Настоящая глава посвещена вентиляции и кровотоку, которые лежат в основе газообмена. Хотя легкие выполняют целый ряд нереспираторных функций, такие, как метаболическая и удаление патологических компонентов из циркуляторного русла, тем не менее дыхательная функция является основной. При болезнях органов дыхания нарушаются вентиляция, кровоток и газообмен, что приводит к дыхательной недостаточности и смерти.

 

ВЕНТИЛЯЦИЯ

 

Дыхательные пути представляют собой последовательность разветвляющихся трубок. При делении они становятся уже и короче, а количество их возрастает по мере проникновения в легкие. Бронхи, включая терминальные бронхиолы, представляют собой проводящие дыхательные пути, основной функцией которых является доставка воздуха в газообменные отделы легких. Поскольку проводящие дыхательные пути не содержат альвеол, они представляют собой анатомическое мертвое пространство.
Каждой респираторной бронхиоле соответствует респираторная единица — ацинус. Каждая терминальная бронхиола делится на респираторные бронхиолы, от стенок которых отпочковываются единичные альвеолы. Далее идут альвеолярные ходы — структуры, полностью связанные с альвеолами. Этот отдел легких, где присутствуют альвеолы, называется респираторной зоной. Отдел, расположенный дистальнее к терминальным бронхиолам, называется еще переходной, или респираторной, зоной, так как отделы респираторных бронхиол, где отсутствуют альвеолы, не выполняют респираторной функции. Расстояние от терминальной бронхиолы до наиболее дистально расположенных альвеол составляет всего лишь 5 мм, тем не менее респираторная зона составляет большую часть легких (ее объем около 2–3 л).
Сегодняшние представления о морфологии дыхательных путей с функциональной точки зрения во многом базируются на работах E. Weibel. В этих работах измерялись количество, длина, ширина и углы деления дыхательных путей. Были предложены модели, которые хотя и являются идеализированными, тем не менее позволяют проводить различные виды анализов респираторных кривых (таких, как кривая давление–объем) (рис. 2--1).

 

Диаграмма, демонстрирующая резкое возрастание площади поперечного сечения дыхательных путей в респираторной зоне в соответствии с моделью Weibel
Рис. 2-1. Дыхательные пути человека в соответствии с моделью A. Weibel (AD, AS — альвеолярные мешочки, BL — бронхиолы, BR — бронхи, RBL — респираторные бронхиолы, TBL — терминальные бронхиолы, Z — генерации дыхательных путей. RBL, AD и AS формируют промежуточную и респираторную зоны (Weibel E.R. Morphometry of the Human Lung. — Berlin: Springer-Verlag, 1963).

Наиболее часто используется, так называемая, идеализированная модель А, в которой первые 16 генераций, включая терминальные дыхательные пути составляют проводящую зону. Следующие три генерации составляют респираторные бронхиолы, с альвеолами, число которых возрастает к периферии (переходная зона). Далее идут три генерации альвеолярных протоков и одна генерация альвеолярных мешочков, которые формируют истинную респираторную зону.
Эта идеализированная, дихотомически разветвляющаяся система чрезмерно упрощена, поскольку в некоторых отделах легких имеет место уменьшение количества генераций (менее 23, от трахеи до альвеолярных мешочков), в то время как в других отделах количество генераций может быть большим. Некоторые несоответствия данной модели были подвергнуты критике некоторыми авторами, которые предложили альтернативные модели, особенно дистальных отделов легких. В частности, предложено начинать отсчет генераций в обратном порядке — с терминальных альвеол (такая система используется для классификации рек и их притоков).
Тем не менее, модель Weibel позволяет объяснить многие явления в респираторной физиологии, например, замедление линейного воздушного потока в периферических дыхательных путях вследствие резкого увеличения площади поперечного сечения после 16-й генерации, в результате чего модель дыхательных путей может быть представлена в форме тромбона (рис. 2--2).
Результатом значительного изменения площади воздухоносных путей на уровне периферии является резкое замедление воздушного потока в области терминальных бронхиол. В проксимальных отделах имеет место конвекционный поток. При достижении дистальных отделов линейная скорость продвижения газа резко снижается и дальнейший газовый транспорт осуществляется путем молекулярной диффузии. На уровне альвеол диффузия в газовой фазе становится единственным механизмом движения газов.

