Физиология

Для оценки вентиляционной способности лёгких, а также решения вопроса, по какому типу (обструктивному или рестриктивному) развивается дыхательная недостаточность, в клинической практике исследуют различные функциональные показатели. Определение последних проводят с помощью спирометрии (статические показатели) или пневмотахометрии (динамические показатели). Основные показатели спирометрии:
• остаточный объём (00) — количество воздуха, которое остаётся в лёгких даже после максимального выдоха;
• общая ёмкость лёгких (ОЕЛ) — сумма ЖЕЛ и 00;
• функциональная остаточная ёмкость (ФОЕ) — объём воздуха в лёгких в состоянии покоя по окончании обычного выдоха.

Динамические показатели системы дыхания:
• частота дыхания (ЧД);
• дыхательный ритм (ДР);
• минутный объём дыхания (МОД) — произведение ДО и ЧД;
• максимальная вентиляция лёгких (МВЛ) — произведение ЖЕЛ и форсированной частоты дыхания;
• объём форсированного выдоха за секунду (ОФВ1), выражаемый в процентах по отношению к форсированной жизненной ёмкости лёгких (ФЖЕЛ);
• форсированный экспираторный поток воздуха между 25% и 75% форсированной жизненной ёмкости лёгких (ФЭП 25-75%), позволяющий оценивать среднюю объёмную скорость воздушного потока.

У больных с обструктивными и рестриктивными заболеваниями выявляют характерные изменения.
Основное место в клинической практике в целях определения нарушений бронхиальной проходимости занимает форсированная спирометрия. Для её осуществления необходимо определить два показателя: объём односекундного форсированного выдоха (ОФВ1) и ЖЕЛ.

Дыхательный центр

Многочисленные экспериментальные и клинические исследования свидетельствуют о том, что в наибольшей зависимости от прилагаемого усилия для осуществления выдоха находится скорость воздушного потока в начале форсированного выдоха. Именно поэтому принято определять объём воздуха, выдыхаемого за первую секунду форсированного выдоха (ОФВ]). Этот показатель часто выражают в процентах по отношению к ЖЕЛ (ФЖЕЛ1) — так назьшаемый индекс Тиффно. Снижение этого отношения до величины 70% и менее однозначно свидетельствует о нарушении проходимости дыхательных путей.

Наиболее серьёзные и быстро возникающие расстройства вентиляции лёгких возникают при различной патологии дыхательного центра (ДД), приводящей к ослаблению активности или рассогласованию инспираторных и экспираторных ядер.

Известно, что дыхательный центр состоит из взаимосвязанных диффузных скоплений различных групп нейронов, расположенных в разных отделах ЦНС (от спинного мозга до коры больших полушарий головного мозга), ответственных за координированную и согласованную ритмическую деятельность дыхательных мышц и обеспечивающих приспособление вентиляции лёгких к постоянно изменяющимся условиям внешней и внутренней сред в целях сохранения газового гомеостаза организма.

В узком смысле под дыхательным центром понимают взаимосвязанные группы инспираторных (ИН) и экспираторных (ЭН) нейронов продолговатого мозга (так называемого центрального дыхательного регулятора — ЦДР), без функционирования которых ритмическое дыхание (вдох и выдох) в принципе невозможны.

Внедрение в исследовательскую практику современных электрофизиологических методов позволило установить локализацию основных групп дыхательных нейронов. Например, с помощью введения микроэлектродов, соединённых с усилителем, было показано, что ИН находятся в латеральной части дорсального дыхательного ядра продолговатого мозга. Их аксоны идут в шейный отдел спинного мозга, где импульсация переключается на мотонейроны, а те в свою очередь передают возбуждение на мышцы вдоха (внутренние межрёберные мышцы) и диафрагму.

Согласно данной модели, под влиянием хеморецептивной стимуляции возбуждается определённая группа ИН (ответственная за формирование т.н. центральной инспираторной активности — ЦИА). Чем сильнее афферентация (зависящая, главным образом, от напряжения СО2 в ликворе), тем быстрее происходит нарастание ЦИА и тем резче происходит вдох. Но тем скорее этот вдох и прекращается. Это обусловлено тем, что одновременно возбуждается другая группа нейронов, активность которой, достигнув определённой величины (порога), затормаживает и выключает ЦИА. Обрыву вдоха, переходу его в выдох способствуют также рецепторы растяжения лёгких. Вспомогательную роль в этом механизме играют влияния, поступающие сверху, прежде всего из пневмотаксического центра варолиева моста. Эти влияния способствуют более плавным переходам между инспираторной и экспираторной фазами.

Трансформаторная модель ритмогенеза дыхательного центра иллюстрируется приведённой выше схемой. Согласно последней, возбуждение инспираторных нейронов обеспечивает вдох. Одновременно активирующаяся другая популяция инспираторных нейронов передаёт своё возбуждение, когда оно достигает пороговой величины, постинспираторным нейронам (PI), которые, в свою очередь, затормаживают нейроны, прекращая вдох и поддерживая некоторое время состояние вьщоха. Активацию нейронов поддерживают и стимулы из хеморецепторов. Раздражение рецепторов растяжения лёгких способствует прерыванию вдоха, а ирритантных рецепторов — прерыванию вьщоха. Итак, можно констатировать, что ДЦ, получая от хеморецептров информацию о химизме внутренней среды, преобразует её в ритмический выходной сигнал (подобно трансформатору), обеспечивающий необходимую организму нормальную вентиляцию лёгких.
Рассмотрение нейрофизиологических механизмов работы дыхательного центра важно и для понимания конкретных звеньев нарушений регуляции дыхания.

Расстройства регуляции системы внешнего дыхания можно разделить на три категории:
• расстройства центральной регуляции дыхания;
• изменения в проводниковом (бульбоспинальном) тракте;
• нарушения проведения сигналов от мотонейронов спинного мозга к респираторным мышцам.

- Читать далее "Нарушения функции дыхательного центра. Патологические формы дыхания"