении легочной вентиляции. J Appl Physiol. 1956. 8 (4): 427–43. [PubMed] [Google Scholar] 30. Дюбуа А.Б., Броуди А.В., Льюис Д.Х., Берджесс Б.Ф. младший. Механика колебаний легких и грудной клетки человека. J Appl Physiol.1956; 8 (6): 587–94. Epub 1956/05/01. . [PubMed] [Google Scholar] 31. Goldman MD, Saadeh C, Ross D. Клинические применения принудительных колебаний для оценки функции периферических дыхательных путей. Respir Physiol Neurobiol. 2005. 148 (1-2): 179–94. [PubMed] [Google Scholar] 32. Оппенгеймер Б.В., Голдринг Р.М., Херберг М.Э., Хофер И.С., Рейфман П.А., Лиото С. и др. Функция дистальных дыхательных путей у пациентов с симптомами и нормальной спирометрией после воздействия пыли Всемирного торгового центра. Грудь. 2007. 132 (4): 1275–82. . [PubMed] [Google Scholar] 33.Ландсер Ф.Дж., Клемент Дж., Ван де Вустайн К.П. Нормальные значения общего респираторного сопротивления и реактивного сопротивления, определяемые вынужденными колебаниями: влияние курения. Грудь. 1982. 81 (5): 586–91. [PubMed] [Google Scholar] 34. Kohlhaufl M, Brand P, Scheuch G, Schulz H, Haussinger K, Heyder J. Импульсная осциллометрия у здоровых некурящих и бессимптомных курильщиков: эффекты бронхиальной проблемы с метахолином. J Aerosol Med. 2001. 14 (1): 1–12. [PubMed] [Google Scholar] 35. Сиота С., Като М., Фуджи М., Аоки С., Мацуока Р., Фукути Ю.Прогнозные уравнения и надежность импульсной колебательной системы у взрослых японцев. Респирология. 2005. 10 (3): 310–5. [PubMed] [Google Scholar] 36. Браун Нью-Джерси, Сюан В., Саломея С.М., Беренд Н., Хантер М.Л., Маск А.В. и др. Справочные уравнения для сопротивления дыхательной системы и реактивного сопротивления у взрослых. Respir Physiol Neurobiol. 2010. 172 (3): 162–8. 10.1016 / j.resp.2010.05.013 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 37. Ооствин Э., Бода К., Ван дер Гринтен С.П., Джеймс А.Л., Янг С., Ниланд Х. и др. Импеданс дыхательных путей у здоровых субъектов: исходные значения и ответ бронходилататора.Eur Respir J. 2013; 42 (6): 1513–23. Epub 2013/04/20. 10.1183 / 0

36.00126212. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 38. Оппенгеймер Б.В., Бергер К.И., Хаджиангелис Н.П., Норман Р.Г., Рапопорт Д.М., Голдринг Р.М. Мембранная диффузия при заболеваниях сосудов легких. Respir Med. 2006. 100 (7): 1247–53. . [PubMed] [Google Scholar] 39. Hsia CC. Рекрутмент диффузионной способности легких: обновление концепции и применения. Грудь. 2002. 122 (5): 1774–83. [PubMed] [Google Scholar] 40. Макнил Р.С., Рэнкин Дж., Форстер Р.Э. Диффузионная способность легочной оболочки и объем легочной капиллярной крови при сердечно-легочной болезни.Clin Sci. 1958; 17: 465–82. [PubMed] [Google Scholar] 41. Вагнер П.Д., Джонс Дж. Х., Лонгворт К. Э. Глава 12 — Газообмен в покое и во время упражнений у млекопитающих A2 — Родитель, Ричард А. Сравнительная биология нормального легкого (второе издание). Сан-Диего: Academic Press; 2015. с. 143–84. [Google Scholar] 42. Тамане Р.М., Джонсон Р.Л. младший, Сиа СС. Диффузионная способность легочной мембраны и объем капиллярной крови, измеренные во время упражнений по поглощению оксида азота. Грудь. 2001. 120 (6): 1850–6. [PubMed] [Google Scholar] 43.Пури С., Бейкер Б.Л., Дутка Д.П., Окли К.М., Хьюз Дж. М., Клеланд Дж. Снижение диффузионной способности альвеолярно-капиллярной мембраны при хронической сердечной недостаточности. Его патофизиологическое значение и связь с выполнением упражнений. Тираж. 1995. 91 (11): 2769–74. [PubMed] [Google Scholar] 44. Гуацци М. Дисфункция альвеолярно-капиллярной мембраны при сердечной недостаточности: доказательства патофизиологической роли. Грудь. 2003. 124 (3): 1090–102. [PubMed] [Google Scholar] 45. Гуацци М., Марензи Г., Алименто М., Контини М., Агостони П. Улучшение диффузионной способности альвеолярно-капиллярной мембраны с помощью эналаприла при хронической сердечной недостаточности и противодействующий эффект аспирина.Тираж. 1997. 95 (7): 1930–6. [PubMed] [Google Scholar] 46. Чепмен Д.Г., Ирвин К.Г., Каминский Д.А., Форджоне П.М., Бейтс Дж. Х., Диксон А. Влияние различных фенотипов астмы на функцию легких после потери веса у людей с ожирением. Респирология. 2014; 19 (8): 1170–7. 10.1111 / соотв.12368 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 47. Заворский Г.С., Ким до Дж., Сильвестр Дж. Л., Христу Н. В.. Диффузионная способность альвеолярной мембраны улучшается у больных ожирением после бариатрической хирургии. Obes Surg. 2008. 18 (3): 256–63.10.1007 / s11695-007-9294-9. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 48. Cao R, Brakenhielm E, Wahlestedt C, Thyberg J, Cao Y. Лептин индуцирует проницаемость сосудов и синергетически стимулирует ангиогенез с FGF-2 и VEGF. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2001; 98 (11): 6390–5. 10.1073 / pnas.101564798 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 49. Guazzi M, Pontone G, Brambilla R, Agostoni P, Reina G. Газовая проводимость альвеолярно-капиллярной мембраны: новый прогностический индикатор при хронической сердечной недостаточности.Eur Heart J. 2002; 23 (6): 467–76. [PubMed] [Google Scholar] 50. Заворский Г.С., Милн Е.Н., Лаворини Ф., Риенци Дж. П., Кутруфелло П. Т., Кумар С. С. и др. Небольшие изменения функции легких у бегунов с интерстициальным отеком легких, вызванным марафоном. Physiol Rep.2014; 2 (6). Epub 2014/06/29. 10.14814 / phy2.12056 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 51. Александр JK. Хроническая болезнь сердца из-за ожирения. J Chron Dis. 1965. 18 (9): 895–8. [PubMed] [Google Scholar] 52. Александр JK, Pettigrove JR. Ожирение и застойная сердечная недостаточность.Гериатрия. 1967. 22 (7): 101–8. [PubMed] [Google Scholar] 53. Kenchaiah S, Evans JC, Levy D, Wilson PW, Benjamin EJ, Larson MG, et al. Ожирение и риск сердечной недостаточности. N Engl J Med. 2002. 347 (5): 305–13. [PubMed] [Google Scholar] 54. Заворский Г.С., Христу Н.В., Ким до Дж, Карли Ф., Мэйо Н.Э. Предоперационные гендерные различия в газообмене в легких у лиц с патологическим ожирением. Obes Surg. 2008. 18 (12): 1587–98. Epub 2008/05/10. 10.1007 / s11695-008-9527-6. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Механизм дисфункции дистального отдела легкого при ожирении

PLoS One.2016; 11 (4): e0152769.

