FIVE-YEAR MONITORING OF ANNUAL PULMONARY FUNCTION DECLINE IN INDIVIDUALS EXPOSED TO CHRONIC INTERMITTENT HYPOXIA


Cite item

Full Text

Abstract

Aim. To study annual decline of pulmonary function in individuals exposed to chronic intermittent hypoxia (CIH) working in conditions of high altitude for 5 years. Material and methods. A total of 9553 spirograms were obtained during 5 annual examinations of 795 open-cast miners (age 38.6 ± 8.5 years, 6.4 ± 5.0 years of service) working at the altitude of 3800-4500 m above the sea level. The miners were examined using spirometry with bronchodilation test. Results. An annual decline of vital lung capacity (VC) was 33.5 ml/year, of forced VC 33.8 ml/year, forced expiratory volume (FEV) 64.4 ml/year. In the group of non-smokers the decline was less than in smokers FEV. 59.5 ml/year vs 72.0 ml/year. No-smoking rules in the open-cast mine inhibited a respiratory function decline. Conclusion. Individuals exposed to CIH show an accelerated decline of spirometric indices. No-smoking rules at open-cast high altitude mines result in inhibition of annual decline of respiratory function in CIH-exposed individuals including non-smokers. Smoking ban in such conditions not only inhibits decline of the respiratory function but improves this function.

