Типы гиповентиляционных расстройств

В зависимости от преобладающих нарушений биомеханики дыхания выделяют обструктивный и рестриктивный типы гиповентиляционных расстройств.

Обструктивный тип характеризуется уменьшением проходимости воздухоносных путей. Патогенетическую основу данного типа патологии составляет возрастание резистивного, неэластического сопротивления воздушному потоку. Обструктивные нарушения вентиляции характеризуются снижением максимальной вентиляции легких (МВЛ) и других динамических параметров (объема форсированного выдоха – ОФВ за 1-ую сек., индекса Тиффно, ФЖЕЛ/ОФВ1%, форсированного экспираторного потока - ФЭП 25-75%, пиковой объемной скорости – ПОС, объемной скорости потока на протяжении всего выдоха). Статические объемы сохранены (остаточный объем легких – ОО, функциональная остаточная емкость легких – ФОЕ, общая емкость легких - ОЕЛ, жизненная емкость легких – ЖЕЛ). При умеренной обструкции, характерной для бронхиальной астмы средней тяжести форсированная жизненная емкость легких - ФЖЕЛ не изменяется. При более значительной обструкции, свойственной тяжелой эмфиземе, значительная утрата эластической отдачи легких вызывает увеличение ОО и ФОЕ. ФЖЕЛ на этом фоне снижается.

При нарушении проходимости верхних дыхательных путей (ВДП), обусловленных попаданием инородных тел в просвет ВДП, утолщением стенок ВДП в результате воспалительного отека слизистой или опухолевого процесса, спазмом мышц гортани, сдавлением стенок дыхательных путей извне (опухолевый рост в тканях, окружающих дыхательные пути, заглоточный абсцесс, увеличение объема соседних органов – щитовидной железы) развивается стенотическое дыхание. Оно характеризуется замедлением заполнения легких воздухом. Такое редкое, глубокое дыхание объясняется ослаблением тормозящего действия рефлекса Геринга-Брейера и усиленным поступлением импульсов от межреберных мышц. Исследование объемной скорости воздушного потока помогает выявить функциональные типы обструкции верхних дыхательных путей. При фиксированной обструкции ВДП (стеноз трахеи) снижается скорость воздушного потока как в фазе вдоха, так и в фазе выдоха. При переменной внегрудной обструкции (паралич или опухоль голосовой связки) наблюдается избирательное ограничение объемной скорости потока воздуха во время вдоха. При переменной внутригрудной обструкции (опухоль трахеи выше бифуркации) компрессия воздухоносных путей избирательно усиливается во время выдоха. Поэтому скорость экспираторного потока снижается, а инспираторная объемная скорость потока остается в норме.

Нарушения проходимости нижних дыхательных путей обусловлены: бронхо- или бронхиолоспазмом; спадением мелких бронхов при утрате легкими эластических свойств; сужением просвета воздухоносных путей вследствие развития отечно-воспалительных изменений стенки бронхов; обтурацией бронхиол патологическим содержимым (кровью, экссудатом); компрессией мелких бронхов в условиях повышения трансмурального давления, например, при кашле; утратой легкими эластических свойств (эмфизема). При обструкции нижних дыхательных путей или утрате легкими эластических свойств затрудняется фаза выдоха. Сила эластической тяги легких и стенок грудной клетки оказывается недостаточной для изгнания воздуха из альвеолярных пространств. В обеспечении выдоха становится необходимым участие дыхательной мускулатуры В результате такого активного выдоха внутриплевральное давление становится положительным, что приводит к повышению внутрилегочного давления и экспираторному закрытию дыхательных путей, вызывающее дополнительное затруднение выдоха. Для обструктивного типа расстройств дыхания характерна экспираторная одышка. Пневмограмма при такого типа нарушений характеризуется удлинением фазы выдоха.

Рестриктивный тип гиповентиляционных растройтсв возникает вследствие ограничения расправления легких в фазе вдоха. По происхождению выделяют внутри- и внелегочные формы рестриктивных нарушений.