 

 

 

 

Диаграмма, демонстрирующая резкое возрастание площади поперечного сечения дыхательных путей в респираторной зоне в соответствии с моделью WeibelРис. 2-2. Диаграмма, демонстрирующая резкое возрастание площади поперечного сечения дыхательных путей в респираторной зоне в соответствии с моделью Weibel (West J.B. Respiratory Physiology — the Essentials. 7th ed. — Baltimore: Lippincott Williams and Wilkins, 2005).

 

Частицы аэрозоля, поступающие в легкие, задерживаются на уровне терминальных бронхиол и не способны продвигаться дальше из-за прекращения конвекционного потока и большой массы, делающей невозможным дальнейшее движении путем диффузии. Потому область терминальных бронхиол является преимущественным местом оседания и патогенного воздействия поллютантов.

 

ЛЕГОЧНЫЕ ОБЪЕМЫ И ЕМКОСТИ

 

Транспорт газов в легких зависит от степени и скорости изменения легочного объема. Вентиляционная функция легких необходима для обновления газового состава воздуха в альвеолах. Уровень легочной вентиляции определяется двумя характеристиками — глубиной дыхания, или дыхательным объемом (ДО — Vt), и частотой дыхательных движений. Для оценки вентиляции обычно используют показатель минутной вентиляции легких (или минутный объем дыхания МОД — Ve), обозначающий количество воздуха, выдыхаемого легкими в течение одной минуты.
Для характеристики вентиляционной функции используются статические и динамические объемы. Под статическими легочными объемами понимают те характеристики легких, которые регистрируются в момент отсутствия воздушного потока. Общий объем, которого достигают легкие при максимальном вдохе, традиционно принято считать суммой четырех объемов. Этим четырем легочным объемам присвоены названия, которые используются более 100 лет после внедрения спирометрии в клиническую практику. В число традиционно измеряемых объемов входят остаточный объем легких (ОО — RV), резервный объем выдоха (РОвыд. — ERV), ДО и резервный объем вдоха (РОвд. — IRV). Сумму двух и более стандартно измеряемых объемов принято называть термином «емкость». Традиционно выделяют емкости, которых также четыре: общая емкость легких (ОЕЛ), функциональная остаточная емкость (ФОЕ — FRC), емкость вдоха (Евд. — IC) и жизненная емкость легких (ЖЕЛ — VC). Ниже представлено более подробное описание каждого из этих терминов (рис. 2--3).

 

 

 

 

Основные легочные объемы
Рис. 2-3. Основные легочные объемы (West J.B. Respiratory Physiology — the Essentials. 7th ed. — Baltimore: Lippincott Williams and Wilkins, 2005).

 

Один из самых распространенных методов оценки легочной функции называется спирометрией, которая и позволяет измерить некоторые из вышеперечисленных объемов и емкостей. Во время спирометрии испытуемый вдыхает и выдыхает, выполняя различные респираторные маневры, при этом регистрируются изменения объема газа в легких. С помощью спирометрии можно измерить изменения газового объема в легких в пределах, достигаемых испытуемым произвольно.
Общая емкость легких (ОЕЛ — TLC) включает в себя весь объем воздуха, который находится в легких после достижения максимально глубокого вдоха. Другими словами, ОЕЛ — это общее количество газа, содержащегося в легких во время выполнения максимального инспираторного усилия.
Максимальный объем воздуха в легких и дыхательных путях (ОЕЛ) и другие объемы и емкости у здорового человека определяются целым рядом факторов, главными из которых являются:
1) рост, масса тела, возраст, расовая принадлежность, конституциональные и индивидуальные особенности человека и его респираторной системы;
2) эластические свойства легочной ткани и дыхательных путей;
3) сократительные характеристики диафрагмы и других дыхательных мышц.
Схематическое изображение статических легочных объемов и емкостей представлено на рис. 2-3.

