ІНФОРМАЦІЙНЕ ОЦІНЮВАННЯ ЗНАЧЕННЯ СПІВВІДНОШЕННЯ О2/СО2  У ФІЗІОЛОГІЇ ДИХАННЯ

О.П. Мінцер; В. С. Щукін

doi:10.11603/mie.1996-1960.2023.1-2.13962

Автор(и)

О.П. Мінцер Національний університет охорони здоров’я України імені П. Л. Шупика https://orcid.org/0000-0002-7224-4886
В. С. Щукін Національний університет охорони здоров’я України імені П. Л. Шупика

DOI:

https://doi.org/10.11603/mie.1996-1960.2023.1-2.13962

Ключові слова:

фізіологія дихання співвідношення О2/СО2, анатомічний мертвий простір, фізіологічний мертвий простір, гомеостаз, дихальний коефіцієнт, фізіологія дихання, фізіологія газообміну, респіраторна механіка

Анотація

У статті на основі аналізу відомих фактів про фізіологію дихання людини, пропонуються твердження про існування нової групи фізіологічних констант, пов'язаних із оцінюванням співвідношення О2/СО2 під час газообміну. Розгляд зазначеного співвідношення як важливої константи гомеостазу дозволяє зробити деякі висновки, що можуть мати практичне значення. Обговорення можливості визнання співвідношення О2/СО2 ~ 1 фізіологічною константою гомеостазу людського організму.

Передбачається висвітлити тему в трьох повідомленнях. У першому наведено факти фізіології дихання, аналізується значення та протиріччя дихального коефіцієнту, мертвого простору, розглядаються необхідні положення фізіології дихання. В другому повідомленні наводяться необхідні положення газоаналізу і, в третьому проаналізовано можливості виділення нових фізіологічних констант. Зроблено висновки за першим повідомленням. Між «взяттям до уваги (як нульова гіпотеза)» існування факту співвідношення О2/СО2 ~ 1 і визнанням його як константи гомеостазу існує велика дистанція, на якій «розташовуються» багато проміжних висновків, що логічно та обґрунтовано випливають із факту визнання існування нової фізіологічної константи. Розгляд застосування співвідношення рО2 ~ рСО2 може забезпечити новий підхід до повнішого розуміння ризику хронічних захворювань, стратегії поведінки для забезпечення здорового способу життя, зокрема, розумінню того, як людина має будувати склад своєї дієти (кількість жирів, вуглеводів або білків) для отримання необхідної енергії, а для спеціалістів - уявлення про фізіологію газообміну та особливості метаболізму, що раніше не вивчалися в епідеміології хронічних захворювань.

Посилання

Hsia, C. C. W., Schmitz, A., Lambertz, M., Perry, S. F., Maina, J. N. (2013). Evolution of air breathing: oxygen homeostasis and the transitions from water to land and sky. Compr Physiol., 3 (2), 849-915. DOI: https://doi.org/10.1002/cphy.c120003

Prentice, R. L., Neuhouser, M. L., Tinker, L. F. et al. (2013). An exploratory study of respiratory quotient calibration and association with postmenopausal breast cancer. Cancer Epidemiol Biomarkers Prev., 22 (12), 2374-2383. DOI: https://doi.org/10.1158/1055-9965.EPI-13-0511

Molnar, C., Gai, J. (2015). Concepts of Biology. 1st Canadian ed. Vancouver : BCcampus. Ebook ISBN: 978-1-989623-99-2. Available from: https://opentextbc.ca/biology.

McCutcheon, F. N. (1954). Phylogenetic aspects of respiratory function. Evolution, VIII; 3, 181-191. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1558-5646.1954.tb01449.x

Bohr, C. (1891). Uber die Lungenatmung. Skand Arch Physiol., 2, 236-268. DOI: https://doi.org/10.1111/j.1748-1716.1891.tb00581.x

Umeda, A., Ishizaka, M., Ikeda, A., Miyagawa, K. et al. (2021). Recent Insights into the Measurement of Carbon Dioxide Concentrations for Clinical Practice in Respiratory Medicine. Sensors (Basel), 21 (16), 5636. DOI: https://doi.org/10.3390/s21165636

Malley, W. J. (2005). Clinical Blood Gases: Assessment and Intervention. 2nd ed. Philadelphia : Elsevier, Saunders.

Patel, S., Miao, J. H., Yetiskul, E. et al. (2022). Physiology, Carbon Dioxide Retention. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482456/.

Comellini, V., Pacilli, A. M. G., Nava, S. (2019). Benefits of non-invasive ventilation in acute hypercapnic respiratory failure. Respirology, 24 (4), 308-317. DOI: https://doi.org/10.1111/resp.13469

Kuo, C. D., Shiao, G. M., Lee, J. D. (1993). The effects of high-fat and high-carbohydrate diet loads on gas exchange and ventilation in COPD patients and normal subjects. Chest, 104 (1), 189-196. DOI: https://doi.org/10.1378/chest.104.1.189

McClave, S. A., Lowen, C. C., Kleber, M. J. et al. (2003). Clinical use of the respiratory quotient obtained from indirect calorimetry. Journal of Parenteral and Enteral Nutrition, 27 (1), 21-26. DOI: https://doi.org/10.1177/014860710302700121

Nishikawa, H., Enomoto, H., Iwata, Y. et al. (2017). Prognostic significance of nonprotein

respiratory quotient in patients with liver cirrhosis. Medicine (Baltimore), 96 (3), e5800. DOI: https://doi.org/10.1097/MD.0000000000005800

Berggren, M., Lapierre, J.-F., del Giorgio, P. A. (2012). Magnitude and regulation of bacterioplankton respiratory quotient across freshwater environmental gradients. The ISME Journal, 6 (5), 984-993. DOI: https://doi.org/10.1038/ismej.2011.157

Vachon, D., Sadro, S., Bogard, M. et al. (2019). Paired О2/СО2 measurements provide emergent insights into aquatic ecosystem function. Limnology and Oceanography Letters, 5 (4), 287-294. DOI: https://doi.org/10.1002/lol2.10135

Sinha, P., Flower, O., Soni, N. (2011). Deadspace ventilation: a waste of breath! Intensive Care Med., 37 (5), 735-746. DOI: https://doi.org/10.1007/s00134-011-2194-4

Hedenstierna, G., Sandhagen, B. (2006). Assessing dead space. A meaningful variable? Minerva anestesiologica, 72 (6), 521-528.

Doorduin, J., Nollet, J. L., Vugts, M. P., Roesthuis, L. H. et al. (2016). Assessment of dead-space ventilation in patients with acute respiratory distress syndrome: a prospective observational study. Crit Care., 20 (1), 121. DOI: https://doi.org/10.1186/s13054-016-1311-8

Robertson, H. T. (2015). Dead space: the physiology of wasted ventilation. Eur Respir J., 45 (6), 1704-1716. DOI: https://doi.org/10.1183/09031936.00137614

Nuckton, T. J., Alonso, J. A., Kallet, R. H., Daniel, B. M. et al. (2002). Pulmonary dead-space fraction as a risk factor for death in the acute respiratory distress syndrome. N Engl J Med., 346 (17), 1281-1286. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMoa012835

Enghoff, H. (1938). Volumen inefficax. Bemerkungen zur Frage des schadlichen Raumes. Uppsala Lakareforen Forhandl, 44, 191-218.

Coppola, S., Froio, S., Marino, A., Brioni, M. et al. (2019). Respiratory Mechanics, Lung Recruitability, and Gas Exchange in Pulmonary and Extrapulmonary Acute Respiratory Distress Syndrome. Crit Care Med., 47 (6), 792-799. DOI: https://doi.org/10.1097/CCM.0000000000003715

Quinn, M., Lucia, K. St., Rizzo, A. (2023). Anatomy, Anatomic Dead Space. In: StatPearls [Internet]. Treasure Island (FL): StatPearls Publishing. Available from: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK442016/.

Plotnikow, G. A., Accoce, M., Navarro, E., Tiribelli, N. (2018). Humidification and heatingof inhaled gas in patients with artificial airway. A narrative review. Rev Bras Ter Intensiva, 30 (1), 86-97. DOI: https://doi.org/10.5935/0103-507X.20180015

Gertler, R. (2021). Respiratory Mechanics. Anesthesiol Clin., 39 (3), 415-440. DOI: https://doi.org/10.1016/j.anclin.2021.04.003

Gattinoni, L., Tonetti, T., Cressoni, M. et al. (2016). Ventilator-related causes of lung injury: the mechanical power. Intensive Care Med., 42 (10), 1567-1575. DOI: https://doi.org/10.1007/s00134-016-4505-2