В основе легочной формы данных нарушений лежит увеличение эластического сопротивления легких. Например, при обширных пневмониях, пневмофиброзе, ателектазе, опухолях и кистах легких, диффузном разрастании соединительной ткани, дефиците сурфактанта.

Внелегочные формы рестриктивных расстройств возникают вследствие ограничения экскурсий грудной клетки при больших плевральных выпотах, гемо-и пневмотораксе, снижентии подвижности связочно-суставного аппарата грудной клетки, механического сдавления грудной клетки.

Уменьшение способности легких растягиваться во время инспирации сопровождается уменьшением глубины вдохов и увеличением частоты дыхания, преимущественно, за счет укорочения выдоха. Формируется поверхностный, учащенный тип дыхания – тахипноэ. В механизме развития поверхностного типа дыхания определенное значение имеют рефлексы с юкстакапиллярных рецепторов легких, рецепторов грудной клетки, плевры.

Для гиповентиляционных нарушений рестриктивного типа характерно уменьшение статических объемов (ЖЕЛ, ФОЕ, ОО, ОЕЛ) и снижение движущей силы экспираторного потока. Функция воздухоносных путей остается нормальной, следовательно, скорость воздушного потока не претерпевает изменений. Хотя ФЖЕЛ и ОФВ1 снижаются, отношение ОФВ1/ФЖЕЛ% в пределах нормальных значений или повышено. При рестриктивных легочных расстройствах уменьшенный объем легких снижает эластическую отдачу. Поэтому форсированный экспираторный поток – ФЭП между 25% и 75% ФЖЕЛ снижен и в отсутствии обструкции воздухоносных путей. Из-за снижения объема легких абсолютная объемная скорость воздушного потока и ПОС также уменьшены. Но объемные скорости экспираторного потока увеличены по сравнению с объемными скоростями потока у здорового человека при том же объеме легких.

Гиповентиляционные расстройства дыхания возникают при расстройствах регуляции СВД. Они сопровождаются грубыми нарушениями ритмогенеза, формированием патологических типов дыхания, развитием апноэ.

Изменение газового состава артериальной крови при альвеолярной гиповентиляции характеризуется увеличением напряжения Расо₂ – гиперкапнией и снижением напряжения Рао₂ – гипоксемией.

Альвеолярная гипервентиляция сопровождается увеличением МОД, ЖЕЛ, МВЛ. К альвеолярной вентиляции могут привести: чрезмерная стимуляция дыхательного центра избытком поступающей к нему возбуждающей афферентации; интоксикация; лихорадка; развитие экзогенной гипоксии; проведение аппаратной вентиляции легких при операциях, в послеоперационном периоде, при параличе и судорожном состоянии дыхательных мышц.

Альвеолярная гипервентиляция сопровождается формированием частого, глубокого дыхания – гиперпноэ. При альвеолярной гипервентиляции выделяется углекислый газ, что приводит к понижению напряжения Рсо₂ в альвеолярном воздухе и в артериальной крови – гипокапнии.

Гипервентиляция может стать причиной серьезных расстройств жизнедеятельности, вследствие нарушения электролитного баланса и кислотно-щелочного равновесия. Состояние, сопровождающееся гипокапнией, способствует нарушению кровообращения сердца, мозга и угнетению ДЦ.

Неравномерная альвеолярная вентиляциясопровождает патологию легких, при которой наблюдаются обструктивные и рестриктивные нарушения вентиляции. Нарушения газового состава артериальной крови характеризуются гипоксемией, но не всегда приводят к гиперкапнии.

128. Основные причины нарушений диффузии газов через лёгочную мембрану. Изменения газово­го состава альвеолярного воздуха и артериальной крови при нарушении диффузии.