Full Text

ЖЕЛ — жизненная емкость легких КР — Киргизская Республика МОС50 — моментная объемная скорость при остающихся 50% Ф50ЖЕЛ МСВ — максимальная скорость выдоха Горные территории, точное определение которых только на основе высоты не полностью учитывает все особенности, занимают большую часть территории суши. Приблизительно 48% всей суши находится на возвышении более 500 м, 27% — более 1000 м, 11% — 2000 м, 5% — более 3000 м и 2% — более 4000 м над уровнем моря [1]. Горы очень богаты ресурсами, и их ценность для населения Земли неоценима. Горные территории активно изучаются, и на территории бывшего СССР имеется достаточное число стран с большим процентом горных территорий — Кавказ, страны Центральной Азии и др. ОФВ1 — объем форсированного выдоха за 1-ю секунду ФЖЕЛ — форсированная жизненная емкость легких ХИГ — хроническая интермиттирующая гипоксия ХОБЛ — хроническая обструктивная болезнь легких Киргизская Республика (КР) — страна, более 90% территории которой занято горами, и большое число жителей этой страны проживают на высотах более 2500 м над уровнем моря. Многим из местных жителей приходится подниматься в горы и Для корреспонденции Винников Денис Владимирович — Кумтор Оперейтинг Компании, медицинский отдел, д-р; Кыргызская государственная медицинская академия, тел.: +996-312-900-707, вн. 4114, e-mail:denisvinnikov@mail.ru — 45 — Д. В. Винников регулярно находиться на больших высотах, так как страна обладает большим запасом разведанных полезных ископаемых. Кроме того, растет интерес к горам как к рекреационному источнику, и с развитием горного туризма следует ожидать значимого притока людей, которые будут подниматься на большие высоты. Состояние органов дыхания и сердечно-сосудистой системы и их адаптационные способности имеют принципиальное значение на высокогорье. В КР показатели состояния легких в течение ряда лет остаются неблагоприятными. Так, по данным Европейского респираторного общества, смертность от хронических болезней органов дыхания в 4 раза превышает среднеевропейский показатель [2]. Некоторые авторы выдвигают гипотезу о том, что, помимо других причин, само проживание в условиях высокогорья может быть причиной высокой смертности от болезней органов дыхания, поэтому в горных странах необходимо прилагать усилия в их профилактике [3]. Показано, что проживание на высокогорье приводит к увеличению смертности от хронической обструктив-ной болезни легких (ХОБЛ) [4]. С учетом очень высокой распространенности курения среди мужчин [4, 5] ущерб от хронических болезней органов дыхания представляется огромным. По данным местных исследователей, у лиц, проживающих на высотах более 3000 м над уровнем моря, скорость ежегодного снижения показателей функции легких очень высокая [6]. Высокогорье оказывает многогранное воздействие на организм в процессе как краткосрочной, так и долгосрочной акклиматизации и последующей адаптации [7, 8]. Совокупность воздействующих факторов сводится к гипобарической гипоксии, низкой температуре воздуха и низкой относительной влажности, поэтому работники высокогорья подвержены воздействию всех этих факторов в течение всего периода работы. Показатели функции легких, которые оценивают посредством спирометрии, подвержены ежегодному естественному снижению после достижения максимального уровня в возрасте примерно 25 лет, и самый значимый фактор ускоренного ее снижения — курение [9—11]. Ввиду того, что работа на высокогорье в сочетании с курением в течение ряда лет может быть фактором еще большего снижения функции легких, изучение сочетания этих двух факторов представляет большой интерес. Целью данного исследования было изучение ежегодного снижения показателей функции легких у лиц, подверженных воздействию хронической интермиттирующей гипоксии (ХИГ) при работе на высокогорье в течение 5 лет. Материалы и методы Структура исследования. Проведено проспективное 5-летнее (с августа 2005 г. по август 2010 г.) наблюдение за функцией легких у работников высокогорной золотодобывающей компании, работающих на высоте 3800—4500 м в Иссык-кульской области КР. Разработка карьера производится открытым способом. Все местные сотрудники компании работают на руднике и в сооружениях прилегающей инфраструктуры вахтовым методом. Работники доставляются на место работы (рудник), где имеется благоустроенный лагерь, транспортом компании. После отработки 2 или 3 вахт на руднике работники компании отдыхают дома — в Иссык-кульской области (в среднем на высоте 1600 м) или в Бишкеке (780 м). Работа медицинской службы компании организована в соответствии с нормативной документацией Министерства здравоохранения КР и все работники компании проходят ежегодный медицинский осмотр в Бишкеке. Помимо осмотра терапевтом, хирургом, гинекологом, дерматологом, офтальмологом, ЛОР-врачом, психиатром и невропатологом, медицинский осмотр включает обязательные лабораторные (общий анализ крови, общий анализ мочи и биохимический анализ крови), а также инструментальные (электрокардиография, эхокардиография по показаниям, обзорная рентгенограмма органов грудной клетки в прямой проекции и спирометрия) исследования. Обычно ежегодный медосмотр проводится в течение 2 дней. В процессе ежегодного медосмотра вся информация заносится и хранится в электронных базах данных. Особое внимание уделяют факторам риска развития сердечно-сосудистых болезней. Курящие сообщают о числе выкуриваемых сигарет и длительности курения. Кроме того, все пациенты проходят процедуру определения содержания угарного газа в выдыхаемом воздухе посредством портативного электрохимического сенсора "Smokerlyzer" ("Bedfont", Великобритания), и полученный результат фиксируется в частях на миллион (ppm). Сбор информации носит постоянный характер с ежегодным пополнением базы данных. За указанный период проведено 9553 исследования, при этом общее число работников компании в эти годы варьировало от 2000 до 2500. Из числа анализируемых пациентов были исключены иностранные работники. Поэтому исследуемая группа включала лиц киргизской и русской национальностей различных профессий горнодобывающей промышленности. Непосредственный контакт с рудником имеет только малое число работников горного отдела, а большая часть работников трудятся в отдельных удаленных зданиях и жилом лагере. Спирометрия. Исследование функции внешнего дыхания (спирометрию) выполняли на портативном аппарате "MicroMedical MicroLab" (Великобритания) утром натощак не менее чем через 3 ч после выкуривания последней сигареты. Пациент находился в положении стоя, по возможности были соблюдены требования к проведению спирометрии, изложенные в "Руководстве по спирометрии" [12]. За один маневр необходимо было получить пробу дыхательного объема, 2 пробы жизненной емкости легких (ЖЕЛ) с показателем воспроизводимости менее 4% и 3 пробы форсированной ЖЕЛ (ФЖЕЛ) с аналогичными показателями воспроизводимости. Измеряли ЖЕЛ, ФЖЕЛ, объем форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВ1), индекс Тиффно — отношение ОФВ1 к ЖЕЛ или ФЖЕЛ (что больше), максимальную скорость выдоха (МСВ) и моментную объемную скорость при остающихся 50% ФЖЕЛ (МОС50) [12]. В качестве должных величин применяли опросник для выявления респираторных симптомов ECSC II, после чего подсчитывали процент от должной величины. Для исключения случаев обратимой обструкции всем пациентам с ОФВ1/ФЖЕЛ менее 70% проводили бронходилатационный тест с 200 мкг саль-бутамола через спейсер. Пациенты с приростом ОФВ1 15% и более и 200 мл были исключены из исследования, как имеющие бронхиальную астму. Качество маневров оценивали сразу при проведении теста — необходимо было достичь видимого максимального мышечного усилия, адекватную форму кривой поток — объем, а также наибольшую возможную МСВ. В качестве наилучших были отобраны кривые с максимальной суммой ОФВ1 + ФЖЕЛ. Методы статистической обработки данных. Изначально было получено 9553 спирометрических заключения, и к концу 5-го года наблюдения мы располагали полным набором из 5 спирограмм на 795 лиц. Из анализируемой группы были также исключены пациенты, работающие не на высокогорье, а в других подразделениях, располагающихся на низкогорье, (например, в Бишкеке). Не все анализируемые переменные имели нормальное распределение, поэтому для сравнения групп использовали непараметрические методы: факторный протокол 2x2 для выявления статистической значимости различий между категориальными величинами, при этом подсчитывали х2 и p, в противном случае использовали тест Манна—Уитни. Если не указано иначе, данные приведены в виде средних величин ± стандартное отклонение или в процентах ко всей группе. Обработку данных проводили с помощью пакетов программ NCSS 2001 ("PASS 2002") и Statistica 7.0 ("StatSoft"). Результаты Исследуемая группа включала 795 работников, наблюдение за которыми велось в течение 5 лет. На каждого работника имелась