Preview

Bulletin Physiology and Pathology of Respiration

Advanced search

LUNG RESPIRATION REACTION AND ENERGY METABOLISM INTENSITY IN NOT ADAPTED TO HYPOXIA PEOPLE EXPOSED TO INCREASED HYPOXIA

Abstract

In 13 healthy, not adapted to hypoxia people, parameters of pulmonary gas exchange, heart rate and oxyhemoglobin saturation level of the arterial blood (SpO2) during 15-minute breathing of hypoxic air mixture with 17, 15 and 13 vol.% O2 were studied. The group analysis showed that hypoxia of 17 vol.% O2 did not cause changes in lung ventilation, the intensity of energy metabolism and heart rate. SpO2 corresponds to the lower limit of normal, which means the absence of hypoxemia and the significant reaction to hypoxic exposure. At hypoxia of 15 vol.% O2 there is a further SpO2 drop, a slight increase of oxygen consumption (VO2) and the intensity of energy metabolism. Hypoxia (13 vol.%) causes a ventilatory response in the first 5 minutes of exposure, a minute respiratory volume increases by 38%, VO2 oxygen intake grows by 18-25%, and CO2 emissions increase by 20-33% compared to normoxia. There is a further blood oxygenation level decrease till 86.5%, it is lower than the normal range for a healthy person. An individual analysis showed that changes in pulmonary gas exchange parameters were observed in 90% of patients at 17 vol.% O2. It was found out that in people with respiratory system functional disabilities hypoxic hypometabolism response takes the first place for more economical use of small respiratory reserves. This response was observed two times more frequently than in healthy people. The increase of the pulmonary ventilation efficiency is the response to hypoxia as it has lower power inputs than the increase in ventilation.

About the Authors

Oleg V. Grishin
Research Institute of Physiology and Fundamental Medicine of Siberian Branch RAMS
Russian Federation


Svetlana V. Basalaeva
Research Institute of Physiology and Fundamental Medicine of Siberian Branch RAMS
Russian Federation


Nina V. Ustuzaninova
Research Institute of Physiology and Fundamental Medicine of Siberian Branch RAMS
Russian Federation


Natalʹya D. Umantseva
Research Institute of Physiology and Fundamental Medicine of Siberian Branch RAMS
Russian Federation


Sergey N. Gladyrʹ
Research Institute of Physiology and Fundamental Medicine of Siberian Branch RAMS
Russian Federation


References

1. Бурых Э.А. Компенсаторные и адаптивные перестройки в системе дыхания у человека при остром гипоксическом воздействии // Физиология человека. 2009. Т.35, №3. С.82-93.

2. Значение функциональных дыхательных проб в дифференциальной диагностике дыхательной и сердечной недостаточности / О.В.Гришин [и др.] // Тер. арх. 1999. №4. C.13-17.

3. Гришин О.В., Устюжанинова Н.В. Дыхание на Севере. Функция. Структура. Резервы. Патология. Новосибирск: Арт-Авеню, 2006. 253 с.

4. Опытно-конструкторская разработка «Оксив-дельта» для функциональной диагностики газообменной функции легких / О.В.Гришин [и др.] // Мед. техника. 2007. №4. С.51-53.

5. Гришин О.В. Адаптивный гипометаболизм у человека // Вестник РАМН. 2011. №11. С.33-44.

6. Увеличение скорости выделения СО2 в покое при кратковременной гипоксии у здоровых людей / О.В.Гришин [и др.] // Физиология человека. 2011. Т.37, №5. С.77-83.

7. Келер Д. Клиническое значение и оценка содержания кислорода в органах дыхания // Пульмонология. 2008. №3. С.102-106.

8. Клемент Р.Ф. Методы исследование системы внешнего дыхания // Болезни органов дыхания / под ред. Н.Р.Палеева. М.: Медицина, 2000. С.71-84.

9. Колчинская А.З. Дыхание при гипоксии // Руководство по физиологии. Физиология дыхания. СПб.: Наука, 1994. С.589-623.

10. Колчинская А.З., Цыганова Т.Н., Остапенко Л.А. Нормобарическая интервальная гипоксическая тренировка в медицине и спорте. М.: Медицина, 2003. 408 с.

11. Кривощеков С.Г., Диверт Г.М., Диверт В.Э. Реакция тренированных к задержке дыхания лиц на прерывистую нормобарическую гипоксию // Физиология человека. 2007. Т.33, №3. С.75−80.

12. Сороко С.И, Бурых Э.А. Различия в стратегиях и возможностях адаптации человека к гипоксическому воздействию // Физиология человека. 2007. Т.33, №3. С.63−74.

13. Шишкин Г.С., Гришин О.В., Куличевский Д.В. Механизмы гипервентиляции у жителей Севера // Вестник РАМН. 1994. №2. С.34-36.

14. Шишкин Г.С., Гришин О.В., Преображенская В.К. Изменение функциональной остаточной емкости и остаточного объема легких при кратковременной гипоксической гипоксии // Бюл. СО РАМН. 1997. №2. С.12−15.

15. Шишкин Г.С.,Уманцева Н.Д., Устюжанинова Н.В. Нормативы показателей внешнего дыхания для мужчин, проживающих в Западной Сибири // Бюл. физиол. и патол. дыхания. 2005. Вып.21. С.7−11.

16. Шишкин Г.С.,Устюжанинова Н.В., Уманцева Н.Д. Стандартизированная оценка функции внешнего дыхания // Физиология человека. 2007. Т.33, №1. С.141−144.

17. Шишкин Г.С., Устюжанинова Н.В. Функциональные состояния внешнего дыхания здорового человека. Новосибирск: СО РАН. 2012. 327 с.

18. Gautier H. Hypoxia, hyperoxia and breathing // J. Biosci. 2006. Vol.31. №2. P.185−190.

19. Gultyaeva V., Shishkin G.S., Grishin O. Seasonal variations in respiratory system in healthy inhabitants of West Siberia // Int. J. Circumpolar Health. 2001. Vol.60, №2. P.334-338.

20. Hanning C.D., Alexander-Williams J.M. Pulse oximetry: a practical review // BMJ. 1995. Vol.311, №7001. P.367−370.

21. Hochachka P.W., Somero G.N. Biochemical adaptation: mechanism and process in physiological evolution. New York: Oxford University Press, 2002. 466 p.

22. The Lactate Paradox in Human High-Altitude Physiological Performance / P.W.Hochachka [et al.] // News Physiol. Sci. 2002. Vol.17. P.122−126.

23. Mortola J.P. Implications of hypoxic hypometabolism during mammalian ontogenesis // Respir. Physiol. Neurobiol. 2004. Vol.141, №3. P.345−356.

24. Pulmonary gas exchange and acid-base state at 5,260 m in high-altitude Bolivians and acclimatized lowlanders / P.D.Wagner [et al.] // J. Appl. Physiol. 2002. Vol.92. №4. P.1393−1400.


Review

For citations:


Grishin O.V., Basalaeva S.V., Ustuzaninova N.V., Umantseva N.D., Gladyrʹ S.N. LUNG RESPIRATION REACTION AND ENERGY METABOLISM INTENSITY IN NOT ADAPTED TO HYPOXIA PEOPLE EXPOSED TO INCREASED HYPOXIA. Bulletin Physiology and Pathology of Respiration. 2014;(51):8-14. (In Russ.)

Views: 282


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1998-5029 (Print)