Переход О₂ из альвеолярного воздуха в кровь легочных микрососудов, а СО₂ в обратном направлении осуществляется путем диффузии по градиенту концентрации газов в указанных средах. Показателей, характеризующим диффузию газов, является величина, обратная сопротивлению диффузии, называемая диффузионной способностью легких (ДL). Этот параметр показывает количество мл. газа, проходящее через легочную мембрану за 1 мин. при трансмембранной разности парциальных давлений газа в 1 мм.рт. ст. У здорового человека в покое ДL О₂ легких составляет 15-20 мл О₂/мин./мм.рт.ст. ДL CО₂ в 20 раз выше, поэтому ограничения диффузии СО₂ в легких практически не существует. В условиях патологии снижение диффузионной способности легких может быть обусловлено нарушениями мембранного компонента (утолщение альвеоло-капиллярной мембраны, качественными измениями слоев аэрогематической мембраны) и (или) капиллярного компонента (увеличение плазменной фракции крови).

Нарушение диффузионной способности легких (ДСЛ) наблюдается при:

- диффузном фиброзирующем альвеолите (синдром Хамманм-Рича);

- ²синдроме гиалиновых мембран² у новорожденных, обусловленном недостаточной выработкой сурфактанта;

- пневмокониозах (силикоз, асбестоз, бериллиоз);

- патологических процессах, приводящих к уменьшению поверхности газообмена (острые и хронические воспалительные процессы: кавернозный туберкулёз, абсцесс, ателектаз, пневмония);

- токсических поражениях легких;

- развитии интерстициального отека;

- развитии интерстициального фиброза (развивается альвеолокапиллярный блок)

- склеротических изменениях паренхимы легких и стенок сосудов;

-уменьшении времени контакта крови с альвеолярным воздухом (время прохождения крови по капиллярным сосудам легочных альвеол составляет 0,5-0,6c, а для полной диффузии газов достаточно всего 0,2 с. Однако такое время диффузии характерно для нормальной альвеолокапиллярной мембраны. Если же она изменена, то при значительном ускорении кровотока (при физической на­грузке, анемии, горной болезни и др.) газы не успевают в достаточном количестве диффундировать через альвеолокапиллярную мембрану и тогда меньшее количество гемоглобина связывается с кислородом)

Нарушение ДСЛ сопровождается гипоксемией без гиперкапнии. Простейшим функциональным тестом для выявления этих нарушений ДСЛ является произвольная гипервентиляция. При этом имеющаяся у больного гипоксемия не устраняется, а, наоборот, усугубляется, что обусловлено несоответствием потребности в О₂ активно работающими дыхательными мышцами и его обеспечением.

129. Основные причины нарушения перфузии легких. Хроническая лёгочно-сердечная недоста­точность: лёгочное сердце, этиология, патогенез, клинические проявления.

Важнейшим условием, определяющим эффективность газообменной функции легких является степень соответствия легочной вентиляции гемодинамике в малом круге кровообращения. Соотношение между вентиляцией и кровотоком принято характеризовать с помощью вентиляционно-перфузионного показателя (ВПП). В норме он равен 0,8 – 1,0, что отражает адекватность минутного объема альвеолярной вентиляции минутному объему кровотока в легких (АВ – 4-5л/МОК – 5л).

Адекватность легочной вентиляции перфузии легких в различных структурно-функциональных единицах легких обеспечивается внутрилегочными (местными) механизмами ауторегуляции ВП отношений. К ним относятся вазо- и бронхомоторные реакции на изменение газового состава альвеолярного воздуха. В гиповентилируемых участках кровоток уменьшается благодаря снижению в этих участках парциального давления Ро₂ и нарастанию напряжения Рсо₂, что способствует спазму сосудов. А в участках со сниженным (по отношению к вентиляции) кровотом развивается гипокапния, что способствует бронхоконстрикции и снижению вентиляции.