Бено В. Оппенгеймер

¹ Лаборатория физиологии легких Андре Курнана, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Кеннет И. Бергер

¹ Лаборатория физиологии легких Андре Курнана, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Салим Али

¹ Андре Курнан Лаборатория физиологии легких, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Медицинская школа Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Леопольдо Н.Сигал

¹ Андре Курнан Лаборатория физиологии легких, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Роберт Доннино

³ Леона Х. Чарни Отделение кардиологии Медицинской школы Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Стюарт Кац

³ Леона Х. Чарни Отделение кардиологии Медицинской школы Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Маниш Парих

² Бариатрический центр больницы Бельвью, отделение хирургии, Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Роберта М.Золотое кольцо

¹ Лаборатория физиологии легких Андре Курнана, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Белвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Ана Мора, редактор

¹ Андре Курнан Лаборатория физиологии легких, Отделение легких, интенсивной терапии и сна, Больница Бельвью / Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

² Бариатрический центр больницы Bellevue, отделение хирургии, Школа медицины Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

³ Леон Х.Чарни Отделение кардиологии Медицинской школы Нью-Йоркского университета, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк, Соединенные Штаты Америки

Питтсбургский университет, США

Конкурирующие интересы: Авторы заявили, что конкурирующих интересов не существует.

Задумал и спроектировал эксперименты: BWO KIB RMG LNS RD SK. Проведены эксперименты: BWO KIB RMG LNS RD SA. Проанализированы данные: BWO KIB RMG LNS RD SA. Предоставленные реагенты / материалы / инструменты анализа: KIB RMG LNS RD SA MP.Написал статью: BWO KIB RMG LNS RD SA SK.

Поступила 13 октября 2015 г .; Принято 18 марта 2016 г.

Это статья в открытом доступе, свободная от всех авторских прав, и ее можно свободно воспроизводить, распространять, передавать, модифицировать, надстраивать или иным образом использовать в любых законных целях. Работа размещена в открытом доступе на условиях Creative Commons CC0. Эта статья цитируется в других статьях PMC.

Abstract

Обоснование

Ожирение характеризуется повышенным объемом системной и легочной крови (застой в легочных сосудах).Сопутствующая патологическая диффузия альвеолярной мембраны предполагает субклинический интерстициальный отек. В этом случае функциональные нарушения должны охватывать все дистальные отделы легкого, включая дыхательные пути.

Objectives

Мы предполагаем, что при ожирении: 1) закупорка легочных сосудов влияет на дистальный отдел легкого с конкордантной альвеолярной мембраной и аномалиями дистальных дыхательных путей; и 2) степень легочной гиперемии и дисфункции мембран будет зависеть от сердечной реакции.

Методы

54 некурящих пациента с ожирением прошли спирометрию, импульсную осциллометрию (IOS), определение диффузионной способности (D _LCO ) с разделением на мембранную диффузию (D _M ) и объем капиллярной крови (V _C ). и МРТ сердца (n = 24). Эффективность альвеолярно-капиллярной мембраны оценивали расчетом D _M / V _C .

Измерения и основные результаты

Средний возраст 45 ± 12 лет; средний ИМТ составил 44,8 ± 7 кг / м ² .Жизненная емкость легких составила 88 ± 13% при снижении функциональной остаточной емкости (прогноз 58 ± 12%). Несмотря на нормальный D _{, LCO} (98 ± 18% от прогнозируемого), V _C был повышен (135 ± 31% от прогнозируемого), в то время как D _M в среднем составлял 94 ± 22% от прогнозируемого. D _M / V _C варьировала от 0,4 до 1,4 с высокими значениями, отражающими рекрутирование альвеолярной мембраны, и низкими значениями, указывающими на дисфункцию альвеолярной мембраны. Наибольшее отклонение от нормы IOS (R ₅ и X ₅ ) наблюдалось у субъектов с самым низким D _M / V _C (r ² = 0.31, р <0,001; r ² = 0,34, p <0,001). Сердечный выброс и индекс (сердечный выброс / площадь поверхности тела) были напрямую связаны с D _M / V _C (r ² = 0,41, p <0,001; r ² = 0,19, p = 0,03). Субъекты с более низким D _M / V _C продемонстрировали сердечный выброс, который оставался в пределах нормы, несмотря на наличие ожирения.

Выводы

Глобальная дисфункция дистального отдела легкого (альвеолярная мембрана и дистальные дыхательные пути) связана с закупоркой легочных сосудов и неспособностью достичь состояния высокой выходной мощности ожирения.Закупорка легочных сосудов и последующая транссудация жидкости и / или изменения в структуре мембраны альвеолярных капилляров могут часто рассматриваться как нераспознанные причины дисфункции дыхательных путей при ожирении.

Введение

Состояние ожирения характеризуется гипердинамическим состоянием высокого сердечного выброса с увеличением объема крови в системном и легочном кровообращении (застой в легочных сосудах). [1–3] Несмотря на повышенный сердечный выброс, имеются доказательства того, что субклиническая сердечная дисфункция была продемонстрирована катетеризацией сердца у пациентов с ожирением.[4] Кроме того, эхокардиографические признаки дисфункции желудочков очевидны у здоровых субъектов с ожирением и обратимы после потери веса. [3, 5] Ранее мы продемонстрировали, что у субъектов с ожирением без клинических признаков сердечного заболевания наблюдался повышенный объем крови в легочных капиллярах, который коррелировал. с центральным ожирением и повышенным содержанием воды в организме. [6] В подгруппе этих субъектов повышенный объем легочной капиллярной крови сочетался с аномальной диффузией альвеолярной мембраны, что свидетельствует о субклиническом интерстициальном отеке.В этой ситуации утечки альвеолярных капилляров можно ожидать, что функциональные нарушения охватят весь дистальный отдел легкого, который включает дыхательные пути и газообменные поверхности легкого. [7]

Нарушения функции дыхательных путей хорошо известны у пациентов с ожирением. Повышенное сопротивление дыхательных путей объясняется уменьшением объема легких в результате массовой нагрузки и обратимо при потере веса. [8–11] Однако, несмотря на нормализацию сопротивления дыхательных путей, остаточная дисфункция дистальных дыхательных путей все еще может наблюдаться после восстановления объема легких либо в кратчайшие сроки. при добровольном накачивании или хронически после похудания.[12, 13] Множественные состояния могут быть ответственны за функциональные нарушения в дистальных отделах дыхательных путей, включая воспаление дыхательных путей, связанное с метаболическим синдромом и / или перекрывающееся с сопутствующими заболеваниями, такими как астма. [14–18]

Настоящее исследование предполагает, что это происходит у лиц с ожирением. без клинических доказательств сердечного или легочного заболевания закупорка легочных сосудов будет влиять на дистальный отдел легких, что характеризуется конкордантными аномалиями как мембраны альвеолярных капилляров, так и дистальных отделов дыхательных путей.Поскольку увеличенный объем легочной крови и интерстициальный отек характерны для физиологии сердечной недостаточности, настоящее исследование также предполагает, что степень легочного сосудистого застоя и дисфункции альвеолярной мембраны будет связана с сердечной реакцией на состояние ожирения.

Материалы и методы

Настоящее исследование финансировалось Программой исследователей клинических исследований Empire и было одобрено нашим институциональным IRB. Протокол включал предоперационную кардиологическую и легочную оценку, полученную у 54 некурящих лиц с ожирением, направленных в лабораторию легочной физиологии больницы Бельвью для оценки до операции по снижению веса.Субъекты прошли оценку легких с помощью спирометрии, плетизмографии, диффузионной способности и импульсной осциллометрии (ИОС). Все пациенты прошли предоперационную кардиологическую оценку; у 24 субъектов, у которых не удалось провести адекватное исследование, кардиологическое обследование было выполнено с помощью МРТ. Медицинские записи были просмотрены для определения симптомов, медицинских и рентгенологических данных. В этот анализ были включены только пациенты с нормальной спирометрией и без истории болезни легких, сердечных заболеваний или обструктивного апноэ во сне.

