2 курс / Нормальная физиология / Сердце и легкие

типна. Изменения дыхательного объема, частоты

дыхания, минутной вентиляции легких, а также аль- веолярно-артериальный градиент кислорода вполне

предсказуемы. Изменения в распределении вентиля-

ции, отражающиеся в величине отношения объема мертвого пространства к дыхательному объему, спо-

собствуют заметному увеличению потоков кислоро-

äà è ÑÎ2 во время выполнения физической нагрузки.

Наблюдая, как дышит человек во время работы,

было замечено, что «настройка» легочной вентиляции на мышечную нагрузку протекает в три фазы [12,

13, 48].

В первые секунды дыхание резким скачком усиливается – углубляется и учащается. Такое гипер-

пноэ возникает под влиянием импульсации от рецеп-

торов двигательного аппарата и в результате распространения на дыхательный центр мощного возбуж-

дения от моторных зон больших полушарий голов-

ного мозга, обеспечивающих двигательную активность.

Затем следует плавное нарастание вентиляции,

кривая которого близка к экспоненциальной. Эта фаза соответствует периоду «врабатывания», адапта-

ции к нагрузке.

И, наконец, функция дыхания достигает своего устойчивого состояния, то есть постоянного уровня,

иногда несколько ниже начального. Такое состояние

наступает в среднем через 2–4 мин после начала работы. Именно в устойчивом состоянии легочная вен-

тиляция оказывается в соответствии с возросшим по-

треблением кислорода. В связи с таким соответствием обычно сохраняются на нормальном уровне газо-

вый состав (РО2, ÐÑÎ2) и рН артериальной крови.

Если же возникает несоответствие между дыханием и обменом газов и происходят изменения в химиз-

ме внутренней среды, – хеморецепторный механизм

меняет активность дыхательного центра и такое соответствие снова достигается.

При выполнении легкой работы дыхание обычно

преимущественно углубляется, особенно у тренированного человека, при тяжелых нагрузках – учаща-

ется. Как только работа прекращается, вентиляция

легких круто падает, хотя на некоторое время обычно остается выше, чем в покое.

Резюмируя изложенное, приводим общую схему

(рис. 100), которая иллюстрирует представления о механизмах, регулирующих внешнее дыхание при

физической нагрузке. На схеме показано, что сигна-

лизация о начале работы (1) вызывает появление в коре головного мозга двигательной доминанты (2).

Кора посылает команды, управляющие сокращени-

ями мышц (3) и одновременно возбуждающие дыхательный центр (4), активация которого способствует

импульсации рецепторов работающих мышц (5). Усиление работы дыхательной мускулатуры (6) и венти-

2

1

4

3

6

5

10

7

PÑÎ2, PÎ2, [H+]

Ðèñ. 100. Механизмы регуляции внешнего дыхания при мышечной работе. Пояснение в тексте

ляции легких (7) компенсирует возросшее потребление мышцами кислорода и продукцию двуокиси уг-

лерода (8), обеспечивая сохранение постоянного га-

зового состава и рН в артериальной крови (9). Если же эта компенсация оказывается недостаточной и

химизм крови меняется, усиленная импульсация хе-

морецепторов (10) оказывает на дыхательный центр дополнительное стимулирующее влияние.

В норме даже значительные динамические нагруз-

ки выполняются за счет аэробного метаболизма. Однако при очень большой нагрузке или легочно-сер-

дечной патологии метаболизм может становиться в

значительной мере анаэробным.

Анаэробный порог работы определяется как уровень физической нагрузки, выше которого аэробный

метаболизм не способен полностью удовлетворить энергетические запросы организмы, и включается

анаэробный метаболизм. Когда кислородный запрос

работающих мышц превышает их кислородное обеспечение, промежуточный метаболизм приводит к

превращению пирувата в лактат. Повышенные коли-

чества молочной кислоты забуфериваются ионами бикарбоната, что ведет к увеличению образования и

выведения СО2. Эти изменения вместе с вентиляци-

онной реакцией на возрастающий лактатный ацидоз приводят к характерным сдвигам в газообмене, кото-

рые позволяют идентифицировать анаэробный порог

нагрузки.

Итак, мы рассмотрели основные принципы нервной и гуморальной регуляции в условиях физиологи-

ческого покоя и при физической нагрузке. Еще од-

ним физиологическим состоянием организма является сон.

2.4.3. Регуляция дыхания во время сна

Несмотря на то, что человек почти одну треть своей жизни проводит во сне, о его необходимости и вли-

янии на здоровье известно относительно немного. Сон, являясь, вероятно, пассивным состоянием, фак-

тически представляет собой комплекс сложных про-

цессов и глубинных физиологических изменений в системе кровообращения, механике дыхания и его

регуляции.

Нормальный сон характеризуют две отдельные фазы [6, 13]:

–сон с медленным движением глаз (ÌÄÃ-ñîí), известный также как спокойный, или медленно-вол- новый, сон, занимающий больший период времени;

–сон с быстрым движением глаз (ÁÄÃ-ñîí), известный также как парадоксальный, или кратковременный активный, сон; именно в эту фазу, кото-

рая повторяется через определенные интервалы, человек видит сновидения.

Каждая из этих фаз имеет специфические физиологические и электроэнцефалографические (ЭЭГ)

признаки.

Начало сна – это МДГ-сон, который в соответствии с изменениями ЭЭГ делится на четыре стадии. Каждая последующая стадия представляет собой все более глубокий сон. Здоровый взрослый человек во

сне проходит последовательно все четыре стадии и достигает последней примерно через 35 минут после

засыпания.

Повторяющиеся циклы стадий МДГ-сна прерываются периодами БДГ-сна, который характеризует-

ся повышенной метаболической активностью центральной нервной системы, и кривая ЭЭГ в эти пери-

оды сходна с состоянием бодрствования.

Фазы спокойного и активного сна в течение ночи циклически чередуются. Циклы БДГ-сна возникают

на протяжении ночи 4–6 раз через каждые 90–110 мин и продолжаются, как правило, 10–30 мин, удлиняясь

к утру. При этом на долю МДГ-сна приходится 75– 80% сна, а БДГ-сон занимает примерно 20–25% общего времени сна.

Физиологические изменения кровообращения во время сна могут быть весьма значительными. Системное

АД снижается во время МДГ-сна и значительно колеблется во время БДГ-сна. Временами АД в период БДГ-сна может быть даже выше, чем во время бодр-

ствования. Частота сердечных сокращений также снижается на 5–10% во время МДГ-сна при значи-

тельной ее вариабельности в течение БДГ-сна. Ана-

логично изменяется и сердечный выброс. Давление в легочной артерии во сне повышается, но системное сосудистое сопротивление снижается.

У здоровых людей во сне значительные гемодинамические сдвиги маловероятны, однако вполне

возможны у больных с сердечно-сосудистой патологией и другими нарушениями, сопровождающимися снижением сердечного выброса.

Влияние сна на дыхание зависит от стадии сна. Нормальный дыхательный паттерн может быть периоди-

ческим на 1 и 2-й стадиях, особенно у пожилых людей, и регулярным на 3 и 4-й стадиях МДГ-сна. Во время БДГ-сна паттерн дыхания нерегулярен. Не-

большое число апноэ может наблюдаться даже у здоровых молодых людей. Нерегулярность максималь-

но выражена во время частых быстрых движений глаз и сопровождается гиповентиляцией. Эта вариабель-

ность касается не только ритма вдоха и выдоха, но также амплитуды дыхательных движений.

Ряд параметров вентиляции легких во время сна

предсказуемо изменяется, что может иметь значи- тельные физиологические последствия. Наиболее

ощутимы изменения альвеолярной вентиляции, со-

провождающиеся колебаниями объема легких, сопротивления дыхательных путей, газов артериальной

крови и потребления кислорода.

Главным фактором снижения минутной вентиляции (МОД) является повышение сопротивления воз-

духоносных путей во время БДГ-сна вследствие ги-

потонии или атонии мышц-расширителей. Кроме того, атония мышц грудной стенки в период БДГ-сна

становится причиной уменьшения функциональной

остаточной емкости легких, которое приводит к нарушению вентиляционно-перфузионных отношений.

Альвеолярная вентиляция уменьшается во время

сна, прежде всего, из-за уменьшения дополнительного объема. В итоге РаСО2 повышается, а РаО2 –

снижается. Гиперкапния и гипоксемия более выра-

жены во время БДГ-сна, чем МДГ-сна. В период БДГсна потребление кислорода у здоровых людей снижа-

ется на 15–25%, но это скорее зависит от циркадного

ритма, чем от стадии сна.

Регуляция дыхания во время сна у здоровых людей и больных с дыхательными расстройствами, связан-

ными со сном, является сложным процессом. Предполагается, что дыхание контролируется централь-

ным генератором дыхательного паттерна – дыхатель-

ным центром, расположенным в продолговатом мозге. Однако высшие корковые центры могут подчинять

центральный генератор паттерна дыхания, а корко-

вые импульсы – влиять на вентиляцию при бодрствовании. Подобным же образом корковые центры мо-

гут оказывать значительное воздействие на медулляр-

ные дыхательные нейроны во время сновидения. Как уже указывалось, информацию в дыхательный

центр посылают рецепторы грудной стенки и легких,

и их стимуляция приводит к частому поверхностно-

му дыханию и сопутствующему уменьшению дыхательного объема и продолжительности вдоха.

Наконец, центральный генератор структуры пат-

терна дыхания получает информацию от каротидного тела – главного периферического хеморецептора,

распознающего изменения РаО2 и отвечающего за

увеличение легочной вентиляции во время гипоксии. Изменения РаСО2 и рН улавливаются главным обра-

зом хеморецепторами продолговатого мозга.

Угнетение центрального аппарата регуляции у здоровых людей во время МДГ-сна, очевидно, связано

со снижением активности ретикулярной формации

ствола и падением тонуса коры головного мозга. Показано, что во сне ослабляется реакция на двуокись

углерода – важнейший побудитель вентиляции. Это

свидетельствует о снижении чувствительности медуллярных хеморецепторных структур [13, 48]. В таких

условиях ответственность за поддержание активнос-

ти дыхательного центра берут на себя рецепторы каротидного тела, и, таким образом, главная роль в

обеспечении вентиляции легких переходит от гипер-

капнического стимула к гипоксическому. Изменениям внешнего дыхания во время сна спо-

собствует также понижение активности мышечного

аппарата, регулирующего просвет воздухоносных путей, вследствие чего нарушается их проходимость –

наступает обструкция. Обычное проявление обструк-

ции верхних дыхательных путей – всем известное храпение, которому способствует положение спящего

человека на спине.

Если обструкция воздухоносных путей сочетается с ослаблением активности дыхательного центра,

что нередко бывает у пожилых людей, дело не огра-

ничивается неприятным для окружающих, но, в сущности, безобидным храпом: сон в таком случае сопро-

вождается длительными остановками дыхания, во

время которых нередко человек, смутно почувствовав дискомфорт, в тревоге просыпается. Такие эпи-

зоды апноэ чреваты нарушениями легочного газооб-

мена – гипоксией, гиперкапнией, ацидозом – и требуют уже вмешательства врачей.

Вопросам патологии дыхания, в том числе вслед-

ствие нарушения механизмов регуляции дыхательного паттерна, посвящены следующие разделы нашей

книги.

2.5. КЛИНИЧЕСКАЯ ПАТОФИЗИОЛОГИЯ ДЫХАТЕЛЬНОЙ НЕДОСТАТОЧНОСТИ И ЛЕГОЧНОЙ ГИПЕРТЕНЗИИ

Предваряя этот раздел, нелишне напомнить, что дыхание – это совокупность процессов, обеспечивающих аэробное окисление в организме, в результате

которого освобождается энергия, необходимая для

жизни. Дыхание поддерживается сбалансированным функционированием нескольких систем:

1)аппарата внешнего дыхания;

2)системы транспорта газов;

3)тканевого дыхания.

Система транспорта газов, в свою очередь, подразделяется на две подсистемы: сердечно-сосудистую

и систему крови. Деятельность всех этих систем связана сложными нервными и гуморальными регуля-

торными механизмами. Поэтому патологические из-

менения в любом из звеньев этой системы могут служить причиной нарушения внешнего или тканевого

дыхания.

Когда речь идет о расстройствах дыхания, связанных с заболеваниями бронхов и легких, использова-

ние термина «дыхательная недостаточность» не со-

всем корректно с позиций системного анализа патологических явлений в организме. Подобные состоя-

ния, видимо, боле правильно называть недостаточ-

ностью внешнего дыхания, или легочной недостаточ- ностью [52, 53].

Внешнее дыхание – это совокупность процессов,

совершающихся в легких и обеспечивающих нормальный газовый состав артериальной крови. Следу-

ет подчеркнуть, что в данном случае имеется в виду

только артериальная кровь, так как газовый состав венозной крови зависит от состояния тканевого ды-

хания и транспорта газов в организме.

Ведущим в понимании недостаточности любой функциональной системы, в том числе и внешнего

дыхания, является вопрос, о чем идет речь: о недо-

статочности функции или системы? В первом случае понятие недостаточности подразумевает способность

системы в полной мере осуществлять свойственную

ей функцию. Поскольку задачей системы внешнего дыхания является артериализация крови в легких, то

о наличии недостаточности правомерно говорить

лишь при нарушении газового состава артериальной крови. За рубежом это положение является общепри-

нятым до настоящего времени, и дыхательная недо-

статочность квалифицируется как патологический синдром, при котором РаО2 меньше 60 мм рт. ст., а

ÐàÑÎ2 больше 45 мм рт. ст. [54]. Однако напряжение

газов в крови может зависеть от разных факторов, таких как атмосферное давление, фракция кислоро-

да в выдыхаемом воздухе, положение тела, возраст об-

следуемого и др. В связи с этим абсолютное значение газовых показателей иногда может оказаться не столь

важным, как скорость их изменения [55].

На сегодняшний день наиболее емким, по-види- мому, является определение, приводимое в «Слова-

ре-справочнике по физиологии и патофизиологии

дыхания». «Дыхательная недостаточность – это энергетическое голодание организма, обусловленное

несоответствием между его потребностями в энергии

и возможностями ее обеспечения со стороны системы дыхания из-за ее несостоятельности или из-за

изменения состава вдыхаемого воздуха. Под системой

дыхания следует понимать при этом внешнее дыхание, перенос дыхательных газов кровью и тканевое

дыхание» [56].

Наряду с этим в «Справочнике по пульмонологии» дано иное определение: «Дыхательная недостаточ-

ность – это состояние организма, при котором сис-

тема внешнего дыхания не обеспечивает нормального газового состава артериальной крови или его под-

держание на нормальном уровне достигается за счет

чрезмерного функционального напряжения» [57]. Таким образом, в данном определении дыхание рас-

сматривается лишь как внешнее дыхание, то есть как

процесс газообмена между атмосферой и кровью легочных капилляров, в результате которого происхо-

дит артериализация смешанной венозной крови. В то

же время нормальная по газовому составу артериальная кровь еще не свидетельствует об отсутствии ды-

хательной недостаточности, так как за счет напряже-

ния компенсаторных механизмов системы дыхания газы крови долгое время остаются в пределах нормы

и декомпенсация наступает лишь при выраженной

степени дыхательной недостаточности.

В современной медицинской литературе можно встретить различные термины: недостаточность

внешнего дыхания, легочная недостаточность и дыхательная недостаточность. Первый термин подчер-

кивает возможность нарушений легочного газообмена не только вследствие поражения собственно лег-

ких, второй – исходит из представления о преимущественно легочном типе внешнего дыхания у чело-

века, третий – фиксирует внимание на возникновении вторичных патологических и компенсаторных

изменений других звеньев системы дыхания при поражении его легочного звена. Главное то, что факти-

чески эти термины отражают одно и то же патологи- ческое проявление и в настоящее время в большин-

стве работ рассматриваются как синонимы [2]. Следует указать также, что в конкретных клини-

ческих случаях, как правило, не бывает изолирован-

ного вида недостаточности внешнего дыхания, например, вследствие нарушения легочной вентиляции

или диффузии газов, а имеется комбинация механизмов, среди которых есть преобладающий фактор.

В соответствии с представлением о структуре функциональной респираторной системы можно вы-

делить 5 групп факторов, приводящих к нарушению внешнего дыхания [2, 57]:

1. Поражение бронхов и респираторных структур легких:

А. Поражение бронхиального дерева:

–повышение тонуса гладкой мускулатуры бронхов (бронхоспазм);

–отечно-воспалительные изменения бронхиального дерева;

–нарушение опорных структур мелких бронхов;

–снижение тонуса крупных бронхов (гипотони- ческая дискинезия).

Б. Поражение респираторных структур:

–инфильтрация легочной ткани;

–деструкция легочной ткани;

–дистрофия легочной ткани;

–пневмосклероз.

Â.Уменьшение функционирующей легочной паренхимы:

–недоразвитие легкого;

–сдавление и ателектаз легкого;

–хирургическое удаление легкого или его части.

2.Поражение костно-мышечного каркаса грудной клетки и плевры:

–ограничение подвижности ребер;

–ограничение подвижности диафрагмы;

–плевральные сращения.

3.Поражение дыхательной мускулатуры:

–центральный и периферический паралич дыхательной мускулатуры;

–дегенеративно-дистрофические изменения дыхательных мышц.

4.Нарушение кровообращения в малом круге:

–редукция сосудистого русла легких;

–спазм легочных артериол;

–застой крови в малом круге.

5.Нарушение регуляции дыхания:

–угнетение центральной нервной системы;

–дыхательные неврозы;

–нарушение местных регуляторных отношений.

Представленная группировка позволяет связать нарушения функции системы дыхания с патологическими процессами, которые их вызывают, уяснить их

морфологическую основу и патогенез заболевания. Прежде чем перейти к рассмотрению патофизио-

логических механизмов недостаточности внешнего дыхания, считаем целесообразным еще раз напомнить и подчеркнуть, что нормальный газовый состав

артериальной крови поддерживается следующими взаимно связанными процессами:

1)вентиляцией легких;

2)диффузией газов через альвеолярно-капиллярные мембраны;

3)кровотоком в легких;

4)регуляторными механизмами.

Для практического врача важно уяснить, что при

Ðèñ. 101. Возможные причины неравномерной вентиляции легких на примерах одной легочной единицы [6]: А – частичная обструкция воздухоносного пути; Б – нарушение эластичности легочной ткани; В – локализованная динамическая компрессия бронха; Г – ограниченное растяжение легоч- ной ткани во время вдоха

стичности легочной ткани, нарушении бронхиальной проводимости, скоплении экссудата или другой жид-

кости в альвеолах, при легочном фиброзе. Изменения вентиляции могут возникать в отдельных участ-

ках легкого или охватывать легкие целиком [6, 47, 53].

В клинической практике различают обструктивные, рестриктивные и смешанные нарушения венти-

ляционной функции легких.

Обструктивные расстройства вентиляции

Обструктивный (от лат. оbsructio – препятствие) тип нарушений вентиляционной функции легких

обусловлен затруднением проходимости дыхательных путей в связи с увеличением неэластического сопро-

тивления потоку воздуха, что ведет к снижению вен-

тиляции как при физической нагрузке, так и в покое. В основе обструктивных расстройств дыхания ле-

жит сужение суммарного просвета воздухоносных

путей, то есть нарушения бронхиальной проводимости. При этом в инспираторную фазу просвет брон-

хов увеличивается, а в экспираторную фазу уменьша-

ется до такой степени, что может развиться полное закрытие мелких бронхиол.

А.П. Зильбер считает, что ни один из патофизиологических механизмов дыхательной недостаточно-

сти не обходится без присоединения обструкции [52].

К обструктивным нарушениям эндо- и экзобронихиального генеза могут вести различные причины [47,

53, 58]:

–сужение просвета мелких бронхов, особенно бронхиол за счет спазма – бронхиальная астма, обструктивный бронхит;

–сужение просвета за счет утолщения стенки бронхов – воспалительный, аллергический, бактери-

альный отек, отек при гиперемии, сердечной недостаточности;

–наличие слизи при увеличении ее секреции бока-

ловидными клетками бронхиального эпителия, или слизисто-гнойной мокроты;

–сужение вследствие рубцовой деформации бронха;

–развитие эндобронхиальной опухоли (злокачественной, доброкачественной);

–сдавление бронха извне;

–наличие бронхолитов.

Значение сужения просвета бронхов в нарушении

механики дыхания доказывается физическим законом Пуазейля, согласно которому бронхиальное со-

противление возрастает пропорционально квадрату

скорости воздушного потока и четвертой степени уменьшения радиуса дыхательной трубки.

При обструктивных заболеваниях легких возни-

кает патологическое раннее экспираторное закрытие дыхательных путей. В норме этот физиологический

механизм включается в фазу выдоха: когда объем лег-

ких уменьшается и приближается к остаточному объему, происходит закрытие дыхательных путей, начи-

ная с нижних отделов легких и захватывая выше рас-

положенные зоны в тех местах, где плевральное давление в какой-то момент выдоха превышает внутри-

бронхиальное.

Согласно правилу Бернулли, сумма давлений, направленных вдоль потока и радиально в стенке брон-

ха, – величина постоянная. При констрикции брон-

ха по мере увеличения осевого давления, потере эластичности бронха и альвеол, растягивающих его, ра-

диально направленное давление становится недоста-

точным, чтобы предупредить спадение бронха на выдохе, поэтому даже мелкие бронхи подвержены зна-

чительному экспираторному сужению, что называют

«воздушной ловушкой» [53].

Патофизиологические механизмы обструкции бронхов, прежде всего, определяются изменениями чув-

ствительности и реактивности бронхов. При этом общими закономерностями, присущими разным ва-

риантам развития бронхоспазма, являются гиперчув-

ствительность и гиперреактивность бронхов к действию различных физико-химических и фармаколо-

гических факторов [47, 51, 59, 60].

Таблица 13

Факторы, провоцирующие развитие острого бронхоспазма

Для оценки чувствительности и реактивности бронхов чаще всего используются фармакологичес-

кие и нефармакологические пробы (табл. 13). Вещест-

ва, обладающие раздражающим действием, проникают в интерстиций, активируют нервные рецепторы,

в первую очередь, блуждающего нерва и вызывают

бронхоспазм, который устраняется блокадой блуждающего нерва. Основой бронхоконстрикции является

специфическая (аллергическая) и неспецифическая

(неаллергическая) гиперреактивность.

Развитие неспецифически измененной реактивности бронхов можно связать с усиленным влиянием

медиатора парасимпатической нервной системы ацетилхолина и с дисфункцией адренергического звена –

повышением чувствительности α-адренорецепторов

и снижением чувствительности β-адренорецепторов бронхов [51].

