ЛЕГКИЕ, ПЛЕВРА.
ЛЕКЦИЯ №30.
1. Строение легких и плевры.
2. Пневмоторакс и его виды.
3. Дыхательный цикл. Механизмы вдоха и выдоха.
4. Легочные объемы. Легочная вентиляция.
ЦЕЛЬ: Знать топографию, строение легких, плевры, дыхательный цикл, механизмы вдоха и выдоха, легочные объемы, минутный объем дыхания.
Представлять механизм возникновения пневмоторакса и основные виды пневмоторакса.
Уметь показывать на скелете человека границы легких.
1. Легкие (pulmones; греч. pneumones) - это парные дыхательные органы, представляющие собой полые мешки ячеистого строения, подразделенные на тысячи обособленных мешочков (альвеол) с влажными стенками, снабженными густой сетью кровеносных капилляров. Раздел медицины, изучающий строение, функции и заболевания легких, называется пульмонологией.
Легкие расположены в герметически замкнутой грудной полости и
отделены друг от друга средостением, в состав которого входят сердце, крупные сосуды (аорта, верхняя полая вена), пищевод и другие органы. По форме легкое напоминает неправильный конус с основанием, обращеннымк диафрагме, и верхушкой, выступающей на 2-3 см над ключицей в области шеи. На каждом легком различают 3 поверхности: диафрагмальную,реберную и медиальную и два края: передний и нижний. Реберная и диафрагмальная поверхности отделены друг от друга острым нижним краем и прилежат соответственно к ребрам, межреберным мышцам и куполу диафрагмы. Медиальная поверхность, обращенная к средостению, отделяется от реберной передним краем легкого. На медиальной (средостенной) поверхности обоих легких располагаются ворота легкого, через которые проходят главные бронхи, сосуды и нервы, составляющие корень легкого.
Каждое легкое посредством борозд делится на доли. В правом легком
имеется 3 доли: верхняя, средняя и нижняя, в левом - 2 доли: верхняя и нижняя. Доли разделяются на сегменты (по 10 в каждом легком)..Сегменты состоят из долек, а дольки - из ацинусов.Ацинусы (грозди) являются структурно-функциональными единицами легкого, которые осуществляют основную функцию легких - газообмен. В каждуюлегочную дольку входят 16-18 ацинусов. Ацинус начинается от концевой бронхиолы, которая дихотомически делится на дыхательные бронхиолы 1-2-3 порядка и переходит в альвеолярные ходы и альвеолярные мешочки с расположенными на их стенках альвеолами легких. Число легочных ацинусов в одном легком достигает 150000. В каждый ацинус входит большое количество альвеол.
Альвеолы - это выпячивания в виде пузырьков диаметром до 0,25 мм,
внутренняя поверхность которых выстлана однослойным плоским эпителием, расположенным на сети эластических волокон и оплетенным снаружи кровеносными капиллярами. Изнутри альвеолы покрыты тонкой пленкой фосфолипида - сурфактантом, который выполняет много важных функций:
1) понижает поверхностное натяжение альвеол;2) увеличивает растяжимость легких;3) обеспечивает стабильность легочных альвеол, препятствуя их спа-
дению, слипанию и появлению ателектаза;4) препятствует транссудации (выходу) жидкости на поверхность альвеол из плазмы капилляров легких.
Количество альвеол в обоих легких у взрослого человека от 600 до 700 млн, а общая дыхательная поверхность всех альвеол составляет 100 кв.м.
Кроме дыхательной функции легкие осуществляют регуляцию водного обмена, участвуют в процессах терморегуляции, являются депо крови (0,5-1,2 л).
В клинической практике необходимо определять границы легких: переднюю, нижнюю и заднюю. Верхушки легких выступают выше ключицы на 2-3 см. Передняя граница (проекция переднего края) спускается от верхушек обоих легких по грудине, проходит почти параллельно на расстоянии 1-1,5 см до уровня хряща IV ребра. Здесь граница левого легкого отклоняется влево на 4-5 см, образуя сердечную вырезку. На уровне хряща VI ребра передние границы легких переходят в нижние. Нижняя граница легких соответствует по среднеключичной линии VI ребру, по средней подмышечной линии - VIII ребру, по лопаточной - X ребру, по околопозвоночной - XI ребру. Нижняя граница левого легкого расположена на 1-2 см ниже приведенной границы правого легкого. При максимальном вдохе нижний край легкого спускается на 5-7 см. Задняя граница легких проходит по околопозвоночной линии (по головкам ребер).