Оценка легочной функции

Тестирование проводилось в соответствии с опубликованными стандартами (Vmax Encore, SensorMedics, Йорба Линда, Калифорния). [19] Данные включали объем форсированного выдоха за первую секунду (FEV ₁ ), форсированную жизненную емкость легких (FVC), резервный объем выдоха (ERV) и емкость вдоха (IC). Нормальная спирометрия была определена как ОФВ ₁ и ФЖЕЛ ≥80% от прогнозируемого и ОФВ ₁ / ФЖЕЛ ≥70%. [20] D _LCO был измерен методом однократного выдоха окиси углерода и соотнесен с предсказанными значениями после корректировки на эффект аномальной концентрации гемоглобина.[21–24] D _LCO был разделен на D _M и V _C , как описано Раутоном и Форстером, в соответствии со следующим уравнением: 1 / D _LCO = 1 / D _M + 1 / θV _C . [6, 25–27] Для этого определения 1 / θ рассчитывалась с использованием уравнения, представленного Johnson et al. принимая значение λ равным 2,5. [21] Это значение λ было рекомендовано Раутоном и Форстером [27] для приблизительного определения проницаемости эритроцитов человека. Определения производили в трех повторностях для трех разных FiO ₂ (0.21, 0,60 и 0,80). Альвеолярный PO ₂ определяли для каждого FiO ₂ с использованием уравнения альвеолярного воздуха, предполагая, что нормальный артериальный PCO ₂ = 40 мм рт. Коэффициент корреляции> 0,95 между 1 / D _LCO и 1 / θ требовался для обеспечения точности 1 / D _M . [25, 26] Для оценки нарушений функции альвеолярных мембран относительно степени увеличения легочной крови объема, соотношение D _M к V _C (D _M / V _C ) было получено и выражено в процентах от прогнозируемого, скорректированного на единицу альвеолярного объема (VA).Все значения для легочной функции и диффузии в легких были привязаны к стандартным прогнозируемым уравнениям. [28] Процент предсказанных значений диффузии рассчитывали для параметров диффузии, выраженных на единицу альвеолярного объема.

Импульсная осциллометрия (IOS) была измерена с помощью системы импульсных колебаний Jaeger (Jaeger, США; Йорба Линда, Калифорния). Чтобы свести к минимуму эффекты уменьшения объема легких из-за массовой нагрузки, измерения проводились в 2 условиях: приливное дыхание и после произвольного надувания для восстановления объема легких в конце выдоха до прогнозируемого FRC; этот метод и анализируемые параметры были описаны ранее.[12] Сообщенные параметры включали сопротивление при частоте колебаний 5 Гц (R ₅ ), частотную зависимость сопротивления, рассчитанную как разность между сопротивлением при 5 и 20 Гц (R _5-20 ) и реактивным сопротивлением при 5 Гц (X ₅ ). Для оценки свойств дыхательной системы были сделаны предположения на основе моделей DuBois et al., Otis et al. и Мид [29, 30] R _5-20 отражает неравномерное распределение воздушного потока в дистальных дыхательных путях, а X ₅ , как предполагалось, отражает динамическую эластичность дыхательной системы.Данные представлены в виде необработанных данных и сравниваются с верхним пределом нормы, выбранным из предыдущих публикаций, чтобы приблизиться к 150% опубликованных нормальных значений. [31–37]

Оценка сердечной функции

Магнитно-резонансные изображения сердца (МРТ) были получены в 24/54 испытуемых, использующих систему 1,5 Тесла с катушкой для тела с фазированной решеткой (MAGNETOM Avanto, Siemens Corporation, США). Визуализацию выполняли в стандартных проекциях от основания до вершины с интервалом 10 мм. Электрокардиографическая синхронизация использовалась для получения ≥12 сердечных циклов на одно измерение.Для получения изображений основной легочной артерии и восходящей аорты использовалась фазово-контрастная визуализация. Объемы желудочков и фракции выброса были получены путем отслеживания эндокардиальных границ левого желудочка как на конечной систоле, так и на конечной диастоле. Параметры включали ударный объем и частоту сердечных сокращений. Сердечный выброс был рассчитан и нормализован по площади поверхности тела (сердечный индекс). Индекс растяжимости легочной артерии рассчитывали как разницу между систолическим и диастолическим диаметром легочной артерии по отношению к диастолическому значению и выражали как изменение в%.

Статистический анализ

Данные были обобщены как среднее и стандартное отклонение или медиана и межквартильный диапазон. Взаимосвязь между функцией альвеолярной мембраны и функцией дистальных дыхательных путей и сердечной деятельности оценивалась с помощью линейной регрессии. Для определения независимых предикторов D _M / V _C была проведена многомерная регрессия. Все анализы были выполнены с использованием SPSS. Статистическая значимость была установлена ​​как значение p <0.05.

Институциональный наблюдательный совет Медицинской школы Нью-Йоркского университета и больницы Белвью одобрил это исследование, номер исследования 11–01998. Письменное информированное согласие было получено от участников после утверждения экспертной комиссией учреждения.

Результаты

Демографические данные 54 субъектов показаны в. Большинство испытуемых составляли женщины, средний возраст составлял 45 ± 12 лет, а средний ИМТ составлял 44,8 ± 7 кг / м2 ² . Распределение ожирения продемонстрировало преобладание центрального ожирения (окружность талии 130 ± 17 см, соотношение талии и бедер 0.96 ± 0,10). Сопутствующие заболевания, предполагающие наличие метаболического синдрома, присутствовали у 56% пациентов. О респираторных симптомах сообщили 72% испытуемых; преобладающим симптомом была одышка у 56%.

Таблица 1

Характеристики предмета.

904 15 Женский 53% 904 Подсчет клеток

Возраст	45 ± 12
Пол
Муж.
Самец	174 ± 4
Женский	160 ± 8
Вес (кг)
	113 ± 20
ИМТ (кг / м 2 )
Мужской	46 ± 8
	Женский 4415 Окружность талии (см)
Мужской	143 ± 16
126 ± 15
Метаболический синдром	56%
Гиперлипидемия	43%
Гипертония
Белые клетки крови (10 3 / мкл)	8.0 ± 2,1
Эозинофилы (%)	2,6 ± 2,7
Респираторные симптомы
Одышка при физической нагрузке Кашель	37%

Данные функции легких показаны в. Оценка объема легких показала, что жизненная емкость легких (ЖЕЛ) находится в пределах нормы (прогноз 88 ± 13%) со снижением FRC и ПЖ (прогнозировалось 58 ± 12 и 60 ± 16% соответственно).По замыслу, ОФВ _-1, / ФЖЕЛ у всех испытуемых находился в пределах нормы. Средние значения диффузионной способности (D _LCO ) и D _LCO , скорректированные на единицу VA (D _LCO / VA), составили 18,6 ± 5,7 мл / мин / мм рт. Ст. И прогнозируемые 98 ± 18% соответственно. Несмотря на нормальные значения для D _LCO , разделение на объем капиллярной крови (V _C ) и мембранная диффузия (D _M ) продемонстрировали, что V _C был нормальным или повышенным, в среднем 135 ± 31% от прогнозируемого, в то время как D _M варьировалось от низкого до повышенного, в среднем 94 ± 22% от прогнозируемого.Анализ параметров диффузии не выявил различий у пациентов с метаболическим синдромом, диабетом или гипертонией и без него ().

Таблица 2

Функция легких.