одна ежегодная спирограмма. В этой группе преобладали мужчины с высокой распространенностью курения. Характеристика группы наблюдения приведена в табл 1. В начале наблюдения распространенность обструктивного нарушения вентиляции (ОФВ1/ФЖЕЛ менее 70%) составила 7,8% (n = 62), к концу наблюдения (через 5 лет) — 17,5% (n = 139). В целом за весь период наблюдения снижение ЖЕЛ составило 168 мл (33,5 мл/ год); ФЖЕЛ — 169 мл (33,8 мл/год); ОФВ1 — 322 мл (64,4 мл/ год); МСВ — 12,3 л (2,5 л/год). Проведение данного исследования также совпало с претворением в жизнь интенсивной политики отказа от курения в компании, в частности с 1 января 2009 г. введен полный запрет на курение в местах проживания и рабочем месте. Именно за последний год наблюдения мы отмечали резкое замедление ежегодного снижения показателей спирометрии, а в некоторых случаях — даже улучшение показателей. — 46 — Ежегодное снижение функции легких у лиц, подверженных хронической интермиттирующей гипоксии Таблица 1 Общая характеристика группы наблюдения (n = 795) ОФВг л Показатель Значение Мужчины/женщины, абс. число (%) Возраст, годы Стаж работы на высокогорье, годы Киргизы, абс. число (%) Рост, см Масса тела, кг Число выкуриваемых сигарет в день Длительность курения, годы Уровень выдыхаемого СО, ppm Гемоглобин крови, г/л 699 (87,9)/96 (12,1) 38.6 ± 8,5 6.4 ± 5 662 (83,3) 170.4 ± 7,7 76.6 ± 12,2 10.4 ± 5,1 14,9 ± 8 10.5 ± 8 176,4 ± 17,7 С целью исключения курения как наиболее значимого фактора ускоренного снижения показателей спирометрии, а также принимая во внимание характер трудовой деятельности группы (в основном мужчины), мы решили провести анализ динамики показателей спирометрии в группе никогда не куривших лиц (табл. 2). Эти работники (n = 221) при каждом ежегодном медосмотре отмечали, что никогда не курили. В данной группе распространенность обструктивного нарушения вентиляции на начало исследования в 2005 г. составила всего 5% (n = 11), а к окончанию наблюдения — 14% (n = 31). За 5 лет в этой группе никогда не куривших ЖЕЛ снизилась с 4,34 до 4,20 л (на 141 мл, или на 28,3 мл/год); ФЖЕЛ — с 4,45 до 4,30 л (на 152 мл, или на 30,5 мл/год); ОФВ1 — с 3,58 до 3,28 л (на 297 мл, или на 59,5 мл/год). МСВ не изменилась — снижение составило 1,6 л/мин/год, что свидетельствует о достижении МСВ во всех исследованиях, т. е. о правильном выполнении маневров. Важной находкой этого наблюдения был необычный характер снижения показателей — в первые 4 года наблюдения определялся неуклонный характер снижения всех показателей, однако на 5-й год наблюдения (после полного запрета курения) отмечены не только замедление ежегодного снижения показателей спирометрии, но и возрастание ЖЕЛ и ФЖЕЛ. Однако ОФВ1 продолжил ежегодное возрастное снижение даже на 5-й год наблюдения (см. рисунок). В группе изначально куривших (n = 423) за 5 лет ОФВ снизился с 3,97 до 3,61 л (на 360 мл, или на 72 мл в год), ЖЕЛ — с 4,91 до 4,71 л (200 мл, или 40 мл в год); ФЖЕЛ — с 4,98 до 4,79 л (190 мл, или 38 мл в год). При анализе характера снижения ОФВ1 за 5 лет с помощью регрессионной модели мы обнаружили влияние роста и пола работников. Чем выше был исходный рост пациента, тем на большую величину снизился ОФВ1 за период наблюдения — корреляция была слабой, но статистический значимой (r2 = 0,02; r = 0,15; p < 0,001). У мужчин снижение ОФВ1 было больше, чем у женщин (285,5 и 215,1 мл соответственно), но это было связано с изначально большим показателем ОФВ1 у мужчин, чем у женщин, так как рост мужчин значимо больше роста женщин. Обсуждение Представленная работа является результатом очередного этапа большого исследования функции легких у лиц, работаюТаблица 2 Общая характеристика группы никогда не куривших (n = 221) Показатель Значение Мужчины/женщины, абс. число (%) 148 (67)/73 (33) Возраст, годы 38,3 ± 9 Стаж работы на высокогорье, годы 6,1 ± 4,8 Киргизы, абс. число (%) 202 (91,4) Рост, см 166,8 ± 9 Масса тела, кг 72,8 ± 13 Уровень выдыхаемого СО, ppm 5,2 ± 5 Гемоглобин крови, г/л 175,2 ± 17,9 Ежегодное снижение ОФВ1 в процессе наблюдения среди никогда не куривших лиц по сравнению с ежедневно курящими (данные представлены в виде средних величин с 95% доверительным интервалом). щих на высокогорном золотодобывающем предприятии и подвергающихся воздействию ХИГ. Наблюдение ведется с 2005 г. за всеми работниками высокогорного рудника. Результаты 4-летнего наблюдения отражали ускоренное снижение показателей функции легких, особенно выраженные у курящих: ежегодное снижение ОФВ1 достигло 74,5 мл в год. Включенные в данное исследование 795 работников высокогорного добывающего предприятия были подвержены воздействию по меньшей мере двух факторов, определяющих состояние легких — работе в условиях интермиттирующей гипобарической гипоксии и курению. Результаты многих исследований доказывают связь длительного курения с ускоренным снижением показателей функции легких [13, 14]. Однако сочетанное влияние курения с работой в условиях ХИГ изучено недостаточно. Полученная нами распространенность обструктивного нарушения вентиляции (7,8%) в целом не отличалась от аналогичного показателя в других исследованиях [15]. Однако скорость снижения функции легких (например, ОФВ1 на 64,4 мл в год) значительно превосходила скорость ежегодного снижения функции легких в общей популяции [16]. Так, в крупном финском проспективном исследовании показано, что снижение ОФВ0,75 составило 46,4 мл/год у некурящих, 55,5 мл/год у постоянно или временно отказывающихся от курения и 66 мл у продолжающих курить [17]. Вероятно, негативное влияние курения сигарет при работе в условиях ХИГ на высоте 4000 м только усиливается. У этих работников, таким образом, значительно увеличивается риск развития ХОБЛ, которая в условиях гор имеет менее благоприятное течение и приводит к частым обострениям [3]. ХОБЛ, к которой приводит курение, является причиной не только обострений, нетрудоспособности, сниженного качества жизни и повышенного риска смерти, но и огромного финансового бремени [3]. Поэтому в условиях горного производства необходимо прилагать максимум усилий к сокращению числа курящих и снижению интенсивности курения для повышения общей производительности труда. С целью исключения влияния курения на состояние функции легких и оценку "чистого" влияния работы в условиях высокогорья мы провели отдельный анализ никогда не куривших пациентов (n = 221). Оказалось, что скорость ежегодного снижения ОФВ1 у них была ниже, чем в общей группе, и составила 59,5 мл в год; однако это также больше, чем в других исследованиях в общей популяции. К сожалению, в КР никогда не проводилось проспективных исследований по оценке ежегодного снижения показателей спирометрии в общей популяции, поэтому сравнивать свои данные мы можем только с международными исследованиями. Обращает внимание замедление ежегодного снижения ОФВ1 и даже возрастание ЖЕЛ и ФЖЕЛ в анализируемой группе в последний год наблюдения. По нашему мнению, такой резкий поворот не случаен, так как именно в 2009 г. в компании был введен полный запрет курения на рабочем месте и в местах проживания, что привело к резкому снижению распространенности курения и — 47 — Терапевтический архив, 2012, № 3, С. 48—54 числа выкуриваемых сигарет в день ежедневно курящими. Такая политика имела выраженный эффект — мы отмечаем замедление ежегодного снижения ОФВ1 даже среди некурящих. Очевидно, подверженность не курящих воздействию окружающего табачного дыма настолько выражена, что приводит с ускоренному снижению показателей спирометрии даже у них, а запрет курения дает почти мгновенный положительный эффект. Нами показано, что прекращение курения в условиях высокогорья имеет исключительные преимущества для состояния легких. В условиях высокогорья, где состояние органов дыхания, их компенсаторные возможности имеют принципиальное значение, такой результат трудно переоценить. Все это диктует необходимость внедрения эффективных мер по снижению распространенности курения у жителей и работников высокогорья. Должны быть разработаны дешевые, но эффективные методы лечения табачной зависимости у желающих отказаться от курения, а для не готовых в настоящее время сделать это — эффективные мотивационные программы. В условиях высокогорья прекращение курения должно рассматриваться как мера профилактики не только ХОБЛ, но и смерти и быстрого старения органов дыхания. Заключение У лиц, подверженных ХИГ, отмечается ускоренное ОФВ1, особенно у курящих. Политика запрета курения на добывающем высокогорном предприятии способствует замедлению ежегодного снижения показателей функции легких, в том числе у никогда не куривших. Прекращение курения в таких условиях не только замедляет ухудшение функции легких, но и приводит к ее улучшению. В КР необходимо проведение крупного популяционного исследования по оценке ежегодного снижения показателей функции легких.
×