Снаружи каждое легкое покрыто серозной оболочкой - плеврой, состоящей из двух листков: пристеночного (париетального) и легочного (висцерального). Между листками плевры имеется капиллярная щель, заполненная серозной жидкостью - плевральная полость. Эта жидкость уменьшает трение между листками плевры при дыхательных движениях. В местах перехода одной части париетальной плевры в другую образуются запасные пространства - плевральные синусы, которые заполняются легкими в момент максимального вдоха (особенно велик реберно-диафрагмальный синус, расположенный в нижнем отделе плевральной полости).Правая и левая плевральные полости между собой не сообщаются. В норме в полости плевры воздух отсутствует, и давление в ней всегда отрицательное, т.е. ниже атмосферного. Во время спокойного вдоха оно на 6-8 см вод. ст. ниже атмосферного, во время спокойного выдоха - на 4-5 см вод. ст. Ввиду отрицательного давления в плевральных полостях легкие нахо-
дятся в расправленном состоянии, принимая конфигурацию стенки грудной полости.
Значение отрицательного внутригрудного давления:
1) способствует растяжению легочных альвеол и увеличению дыхательной поверхности легких, особенно во время вдоха;
2) обеспечивает венозный возврат крови к сердцу и улучшает кровообращение в легочном круге, особенно в фазу вдоха;
3) способствует лимфообращению;
4) помогает продвижению пищевого комка по пищеводу.
Воспаление легких называется пневмонией, воспаление плевры -плевритом. Скопление жидкости в плевральной полости называется гидротораксом, крови - гемотораксом, гнойного экссудата - пиотораксом.
2. Пневмоторакс - это скопление воздуха в плевральной полости, различают следующие виды пневмоторакса:1) травматический;2) спонтанный (самопроизвольный);3) искусственный.
Травматический пневмоторакс возникает при проникающем ранении грудной клетки. В зависимости от связи (сообщения) плевральной полости с атмосферным воздухом он может быть закрытым, открытым и клапанным. При закрытом пневмотораксе воздух поступает в плевральную полость однократно в момент ранения. Сообщения плевральной полости с атмосферой нет. Не опасен, так как воздух быстро рассасывается или удаляется при пункции. При открытом пневмотораксе воздух беспрепятственно поступает в плевральную полость и выходит из нее, легкое спадается, выключается из дыхания. Очень опасен из-за развития тяжелого шока. При клапанном (напряженном) пневмотораксе воздух поступает в плевральную полость при вдохе и не выходит при выдохе Необходима срочная пункция плевральной полости толстой иглой во втором-третьем межреберье по среднеключичной линии. Кроме того, следует наложить раненным в грудную клетку окклюзионную (лат. occlusus - запертый) повязку.
Спонтанный (самопроизвольный) пневмоторакс образуется при самопроизвольном разрыве больного легкого (кавернозный туберкулез,
абсцесс, гангрена, рак), когда воздух проникает в плевральную полость через поврежденную стенку бронха.
Искусственный пневмоторакс создается преднамеренно с лечебной
целью (при туберкулезе легких), для диагностики (при опухолях и инородных телах грудной полости) и для подготовки больного к операции налегком и средостении.
3. Дыхательный цикл состоит из вдоха (0,9 - 4,7 с), выдоха (1,2 – 6 с) и паузы (может отсутствовать). Частота дыхания, определяемая по числу экскурсий грудной клетки в минуту, составляет в норме у взрослых 12-18 в минуту, у новорожденных - 60, у пятилетних детей - 25 экскурсий в минуту. В любом возрасте частота дыхания меньше частоты сердечных сокращений в 4-5 раз.