901 902 D _M / V _C

Спирометрия
ФЖЕЛ (прогнозируемый%)	88 ± 13
ОФВ 1 (прогнозируемый%)	901 / ФЖЕЛ (%)	80 ± 5
Объемы легких
ТСХ (прогнозируемый%)	79 ± 9
VC (прогнозируемый%)
IC (прогнозируемый%)	107 ± 17
ERV (прогнозируемый%)	54 ± 27
FRC (прогнозируемый%)	58 ± 12
RV418% прогнозируемый	60 ± 16
Диффузия
D LCO (мл / мин / мм рт. Ст.)	18.6 ± 5,7
D LCO / VA (% от прогноза)	98 ± 18
D M (мл / мин / мм рт. Ст.)	34,3 ± 11
D / ВА (прогнозируемый%)	94 ± 22
V C (мл)	65,1 ± 16,2
V C / ВА (прогнозируемый%)	135 ± 31	21
0.54 ± 0,16
D M / V C (прогнозируемый% / прогнозируемый%)	0,73 ± 0,24

Таблица 3

Данные диффузии для субъектов с метаболическим синдромом, диабетом и без него. гипертония.

2 _{C C / VA}

	Метаболический синдром *		Сахарный диабет *		Гипертензия *
	нет		9011 9011 909 да нет	909 да нет		(n = 24)	(n = 30)	(n = 31)	(n = 23)	(n = 20)	(n = 34)
Диффузия
D LCO / VA	98 ± 21	99 ± 15	99 ± 20	98 ± 15 904 ± 15
D M / VA	97 ± 25	91 ± 20	95 ± 25	92 ± 19	99 ± 24	91 ± 21
135 ± 34	135 ± 28	137 ± 31	132 ± 31	131 ± 35	138 ± 28
D M / V C	0.77 ± 0,30	0,70 ± 0,19	0,73 ± 0,28	0,73 ± 0,20	0,80 ± 0,27	0,69 ± 0,22

На левой панели показана взаимосвязь между D _{M C и V по отдельным предметам. V C был выше 100% от прогнозируемого у всех субъектов, кроме 4, с максимальным прогнозируемым значением 219%, что указывает на переменную степень легочного сосудистого скопления. Был отмечен широкий диапазон для D M : от повышенных значений на уровне 155% от прогнозируемого, как можно было бы ожидать от пополнения в условиях повышенного V C , до аномально низких значений при прогнозе 60%.Между этими переменными не наблюдалось корреляции (r ² = 0,03).}

Левая панель: взаимосвязь между V _C и D _M у отдельных субъектов. Правая панель: взаимосвязь между V _C и D _M / V _C у отдельных субъектов. Данные представлены на единицу альвеолярного объема.

D _M / V _C был рассчитан для каждого человека как мера функциональной эффективности альвеолярно-капиллярной мембраны.Был отмечен широкий диапазон от 0,4 до 1,4 (медиана 0,73) с высокими значениями, отражающими ожидаемое задействование альвеолярной мембраны, и низкими значениями, указывающими на то, что функция альвеолярной мембраны не увеличивалась в соответствии с увеличением V _C [38-40]. Правая панель иллюстрирует обратную зависимость между D _M / V _C и V _C (r ² = 0,46; p <0,001). Субъекты с наибольшей степенью закупорки легочных сосудов продемонстрировали самые низкие значения для D _M / V _C .

Дополнительные анализы показали, что D _M / V _C обратно коррелировал с возрастом (r ² = 0,11, p <0,01), но не с размером тела, оцененным по ИМТ, или степенью компрессии легких по оценке. по FRC (r ² = 0,004 и 0,014 соответственно). Пациенты с респираторными симптомами и метаболическим синдромом были отмечены по спектру D _M / V _C . Субъекты женского пола продемонстрировали более низкий D _M / V _C по сравнению с субъектами мужского пола (0.65 против 0,97, р <0,01). Поскольку у всех испытуемых соотношение талии к бедрам> 0,75, влияние центрального ожирения невозможно было оценить.

Хотя все субъекты продемонстрировали нормальную функцию дыхательных путей по спирометрии, аномальная функция дыхания была очевидна с помощью импульсной осциллометрии, как показано на рис. Параметры IOS (R ₅ и X ₅ ) нанесены на график как функция от V _C при базовом сокращенном FRC. И R ₅ , и X ₅ были линейно связаны со степенью закупорки сосудов, как выражено V _C (r ² = 0.26, р <0,001; r ² = 0,25, p <0,001 соответственно).

Индивидуальные значения сопротивления (R ₅ ) и эластичности дыхательной системы (X ₅ ), полученные при исходном FRC, связаны с V _C .

Пунктирными линиями показаны пределы нормы для каждого параметра.

Соответствие отклонений в параметрах IOS и D _M / V _C показано на. Параметры IOS (R ₅ и X ₅ ) нанесены на график как функция от D _M / V _C при базовом сниженном FRC и после добровольного накачивания до прогнозируемого FRC.На верхних рисунках показаны значения, полученные при исходном FRC. Наиболее аномальные значения R ₅ и X ₅ наблюдались у субъектов с низким D _M / V _C со значительной линейной корреляцией (r ² = 0,31, p <0,001 и r ² = 0,34; p <0,001 соответственно). Результаты, полученные при добровольной инфляции, показаны на нижних рисунках. Добровольная инфляция привела к увеличению объема легких в конце выдоха до 94 ± 16% от прогнозируемого FRC.В то время как значения IOS улучшались с инфляцией, отношение к D _M / V _C осталось неизменным (r ² = 0,21; p <0,001 и r ² = 0,38; p <0,001, соответственно), что указывает на то, что IOS аномалия была тесно связана с наличием дисфункции альвеолярной мембраны и не зависела от уменьшения объема легких. Более того, как на исходном уровне, так и во время добровольной инфляции R ₅ был тесно связан с R _5-20 (r ² = 0.69, p <0,001 на исходном уровне; r ² = 0,57, p <0,001 при добровольной инфляции).

Верхняя панель: отдельные значения сопротивления (R ₅ ) и эластичности дыхательной системы (X ₅ ), полученные при исходном FRC, связаны с D _M / V _C . Пунктирными линиями обозначены пределы нормы для каждого параметра. Нижняя панель: отдельные значения сопротивления (R ₅ ) и эластичности дыхательной системы (X ₅ ), полученные во время произвольного раздувания объема легких в конце выдоха до прогнозируемого FRC, связаны с D _M / V _C .Пунктирными линиями обозначены пределы нормы для каждого параметра.

Связь сердечной функции, полученной с помощью МРТ, с D _M / V _C исследуется в. Практически все субъекты продемонстрировали сердечный выброс и ударный объем на уровне или выше верхнего предела нормы для худых взрослых людей в соответствии с ожидаемым гипердинамическим состоянием ожирения. На верхней левой панели показана значимая прямая взаимосвязь между сердечным выбросом и D _M / V _C (r ² = 0.41, p = 0,001), а на верхней правой панели показана значимая прямая зависимость между ударным объемом и D _M / V _C (r ² = 0,31, p = 0,006). На нижних панелях показано, что взаимосвязь между сердечным выбросом и D _M / V _C оставалась значительной, когда сердечный выброс был нормализован по размеру тела либо путем индексации по площади поверхности тела (сердечный индекс, r ² = 0,19, p = 0,03) или индексация в соответствии с опубликованными аллометрическими данными (сердечный выброс / кг ^0.75 , r ² = 0,50, p <0,001). [41]

Сердечный выброс, ударный объем, сердечный индекс и сердечный выброс, нормализованные для увеличения размера тела на основе аллометрических соображений (СО / кг ^0,75 ) для отдельных субъектов (n = 24), нанесены на график относительно D _M / V _C в 4-х панелях.

Сердечная функция также была проанализирована для оценки преднагрузки левого и правого желудочков. Конечный диастолический объем левого желудочка был в основном в пределах нормы и составлял 158 ± 31 мл.Напротив, преднагрузка правого желудочка была увеличена на 173 ± 41 мл (p = 0,005). Характеристики легочной сосудистой сети проиллюстрированы в. Растяжимость легочной артерии представлена ​​в виде графика как функция VC. Была отмечена обратная зависимость, указывающая на то, что у субъектов с наибольшей степенью закупорки легочных сосудов наблюдалось снижение растяжимости сосудов (r ² = 0,27, p = 0,025).