Нарушения перфузии лёгких:

· гипотензивные (↓ АД, ↓ давления в МКК при шоке, коллапсе, кровопотере, правожелудочковой сердечной недостаточности)

· гипертензивные (↑ давления в МКК)

o прекапиллярные (↑ давления в артериолах МКК вследствие их спазма, сдавления, облитерации)

o посткапиллярные (↑ давления в артериолах МКК вследствие нарушения оттока венозной крови из МКК и ↑ давления в венах, капиллярах и артериолах)

Снижение ВПП наблюдается при локальной альвеолярной гиповентиляции (расстройства обструктивного и рестриктивного типов). Минутный объем альвеолярной вентиляции снижается и не соответствует уровню перфузии, которая в таком случае становится бесполезной. В альвеолярном воздухе увеличивается парциальное давление Рсо₂ и снижается парциальное давление Ро₂. Газовый состав артериальной крови характеризуется гипоксемией и гиперкапнией.

Увеличение ВПП (регионарное) происходит при локальной закупорке, стенозе или спазме сосудов системы легочной артерии. Наблюдается частичное обесценивание альвеолярной вентиляции, излишнее выведение СО₂ (образуются альвеолярные мёртвые пространства). В альвеолярном воздухе повышается напряжение Ро₂ и снижается напряжение Рсо₂. В артериальной крови понижается напряжение Расо₂ (гипокапния). Наблюдается при эмфиземе, ателектазе, пневмосклерозе, сердечной недостаточности, пороках сердца, сосудистой недостаточности.

«Легочное сердце» (лёгочно-сердечная недостаточность)– патологический процесс, в основе которого лежит резкое ↑ сопротивления сердечному выбросу в сосудах МКК с явлениями декомпенсации правого желудочка.

Лёгочное сердце бывает:

• острое (быстрое ↑ сопротивления в системе лёгочной артерии: эмболия или тромбоэмболия → возникает острая перегрузка правого желудочка, относительная коронарная недостаточность с явлениями фибрилляции и частыми летальными исходами)
• хроническое (постепенное ↑ сопротивления в системе лёгочной артерии: все хронические обструктивные заболевания лёгких (ХОБЛ); постепенно развивается гипертрофия правого желудочка с дальнейшей его перегрузкой)

130. Одышка, периодическое и терминальное дыхание. Их типы, патогенетическая характеристи­ка, механизмы развития.

Одышка (диспноэ) - мучительное ощущение затруднения дыхания и нехватки воздуха, объективно сопровождающееся изменением частоты, глубины и ритма дыхания.

Испытывая ощущение недостатка воздуха, человек не только непроизвольно, но и сознательно увеличивает активность дыхательных движений, стремясь избавиться от этого тягостного ощущения, наличие которого и является самым существенным отличием диспноэ от других видов нарушения регуляции дыхания. Поэтому у человека в бессознательном состоянии одышки не бывает.

Клиницисты отмечают, что наблюдаются ситуации, когда дышать действительно тяжело, но одышки при этом не возникает. Например, гипервентиляция в ответ на метаболический ацидоз редко сопровождается одышкой. С другой стороны, больные с внешне спокойным дыханием могут жаловаться на нехватку воздуха. Ощущение одышки, например, может возникнуть у парализованных пациентов, которым проводится аппаратное дыхание. Некоторые виды одышки не связаны непосредственно с физическим напряжением. Внезапное и неожиданное возникновение одышки в покое может быть результатом эмболии сосудов легких, спонтанного пневмоторакса или сильного возбуждения. Появление одышки после принятия больным положения на спине может возникнуть у больных с бронхиальной астмой и хронической обструкцией дыхательных путей, а также являться частым симптомом при двустороннем параличе диафрагмы.

В патологии одышку могут вызвать следующие процессы: 1. снижение оксигенации крови в легких (снижение парциального давления молекулярного кислорода во вдыхаемом воздухе, нарушение легочной вентиляции и кровообращения в легких); 2. нарушение транспорта газов кровью (анемия, недостаточность кровообращения); 3. ацидоз; 4. повышение обмена веществ; 5. функциональные и органические поражения центральной нервной системы (сильные эмоциональные воздействия, истерия, энцефалит, нарушения мозгового кровообращения).