Вдох (инспирация) совершается вследствие увеличения объема грудной клетки в трех направлениях: вертикальном, сагиттальном, фронтальном, в основном за счет сокращения наружных межреберных мышц и уплощения купола диафрагмы. При вдохе легкие пассивно следуют за увеличивающейся в размерах грудной клеткой. Дыхательная поверхность легких увеличивается, давление же в них понижается и становится на 2 мм рт.ст. ниже атмосферного. Это способствует поступлению воздуха через дыхательные пути в легкие. Быстрому выравниванию давления в легких препятствует голосовая щель, так как в этом месте воздухоносные пути сужены. Только на высоте вдоха происходит полное заполнение воздухом расширенных альвеол легких.
Выдох (экспирация) осуществляется в результате расслабления наружных межреберных мышц и поднятия купола диафрагмы. При этом грудная клетка возвращается в исходное положение и дыхательная поверхность легких уменьшается. Растянутые легкие благодаря своей эластичности уменьшаются в объеме. Давление воздуха в легких становится на 3-4 мм рт.ст. выше атмосферного, что облегчает выход воздуха из них в окружающую среду. Медленному выходу воздуха из легких способствует сужение голосовой щели.
4. В повседневной клинической практике используют определение четырех легочных объемов и четырех емкостей легких. Для этой цели применяют специальные приборы: спирометры и спирографы.
Легочные объемы.
1) Дыхательный объем - количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает в покое: 300 -700 мл (в среднем 500 мл).
2) Резервный объем вдоха - количество воздуха, которое человек может дополнительно вдохнуть после нормального спокойного вдоха:1500-2000 мл (чаще 1500 мл).
3) Резервный объем выдоха - количество воздуха, которое человек может дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха:1500-2000 мл (чаще 1500 мл).
4) Остаточный объем - количество воздуха, остающееся в легких после максимального выдоха:1000-1500 мл (в среднем 1200 мл).
Емкости легких.
1) Жизненная емкость легких - наибольшее количество воздуха, которое
можно выдохнуть после максимального вдоха. Равна сумме дыхательного
объема, резервного объема вдоха и выдоха (от 3500 до 4700 мл).
2) Общая емкость легких - количество воздуха, содержащееся в легких на высоте максимального вдоха. Равна сумме жизненной емкости легких и остаточного объема (4700-6000 мл).
3) Резерв (емкость) вдоха - максимальное количество воздуха, которое можно вдохнуть после спокойного выдоха. Равен сумме дыхательного объема и резервного объема вдоха (2000 мл).
4) Функциональная остаточная емкость - количество воздуха, остающееся в легких после спокойного выдоха. Равна сумме резервного объема выдоха и остаточного объема (2700-2900 мл). Физиологическое значение функциональной остаточной емкости состоит в том, что она способствует выравниванию колебаний содержания кислорода и углекислого газа в альвеолярном воздухе вследствие разной концентрации этих газов во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.
Легочная вентиляция - это количество воздуха, проходящее через
легкие в единицу времени. Обычно измеряют минутный объем дыхания (МОД), равный произведению дыхательного объема на частоту дыхания. В покое минутный объем дыхания равен 6-8 л/мин, при средней мышечной работе он составляет 80 л/мин, а при тяжелой мышечной работе достигает 120-150 л/мин.
2. Спирометрия. Метод измерения дыхательных объемов и емкостей. Различают следующие дыхательные объемы:
Дыхательный объем – объем воздуха, который человек вдыхает и выдыхает в условиях относительного физиологического покоя. В норме этот показатель у здорового человека может колебаться в диапазоне от 0.4 до 0.5 л.;
Резервный объем вдоха – максимальный объем воздуха, который человек может вдохнуть дополнительно после спокойного вдоха. Величина резервного объема вдоха составляет 1.5 – 1.8 л.
Резервный объем выдоха – максимальный объем воздуха, который дополнительно может выдохнуть человек после спокойного выдоха. В норме это величина может составлять 1.0 – 1.4 л.;
Остаточный объем – объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха. У здорового человека эта величина составляет 1.0 – 1.5 литра.
