© Borgis - Nowa Medycyna 1/2013, s. 7-11
Kamila Ludwikowska1, Bartosz Katkowski1, Małgorzata Lubieniecka2, Agnieszka Rydlewska3, 4, *Ewa A. Jankowska3, 4
Wrażliwość chemoreceptorów ośrodkowych u młodych, zdrowych osób palących papierosy i niepalących papierosów**
Central chemosensitivity in young healthy men and women, smokers and non-smokers
1Studenckie Koło Naukowe przy Klinice Chorób Serca, Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu
Opiekun Koła: prof. dr hab. n. med. Ewa A. Jankowska
2Klinika Immunologii i Reumatologii Wieku Rozwojowego, Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu
Kierownik Kliniki: prof. dr hab. n. med. Adam Jankowski
3Samodzielna Pracownia Badań Układu Krążenia, Katedra i Klinika Chorób Serca, Uniwersytet Medyczny im. Piastów Śląskich we Wrocławiu
Kierownik Pracowni: prof. dr hab. n. med Ewa A. Jankowska
4Ośrodek Chorób Serca, Klinika Kardiologii, 4 Wojskowy Szpital Kliniczny z Polikliniką, Wrocław
Kierownik Ośrodka: prof. dr hab. n. med. Waldemar Banasiak
Summary
Introduction. Central chemoreceptors modulated by autonomic nervous system play a crucial role in regulation of the ventilatory response to changes of carbon dioxide concentration in circulating blood. Central chemosensitivity (chemo) has been studied mainly in patients with heart failure (HF) in whom it is augmented, and in healthy age-matched (> 50 years old) controls. The aim of this study was to assess chemo in young healthy students and to measure the differences in chemo bewteen men vs. women and smokers vs. non-smokers.
Material and methods. 25 young healthy men (age: 24 ± 2 yr, BMI: 24.0 ± 2.6 kg/m2) and 20 young healthy women (age: 24 ± 2 yr, BMI: 20.4 ± 2.0 kg/m2) including 11 men and 5 women smoking cigarettes were examined. Chemo was assessed with “rebreathing” method (breathing within a closed circuit: the subjects exhaling CO2 which resulted in a steady increase of CO2 concentration within a circuit and subsequently in circulating blood of an examine person; thus, subjects developed hypercapnia, which in turn in a chemoreflex manner induced hyperventilation). Chemo was defined as the slope of the regression line relating VE to PETCO2 concentration (expressed in L/min/mmHg)
Results. Chemo values averaged from 0.05 to 2.53, mean: 0.69 ± 0.54 L/min/mmHg. There were no differences in chemo between men and women as well as between smokers and non-smokers.
Conclusions. The values of chemo in healthy young were presented in this study. Neither sex nor smoking cigarettes diversified chemo values.
WSTĘP
Chemoreceptory ośrodkowe odpowiadają za regulację wentylacji, dostosowując intensywność oddychania do aktualnych potrzeb metabolicznych (1, 2). Fizjologicznym efektem odruchu z chemoreceptorów jest utrzymywanie prawidłowego stężenia gazów oddechowych we krwi krążącej z zachowaniem równowagi wodno – elektrolitowej (1, 2). Zaburzenia regulacji odruchowej ze strony chemoreceptorów ośrodkowych towarzyszą schorzeniom takim jak: niewydolność serca, nadciśnienie tętnicze czy obturacyjny bezdech śródsenny, w których przypisuje się im rolę patofizjologiczną i znaczenie rokownicze (3-7). Jak dotąd wrażliwość chemoreceptorów ośrodkowych była oceniana głównie u osób chorych wraz z grupami kontrolnymi (przeważnie osoby po 50. roku życia). Stąd też celem pracy było zbadanie średnich wartości chemo wśród osób młodych i zdrowych. Dodatkowo podjęto próbę oceny zróżnicowania w zakresie wartości chemo związanego z płcią i paleniem papierosów w tej grupie.
MATERIAŁ I METODY
Grupa badana
Do badania włączono osoby w wieku od 18 do 35 lat, nieobciążone żadnymi schorzeniami ostrymi ani przewlekłymi. Kryteria wyłączenia z badania: 1) palenie sporadyczne (nie więcej niż 1 paczka w ciągu miesiąca); 2) palenie bierne (przebywanie przez nie mniej niż 30 godzin tygodniowo w pomieszczeniu, w którym pali się papierosy) oraz 3) nałogowe palenie w przeszłości (co najmniej 1 paczka, czyli około 20 sztuk papierosów tygodniowo przez więcej niż pół roku, niezależnie od czasu, jaki upłynął od rzucenia palenia).
