Объективные показатели нарушения вентиляции

Лекция 18

Патофизиология недостаточности внешнего дыхания

Регуляция внешнего дыхания

Дыхание – поступление кислорода из вне, его утилизация клетками, образование в клетках углекислоты и выведение последней из организма.

Исходя из такого определения, дыхание следует разделять на внешнее и внутреннее.

Внешнее дыхание осуществляется в легких и направлено на поддержание нормального газового состава артериальной крови.

Внутреннее дыхание осуществляется в тканях и представляет собой процессы окисления, сопряженные с окислительным фосфорилированием.

Сегодня будем вести речь о внешнем дыхании.

В регуляции внешнего дыхания участвуют 3 элемента:

1. Рецепторы (воспринимают информацию и передают ее в ДЦ)

Все рецепторы, участвующие в регуляции внешнего дыхания делят на 3 группы:

Хеморецепторы

А) Центральные - залегают на вентральной поверхности ДЦ в местах выхода 9-х и 10-х пар черепномозговых нервов).

Б) Периферические - залегают в аортальных (в дуге аорты) и каротидных (в месте разделения наружной сонной артерии на наружную и внутреннюю ветви) тельцах.

Возбуждение тех и других рецепторов развивается в результате гиперкапнии (накопления углекислоты), гипоксемии (снижении кислорода) и ацидоза.

Рецепторы легких

А) Механорецепторы или рецепторы растяжения (в стенках альвеол)

- когда мы делаем глубокий вдох, стенки альвеол заполняются воздухом, перерастягиваются и эти рецепторы возбуждаются и на смену приходит выдох (рефлекс Геринга-Брейера)

Б) Ирритантные рецепторы

В) Юкстакапиллярные

Прочие рецепторы

А) Барорецепторы – во время гипертонического криза развивается гиповентиляция и, наоборот, при падении АД дыхание учащается.

Б) Терморецепторы – при возбуждении холодовых терморецепторов дыхание сначала останавливается, затем учащается и углубляется; при возбуждении тепловых терморецепторов дыхание меняет свой ритм, но в обратном направлении.

В) Болевые рецепторы - при их возбуждении дыхание сначала останавливается, затем углубляется и учащается.

1. Дыхательный центр (скопление нейронов на различных этажах ЦНС)

Локализация:

1) Ретикулярная формация продолговатого мозга

А) Центр вдоха

Б) Центр выдоха

2) Варолиев мост

А) Центр пневмотаксиса - отвечает за смену вдоха на выдох.

В регуляции смены вдоха на выдох выделяют 2 механизма:

1 - центральный (работает при обычном дыхании, когда дыхательный объем не превышает 0,5л)

Как только в крови повысится концентрация углекислоты, возбуждается инспираторный отдел ДЦ и мы осуществляем вдох. Импульсы по мотонейронам спинного мозга при этом достигли дыхательной мускулатуры, а другая часть импульсов через центр пневмотаксиса устремляется к экспираторному отделу. При этом он возбуждается, вдох обрывается и на смену приходит выдох.

2 - периферический (в основе лежит тормозной рефлекс Геринга-Брейвера) – срабатывает при глубоком дыхании.

При глубоком вдохе импульсы от механорецепторов стенок альвеол достигают инспираторного отдела, он тормозится, и на смену приходит выдох.

Этот рефлекс играет большую роль у новорожденного, когда он делает первый вдох. Перед тем как это сделать ребенок закричит и, кричя, он делает глубокий вдох, в результате чего срабатывает рефлекс Геринга.

Б) Апноистический центр

- если взять животное и сделать перерезку моста выше этого отдела, то у него появляется судорожные вдохи, которые получили название апнезисы.

1. Исполнительный орган (дыхательные мышцы)

Недостаточность внешнего дыхания (НВД)

НВД – состояние, при котором органы дыхания не обеспечивают нормального газового постоянства артериальной крови или последнее достигается за счет их напряженной работы.