Для характеристики функции внешнего дыхания нередко прибегают к расчету дыхательных емкостей , которые состоят из суммы тех или иных дыхательных объемов:
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – состоит из суммы дыхательного объема, резервного объема вдоха и резервного объема выдоха. В норме колеблется от 3 до 5 литров. У мужчин, как правило, этот показатель выше, чем у женщин.
Емкость вдоха – равна сумме дыхательного объема и резервного объема вдоха. У человека в норме в среднем составляет 2.0 – 2.3 л.
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) – сумма резервного объема выдоха и остаточного объема. Этот показатель может быть рассчитан методами газового разведения с использованием спирографов закрытого типа. Для определения ФОЕ используют инертный газ гелий, который включают в состав дыхательной смеси.
Vсп х С he 1 = Vсп х С he 2 + ФОЕ х С he 2 , где
Vсп – объем спирографа; С he 1 – концентрация гелия в дыхательной смеси спирографа до начала испытания; С he 2 – концентрация гелия в дыхательной смеси в ходе испытания. Отсюда
ФОЕ = (Vсп(С he 1 -С he 2)/ С he 2 ;
Общая емкость легких – сумма всех дыхательных объемов.
Спирометрия реализуется с помощью специальных приборов- спирометров. Различают спирометры сухие и влажные. На практическом занятии мы оценим дыхательные объемы с использованием различных вариантов спирометров.
3. Спирография – метод, позволяющий регистрировать дыхательную кривую, спирограмму, а затем путем специальных измерений и расчетов производить оценку дыхательных объемов и емкостей (см. рис. 5).
Рис. 5 Спирограмма и дыхательные объемы и емкости. Обозначения: ДО – дыхательный объем; РОВ – резервный объем вдоха; РОВыд.- резервный объем выдоха; ЖЕЛ – жизненная емкость легких.
5. Пневмотахометрия. Метод оценки скорости воздушных потоков. В качестве датчика используют так называемую трубку Флейша, которая соединяется с регистрирующим устройством. Этот показатель используется для оценки состояния дыхательных мышц.
6. Оксигемометрия и оксигемография. Метод используют для оценки степени насыщения крови кислородом. При насыщении крови кислородом она приобретает ярко алый цвет и хорошо проницаема для светового потока. Венозная кровь, насыщенная углекислым газом имеет темный цвет и плохо проницаема для световых лучей. Оксигемометр содержит светочувствительный элемент и источник света, которые встроены в специальную клипсу и фиксируются на ушную раковину. Световой сигнал преобразуется в электрический ток, амплитуда которого соответствует интенсивности светового потока, прошедшего через ткани ушной раковины. Далее сигнал усиливают и преобразуют в цифру, которая и показывает степень насыщения крови кислородом.
При диагностике патологий дыхательной системы изучаются самые различные особенности и показатели. Одним из таких показателей является объем легких. Иначе данный показатель называется легочной емкостью.
Данная характеристика позволяет понять, как реализуется функционирование грудной клетки. Легочная емкость подразумевает количество воздуха, который проходит через этот орган в процессе дыхания.
Следует понимать, что понятие объема легких включает в себя несколько других отдельных показателей. Этим термином называется самая большая величина, которая характеризует деятельность грудной клетки и легких, но далеко не весь воздух, что способен вместить в себя этот орган, используется человеком в процессе жизнедеятельности.
Величина емкости легких может различаться в зависимости от:
- возраста;
- пола;
- присутствующих заболеваний
- вида его занятости.
Когда говорится об объеме легких, подразумевается средняя величина, на которую обычно ориентируются врачи, сопоставляя с ней результаты измерений. Но, при обнаружении отклонений, нельзя сразу предполагать, что человек болен.
Нужно учитывать многие особенности, такие как окружность его грудной клетки, особенности образа жизни, перенесенные болезни и прочие характеристики.
Основные показатели и цели измерения
Понятие общей легочной емкости характеризуется тем количеством воздуха, которое может вместиться в легкие человека. Эта величина является самым большим показателем, который описывает работу грудной клетки и органов дыхания. Но не весь воздух участвует в обменных процессах. Для этого хватает незначительной его части, остальной оказывается резервным.