Растяжимость легочной артерии нанесена на график против V _C для отдельных субъектов (n = 24).

Данные представлены на единицу альвеолярного объема.

Обсуждение

В настоящем исследовании оценивалась группа субъектов с ожирением с различной степенью закупорки легочных сосудов без клинических доказательств сердечно-легочного заболевания. Когда застой легочных сосудов был связан с неспособностью увеличить диффузию альвеолярной мембраны (низкий D _M / V _C ), наблюдалась конкордантная дисфункция дистальных дыхательных путей, совместимая с аномалией, охватывающей всю «функциональную единицу» дистального отдела легкого.Кроме того, эта аномалия альвеолярной мембраны была связана с неспособностью достичь состояния высокого сердечного выброса, характерного для ожирения, и поэтому может представлять собой раннее проявление сердечной дисфункции у субъектов с ожирением.

Чтобы изучить влияние увеличения объема легочных капилляров на функцию альвеолярной мембраны, пропорциональность изменения D _M на V _C была оценена путем расчета D _M / V _C . Геометрические соображения предсказывают, что при увеличении объема легочных сосудов увеличение V _C будет сопровождаться рекрутированием капилляров с последующим увеличением площади поверхности мембраны (D _M ), как это наблюдается у нормальных людей во время физических упражнений или у пациентов с РАС. .[6, 39, 40, 42] Однако низкие значения D _M / V _C могут наблюдаться, несмотря на повышенные значения V _C , когда мембранная функция нарушается, как при ХСН. [43–45] В настоящем исследовании, наблюдались обе модели. Субъекты с высоким D _M / V _C имели соответствующий набор мембран в соответствии с увеличением V _C . И наоборот, у субъектов с низким D _M / V _C была аномальная функция альвеолярной мембраны, вывод, подтвержденный значениями D _M , которые оставались нормальными или были ниже прогнозируемых, несмотря на расширение легочной сосудистой сети (повышенное V _C ).

Наличие низкого D _M / V _C сопровождалось более значительными отклонениями осциллометрии. Это соответствие между функцией дистальных дыхательных путей и D _M / V _C сохранялось во время произвольного надувания с прогнозируемым FRC, указывая на то, что это не было связано с уменьшением объема легких в результате массовой нагрузки. Сильная линейная связь между D _M / V _C и осциллометрическими параметрами поддерживает представление о том, что сосудистый застой влияет на альвеолярную мембрану и дистальные дыхательные пути в унисон, тем самым определяя аномалию дистальной функциональной единицы.Дисфункция дистальных отделов легких может возникать при ожирении из-за ряда механизмов, включая: 1) сжатие дыхательных путей, особенно у лиц с центральным ожирением; 2) изменения в структуре мембраны из-за отложения жира и / или коллагена, увеличение плотности клеток типа II и увеличение плотности пластинчатого тела; 3) изменения проницаемости сосудов, связанные со стойким воспалением или повышением лептина; 4) воспаление дыхательных путей; и 5) наличие сопутствующего заболевания дыхательных путей, например астмы [16, 18, 46–48].

Результаты настоящего исследования предполагают дополнительный механизм дистальной дисфункции легких, связанный с закупоркой легочных сосудов. Ранее мы продемонстрировали, что застой легочных сосудов, по оценке V _C , коррелирует с увеличением общего количества воды в организме и с центральным ожирением, известным фактором риска сердечной дисфункции [6]. Это предыдущее исследование также продемонстрировало изменение функции мембраны альвеолярных капилляров. Настоящее исследование расширяет эти наблюдения, демонстрируя, что нарушения мембранной диффузии тесно связаны с величиной дисфункции дистальных дыхательных путей.Эта связь может быть объяснена застоем сосудов из-за задержки соли и воды, что может привести к транссудации жидкости даже при отсутствии сердечного заболевания. Тем не менее, альтернативное объяснение предлагается из-за наблюдаемой неспособности продемонстрировать повышенный сердечный выброс в состоянии покоя, чего можно было бы ожидать у пациентов с ожирением. Поскольку ожирение характеризуется застоем центральных сосудов, небольших изменений сердечной функции может быть достаточно, чтобы вызвать дальнейший застой с сопутствующей транссудацией жидкости.

Подобный паттерн диффузных аномалий был продемонстрирован у пациентов с застойной сердечной недостаточностью (ЗСН). [43, 44, 49] При ЗСН измененная мембранная диффузия, как было показано, связана с ремоделированием сосудов, а также с транссудацией жидкости. . [43] Пациенты с ожирением имеют общие черты с ХСН, включая хронически повышенное давление в легочной артерии и центральную гиперемию, и, следовательно, транссудация жидкости и / или структурные изменения в легочных капиллярах могут объяснить аномальную мембранную диффузию даже при отсутствии клинически очевидной ХСН.Использование D _M и D _M / V _C в качестве маркеров интерстициального отека было продемонстрировано у спортсменов и подтверждено рентгенограммой грудной клетки [50].

Было показано, что ожирение связано с развитием кардиомиопатии и, в конечном итоге, с явной сердечной недостаточностью, состояниями, которые становятся более распространенными с увеличением ИМТ и продолжительности ожирения. [2, 3, 51–53] Увеличение объема циркулирующей крови способствует увеличению объема циркулирующей крови. первоначальное увеличение ударного объема; однако со временем это застойное состояние приводит к увеличению напряжения стенки желудочка и ремоделированию с последующей дисфункцией желудочка.[3] В настоящем исследовании увеличение преднагрузки желудочка было в основном очевидным для правого желудочка. Кроме того, оценка сердечной функции с помощью МРТ продемонстрировала широкий диапазон сердечной деятельности. У субъектов с более высоким D _M / V _C сердечный выброс и ударный объем были увеличены выше нормального диапазона для худых взрослых в соответствии с гипердинамическим состоянием ожирения. Эти субъекты демонстрировали гемодинамические характеристики, аналогичные характеристикам людей, не страдающих ожирением, которые занимались физическими упражнениями, которые адекватно увеличивали сердечный выброс в ответ на метаболические потребности.Напротив, у субъектов с более низким D _M / V _C сердечный выброс и ударный объем оставались относительно нормальными. Эта неспособность увеличить сердечный выброс сохранялась, когда данные индексировались по площади поверхности тела. У этих субъектов был самый высокий V _C и, соответственно, их легочные артерии оказались менее растяжимыми, что свидетельствует о полном задействовании и чрезмерном растяжении ложа легочных капилляров. Спектр сердечной деятельности между группами не зависел от размера тела.Однако пациенты с более низким сердечным выбросом и D _M / V _C , как правило, были старше, что позволяет предположить, что продолжительность ожирения и перегрузки легочных сосудов могут быть определяющими факторами, как было продемонстрировано в предыдущих исследованиях [5].