Виды НВД:

По скорости развития:

- острая (например, приступ бронхиальной астмы)

- хроническая (это может бытьна фоне хронической пневмонии или обструктивного бронхита)

По степени тяжести:

- компенсированная (при этой форме газовый состав в пределах нормы за счет включения компенсаторных механизмов)

- декомпенсированная (при этой форме регистрируются гиперкапния, гипоксемия и ацидоз)

- скрытая или бессимптомная (когда нет клинических проявлений НВД – одышки)

По патогенезу:

1. Нарушение вентиляции (вентиляционная недостаточность)

Причины:

Нарушение нервной регуляции

А) Патология ДЦ – может развиться опухолях, отеках, менингитах, травматических повреждениях, передозировке наркотическими анальгетиками;

Б) Повреждение спинного мозга – может развиться при рассеянном склерозе, полиомиелите, травмах и опухолях спинного мозга;

В) Нарушение синаптической передачи – при столбняке, ботулизме.

Патология грудной клетки, дыхательных мышц и диафрагмы

А) Тугоподвижность грудной клетки - окостенение межреберных хрящей, деформация ребер и позвоночного столба, обширные переломы ребер, миозиты грудных мышц, межреберная невралгия, ожирение, беременность.

При миозите и невралгии подвижность грудной клетки тормозится сознательно, поскольку неглубокий вдох боли не дает, а глубокий ее усиливает. Поэтому мы сознательно начинаем дышать поверхностно. Но поверхностное дыхание при обычной частоте очень быстро нарушает процесс вентиляции.

Б) нарушение целостности грудной клетки

Наши легкие могут находиться в расправленном состоянии только благодаря постоянному транспульмональному давлению (это разность давления между давлением в полости альвеол и в плевральной щели). Если оно нарушается, то легкие спадаются и развивается ателектаз. А нарушается оно когда в плевральную щель попадает воздух – пневмоторакс.

Патология дыхательных путей (основа обструктивной формы НВД)

А) Нарушение проходимости верхних дыхательных путей – в результате попадания туда инородных тел (пища, монеты, съемные протезы), ларингоспазм (например, при истерии), отек слизистой, воспалительные процессы, сдавление снаружи (опухолью, увеличенным органом)

Б) Нарушение проходимости нижних дыхательных путей – в результате попадания в них всевозможных жидкостей, бронхиолоспазм (например, во время приступа бронхиальной астмы), отек слизистой, воспалительные процессы, сдавление снаружи (опухолью, увеличенным органом).

4) Патология легочной ткани (приводит к рестриктивной форме НВД) 

А) Нарушение эластических свойств легочной ткани (фиброзы; при воспалении и при застойных явлениях в легких; при дефиците сурфактанта);

У сурфактанта 4 функции:

1) благодаря ему снижается поверхностное натяжение, и альвеолы не склеиваются в момент выдоха

2) Благодаря ему легкие остаются относительно сухими - там не накапливается слизь и не образуется пены

3) Облегчается процесс диффузии кислорода

4) Благодаря ему мелкие и крупные альвеолы функционируют одновременно. Если бы не было сурфактанта, то тогда по закону физики мелкие альвеолы бы склеивались и передавали воздух более крупным.

Сурфактант постоянно разрушается, как и образуется.

Б) Уменьшение площади поверхности легочной ткани (ателектазы; туберкулезы и злокачественные образования; постоперационные состояния).

Объективные показатели нарушения вентиляции

1. Статистические легочные объемы и емкости

Объемы:

1) дыхательный объем - ДО (в норме 0,5л)

2) резервный объем вдоха - РОВд (в норме 1,5)

3) резервный объем выдоха - РОВ (в норме 1,5)

4) остаточный объем -ОО (в норме 1,5)

Емкости:

1) ЖЕЛ (ДО+РОВд+РОВ = 3,5л)

2) Общая емкость легких – ОЕЛ (ДО+РОВд+РОВ+ОО = 5л)

3) Функционально остаточная емкость легких – ФОЕЛ (РОВ+ОО = 3л)