Величина общей емкости легких представлена суммой двух других показателей (жизненной емкости легких и остаточного воздуха). Жизненной емкостью называют величину, которая отражает то количество воздуха, что человек выдыхает при максимально глубоком дыхании.
То есть, пациент должен сделать очень глубокий вдох, а затем сильно выдохнуть, чтобы установить этот критерий. Под остаточным воздухом понимают то количество воздуха, которое продолжает сохраняться в легких после активного выдоха.
Иными словами, чтобы узнать общий объем легких, необходимо выяснить две величины – ЖЕЛ и ОВ. Но и они не являются конечными. Величину жизненной емкости составляют еще три показателя. Это:
- дыхательный объем (именно тот воздух, который используется для дыхания);
- резервный объем вдоха (его человек вдыхает при активном вдохе помимо основного дыхательного объема);
- резервный объем выдоха (его выдыхают во время максимального выдоха после того, как удален основной дыхательный объем).
Если человек дышит спокойно и неглубоко, то резервное количество воздуха сохраняется у него в легких. Его, а также остаточный воздух включают в показатель, называемый функциональной остаточной емкостью. Лишь учитывая все эти величины, можно сделать выводы о состоянии грудной клетки и ее органов.
Данные показатели необходимо знать для постановки правильного диагноза. Чрезмерное увеличение или уменьшение легочной емкости ведет к опасным последствиям, поэтому данный показатель нужно контролировать. Особенно, если имеются подозрения на развитие сердечно-сосудистых заболеваний.
Недостаточный объем или неправильное функционирование дыхательной системы приводит к кислородному голоданию, что негативно сказывается на всем организме. Если вовремя не обнаружить данное отклонение, могут произойти необратимые изменения, что сильно осложнит жизнь больного.
Эти показатели позволяют узнать, насколько эффективен выбранный способ лечения. Если медицинское воздействие является правильным, данные характеристики станут улучшаться.
Поэтому выполнение измерений такого рода является очень важным в процессе лечения. Тем не менее, не следует думать о патологических явлениях лишь по отклонениям в этих величинах. Они могут сильно отличаться в зависимости от многих обстоятельств, которые надо учитывать, чтобы сделать правильные выводы.
Особенности измерений и показатели
Основным методом для выявления объема легких является спирография. Выполняется эта процедура с помощью специального приспособления, которое позволяет выяснить основные характеристики дыхания. На их основе специалист может сделать выводы о состоянии пациента.
Никакой сложной подготовки для проведения спирографии не требуется.
Желательно выполнять ее утром, перед едой. Необходимо, чтобы пациент не принимал лекарственных средств, воздействующих на процесс дыхания, чтобы измерения были точными.
При наличии дыхательных заболеваний, таких как бронхиальная астма, измерения нужно проводить дважды – сначала без лекарств, а потом после их принятия. Это позволит установить особенности влияния препаратов и эффективность лечения.
Поскольку в процессе измерений пациенту придется делать активные вдохи и выдохи, у него могут возникнуть побочные явления, такие как головная боль, слабость. Также может начать ныть грудь. Это не должно пугать, поскольку не представляет опасности и быстро проходит.
Очень важно знать, что объем легких у взрослого человека может быть различным, и это не означает наличия у него болезни. Это может быть обусловлено его возрастом, особенностями жизни, увлечениями и пр.
Кроме этого, даже при одинаковых обстоятельствах у разных людей может быть разный объем легких. Поэтому в медицине предусматривается средний показатель каждой изучаемой величины, который может варьироваться в зависимости от обстоятельств.
Средним показателем легочной емкости взрослых является величина в 4100-6000 мл. Величина ЖЕЛ в среднем составляет от 3000 до 4800 мл. Остаточный воздух может занимать объем 1100-1200 мл. Для других измеряемых величин тоже предусматриваются определенные рамки. Однако выход за их пределы не означает развитие болезни, хотя врач и может назначить дополнительные анализы.
Что касается этих особенностей у мужчин и женщин, то некоторые различия тоже наблюдаются. Величины данных особенностей у представительниц женского пола обычно несколько ниже, хотя это случается не всегда. При активных занятиях спортом объем легких может увеличиться, в результате измерения женщина может продемонстрировать нехарактерные для женщин данные.