При интерпретации результатов настоящего исследования необходимо учитывать несколько факторов, вызывающих искажение. Сжатие от массовой нагрузки могло повлиять на результаты этого исследования. Однако влияние сжатия на параметры диффузии предположительно незначительно, поскольку они измеряются во время полного надувания легких (при ТСХ).Точно так же влияние сжатия дыхательных путей на параметры IOS вряд ли может объяснить наблюдаемые результаты, поскольку отклонения от нормы сохранялись, когда тест проводился во время произвольного наполнения до прогнозируемого FRC. Кроме того, увеличение натяжения грудной стенки во время произвольной инфляции будет иметь минимальное влияние на данные IOS, поскольку уровень инфляции был ограничен прогнозируемым FRC. Это предположение подтверждается соответствием между аномалиями дыхательных путей и независимо измеренной мембранной диффузией даже во время раздувания легких.Дополнительный фактор, который следует учитывать, связан с наблюдением, что может существовать связь между полом и D _M . [47, 54] В отличие от этих предыдущих исследований, женщины в нашем исследовании имели более низкий D _M , чем мужчины. даже после корректировки на VA и сравнения с прогнозируемыми нормативными данными. Дополнительное различие заключалось в том, что гендерные различия в D _M не были связаны с соотношением талии к бедрам; однако почти все пациенты имели центральное ожирение с WHR> 0.75. [54] Учитывая небольшой размер выборки, выводы, касающиеся пола в настоящем исследовании, будут только умозрительными.

Таким образом, это исследование демонстрирует, что дисфункция дистального отдела легкого (альвеолярная мембрана и дистальные дыхательные пути) связана с закупоркой легочных сосудов и невозможностью достичь гипердинамического состояния с высоким выходом при ожирении. Закупорка легочных сосудов и последующая транссудация жидкости и / или изменения в структуре мембраны альвеолярных капилляров могут считаться причинами дисфункции дыхательных путей при ожирении, которые часто остаются нераспознанными, что позволяет лучше понять механизмы, приводящие к дисфункции дистального отдела легкого при ожирении. штат.Необходимы дальнейшие исследования, чтобы оценить, может ли этот физиологический фенотип идентифицировать субъектов с риском развития клинически явной кардиомиопатии ожирения.

Доступность данных

Все соответствующие данные находятся в документе.

Ссылки

1. Кальтман AJ, Goldring RM. Роль застойного кровообращения в кардиореспираторной недостаточности ожирения. Am J Med. 1976; 60 (5): 645–53. [PubMed] [Google Scholar] 2. Александр JK, Альперт MA. Патогенез и клинические проявления кардиомиопатии ожирения В: Альперт М.А., Александр Ю.К., ред.Сердце и легкие при ожирении. Армонк: издательская компания Futura; 1998. с. 133–45. [Google Scholar] 3. Альперт М.А. Кардиомиопатия ожирения: патофизиология и эволюция клинического синдрома. Am J Med Sci. 2001. 321 (4): 225–36. [PubMed] [Google Scholar] 4. de Divitiis O, Fazio S, Petitto M, Maddalena G, Contaldo F, Mancini M. Ожирение и сердечная функция. Тираж. 1981; 64 (3): 477–82. [PubMed] [Google Scholar] 5. Альперт М.А., Терри Б.Е., Мулекар М., Коэн М.В., Месси К.В., Фан Т.М. и др. Морфология сердца и функция левого желудочка у нормотензивных пациентов с болезненным ожирением с застойной сердечной недостаточностью и без нее, а также эффект потери веса.Am J Card. 1997. 80 (6): 736–40. [PubMed] [Google Scholar] 6. Оппенгеймер Б.В., Бергер К.И., Реннерт Д.А., Пирсон Р.Н., Норман Р.Г., Рапопорт Д.М. и др. Влияние застойного кровообращения на компоненты диффузионной способности легких при патологическом ожирении. Ожирение. 2006. 14 (7): 1172–80. . [PubMed] [Google Scholar] 7. Мерсер Р.Р., Крапо Д.Д. Глава 8 — Архитектура области газообмена легких A2 — Родитель, Ричард А. Сравнительная биология нормального легкого (второе издание). Сан-Диего: Academic Press; 2015. с. 93–104.[Google Scholar] 8. Рэй С.С., Сью Д.Й., Брей Г., Хансен Дж. Э., Вассерман К. Влияние ожирения на респираторную функцию. Am Rev Respir Dis. 1983; 128 (3): 501–6. [PubMed] [Google Scholar] 9. Саломея С.М., Кинг Г.Г., Беренд Н. Физиология ожирения и влияние на функцию легких. J Appl Physiol. 2010. 108 (1): 206–11. Epub 31.10.2009. DOI: 00694.2009 [pii] 10.1152 / japplphysiol.00694.2009. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 10. King GG, Brown NJ, Diba C, Thorpe CW, Munoz P, Marks GB и др. Влияние веса тела на калибр дыхательных путей.Eur Respir J. 2005; 25 (5): 896–901. 10.1183 / 0

36.05.00104504. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Зера Ф., Харф А., Перлемутер Л., Лорино Х., Лорино А. М., Атлан Дж. Влияние ожирения на респираторное сопротивление. Грудь. 1993. 103 (5): 1470–6. . [PubMed] [Google Scholar] 12. Оппенгеймер Б.В., Бергер К.И., Сигал Л.Н., Стабиле А., Коулз К.Д., Парих М. и др. Дисфункция дыхательных путей при ожирении: реакция на добровольное восстановление объема легких в конце выдоха. PLoS One. 2014; 9 (2): e88015 Epub 2014/02/08. 10.1371 / журнал.pone.0088015 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 13. Оппенгеймер Б.В., Махт Р., Голдринг Р.М., Стабил А., Бергер К.И., Парих М. Дисфункция дистальных дыхательных путей у лиц с ожирением исправляется после бариатрической хирургии. Surg Obes Relat Dis. 2012; 8 (5): 582–9. Epub 2011/10/01. 10.1016 / j.soard.2011.08.004. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 14. Сиделева О., Суратт Б.Т., Блэк К.Э., Тарп В.Г., Пратли Р.Э., Форджоне П. и др. Ожирение и астма: воспалительное заболевание жировой ткани, а не дыхательных путей. Am J Respir Crit Care Med.2012. 186 (7): 598–605. 10.1164 / rccm.201203-0573OC [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 15. Сиделева О., Блэк К., Диксон А.Е. Влияние ожирения и потери веса на физиологию дыхательных путей и воспаление при астме. Легочная фармакология и терапия. 26 (4): 455–8. . [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 17. Шор С.А., Фредберг Дж. Дж. Ожирение, гиперреактивность гладких мышц и дыхательных путей. J Allergy Clin Immunol. 2005. 115 (5): 925–7. . [PubMed] [Google Scholar] 18. Аль-Алван А., Бейтс Дж. Х., Чепмен Д. Г., Камински Д. А., ДеСарно М. Дж., Ирвин К. Г. и др.Неаллергическая астма ожирения. Дело в податливости дистального отдела легких. Am J Respir Crit Care Med. 2014. 189 (12): 1494–502. 10.1164 / rccm.201401-0178OC. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Миллер М.Р., Ханкинсон Дж., Брусаско В., Бургос Ф., Касабури Р., Коутс А. и др. Стандартизация спирометрии. Eur Respir J. 2005; 26 (2): 319–38. Epub 2005/08/02. DOI: 26/2/319 [pii] 10.1183 / 0