4) Дыхательная емкость легких – ДЕЛ (РОВд+ДО = 2л)

1. Показатели, характеризующие воздушный поток (динамические показатели)

1) минутный объем дыхания МОД (ДО Х частота дыхательных движений/мин = 8л)

2) максимальная вентиляция легких - МВЛ (ЖЕЛ Х частота дыхательных движений

3) резерв дыхания – РД (МВЛ – МОД)

4) время форсированного выдоха - ВФВ

1. Показатели механики дыхания (механические показатели)

1) общая работа легких (ОРЛ), затрачиваемая на преодоление эластического и неэластического сопротивления (в норме 0,23 +- 0,006 кг*м/с). В норме эластическая фракция составляет 70%, неэластическая -30%. При патологии показатели могут меняться.

2) бронхиальное сопротивление - БС (в норме 1,5-2,5 см водн.ст.)

1. Показатели газового состава крови

1) Снижение рО₂ в артериальной крови.

2) Снижение насыщения гемоглобина.

3) Снижение содержания кислорода в единице объема крови.

4) Увеличение рСО₂ в артериальной крови.

Показатели при обструктивном и рестриктивном нарушении вентиляции

1. Диффузионная недостаточность (нарушение прохождения газов через альвеолярно-капилларную мембрану)

Показатели:

1) Коэффициент диффузии (соотношение между количеством поглощенного кислорода за одну минуту (400мл) и разностью рО₂ в альвеолах (110 мм рт ст) и рО₂ в легочных венах (90мм рт ст)) – в норме 15-25мл/мм рт. ст. за минуту.

2) Показатели газового состава

А) Понижение содержания рО₂

Б) Гиперкапнии нет, т.к. СО₂ диффундирует в 20 раз быстрее кислорода

Причины:

1) Утолщение альвеолярно-капиллярной мембраны (в норме 0,7-0,9 мкм) – при отеке легкого или при пневмонии

2) Уменьшение площади поверхности легочной ткани ( в норме 150 м² )

3) Уменьшение времени контакта газа с альвеолярно-капиллярной мембраной (в норме при спокойном дыхании газ контактирует с мембраной 0,5-0,6с).

1. Перфузионная недостаточность (нарушение легочного кровотока)

Показатели:

1) МОК (сердечный выброс) – в норме 5-6л.

Причины:

1. Все формы недостаточности кровообращения;

2. Нарушение соотношения между эффективным и шунтовым кровотоком. Шунтовой кровоток идет в обход истинных капилляров через артерио-венозные шунты и кровоток там не осуществляется.

Это происходит при:

1. Наличии артерио-венозных анастомозов

2. Есть такое понятие как кровоток в нефункционирующих альвеолах. В спокойном состоянии у нас чать альвеол находится в состоянии физиологического ателектаза (не участвуют в дыхании), но кровоток там происходит.

3. Наличии артерио-венозных шунтов между бронхиальным деревом, снабжаемым кровью БКК, и легочной тканью, снабжаемой кровью МКК.

Показатели НВД

1. Объективные

1) Основные (показатели газового состава артериальной крови), отражающие нарушение газового состава артериальной крови.

А) Напряжение кислорода (в норме 80-100 мм рт.ст.)

Б) Насыщение кислорода (92-98%)

В) Напряжение углекислоты (40 мм рт. ст.)

Г) рН (7,35-7,40)

Д) содержание кислорода в единице объема (16-20 мл в 100 мл крови)

2) Косвенные, характеризующие вентиляцию.

А) показатели при вентиляционной недостаточности

Б) показатели при нарушении перфузии

В) показатели при нарушении диффузии

1. Субъективные – одышка.

Одышка – нарушение вентиляции, сопровождающееся чувством нехватки воздуха или чувством дискомфорта.

Виды:

1. Патологическая

А) Легочная

Б) Соматические (сердечная, церебральная и кровяная)

2. Физиологическая

Кроме того, одышка бывает инспираторной, экспираторной и смешанной.