Специалистам / Практика / Практика (статья)

Органы Дыхания в работе клинициста

Дыхательная системаДыхательные пути делятся на верхние (нос, носоглотка, ротоглотка, ротовая полость) и нижние (гортань; некоторые источники относят гортань к верхним дыхательным путям), трахеи, бронхи и легкие. Особое важное значение для врачей-клиницистов имеют легкие – необходимо досконально знать сегментарное и долевое строение легких (это дает возможность правильно интерпретировать результаты физикальных исследований, бронхоскопии и рентгенограммы – см раздел «Диагностика») (рисунок 1, 2).

Рисунок 1. Дыхательная система человека

Рисунок 2. Сегментарные бронхи

Оба легких имеют верхнюю и нижнюю доли, а в правом легком есть средняя доля, эквивалентом которого в левом легком выступают язычковые сегменты. Отметим, что на передней поверхности грудной клетки спроецированы в основном верхние доли легких, а на задней – нижние. Большая часть легочной ткани проецируется на боковые отделы грудной клетки (именно боковым отделам большинство врачей не придает должного внимания (рисунок 3).

Рисунок 3. Проекция долей легких на грудной клетке

Каждую минуту легкие пропускают около 6-8 литров воздуха (в состоянии покоя), который потенциально загрязнен и инфицирован, а при нагрузке (физической или эмоциональной) этот объем повышается. При дыхании из легких в окружающую среду выделяется примерно 500 мл конденсата (специалисты активно изучают его состав с целью проведения диагностики).

В процессе эволюции дыхательная система человека получила довольно развитые защитные механизмы. Так, попадая в полость носа, воздух очищается от разных поллютантов, бактерий, грибков, вирусов, а также согревается и увлажняется. Поверхность дыхательных путей выстлана слизистой оболочкой, содержащей много плазматических клеток (B-лимфоцитов), которые продуцируют иммуноглобулин (IgA). Кроме этого, поверхность слизистой оболочки выполняет антиоксидантные функции, что обеспечивает защиту от разного рода повреждений и распространения воспаления. Надгортанник препятствует аспирации дыхательных путей.

Кашлевой рефлекс тоже обеспечивает защитную функцию – обеспечивает клиренс слизистой оболочки органов дыхания. В слизистой оболочке гортани, голосовых связок, крупных бронхов и бифуркации трахеи имеются ирритантные рецепторы – рецепторы кашля. Процесс кашля начинается с инспираторной фазы (глубокого вдоха), потом наступает компрессионная фаза – происходит выдох через закрытую голосовую щель. Экспираторная фаза кашля начинается с момента внезапного открытия голосовой щели, что создает мощный поток воздуха, скорость которого достигает 965 км/ч (этот поток увлекает за собой мокроту).

Мукоцилиарный эскалатор – еще один важный механизм очистки дыхательных путей. Бокаловидные клетки (enterocytus caliciformis) и бронхиальные железы продуцируют секрет, который медленно движется от нижних дыхательных путей к верхним со скоростью примерно 16 мм в минуту. Движение секрета обеспечивает постоянное биение ресничек мерцательного эпителия бронхов (частота биения составляет примерно 1000-1500 ударов в минуту). Нарушение функции ресничек может быть обусловлено инфекцией (бактериальной или вирусной), табачным дымом, приемом лекарственных препаратов, а также некоторыми врожденными патологиями, например, при синдроме Картагенера.

Альвеолярные макрофаги выполняют основную защитную функцию паренхимы легких (рисунок 4). С помощью иммуноглобулинов и комплемента альвеолярные макрофаги, мигрируя по лимфатическим сосудам и дыхательным путям, элиминируют респирабельные частицы, размером до 5 микрон. Бронхо-ассоциированная лимфоидная ткань (БАЛТ) представляют в основном B- и T-лимфоциты. В легких большая часть иммуноглобулинов синтезируется местно. В случае развития воспаления ткани легких дополнительно привлекают нейтрофилы, моноциты, эозинофилы и тромбоциты из крови.