36.05.00034805. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 20. Кнудсон Р.Дж., Лебовиц М.Д., Хольберг С.Дж., Берроуз Б.Изменения нормальной кривой максимального потока-объема выдоха с ростом и старением. Am Rev Respir Dis. 1983; 127 (6): 725–34. [PubMed] [Google Scholar] 21. Джонсон Р.Л.-младший, Тейлор Х.Ф., Деграф А.С.-младший. Функциональное значение низкой диффузионной способности легких по монооксиду углерода. J Clin Invest. 1965; 44: 789–800. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Американский торакальный С. Стандартизация спирометрии. Обновление 1994 г. Am J Respir Crit Care Med. 1995; 152: 1107–36. [PubMed] [Google Scholar] 23. Dinakara P, Blumenthal WS, Johnston RF, Kauffman LA, Solnick PB.Влияние анемии на диффузионную способность легких с выводом поправочного уравнения. Am Rev Respir Dis. 1970. 102 (6): 965–9. [PubMed] [Google Scholar] 24. Огилви К.М., Форстер Р.Е., Блейкмор В.С., Мортон Дж. В.. Стандартизированная техника задержки дыхания для клинического измерения диффузионной способности легких по монооксиду углерода. J Clin Invest. 1957; 36: 1–17. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 25. Forster RE. Обмен газов между альвеолярным воздухом и легочной капиллярной кровью: диффузионная способность легких.Physiol Rev.1957; 37 (4): 391–452. [PubMed] [Google Scholar] 26. Крумхольц РА. Диффузионная способность легочной мембраны и объем легочной капиллярной крови: оценка их клинической применимости. Am Rev Respir Dis. 1966. 94 (2): 195–200. [PubMed] [Google Scholar] 27. Роутон Ф.Дж., Форстер РЭ. Относительная важность скорости диффузии и химических реакций в определении скорости газообмена в легком человека, с особым акцентом на истинную диффузионную способность легочной оболочки и объем крови в капиллярах легких.J Appl Physiol. 1957; 11: 290–302. [PubMed] [Google Scholar] 28. Cotes JE. Оценка функции легких и применение в медицине. Лондон: Научные публикации Блэквелла; 1993. [Google Scholar] 29. Отис А.Б., МакКерроу С.Б., Бартлетт Р.А., Мид Дж., Макилрой МБ, Селверстон, штат Нью-Джерси, и др. Механические факторы в распределении легочной вентиляции. J Appl Physiol. 1956. 8 (4): 427–43. [PubMed] [Google Scholar] 30. Дюбуа А.Б., Броуди А.В., Льюис Д.Х., Берджесс Б.Ф. младший. Механика колебаний легких и грудной клетки человека. J Appl Physiol.1956; 8 (6): 587–94. Epub 1956/05/01. . [PubMed] [Google Scholar] 31. Goldman MD, Saadeh C, Ross D. Клинические применения принудительных колебаний для оценки функции периферических дыхательных путей. Respir Physiol Neurobiol. 2005. 148 (1-2): 179–94. [PubMed] [Google Scholar] 32. Оппенгеймер Б.В., Голдринг Р.М., Херберг М.Э., Хофер И.С., Рейфман П.А., Лиото С. и др. Функция дистальных дыхательных путей у пациентов с симптомами и нормальной спирометрией после воздействия пыли Всемирного торгового центра. Грудь. 2007. 132 (4): 1275–82. . [PubMed] [Google Scholar] 33.Ландсер Ф.Дж., Клемент Дж., Ван де Вустайн К.П. Нормальные значения общего респираторного сопротивления и реактивного сопротивления, определяемые вынужденными колебаниями: влияние курения. Грудь. 1982. 81 (5): 586–91. [PubMed] [Google Scholar] 34. Kohlhaufl M, Brand P, Scheuch G, Schulz H, Haussinger K, Heyder J. Импульсная осциллометрия у здоровых некурящих и бессимптомных курильщиков: эффекты бронхиальной проблемы с метахолином. J Aerosol Med. 2001. 14 (1): 1–12. [PubMed] [Google Scholar] 35. Сиота С., Като М., Фуджи М., Аоки С., Мацуока Р., Фукути Ю.Прогнозные уравнения и надежность импульсной колебательной системы у взрослых японцев. Респирология. 2005. 10 (3): 310–5. [PubMed] [Google Scholar] 36. Браун Нью-Джерси, Сюан В., Саломея С.М., Беренд Н., Хантер М.Л., Маск А.В. и др. Справочные уравнения для сопротивления дыхательной системы и реактивного сопротивления у взрослых. Respir Physiol Neurobiol. 2010. 172 (3): 162–8. 10.1016 / j.resp.2010.05.013 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 37. Ооствин Э., Бода К., Ван дер Гринтен С.П., Джеймс А.Л., Янг С., Ниланд Х. и др. Импеданс дыхательных путей у здоровых субъектов: исходные значения и ответ бронходилататора.Eur Respir J. 2013; 42 (6): 1513–23. Epub 2013/04/20. 10.1183 / 0

36.00126212. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 38. Оппенгеймер Б.В., Бергер К.И., Хаджиангелис Н.П., Норман Р.Г., Рапопорт Д.М., Голдринг Р.М. Мембранная диффузия при заболеваниях сосудов легких. Respir Med. 2006. 100 (7): 1247–53. . [PubMed] [Google Scholar] 39. Hsia CC. Рекрутмент диффузионной способности легких: обновление концепции и применения. Грудь. 2002. 122 (5): 1774–83. [PubMed] [Google Scholar] 40. Макнил Р.С., Рэнкин Дж., Форстер Р.Э. Диффузионная способность легочной оболочки и объем легочной капиллярной крови при сердечно-легочной болезни.Clin Sci. 1958; 17: 465–82. [PubMed] [Google Scholar] 41. Вагнер П.Д., Джонс Дж. Х., Лонгворт К. Э. Глава 12 — Газообмен в покое и во время упражнений у млекопитающих A2 — Родитель, Ричард А. Сравнительная биология нормального легкого (второе издание). Сан-Диего: Academic Press; 2015. с. 143–84. [Google Scholar] 42. Тамане Р.М., Джонсон Р.Л. младший, Сиа СС. Диффузионная способность легочной мембраны и объем капиллярной крови, измеренные во время упражнений по поглощению оксида азота. Грудь. 2001. 120 (6): 1850–6. [PubMed] [Google Scholar] 43.Пури С., Бейкер Б.Л., Дутка Д.П., Окли К.М., Хьюз Дж. М., Клеланд Дж. Снижение диффузионной способности альвеолярно-капиллярной мембраны при хронической сердечной недостаточности. Его патофизиологическое значение и связь с выполнением упражнений. Тираж. 1995. 91 (11): 2769–74. [PubMed] [Google Scholar] 44. Гуацци М. Дисфункция альвеолярно-капиллярной мембраны при сердечной недостаточности: доказательства патофизиологической роли. Грудь. 2003. 124 (3): 1090–102. [PubMed] [Google Scholar] 45. Гуацци М., Марензи Г., Алименто М., Контини М., Агостони П. Улучшение диффузионной способности альвеолярно-капиллярной мембраны с помощью эналаприла при хронической сердечной недостаточности и противодействующий эффект аспирина.Тираж. 1997. 95 (7): 1930–6. [PubMed] [Google Scholar] 46. Чепмен Д.Г., Ирвин К.Г., Каминский Д.А., Форджоне П.М., Бейтс Дж. Х., Диксон А. Влияние различных фенотипов астмы на функцию легких после потери веса у людей с ожирением. Респирология. 2014; 19 (8): 1170–7. 10.1111 / соотв.12368 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 47. Заворский Г.С., Ким до Дж., Сильвестр Дж. Л., Христу Н. В.. Диффузионная способность альвеолярной мембраны улучшается у больных ожирением после бариатрической хирургии. Obes Surg. 2008. 18 (3): 256–63.10.1007 / s11695-007-9294-9. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 48. Cao R, Brakenhielm E, Wahlestedt C, Thyberg J, Cao Y. Лептин индуцирует проницаемость сосудов и синергетически стимулирует ангиогенез с FGF-2 и VEGF. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2001; 98 (11): 6390–5. 10.1073 / pnas.101564798 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 49. Guazzi M, Pontone G, Brambilla R, Agostoni P, Reina G. Газовая проводимость альвеолярно-капиллярной мембраны: новый прогностический индикатор при хронической сердечной недостаточности.Eur Heart J. 2002; 23 (6): 467–76. [PubMed] [Google Scholar] 50. Заворский Г.С., Милн Е.Н., Лаворини Ф., Риенци Дж. П., Кутруфелло П. Т., Кумар С. С. и др. Небольшие изменения функции легких у бегунов с интерстициальным отеком легких, вызванным марафоном. Physiol Rep.2014; 2 (6). Epub 2014/06/29. 10.14814 / phy2.12056 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 51. Александр JK. Хроническая болезнь сердца из-за ожирения. J Chron Dis. 1965. 18 (9): 895–8. [PubMed] [Google Scholar] 52. Александр JK, Pettigrove JR. Ожирение и застойная сердечная недостаточность.Гериатрия. 1967. 22 (7): 101–8. [PubMed] [Google Scholar] 53. Kenchaiah S, Evans JC, Levy D, Wilson PW, Benjamin EJ, Larson MG, et al. Ожирение и риск сердечной недостаточности. N Engl J Med. 2002. 347 (5): 305–13. [PubMed] [Google Scholar] 54. Заворский Г.С., Христу Н.В., Ким до Дж, Карли Ф., Мэйо Н.Э. Предоперационные гендерные различия в газообмене в легких у лиц с патологическим ожирением. Obes Surg. 2008. 18 (12): 1587–98. Epub 2008/05/10. 10.1007 / s11695-008-9527-6. [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Заложенность легких — обзор