Величина легочной вентиляции определяется дыхательным объемом (глубиной дыхания) и частотой дыхания. Есть ряд объемных показателей, характеризующих состояние легких (рис. 1.1). Нормальные значения даны для взрослого массой 70 кг.
1. Дыхательный объем (ДО) - объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха при спокойном дыхании. Нормальное значение - 0,5-0,6 л.
2. Резервный объем вдоха (РОвд.) - объем, который может дополнительно поступить после спокойного вдоха, т.е. разница между нормальной и максимальной вентиляцией. Нормальные значения: около 2,5 л (около 2/3 ЖЕЛ).
3. Резервный объем выдоха (РОвыд.) - объем, который можно дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха, т.е. разница между нормальным и максимальным выдохом. Нормальные значения - 1,5 л (около 1/3 ЖЕЛ).
4. Остаточный объем (ОО) - объем, остающийся в легких после максимального выдоха.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) - количество воздуха, которое может быть выдохнуто при максимальном выдохе, произведенном после максимального вдоха. Таким образом, это мера наибольшей возможной дыхательной экскурсии. ЖЕЛ является показателем подвижности легких и грудной клетки. Даже при самых высоких потребностях организма в кислороде глубина дыхания не достигает максимального значения. Величина ЖЕЛ зависит от возраста, пола, размеров и положения тела, степени тренированности. Нормальное значение ЖЕЛ: 3,5-5,5 л.
Рис 1.1. Статические объемы легких взрослого
5. Резерв вдоха (РВ) - максимальное количество воздуха, которое может поступить в легкие после спокойного выдоха.
6. Общая емкость легких (ОЕЛ) или максимальная емкость легких - количество воздуха, содержащееся в легких на высоте максимального вдоха. Состоит из ЖЕЛ и остаточного объема и рассчитывается как сумма ЖЕЛ и ОО. Нормальное значение около 6 л. Исследование структуры ОЕЛ является решающим в выяснении путей увеличения или снижения ЖЕЛ, что может иметь существенное практическое значение. Увеличение ЖЕЛ может быть расценено положительно только в том случае, если ОЕЛ не меняется или увеличивается, но меньше, чем ЖЕЛ, что происходит при увеличении ЖЕЛ за счет уменьшения ОО. Если одновременно с увеличением ЖЕЛ происходит еще большее увеличение ОЕЛ, то это нельзя считать положительным фактором. При ЖЕЛ ниже 70% ОЕЛ функция внешнего дыхания глубоко нарушена. Обычно при патологических состояниях ОЕЛ и ЖЕЛ изменяются одинаково, за исключением обструктивной эмфиземы легких, когда ЖЕЛ, как правило, уменьшается, ОО увеличивается, а ОЕЛ может оставаться нормальной или быть выше нормы.
7. Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) - количество воздуха, которое остается в легких после спокойного выдоха. Нормальные значения у взрослых - от 3 до 3,5 л.
ФОЕ = ОО + РОвыд.
По определению ФОЕ - объем газа, которьй остается в легких при спкойном выдохе и может быть мерой области газообмена. Она образуется в результате баланса между противоположно направленными эластическими силами легких и грудной клетки. Физиологическое значение ФОЕ состоит в частичном обновлении альвеолярного объема воздуха во время вдоха (вентилируемый объем) и указывает на объем альвеолярного воздуха, постоянно находящегося в легких. Увеличение ФОЕ может быть физиологически целесообразным, так как при этом происходит увеличение дыхательной поверхности легких, Кроме того, расширение просвета воздухоносных путей уменьшает сопротивление потоку воздуха и увеличивает площадь диффузии газов в дыхательных путях ниже 16-го порядка деления. Необходимо учитывать, что одновременно с увеличением ФОЕ несколько увеличивается путь диффузии газов, уменьшается емкость вдоха (вентилируемого объема), ограничивается способность к увеличению ДО и, соответственно, к увеличению максимальной вентиляции легких. Увеличение или уменьшение ФОЕ определяется соответствующим изменением соотношения двух противоположно направленных сил - эластической тяги легкого, стремящейся уменьшить его объем, и эластической силы тканей грудной клетки. Оценка взаимосвязи этих двух сил во многом определяет механику дыхания.
