Безил Дж. Петроф и Майкл А. Гриппи

Физиология мышечной деятельности основывается на координированном функ­ционировании дыхательной, сердечно-сосудистой и мышечной систем. Недостаточ­ность любой из этих систем может привести к ухудшению переносимости физичес­ких нагрузок. Поскольку физическая нагрузка является своего рода стрессом, на­грузочные тесты позволяют выявить начальные проявления патологии легких и сердечно-сосудистой системы, которые "маскируются" резервными возможностя­ми организма.

Эта глава посвящена основам физиологии мышечной деятельности в норме и при патологии, а также использованию нагрузочного тестирования для оценки диаг­ностированной или предполагаемой болезни легких и сердца.

Физиология мышечной деятельности

И клинические тесты с физической нагрузкой

Выполнение физических упражнений вызывает глубокие физиологические изменения во всех системах организма, включая систему дыхания. Увеличение объемной скорости потока воздуха и дыхательного объема приводит к повышению резистивной и эластической нагрузки на легкие. Потребление О₂ дыхательными мышцами возрастает, а увеличение венозного возврата, частоты сердечных сокра­щений и высвобождения катехоламинов повышает сердечный выброс и легочный кровоток. Дополнительное вовлечение легочных сосудов в кровообращение и их расширение, а также снижение сосудистого сопротивления легких способствуют увеличению кровотока.

В кровообращение включаются ранее не функционировавшие сосуды скелет­ных мышц, и периферический кровоток перераспределяется в работающие мышцы. Извлечение кислорода работающими мышцами возрастает. Если максимальный энергетический запрос мышц превышает уровень, который обеспечивается кисло­родом, доставляемым кровью, включается анаэробный метаболизм. Возросшие в результате этого концентрации лактата и водородных ионов в крови стимулируют каротидные тельца (гл. 16), приводя к непропорциональному росту VH, как меры, компенсирующей падение рН.

Очевидно, что выполнение мышечной работы является крайне сложным актом, требующим координации многих физиологических процессов (рис. 19-1). С начала 1980-х гг. применение нагрузочных тестов в диагностике заболеваний ды­хательной и сердечно-сосудистой систем получило широкое распространение. Наи­более частыми показаниями к такому тестированию являются: (1) необходимость

............—.....-'-"•''^-'-ч .г,,^™т.ч-^ .» «т тгт/.п,лтти,1 f \\' btJ " rf \ T \ m 3 llI - rOT . TIiai /"4 Tin ,» V О ГПЭ И U ' I »'* Н Н f > ПЯ -

ботоспособности; (2) объективная оценка работоспособности человека; (3) опреде­ление динамики заболевания и успешности проводимой терапии и (4) решение воп­роса о необходимости специфического лечения (например, дыхание кислородом во время физической нагрузки).

Поглощение кислорода как критерий нагрузки

Для того, чтобы оценить, соответствует ли реакция сердечно-легочной системы на физическую нагрузку норме, нагрузочная проба, предлагаемая испытуемому, дол­жна быть дозирована. Нагрузка может быть выражена в привычных единицах работы и мощности, однако в клинической практике чаще используется индекс нагрузки, представляющий уровень потребления О₂. В последующих разделах этот "кислород­ный эквивалент мощности" будет рассмотрен более подробно.

Работа и мощность

Работа выполняется, когда сила преодолевает расстояние. Единица работы, джоуль (J), означает силу в один ньютон, действующую на расстоянии один метр.

Мощность — интенсивность работы или работа, выполненная за единицу вре­мени. Общепринятой единицей мощности является ватт - один джоуль в секунду. В клинике часто используется другая единица мощности, мет, определяемая как кратное число метаболического запроса О₂ в покое: 1 мет = 3.5 мл О₂/мин/кг массы тела. При нагрузочном тестировании в клинике скорость поглощения О₂ определя­ется с помощью анализа выдыхаемого воздуха и используется как индекс мощности выполняемой испытуемым работы.