Масса легких и отек легких

Значительный застой легких и отек — частая, но неспецифическая находка при аутопсии в случаях смерти от передозировки наркотиками.Этот отек легких может заполнять бронхиальные дыхательные пути и выходить изо рта и носа (как описано в разделе «Пенный конус»).

Пеллетье и Томас [55] изучили результаты вскрытия трупов при отравлении опиоидами со смертельным исходом, чтобы определить, можно ли предсказать эти типы случаев. Они специально оценивали отек мозга, отек легких и вздутие мочевого пузыря (см. Раздел о вздутии мочевого пузыря), используя умерших от сердечных заболеваний, судорожных расстройств или позиционной асфиксии в качестве контрольной группы.Авторы обнаружили отек легких у 96% умерших от фентанила и 94% умерших от опиоидов, отличных от фентанила, по сравнению с 30% в контрольной группе с отеком легких. Они обнаружили отек мозга у 54% тех, кто умер от опиоидов, отличных от фентанила, и у 8% тех, кто умер от одного фентанила, по сравнению с 2% в контрольной группе, у которых был отек мозга.

Эти «влажные и тяжелые» легкие обычно имеют общий вес более 1000 г у взрослых.Молина и ДиМайо сообщили, что средний комбинированный вес легких у мужчин составляет 840 г [56] и 639 г у женщин [57].

Левин и Граймс [58] обнаружили, что средний общий вес легких у американских солдат, найденных мертвыми в результате передозировки героина во Вьетнаме, составляет 1498 г. Грин и др. [59] сообщили о весе легких у смертей, связанных с опиатами, по сравнению со смертельными случаями в результате убийств. Авторы обнаружили, что средний комбинированный вес легких составил 1293,1 г в случаях смерти от опиатов (героин или метадон или их комбинация) по сравнению с их контрольной группой жертв убийств, у которых общий средний вес легких составлял 914.4 г.

Чен и деДжонг [60] провели ретроспективное исследование людей, умерших от токсического действия лекарств. Она обнаружила у этих умерших ( n = 133), совокупный средний вес легких составил 1313 г. Это было примерно двукратное увеличение веса легких по сравнению с ранее сообщенным нормальным комбинированным весом легких у мужчин и женщин. Автор не обнаружил какой-либо существенной разницы в весе легких между случайной передозировкой наркотиков и суицидальной передозировкой. Она отметила, что средний вес легких у этих умерших был выше в случаях, когда была выявлена ​​пневмония и / или была предпринята попытка реанимации.

Отек легких возникает, когда альвеолы ​​легких заполняются чрезмерным количеством жидкости из сосудистой сети. Это нарушит газообмен (кислород и углекислый газ), что приведет к затруднению дыхания и плохому насыщению крови кислородом. Это обычно называют «водой в легких». Хотя влажные и тяжелые легкие могут быть связаны с отравлением лекарствами, особенно теми, которые относятся к классу депрессантов центральной нервной системы, тяжелый отек легких может быть вызван другими факторами. Кардиогенные причины, такие как застойная сердечная недостаточность из-за плохой насосной активности сердца, приводят к высокому давлению в сосудистой сети легких, вытесняющему кровь в пространство альвеол.Некардиогенные причины могут быть связаны с почечной недостаточностью [61], вызывающей повышенное накопление жидкости, травмой головного мозга или судорогами (нейрогенный отек легких) [62,63], либо пациентами, которым требуется СЛР [64], искусственная вентиляция легких [65], и послеоперационными пациентами [66]. ] подвержены риску развития отека легких. Тяжелые легкие также связаны с утоплением [67].

Заболевания легочных сосудов | Лаборатория прикладной визуализации грудной клетки

Заболевания сосудов легких — это категория заболеваний. Все влияют на кровообращение в легких.Основная информация об основных типах заболеваний сосудов легких:

Легочная эмболия

Легочная эмболия возникает, когда кровоток через легочную артерию внезапно блокируется. Это вызвано сгустком крови, который прибыл откуда-то из других частей тела — обычно из ноги или таза — и не распался в кровотоке. Симптомы включали затрудненное дыхание, боль в груди, обмороки и учащенное сердцебиение. Тромбоэмболия легочной артерии может привести к повреждению сердца и, если ее не лечить немедленно, может привести к смерти.

Легочную эмболию можно предотвратить с помощью лекарств, разрушающих тромбы до того, как они достигнут легкого, физической активности, компрессионных носков, улучшающих кровообращение в ногах, и пневматического сжатия (массаж или сжатие ног с помощью электронной манжеты) .

Хроническая тромбоэмболическая болезнь

Это состояние, при котором старые сгустки крови остаются в артериях легких. Это может вызвать осложнения, включая легочную артериальную гипертензию.

Легочная артериальная гипертензия: Это заболевание, которое вызывает нагрузку на сердце, когда кровяное давление в легочных артериях человека становится опасно высоким.

Легочная веноокклюзионная болезнь

Это чрезвычайно редкая форма повышенного артериального давления в области легких; в большинстве случаев причина неизвестна. Это может быть вызвано вирусной инфекцией или возникать как осложнение некоторых заболеваний, включая волчанку, лейкоз, лимфому, химиотерапию или трансплантацию костного мозга.Симптомы могут включать одышку, усталость, обморок, кашель с кровью и затрудненное дыхание, когда вы лежите на земле.

По мере обострения веноокклюзионного заболевания легких оно вызывает сужение легочных вен, легочную гипертензию, застойные явления и отек легких. Лекарства от легочной веноокклюзионной болезни нет, но для лечения болезни используются лекарства, контролирующие реакцию иммунной системы на болезнь, и лекарства, расширяющие кровеносные сосуды.

Артериовенозные мальформации

Артериовенозные мальформации (АВМС) — это врожденные клубки внутри кровеносной системы.Кровеносная система переносит кровь к сердцу и от него, включая артерии, вены и капилляры. Связки артерий и вен мешают кровообращению в органе. Чаще всего они возникают в голове, но также встречаются во внутренних органах (включая легкие), конечностях и туловище.

Причина неизвестна. Наибольшую опасность АВМ представляет кровотечение, которое можно предотвратить хирургическим вмешательством или лучевой терапией.

Отек легких

Отек легких возникает при скоплении жидкости в воздушных мешочках (альвеолах) легких.Обычно это вызвано сердечной недостаточностью с повышением кровяного давления в венах, проходящих через легкие. Когда давление в кровеносных сосудах увеличивается, жидкость выталкивается в легкие и вызывает одышку.

Отек легких может быть вызван упражнениями на очень большой высоте (отек легких на большой высоте), прямым повреждением легких (ядовитым газом или тяжелой инфекцией), побочным действием лекарств или серьезной травмой.