Клиническое значение ФОЕ велико. Она снижается на 20% через несколько минут после начала анестезии. Это снижение, вероятно, связано с подъемом диафрагмы вследствие повышения внутрибрюшного давления в положении на спине, повышения центрального объема крови и потерей тонуса дыхательной мускулатуры. Со снижением ФОЕ связано развитие ателектазов закрытие мелких дыхательных путей, уменьшение податливости легких, увеличение альвеолярно-артериального различия по О2 в результате перфузии ателектазированных участков легких, снижение вентиляционно-перфузионного соотношения. Обструктивные вентиляционные нарушения ведут к повышению ФОЕ, рестриктивные нарушения - к снижению ФОЕ.
С физиологической и клинической точки зрения имеет большое значение объем закрытия (ОЗ) и емкость закрытия (ЕЗ). Объем закрытия (ОЗ) легких - это легочный объем, часть ЖЕЛ, при котором мелкие дыхательные пути (бронхиолы) закрываются во время выдоха, спокойного или форсированного. Емкость закрытия (ЕЗ) - это сумма ОЗ и остаточного объема (ОО):
ЕЗ = ОЗ + ОО.
Закрытие бронхиол наблюдается чаще в дорзобазальных легочных сегментах, в которых внешнее тканевое давление в результате действия на легкие силы гравитации превышает эндобронхиальное давление, создаваемое воздухом ФОЕ. Поскольку у здоровых взрослых емкость закрытия (ЕЗ) меньше, чем ФОЕ (ФОЕ = РО выд. + + ОО), то мелкие дыхательные пути при среднем давлении выдоха не закрываются.
Факторы, приводящие к снижению ФОЕ:
Положение лежа на спине;
Ожирение;
Операции на верхних отделах живота;
Торакальные операции.
Факторы, которые приводят к повышению ЕЗ:
Курение;
Предшествующие хронические обструктивные легочные заболевания (ХОЛЗ);
Сердечная недостаточность;
Возраст (ЕЗ = ФОЕ в 65 лет в положении стоя и в 54 года в положении лежа на спине).
В работе анестезиолога, среди прочих нарушений легочных функций, довольно часто встречается послеоперационная рестрикция легких. Во время и после операции, проводимой под общей анестезией, особенно после верхней л a п a p o т o м и и и торакотомии происходит существенное снижение функции легких, которое обычно описывается как острая рестрикция (сокращение) всех легочных объемов. Степень такой рестрикции легочных объемов связана, главным образом со следующими факторами:
Уменьшением резервного объема вдоха на 10% от исходного значения;
Уменьшением ЖЕЛ приблизительно на 50-75%;
Уменьшением ФОЕ на 35%.
Уменьшение статических легочных объемов вызывается в основном:
Болью с последующим поверхностным дыханием;
Подавлением кашля;
Дорзобазальными послеоперационными ателектазами;
Повышением внутрибрюшного давления под действием различных причин;
Остаточным действием наркотиков и мышечных релаксантов;
Пациенты после операции часто дышат поверхностно и не кашляют, так как для эффективного кашля ЖЕЛ у них должна быть не менее трех дыхательных объемов (нормальное значение 8 мл/кг массы тела). При этом возникает опасность задержки бронхиальной слизи с последующим развитием ателектазов и вторичной пневмонии. Патофизиологическое значение снижения ФОЕ состоит в уменьшении разницы между ФОЕ и емкостью закрытия. При превышении емкостью закрытия уровня ФОЕ происходит закрытие мелких дыхательных путей в конце спокойного выдоха. Периодическое закрытие альвеол быстро ведет к возрастанию внутрилегочного право-левого шунтирования и уменьшению оксигенации. Поэтому необходимо сохранять ФОЕ выше ЕЗ, поддерживая зону газообмена открытой. В этой связи адекватная послеоперационная анестезия и респираторная терапия являются приоритетными. При планировании лечения в послеоперационном периоде необходимо учитывать, что более чем у 30% пациентов после хирургического вмешательства развивается дыхательная недостаточность, если ЖЕЛ меньше 50% нормального значения (1,75-2 л у взрослых). Послеоперационная рестрикция легочных функций возвращается к норме только через 2-3 недели.