Этиология и патогенез одышки при различных патологических процессах изучены недостаточно. Однако, нарушение в каком-либо из 3 функциональных компонентов дыхательной системы могут стать причиной одышки и измеримых отклонений функции легких. Таковыми являются:

- патологические изменения в системе дыхательных путей;

- нарушение эластических свойств легочной паренхимы;

- патологические изменения грудной клетки, межреберных мышц, диафрагмы.

Механизмы развития одышки многообразны и зависят от конкретной клинической ситуации, в которой она развивается. Одышка может возникать:

- при повышении работы дыхательных мышц (на фоне возрастания сопротивления прохождению воздуха в верхних и нижних дыхательных путях);

- при несоответствии степени растяжения дыхательной мускулатуры степени напряжения, возникающей в ней, контролируемой веретенообразными нервными окончаниями;

- при изолированном или сочетанном раздражении рецепторов верхних дыхательных путей, легких, дыхательных путей меньшего диаметра.

Однако, в любом случае одышка развивается при чрезмерной или патологической активации бульбарного дыхательного центра афферентной импульсацией от различных структур через многочисленные пути, включая:

- внутригрудные вагусные рецепторы;

- афферентные соматические нервы, исходящие от дыхательных мышц, грудной стенки скелетных мышц, суставов;

- хеморецепторы мозга, аортальные, каротидные тельца, другие отделы системы кровообращения;

- высшие корковые центры;

- афферентные волокна диафрагмальных нервов.

Дыхание при одышке, как правило, глубокое и частое. Усиливается как вдох, так и выдох, который носит активный характер и совершается при участии экспираторных мышц. Однако, в некоторых случаях может преобладать либо вдох, либо выдох. Тогда говорят об инспираторной (затруднен и усилен вдох) или экспираторной (затруднен и усилен выдох) одышке. Инспираторная одышка наблюдается в 1 стадии асфиксии, при общем возбуждении ЦНС, при физической нагрузке у больных с недостаточностью кровообращения, при пневмотораксе. Экспираторная одышка возникает при бронхиальной астме, эмфиземе, когда при выдохе увеличивается сопротивление току воздуха в нижних дыхательных путях.

Одышка: легочная, сердечная, церебральная, почечная и др. виды.

Типы одышки:

1. Одышка с углублением и учащением дыхания:

невротические состояния

эмоциональные потрясения

снижение рО₂ в воздухе

напряженная мышечная работа.

Чрезмерная импульсация от периферических рецепторов - возбуждение ДЦ - чрезмерное наполнение легочных альвеол - раздражение рецепторов легких - переключение на выдох.

Часто носит приспособительный характер.

Гипервентиляция легких возникает.

Включение резервных альвеол в легких (в норме 8 л/мин; до 20 л/мин при данном виде одышки).

При гипервентиляции возникает гипокапния (удаление СО₂) - нарушение мозгового кровообращения (спазм мозговых сосудов) - обморок, судороги.

2. Глубокое, но медленное дыхание (брадипное).

В норме: у спортсменов в покое

после гипервентиляции

в состоянии сна

Патология: стенотическое дыхание при стенозу ВДП.

Воздух в легкие поступает с трудом

Заполнение альвеол идет медленно

Повышается порог легочного рефлекса и вдох долго не тормозится и не переключается на выдох.

Инспираторная одышка: затруднена фаза вдоха, вдох как бы в 2 фазы:

3. Частое поверхностное дыхание (тахипноэ).

Поражение нижних дыхательных путей (пневмония, эмфизема легких)

Перераздражение легочных рецепторов - порог легочного рефлекса понижается - не требуется полного расправления альвеол - переход на частое дыхание.

при переломах ребер - щадящее дыхание (боль в грудной клетке вызывает рефлекторное уменьшение глубины дыхания).

Экспираторная одышка (нарушена фаза выдоха):

Возникает при спазме легочных дыхательных путей: приступ бронхиальной астмы.

Эластической тяги легкого недостаточно для продвижения выходящего из альвеол воздуха и включается дополнительная дыхательная мускулатура.