Wśród osób zakwalifikowanych do badania wyróżniono: osoby palące (co najmniej 1 paczkę, czyli około 20 sztuk papierosów tygodniowo od co najmniej pół roku) i osoby niepalące. Osobom palącym wyliczono tzw. „paczkolata” (liczba paczek papierosów dziennie pomnożona przez liczbę lat od rozpoczęcia palenia).
Badanie zostało zaakceptowane przez komisję bioetyczną, każda z osób uczestniczących w badaniu wyraziła pisemną zgodę na udział w projekcie.
Ocena wrażliwości chemoreceptorów
Badanie odbywało się w klimatyzowanym pomieszczeniu w godzinach między 8:00 a 16:00. Palące osoby badane zobowiązano, aby nie paliły papierosów w dniu badania. Wszystkich zobowiązano, aby unikali napojów zawierających kofeinę w dniu badania, nie wykonywali intensywnego wysiłku fizycznego oraz nie spożywali napojów alkoholowych w ciągu 24 h poprzedzających badanie.
Do oceny chemo wykorzystano metodę „rebreathing” (oddychanie w układzie zamkniętym), w której osoba badana wdycha powietrze ze zbiornika początkowo wypełnionego 100% tlenem (8). W metodzie tej z każdym kolejnym wydechem zwiększa się stężenie CO2 w zbiorniku. W efekcie stężenie to wzrasta wtórnie zarówno w drogach oddechowych jak i w krążącej krwi osoby badanej. Powoduje to obniżenie pH krwi osoby badanej i wzrost stężenia jonów H+ w płynie mózgowo--rdzeniowym, co stanowi bodziec dla chemoreceptorów ośrodkowych. Odpowiedzi chemoreceptorów polegają na odruchowym zwiększeniu intensywności wentylacji minutowej (L/min).
Podczas testu osoba badana oddychała przez maskę połączoną ze spirometrem (Ultima Medical Graphics, USA), rejestrującym w kolejnych oddechach wentylację minutową (L/min) oraz ciśnienie końcowo-wydechowe CO2 (PetCO2, mmHg) (8, 9). Za miarę chemo przyjęto kąt nachylenia prostej regresji wyrażającej zależność między rosnącym PetCO2 a wentylacją minutową podczas oddychania w układzie zamkniętym (L/min/mmHg) (8).
Analizy statystyczne
Wartości zmiennych ciągłych przedstawiono jako średnie ± odchylenie standardowe. Wiek, BMI i chemo w grupach kobiet i mężczyzn oraz palaczy i osób niepalących porównano testem U Manna-Whitneya. Zmienne kategoryzowane (np. liczebność kobiet i mężczyzn w grupie palaczy i niepalących) porównano testem χ2. Do obliczenia zależności między wartością chemo a wiekiem i BMI osób badanych oraz liczbą wypalanych papierosów i czasem palenia zastosowano współczynnik korelacji Spearmana.
Wyniki testów z wartością p < 0,05 przyjęto za istotne statystycznie. Obliczenia wykonano w programie STATISTICA 8.
WYNIKI
Powyżej zamieściliśmy fragment artykułu, do którego możesz uzyskać pełny dostęp.
Mam kod dostępu
- Aby uzyskać płatny dostęp do pełnej treści powyższego artykułu albo wszystkich artykułów (w zależności od wybranej opcji), należy wprowadzić kod.
- Wprowadzając kod, akceptują Państwo treść Regulaminu oraz potwierdzają zapoznanie się z nim.
- Aby kupić kod proszę skorzystać z jednej z poniższych opcji.