Для оценки качества работы легких исследует дыхательные объемы (с помощью специальных приборов – спирометров).
Дыхательный объем (ДО) – количество воздуха, которое человек вдыхает и выдыхает при спокойном дыхании за один цикл. В норме = 400-500 мл.
Минутный объем дыхания (МОД) – объем воздуха, проходящий через легкие за 1 минуту (МОД=ДО х ЧДД). В норме = 8-9 литров в минуту; около 500 л в час; 12000-13000 л в сутки. При увеличении физической нагрузки МОД увеличивается.
Не весь вдыхаемый воздух участвует в вентиляции альвеол (газообмене), т.к. часть его не доходит до ацинусов и остается в дыхательных путях, где отсутствует возможность для диффузии. Объем таких воздухоносных путей называется «дыхательное мертвое пространство». В норме у взрослого = 140-150 мл, т.е. 1/3 ДО.
Резервный объем вдоха (РОВд) – количество воздуха, которое человек может вдохнуть при самом сильном максимальном вдохе после спокойного вдоха, т.е. сверх ДО. В норме = 1500-3000 мл.
Резервный объем выдоха (РОВыд) – количество воздуха, которое человек может дополнительно выдохнуть после спокойного выдоха. В норме = 700-1000 мл.
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) – количество воздуха, которое человек может максимально выдохнуть после самого глубокого вдоха (ЖЕЛ=ДО+РОВд+РОВыд = 3500-4500 мл).
Остаточный объем легких (ООЛ) – количество воздуха, остающееся в легких после максимального выдоха. В норме = 100-1500 мл.
Общая емкость легких (ОЕЛ) – максимальное количество воздуха, которое может находится в легких. ОЕЛ=ЖЕЛ+ООЛ = 4500-6000 мл.
ДИФФУЗИЯ ГАЗОВ
Состав вдыхаемого воздуха: кислород- 21 %, углекислый газ – 0,03 %.
Состав выдыхаемого воздуха: кислород-17 %, углекислый газ – 4 %.
Состав воздуха, содержащегося в альвеолах: кислород-14 %, углекислый газ –5,6 %о.
По мере выдоха альвеолярный воздух смешивается в воздухом, находящимся в дыхательных путях (в «мертвом пространстве»), что обусловливает указанную разницу состава воздуха.
Переход газов через аэрогематический барьер обусловлен разностью концентраций по обе стороны мембраны.
Парциальное давление – та часть давления, которая приходится на данный газ. При атмосферном давлении 760 мм рт.ст., парц.давление кислорода составляет 160 мм рт.ст. (т.е. 21 % от 760), в альвеолярном воздухе парц.давление кислорода – 100 мм рт.ст., а углекислого газа - 40 мм рт.ст.
Напряжение газа – парциальное давление в жидкости. Напряжение кислорода в венозной крови - 40 мм рт.ст. За счет градиента давления между альвеолярным воздухом и кровью – 60 мм рт.ст. (100 мм рт.ст. и 40 мм рт.ст.) происходит диффузия кислорода в кровь, где он связывается с гемоглобином, превращая его в оксигемоглобин. Кровь, содержащая большое количество оксигемоглобина называется артериальной. В 100 мл артериальной крови содержится 20 мл кислорода, в 100 мл венозной крови – 13-15 мл кислорода. Также по градиенту давления углекислый газ попадает в кровь (т.к. в тканях он содержится в больших количествах) и образуется карбгемоглобин. Кроме этого, углекислый газ вступает в реакцию с водой, образуя угольную кислоту (катализатор реакции – фермент карбоангидраза, находящийся в эритроцитах), которая распадается на протон водорода и бикарбонат-ион. Напряжение СО 2 в венозной крови – 46 мм рт.ст.; в альвеолярном воздухе – 40 мм рт.ст. (градиент давления = 6 мм рт.ст.). Диффузия СО 2 происходит из крови во внешнюю среду.