Типы периодического дыхания: дыхание Чейна-Стокса, Биота, волнообразное. Все они характеризуются чередованием дыхательных движений и пауз – апноэ. В основе развития периодических типов дыхания лежат расстройства системы автоматического регулирования дыхания.

При дыхании Чейна-Стокса паузы чередуются с дыхательными движениями, которые сначала нарастают по глубине, затем убывают.

Существует несколько теорий патогенеза развития дыхания Чейна-Стокса. Одна из них рассматривает его, как проявление нестабильности в системе обратных связей, регулирующих вентиляцию. При этом угнетается не дыхательный центр, а медуллярные хемочувствительные структуры, вследствие чего и уменьшается активность дыхательных нейтронов. Дыхательный центр “пробуждается” лишь под действием сильной стимуляции артериальных хеморецепторов нарастающей гипоксемией с гиперкапнией, но как только лёгочная вентиляция нормализует состав газов крови, вновь наступает апноэ.

При дыхании Биота паузы чередуются с дыхательными движениями нормальной частоты и глубины.

В 1876 г. С. Вiot описал такое дыхание у больного туберкулезным менингитом. Впоследствии, многочисленные клинические наблюдения выявили дыхание типа Биота при патологии ствола мозга, а именно, его каудального отдела. Патогенез дыхания Биота обусловлен поражением стволовой части мозга, в частности, пневмотаксической системы (средняя часть моста), которая становится источником собственного медленного ритма, который в норме подавляется тормозящим влиянием коры головного мозга. В результате чего, происходит ослабление передачи афферентной импульсации через эту область моста, участвующей в центральной дыхательной регулирующей системе.

Волнообразное дыхание характеризуется дыхательными движениями постепенно нарастающими и убывающими по амплитуде. Вместо периода апноэ регистрируюся низкоамплитудные дыхательные волны.

К терминальным типам дыханияотносятся дыхание Куссмауля (большое дыхание), апнейстическое дыхание, гаспинг дыхание. Они сопровождаются грубыми нарушениями ритмогенеза.

Для дыхания Куссмауля характерен глубокий вдох и форсированный удлиненный выдох. Это шумное, глубокое дыхание.

Оно характерно для пациентов с нарушением сознания при диабетической, уремической, печеночной комах. Дыхание Куссмауля возникает в результате нарушения возбудимости дыхательного центра на фоне гипоксии мозга, метаболического ацидоза, токсических явлений.

Апнейстическое дыхание характеризуется продолжительным судорожным усиленным вдохом, изредка прерывающимся выдохом.

Такой вид дыхательных движений возникает при поражении пневмотаксического центра (в эксперименте – при перерезке у животного обоих блуждающих нервов и ствола на границе между передней и средней третью моста).

Гаспинг дыхание – это единичные, глубокие, редкие, убывающие по силе вздохи.

Источником импульсов при данном виде дыхательных движений являются клетки каудальной части продолговатого мозга. Возникает в терминальной фазе асфиксии, при параличе бульбарного дыхательного центра. До недавнего времени считалось, что возникновение терминальных типов дыхания (апнейстического и гаспинг дыхания) обусловлено множественностью центров, регулирующих дыхание, иерархической структурой дыхательного центра. В настоящее время появились данные , показывающие, что при апнейстическом дыхании и дыхании типа гаспинг в ритмогенезе участвуют одни и те же дыхательные нейроны. С этих позиций апнейзис можно считать вариантом обычного дыхательного ритма с затяжным вдохом, генерирующимся на той стадии гипоксии, когда еще сохранена адекватность ответов дыхательных нейронов на афферентную импульсацию, но уже изменены параметры активности инспираторных нейронов.

Гаспинг дыхание является другой, необычной формой дыхательных движений и проявляется при дальнейшем значительном углублении гипоксии. Дыхательные нейроны оказываются невосприимчивыми к внешним воздействиям. На характер гаспинга не влияют напряжение Расо₂, перерезка блуждающих нервов, что позволяет предположить эндогенную природу гаспинга.