About the authors

D V Vinnikov

Kyrgyz State Medical Academy

Email: denisvinnikov@mail.ru

References

  1. Messerli B., Ives J. D. Mountains of the World. A global Priority. Granforth, UK; New York: Parthenon Publ. Group; 1997.
  2. European Respiratory Society, European Lung Foundation. European Lung White Book. The first comprehensive survey on respiratory health in Europe. Sheffield: European Respiratory Journal Ltd.; 2003.
  3. Bousquet J., Dahl R., Khaltaev N. Global alliance against chronic respiratory diseases. Eur. Respir. J. 2007; 29: 233—239.
  4. Cote T. R., Stroup D. F., Dwyer D. M. et al. Chronic obstructive pulmonary disease mortality. A role for altitude. Chest 1993; 103: 1194—1197.
  5. The Tobacco Atlas. http: /www.afro.who.int/en/divisions-a-programmes/dnc/tobacco/tob-publications/doc_download/2368-table-a-the-demographics-of-tobacco.html.
  6. Кадыралиев Ж. К., Сооронбаев Т. М., Мырзаахматова А. К. Влияние хронической экзогенной гипоксии на функцию внешнего дыхания у здоровых жителей высокогорья. Вестн. Кыргыз.-Рос. Славянск. ун-та 2007; 6: 26—29.
  7. Hultgren H. High altitude medicine. Stanford, USA: Hultgren Publications; 1997.
  8. Luks A. M., Swenson E. R. Travel to high altitude with pre-existing lung disease. Eur. Respir. J. 2007; 29: 770—792.
  9. Scanlon P. D., Connett J. E., Waller L. A. Smoking cessation and lung function in mild-to-moderate chronic obstructive pulmonary disease. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 2000; 161: 381—390.
  10. Lange P., Groth S., Nyboe J. Effects of smoking and changes in smoking habits on the decline of FEV1. Eur. Respir. J. 1989; 2: 811—816.
  11. Burchfield C. M., Marcus E. B., Curb J. D. Effects of smoking and smoking cessation on longitudinal decline in pulmonary function. Am. J. Respir. Crit. Care Med. 1995; 151: 1778—1785.
  12. Руководство по спирометрии для медработников Кыргызстана / Бримкулов Н. Н., Винников Д. В., Давлеталиева Н. Э. и др. Бишкек; 2005.
  13. Sherill D. L., Enright P., Cline M. Rates of decline in lung function among subjects who restart cigarette smoking. Chest 1996; 109: 1001—1005.
  14. Murray R. B., Anthonisen N. R., Connett J. E. Effects of multiple attempts to quit smoking and relapses to smoking on pulmonary function. J. Clin. Epidemiol. 1998; 51: 317—326.
  15. Zielinski J., Bednarek M. Early detection of COPD in a high-risk population using spirometric screening. Chest 2001; 119: 731—736.
  16. Johannessen A., Eagan T. M. L., Omenaas E. R. et al. Socioeconomic risk factors for lung function decline in a general population. Eur. Respir. J. 2010; 36: 480—487.
  17. Pelkonen M., Notkola I.-L., Tukiainen H. et al. Smoking cessation, decline in pulmonary function and total mortality: a 30-year follow up study among the Finnish cohorts of the Seven Countries Study. Thorax 2001; 56: 703—707.

Copyright (c) 2012 Vinnikov D.V.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.
 

Address of the Editorial Office:

  • Novij Zykovskij proezd, 3, 40, Moscow, 125167

Correspondence address:

  • Alabyan Street, 13/1, Moscow, 127055, Russian Federation

Managing Editor:

  • Tel.: +7 (926) 905-41-26
  • E-mail: e.gorbacheva@ter-arkhiv.ru

 

© 2018-2021 "Consilium Medicum" Publishing house


This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies