ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ

Дыхание (respiratio) — совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода из окружающей среды, использование его в биологическом окислении и удаление из организма продукта окисления — углекислого газа. Различают дыхание тканевое и внешнее.

Тканевое дыхание (син.: клеточное дыхание) — совокупность процессов дыхания в тканях живого организма, представляющих собой аэробные окислительно-восстановительные реакции, приводящие к высвобождению энергии, используемой организмом (ЭСМТ). Тканевое дыхание — двусторонняя диффузия газов (кислорода и углекислого газа) между просветом кровеносных капилляров и клетками внутренних органов. Термин тканевое дыхание используется и в более широком значении — утилизация кислорода в метаболизме клеток [14].

Внешнее дыхание — совокупность процессов газообмена, осуществляемая благодаря функции дыхательных мышц, бронхолегочного аппарата с системной регуляцией, обеспечивающая вентиляцию легочных альвеол и диффузию газов через альвеолярно-капиллярные мембраны (ЭСМТ). Внешнее дыхание — двусторонняя диффузия газов между полостью альвеол легких и просветом кровеносных капилляров межальвеолярных перегородок (аэрогематический барьер) [14].

Аппарат внешнего дыхания включает дыхательные пути, респираторный отдел легких, грудную клетку, включая ее костно-хрящевой каркас и нервно-мышечную систему, а также нервные центры регуляции дыхания. Он обеспечивает альвеолярную вентиляцию и перфузию ткани легкого. Парциальные или комбинированные расстройства функционирования аппарата внешнего дыхания могут привести к дыхательной недостаточности — состоянию, характеризующемуся развитием гипоксии и гиперкапнии в результате нарушения газообменной функции легких.

Оценка функции внешнего дыхания

Для характеристики функции внешнего дыхания используют показатели, которые позволяют эффективно оценивать функции воздухоносных путей и респираторных отделов легких. Речь идет о легочных объемах, объемной скорости выдоха и диффузионной емкости легких.

Статические легочные объемы отражают эластические свойства легких и грудной клетки, а динамические — проходимость дыхательных путей.

Объемная скорость выдоха — максимальная скорость прохождения воздушного потока в дыхательных путях во время форсированного выдоха. Она зависит от следующих факторов: показателей легочных объемов, силы выдоха, эластической тяги легкого, сопротивления мелких дыхательных путей и площади поперечного сечения более крупных дыхательных путей.

Диффузионная емкость или диффузионная способность отражает эффективность переноса газа из альвеол в легочный капиллярный кровоток. Спирометрически определяемые показатели выражают в относительных величинах (%) от средних значений физиологической нормы. Диапазоном нормы считают 80—120 %. Все ниже перечисленные показатели определяются спирометрически [14].

Дыхательный объем (ДО) — объем воздуха, поступающего в легкие за один вдох при спокойном дыхании; в норме его величина колеблется от 500 до 800 мл. Дыхательный объем зависит от напряжения и уровня вентиляции. Часть дыхательного объема, участвующая в газообмене, называется альвеолярным объемом (АО), а остаток (около 30 % ДО) — вредный объем, или анатомически мертвое пространство.

Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — максимальный объем воздуха, изгоняемый из легких вслед за максимальным вдохом. Она уменьшается при рестриктивных болезнях легких. Форсированная жизненная емкость (ФЖЕЛ) аналогична ЖЕЛ за исключением того, что дыхание производится с максимально возможной силой и скоростью. Форсированный выдох вызывает сужение дыхательных путей, замедляя его скорость.

Объем форсированного выдоха за 1 с (ОФСД — объем воздуха, изгоняемый с максимальным усилием из легких в течение первой секунды выдоха после глубокого вдоха, т. е. часть ФЖЕЛ, выдыхаемая за первую секунду. Этот показатель отражает состояние крупных дыхательных путей и выражается в процентах от ЖЕЛ. В норме он равен 75 % ЖЕЛ.

ОФВг/ФЖЕЛиндекс Тиффно. В норме это соотношение больше или равно 70 %. Этот индекс позволяет выявлять обструктивные нарушения и рестриктивные расстройства. Снижение только ОФВ (ОФВ:/ФЖЕЛ < 70 %) свидетельствует об обструкции. Снижение обоих показателей (ОФЛ2/ФЖЕЛ > 70 %) указывает на рестриктивную патологию.

Средняя объемная скорость (_СОС25_75 %) — скорость потока форсированного выдоха в его середине (т. е. между 25 и 75 % ФЖЕЛ). Иначе этот показатель еще обозначают как максимальный поток середины выдоха. СОС, прежде всего, отражает состояние мелких дыхательных путей. Он более информативен, чем ОФСД, при выявлении ранних обструктивных нарушений. Ее величина не зависит от усилия пациента.

Пик объемной скорости выдоха (мощность выдоха) — максимальная объемная скорость, которую больной может развить при форсированном выдохе. Это показатель проходимости дыхательных путей на уровне трахеи и крупных бронхов. Зависит от мышечного усилия пациента.

Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха, содержащегося в легких на высоте максимального вдоха.

Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — объем воздуха, оставшийся в легких в конце нормального выдоха. Он отражает состояние покоя легких и грудной стенки.

Резервный объем выдоха (РОвыд) — часть ФОЕ, которая может быть изгнана из легких при максимально усиленном выдохе.

Остаточный объем легких (ООЛ) — объем воздуха, остающийся в легких после максимально удлиненного выдоха (в норме — 25—30 % от ФОЕ).

Диффузионная способность легких. Она отражает состояние аэрогематического барьера. Ее определяют измерением количества оксида углерода (СО), поступившего из альвеолярного воздуха в кровь легочных капилляров после того, как пациент вдохнет известное количество СО (0,1 %), и выражают в мл/мин/мм рт. ст. Показатель ДСсо помогает дифференцировать астму, хронический бронхит и эмфизему. Снижение этого показателя указывает на сомнительный прогноз при интерстициальной пневмонии.

Кривая податливости (растяжимости). Эластичность легких определяет соотношение изменений легочных объемов и изменения транспульмонального давления. Для раздувания легкого до заданного объема необходимо определенное давление, складывающееся из эластической тяги легкого, направленной внутрь, и эластической тяги грудной клетки, направленной наружу. Зависимость транспульмонального давления от объема легких отображается в виде кривой растяжимости легких.

Податливость, или растяжимость (С), определяется по наклону кривой «давление — объем» (P-V) над уровнем дыхательного объема: С = V/P (в норме 200 мл/см вод. ст.). Потеря эластической тяги легкого, например, при эмфиземе увеличивает растяжимость, смещая кривую податливости влево, а увеличение эластической тяги легкого при рестриктивных заболеваниях легких (легочный фиброз) снижает растяжимость, смещая кривую податливости вниз и вправо.

Сопротивление дыхательных путей (СДП) отражает состояние крупных дыхательных путей, поскольку 80—90 % сопротивления воздушному потоку возникает в них. СДП определяют по динамическим легочным объемам и объемным скоростям выдоха. СДП повышено при обструктивных болезнях легких и снижено при рестриктивных легочных заболеваниях.

Особое значение для оценки функции легких имеет определение парциального давления кислорода и диоксида углерода, а также pH, позволяющих судить о состоянии газообмена между легкими и кровью. р02 при отсутствии патологии снижается с возрастом вследствие утраты легкими эластичности. В норме р02 составляет 90 мм рт. ст., а к 70 годам оно снижается до 70 мм рт. ст. Уменьшение р02 указывает на гипоксемию, однако насыщение тканей кислородом существенно не снижается до тех пор, пока р02 не станет меньше 60 мм рт. ст. рС02 отражает состояние альвеолярной вентиляции. В норме рС02 составляет 35—45 мм рт. ст. Гиперкапния указывает на гиповентиляцию. pH в норме составляет 7,35— 7,45. Сопоставление артериального pH с рС02 позволяет отличить респираторные нарушения от метаболических.

Вентиляционно-перфузионные отношения (V/Q). Вентиляция и легочный кровоток должны обеспечивать достаточную доставку кислорода тканям и адекватную элиминацию диоксида углерода. В легких это соотношение составляет 0,8. В норме допускается физиологический дисбаланс, эквивалентный 2 % шунтирования легочной артериальной крови напрямую в легочную венозную циркуляцию без газообмена. Низкие значения V/Q свидетельствуют о неадекватной вентиляции нормально снабжаемых кровью участков легкого, в результате чего снижается р02 и развивается гипоксемия. Высокие значения V/Q указывают на неадекватную вентиляцию слабо снабжаемых кровью участков легких.

Уровень кислородного обмена низок, так как доступный гемоглобин способен связать ограниченное количество кислорода. Если в участке легкого нет кровотока, то полностью отсутствует газообмен. Для пациентов с нарушениями V/Q типично снижение р02, выраженное в большей степени, чем увеличение рС02. Однако рС02 в дальнейшем возрастает, если легочная патология не позволяет увеличить вентиляцию. В результате возникает гипоксемия и гиперкапния, т. е. острая дыхательная недостаточность.

Альвеолярно-артериальный градиент по кислороду — это разница между альвеолярным р02 (рА02) и артериальным р02 (ра02). При уменьшении альвеолярно-артериального градиента отношение V/Q увеличивается. Расчет этого градиента позволяет отличить гиповентиляцию от других причин гипоксемии и оценить тяжесть легочного заболевания. В норме ра02 на 5—15 мм рт. ст. ниже, чем рА02 вследствие физиологического нарушения V/Q. С возрастом эта разница увеличивается.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >