Основы физиологии дыхания
Основной (хотя и не единственной) функцией легких является обеспечение нормального газообмена. Внешнее дыхание - это процесс газообмена между атмосферным воздухом и кровью легочных капилляров, в результате которого происходит артериализация крови: повышается напряжение кислорода и снижается напряжение СО2 в крови. Интенсивность такого газообмена в первую очередь определяется тремя патофизиологическими механизмами (легочной вентиляцией, перфузией и диффузией газов в альвеолярно-капиллярной мембране), которые обеспечиваются системой внешнего дыхания.
Легочная вентиляция
Легочная вентиляция определяется следующими факторами (А.П. Зильбер):
1. механическим аппаратом вентиляции, который, в первую очередь, зависит от активности дыхательных мышц, их нервной регуляции и подвижности стенок грудной клетки;
2. эластичностью и растяжимостью легочной ткани;
3. проходимостью дыхательных путей;
4. внутрилегочным распределением газа и адекватностью этого распределения перфузии различных отделов легкого.
Вентиляционные нарушения в клинической практике могут быть обусловлены дефектом одного или нескольких из приведенных факторов, что является причиной разнообразных типов вентиляционной дыхательной недостаточности.
Механический аппарат вентиляции. Из дыхательных мышц наиболее значимая роль принадлежит диафрагме. Ее активное сокращение приводит к уменьшению внутригрудного и внутриплеврального давления, которое становится меньше атмосферного давления, в результате чего и осуществляется вдох (рис. 2.9).
Рис. 2.9. Механизм дыхательных движений (по А. В. Коробкову и С. А. Чесноковой, 1986).
а - участие диафрагмы и мышц брюшного пресса в дыхательных движениях, б - изменение объема грудной клетки при сокращении межреберных мышц, в - опыт Ф. Дондерса, иллюстрирующий участие диафрагмы в дыхании
Выдох, в основном, происходит за счет эластической тяги самого легкого и грудной стенки, что в физиологических условиях обеспечивает возникновение экспираторного градиента давления.
При необходимости увеличения вентиляции сокращение наружных межреберных мышц, а также лестничных и грудинно-ключично-сосцевидных мышц также приводит к увеличению объема грудной клетки и снижению внутригрудного давления, что способствует вдоху.
Мышцы передней брюшной стенки (наружные и внутренние косые, прямые и поперечные) относятся к дополнительным мышцам выдоха (рис. 2.9, а).
Эластичность легких. Движение потока воздуха во время вдоха (внутрь легких) и выдоха (из легких) определяется градиентом давления между атмосферой и альвеолами - так называемым трансторакальным давлением (Ртрансторак) (рис. 2.10, а):
Ртрансторак = Ральв - Ратм ,
где Ральв - альвеолярное, а Р атм - атмосферное давление.
Во время вдоха Ральв и Ртрансторак становятся отрицательными, во время выдоха - положительными. В конце вдоха и в конце выдоха, когда движение потока воздуха по воздухоносным путям отсутствует, а голосовая щель открыта, Ральв равно нулю (рис. 2.10, б).