Opcja #1
29 zł
Wybieram
- dostęp do tego artykułu
- dostęp na 7 dni
uzyskany kod musi być wprowadzony na stronie artykułu, do którego został wykupiony
Opcja #2
69 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 30 dni
- najpopularniejsza opcja
Opcja #3
129 zł
Wybieram
- dostęp do tego i pozostałych ponad 7000 artykułów
- dostęp na 90 dni
- oszczędzasz 78 zł
Piśmiennictwo
1. Traczyk WZ, Trzebisk A: Fizjologia człowieka z elementami fizjologii stosowanej i klinicznej. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2004, 697-715. 2. Guyton AC, Hall JE: Textbook of medical physiology, the 11th ed. Elsevier 2006, 514-22. 3. Smith CA, Rodman JR, Chenuel BJ et al.: Response time and sensitivity of the ventilatory response to CO2 in unanesthetized intact dogs: central vs. peripheral chemoreceptors. J Appl Physiol 2006; 100: 13-19. 4. Chua TP, Clark AL, Amadi AA, Coats AJ: Relation between chemosensitivity and the ventilatory response to exercise in chronic heart failure. J Am Coll Cardiol 1996; 27: 650-657. 5. Chua TP, Ponikowski PP, Harrington D et al.: Contribution of peripheral chemoreceptors to ventilation and the effects of their suppression on exercise tolerance in chronic heart failure. Heart 1996; 76: 483-489. 6. Narkiewicz K, Pesek CA, van de Borne PJ et al.: Enhanced sympathetic and ventilatory responses to central chemoreflex activation in heart failure. Circulation 1999; 100: 262-267. 7. Sun SY, Wang W, Zucker IH, Schultz HD: Enhanced peripheral chemoreflex function in conscious rabbits with pacing-induced heart failure. J Appl Physiol 1999; 86: 1264-1272. 8. Rydlewska A, Ponikowska B, Borodulin-Nadzieja L et al.: Ocena aktywności autonomicznego układu nerwowego związanej z odruchową regulacją układu sercowo-naczyniowego i oddychania. Kardiologia Polska 2010; 68, 8: 951-957. 9. Casey K, Duffin J, McAvoy G: The Effect of Exercise on The Central-chemoreceptor Treshold in Man. J Physiol 1987; 383: 8-18. 10. Giannoni A, Emdin M, Poletti R et al.: Clinical significance of chemosensitivity in chronic heart failure: influence on neurohormonal derangement, Cheyne-Stokes respiration and arrhythmias. Clinical Science 2008; 114: 489-497. 11. Beecroft J, Duffin J, Pierratos A et al.: Enhanced chemo-responsiveness in patients with sleep apnoea and end-stage renal disease. Eur Respir J 2006; 28(1): 151-158. 12. Jack S, Rossiter HB, Pearson MG et al.: Ventilatory Responses to Inhaled Carbon Dioxide, Hypoxia, and Exercise in Idiopathic Hyperventilation. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine 2004; 170: 118-125. 13. Sin D, Jones R, Man G: Hypercapnic Ventilatory Response in Patients With and Without Obstructive Sleep Apnea. Chest 2000; 117: 454-459. 14. Regensteiner J, Pickett C, MsCullough R et al.: Possible Gender Differences in the Effect of Exercise on Hypoxic Ventilatory Response. Respiration 1988; 53: 158-165. 15. White DP, Douglas NJ, Pickett CK et al.: Sexual influence on the control of breathing. J Appl Physiol 1983; 54(4): 874-879. 16. Jensen D, Wolfe LA, O’Donnell D E et al.: Chemoreflex control of breathing during wakefulness in healthy men and women. J Appl Physiol 2005; 98: 822-828. 17. Wenninger JM, Olson EB, Cotter CJ: Hypoxic and hypercapnic ventilatory responses in aging male vs. aging female rats. J Appl Physiol 2009; 106:1522-1528. 18. Saaresranta T, Polo O: Hormones and Breathing. Chest 2002; 122: 2165-2182. 19. Bręborowicz GH: Położnictwo i Ginekologia. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa 2010; 716-717. 20. Mooradian AD, Korenman SG: Management of the cardinal features of andropause. Am J Ther 2006; 13(2): 145-160. 21. Vermeulen A, Kaufman JM: Ageing of the hypothalamo-pituitary-testicular axis in men. Horm Res 1995; 43(1-3): 25-28. 22. Bethesda. American Society of Health System Pharmacists; AHFS Drug Information 2009. 23. Roth GM, Shick RM: Effects of Smoking on the Cardiovascular System of Man. Circulation 1958; 17: 443-459. 24. Roth GM, Sheard C: Effects of smoking of tobacco on the cardiovascular system of normal person. New York J Dent 1954; 24: 337. 25. Aronow WS, Cassidy J, Vangrow JS et al.: Effects of Cigarette Smoking and Breathing Carbon Monoxide on Cardiovascular Hemodynamics in Anginal Patients. Circulation 1974; 50: 340-347. 26. Kawakami Y, Yamamoto H, Yoshikawa T et al.: Respiratory chemosensitivity in smokers. Studies on monozygotic twins. Am Rev Respir Dis 1982; 126(6): 986-990. 27. Evans RG, Ludbrook J, Michalicek J: Use of nicotine, bradykinin and veratridine to elicit cardiovascular chemoreflexes in unanaesthetized rabbits. Clin Exp Pharmacol Physiol 1991; 18(4): 245-254.