Поскольку рецепторы блуждающего нерва и глад-

кой мускулатуры бронхов находятся в подэпителиальном слое, вероятной причиной их стимуляции слу-

жит либо повреждение эпителия, либо повышение его

проницаемости. Повреждение бронхиального эпителия в результате воздействия инфекционных агентов,

воспаления, механических раздражителей, биохими-

ческих и фармакологических воздействий может как бы обнажать окончания чувствительных рецепторов

блуждающего нерва, обусловливая бронхоспазм че-

рез вагусный рефлекс и приводить к гиперреактивности бронхов.

В тканях легких образуются бронхо- и вазоактив-

ные вещества. Эпителий секретирует фактор, обладающий свойствами бронхорелаксации. При брон-

хоспазме этот фактор в большей степени влияет на

тонус гладкой мускулатуры крупных бронхов. Секреция его снижается при повреждении эпителиальных

клеток, что способствует стойкой обструкции брон-

õîâ [47].

В эндотелии легочных сосудов и эпителии бронхов синтезируется пептид эндотелин-I, проявляющий выраженное бронхоконстрикторное и сосудосужива-

ющее действие. Продукция эндотелина-I увеличива-

ется при гипоксии, сердечной недостаточности, бактериемии, хирургических вмешательствах [35].

Эйкозаноиды, образующиеся при распаде арахи-

доновой кислоты, оказывают релаксирующее (простагландин Е) и констрикторное (лейкотрены, тром-

боксан А2) действие на гладкую мускулатуру, однако

суммарно они проявляют бронхоконстрикторный эффект. Кроме этого, под влиянием метаболитов ара-

хидоновой кислоты возникает дисбаланс адреноре-

цепторов с преобладанием активности α-рецепции над β-рецепцией. В гладкомышечных клетках брон-

хов снижается содержание циклического аденозин-

монофосфата, замедляется удаление ионов калия из клеточной цитоплазмы, что и поддерживает бронхо-

констрикцию [47, 60].

В патогенезе бронхиальной обструкции заметную роль играют нарушения эндокринной регуляции и

функции гипоталамуса как интегратора корковых

сигналов в нейрогуморальные импульсы. В результате нарушения равновесия между симпатическими и

парасимпатическими отделами гипоталамуса нару-

шается вегетативная регуляция тонуса мускулатуры бронхов, что может вести к развитию бронхоспазма.

Глюкокортикоидным гормонам принадлежит ве-

дущая роль в регуляции бронхиального тонуса и предупреждении развития бронхоспастических реакций.

Глюкокортикоиды предотвращают высвобождение

медиаторов воспаления и аллергической реакции, имеющих самостоятельное значение в патогенезе об-

струкции бронхов. Другие стероидные гормоны так-

же в определенной степени влияют на реактивность бронхов. В частности, известна роль женских поло-

вых гормонов – прогестерона, эстрогенов – в регу-

ляции дыхания и проходимости бронхов. При нарушении баланса между этими гормонами могут воз-

никать приступы удушья [51].

Клеточные и субклеточные механизмы развития бронхоспазма обусловлены изменениями мембрано-

рецепторного комплекса и нарушением деятельнос-

ти системы внутриклеточной регуляции. Кроме увеличения микровязкости липидов, в нарушении кле-

точной адренореактивности большое значение при-

дается процессам перекисного оксиления липидов. При бронхиальной обструкции в результате аллерги-

ческой реакции происходит нарушение системы им-

мунитета и оксидантно-антиоксидантной системы в сторону образования свободных радикалов, что при-

водит к накоплению липопероксидов и изменяет

микровязкость липидов и мембраны и активность мембраносвязанных ферментов. Эти системные на-

рушения на органном уровне реализуются в виде ухуд-

шения бронхиальной проходимости и наклонности к бронхоспастическим реакциям [60, 61].

Патофизиологические последствия бронхиальной обструкции и повышения сопротивления дыхатель-

вится наибольшим. Поэтому главным фактором, определяющим предел максимального выдоха, явля-

ется эластическое сопротивление легких.