Рисунок 4. Структура альвеол

Воспаления легких может быть спровоцирована инфекцией (пневмония), химическими веществами и антигенами (пневмонит). Отметим, что свойства и спектр современных пневмотропных факторов на последние несколько десятков лет значительно изменился. Так, специалисты знают о существовании многих инфекционных заболеваний только из учебников, поскольку в повседневной практике эти патологии не встречаются (или встречаются очень редко).

Главная функция легких – газообмен, который происходит в альвеолах, где инициируется транспорт кислорода к органам и тканям, а из эритроцитов удаляется избыток углекислого газа. В продолговатом мозге расположен дыхательный центр, который контролирует дыхательную мускулатуру. Произвольная регуляция дыхания осуществляется нейронами серого вещества головного мозга, а непроизвольная – периферическими и медулярными (центральными) хеморецепторами. Медулярные хеморецепторы реагируют на любые колебания парциального давления углекислого газа в крови (см статью «Физиология дыхания (газообмен в легких)»). Периферические хеморецепторы находятся в области каротидных телец и дуги аорты; активация этих рецепторов происходит при снижении парциального давления кислорода в артериальной крови до 60 мм рт ст (8кПа).

В нормальном состоянии дыхательный центр контролируют медулярные хеморецепторы. В патологическом состоянии граница чувствительности медулярных хеморецепторов к парциальному давлению углекислого газа может быть как повышенной, так и сниженной. Сниженная чувствительность медулярных рецепторов к парциальному давлению углекислого газа часто наблюдается при ХОБЛ (хронической обструктивной болезни легких), когда функция дыхательного центра зависит от содержания кислорода в артериальной крови – гипоксемический стимул (или драйв). В этом случае злоупотребление кислородотерапией усугубляет дыхательную недостаточность – дыхательная недостаточность II типа, обусловленная угнетением дыхательного центра из-за увеличения парциального давления кислорода в артериальной крови.

Повышенная чувствительность медулярных рецепторов к парциальному давлению углекислого газа возникает у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких, находящихся длительное время на ИВЛ (искусственной вентиляции легких). Прекращение ИВЛ у таких больных затрудняется, так как при условии вспомогательной вентиляции легких деятельность дыхательного центра активируется на фоне сравнительно низкого парциального давления углекислого газа, поддерживать которое на спонтанном дыхании больной не способен. Достижения в изучении физиологии дыхания и современные нормы режима отключения пациентов от респиратора дают возможность успешно решать эту задачу.

У здорового человека вентиляция легких осуществляется за счет нервных импульсов, поступающих к диафрагме. Во время вдоха за счет сокращения диафрагмы объем грудной клетки увеличивается, а напряжение межреберных и лестничных мышц помогают стабилизировать грудную клетку. При этом давление в плевральной полости снижается с -5 до -15 мм водяного столба (изначально это давление ниже атмосферного). Вместе с увеличением объема грудной клетки за счет поступления воздуха свой объем увеличивают легкие. Выдох, как правило, является пассивным действием, обусловленное расслаблением мускулатуры и эластическими свойствами реберного каркаса и легочной ткани.

Диафрагма – главная дыхательная мышца, нарушение сократительной способности которой может быть обусловлено следующими состояниями:

• Слабость диафрагмы – при гипоксемии и недостаточном питании
• Уплощение диафрагмы – при гипервоздушности легких (эмфизема)
• Утомление диафрагмы – при чрезмерной работе дыхательной мускулатуры

Процесс дыхания является сложным физиологическим процессом, контролируемым центральной (дыхательный центр в продолговатом мозге и нейроны коры головного мозга) и периферической нервной системой, межреберными мышцами, диафрагмой и каркасом легких (ребра и позвоночник). Дыхание зависит от эластических свойств респираторной системы. Нарушение функций в результате патологии или повреждения хотя бы одного звена этой системы может стать причиной развития дыхательной недостаточности – недостаточной функции внешнего дыхания.