Потеря эластических свойств легочной ткани происходит при разрушении эластических волокон под

действием многих факторов, активирующих протеолитические ферменты. Такими факторами могут быть

токсины микробов, ксенобиотики, табачный дым,

нарушения питания, пожилой и старческий возраст. Растяжимость легких резко уменьшается при уве-

личении кровенаполнения легких, интерстициаль-

ном отеке, воспалении, недостатке сурфактанта. Продукция сурфактанта снижается при гиповен-

тиляции легких, хронической гипоксии вследствие

нарушения бронхиальной проходимости, венозного легочного застоя, вдыхания табачного дыма, пыли,

фторотана, повышения содержания кислорода во

вдыхаемом воздухе. Снижение синтеза сурфактанта вызывает (рис. 103):

–повышение вязкости мокроты, нарушение транспорта содержимого бронхов;

–нарушение нецилиарного транспорта;

–коллапс альвеол, обструкцию мелких бронхов и бронхиол;

–колонизацию микробов и усугубление воспалительного процесса в бронхах.

Снижение растяжимости легочной ткани способствует повышению ригидности бронхиальных путей

и возникновению патологического феномена раннего экспираторного закрытия дыхательных путей, при-

Затруднение безреснит- чатого транспорта

Ðèñ. 103. Патофизиология сурфактантной системы

сущего синдрому бронхиальной обструкции. Отсюда

вполне обосновано положение, что изолированные обструктивные и рестриктивные нарушения венти-

ляции легких возможны лишь теоретически [53].

Практически всегда имеется определенная комбинация обоих видов нарушений.

2.5.2.Нарушения диффузионной способности легких

Газообмен в легких происходит благодаря способности газов диффундировать через альвеолярно-ка-

пиллярную мембрану при различном парциальном

давлении и напряжении газов по обе стороны мембраны. В данном случае исключаются изменения аль-

веолярной вентиляции, соотношения между венти-

ляцией и кровотоком, и подразумевается мембранное сопротивление диффузии газа.

Диффузия газа через альвеолярно-капиллярный

барьер, согласно закону Фика, прямо пропорциональна давлению по обе стороны мембраны и обрат-

но пропорциональна ее толщине. Кроме этого, объем

газа, диффундируемого в кровь и обратно, зависит от величины легочного кровотока.

У здорового человека площадь альвеолярной по-

верхности составляет 150 м2 и капиллярной – около 130 м2. Одномоментно в капиллярах легких находит-

ся 200–300 мл крови, распластанной тонким слоем

на огромной для такого количества диффузионной поверхности. Кровь задерживается в легких в сред-

нем в течение 0,25–0,75 с, и за это время напряжение

кислорода в смешанной венозной крови повышается с 40 мм рт. ст. до величины альвеолярного РО2

(100 ìì ðò. ñò.).

В норме общая толщина альвеолярно-капилляр- ного барьера, включая пристеночный слой плазмы,

не превышает 0,5–0,9 мкм. Молекулы кислорода про-

ходят через альвеолярную мембрану, межклеточную жидкость, мембрану капилляра, слой плазмы, эрит-

роцит, где связываются с гемоглобином. Чем длин-

нее путь альвеолярного газа до его носителя в капиллярной крови, тем медленнее течет диффузионный

процесс. Следовательно, все патофизиологические

процессы, ведущие к утолщению мембраны, – отек, воспаление, лимфостаз – всегда нарушают альвеоляр-

но-капиллярную диффузию.

Диффузионная способность легких (Dë) – скорость диффузии газов через альвеолярно-капиллярный áà-

рьер, кроме описанных выше физических детерми-

нант, зависит также от специфических свойств диффундируемого газа. Так, для кислорода Dл в норме

составляет около 25 мл/мин·мм рт. ст., а для СО 2

вследствие его высокой растворимости Dл в 20–24 раза выше. Поэтому при обсуждении вопросов пато-

логии диффузионной способности легких подразумевается главным образом нарушение диффузии кис-