 

СТРУКТУРА СТАТИЧЕСКИХ ОБЪЕМОВ И ЕМКОСТЕЙ

 

При спокойном спонтанном дыхании с каждым дыхательным циклом человек вдыхает и выдыхает объем воздуха, который называется дыхательным объемом. Минутная вентиляция (МОД) — это общее количества воздуха, которое проходит через легкие в течение 1 мин и равняется дыхательному объему (Vt), умноженному на частоту дыхания (R):
Ve = Vt x R.
Она, определяется метаболическими потребностями субъекта и эффективностью газообмена. Необходимая минутная вентиляция достигается различными комбинациями частоты дыхания и дыхательного объема, что называется дыхательным паттерном, или дыхательным стереотипом. При измерении ДО не всегда удается получить показатель, свойственный индивидууму в покое, так как на получение этого параметра оказывают влияние и спирометр, и короткое время исследования. Уровень ДО у взрослого здорового человека весьма вариабелен и может изменяться при нагрузке и перемене положения тела, а в состоянии покоя он составляет примерно около 500 мл. ДО, как и другие параметры, составляющие структуру статических объемов (за исключением остаточного объема), измеряют спирометрическим методом, путем расчета средней величины как минимум из четырех дыхательных циклов при спокойном стабильном дыхании.
Максимальная вентиляция легких — это объем возду­ха, который перекачивают легкие за 1 мин при выполнении максимальных по частоте и глубине дыхательных движений. Эта величина чаще всего имеет теоретическое значение, так как невозможно поддерживать максимально возможный физически уровень вентиляции в течение одной минуты даже при максимальной физической нагрузке из-за наступающей гипокапнии. Поэтому для его косвенной оценки используют показатель максимальной произвольной вентиляции легких (МВЛ). Он измеряется при выполнении стандартного 12-секундного маневра с максимальными по амплитуде дыхательными движениями с частотой дыхания 60 в минуту.
Максимальный объем воздуха, который способен вдохнуть человек после спокойного вдоха, называется резервным объемом вдоха (РОвд.). Этот показатель для человека среднего возраста и средних антропометрических данных составляет от 1,5 до 2 л.
Максимальный объем воздуха, который человек дополнительно может выдохнуть после окончания спокойного выдоха, называется резервным объемом выдоха (РОвыд.). Сильное влияние на этот показатель оказывает гравитационный фактор, поэтому он выше в вертикальном положении, чем в горизонтальном, и может уменьшаться при ожирении.
Остаточный объем (ОО) — объем воздуха, который остается в легких после максимального выдоха и не может выдыхаться обследуемым ни при каких условиях. Другими словами, это объем газа, остающийся в легких после максимального экспираторного усилия. В разных возрастных группах ОО определяется в большей степени комбинированным эффектом мышц выдоха (экспираторные мышцы) и внутренними механическими свойствами легких. С возрастом ОО увеличивается.
Легочные емкости. Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — это объем, который вдыхается и выдыхается при выполнении максимальных инспираторных (вдох) и экспираторных (выдох) усилиях. Другими словами, это разница между ОЕЛ и ОО. Измерение ЖЕЛ — это один из наиболее простых и распространенных методов исследования. ЖЕЛ включает в себя дыхательный объем, резервный объем вдоха, резервный объем выдоха. У лиц среднего возраста ЖЕЛ варьирует в пределах 3,0–5,0 л и более. В зависимости от методики измерения ЖЕЛ различают ЖЕЛ вдоха, когда после полного выдоха производится максимально глубокий вдох, и ЖЕЛ выдоха, когда после полного вдоха производится максимальный выдох.
Емкость вдоха (Евд.) равна сумме дыхательного объема и резервного объема вдоха. У человека Евд. составляет в среднем 2,0–2,5 л и не зависит от положения тела.
Функциональная остаточная емкость (ФОЕ) — объем воздуха в легких после спокойного выдоха. Иногда ФОЕ еще называют конечным экспираторным объемом. При достижении ФОЕ внутренняя эластическая отдача легких уравновешивается наружной эластической отдачей грудной клетки, создавая отрицательное плевральное давление. У здоровых взрослых лиц это происходит примерно на уровне 50% ОЕЛ, и при плевральном давлении – 5 см вод.ст. ФОЕ является суммой резервного объема выдоха и остаточного объема. ФОЕ измеряется методами бодиплетизмографии и разведения газов или газовой дилюции. На величину ФОЕ существенно влияют уровень физической активности человека и положение тела в момент измерения. ФОЕ меньше в горизон­тальном положении тела, чем в положении сидя или стоя, из-за высокого стояния купола диафрагмы. ФОЕ может уменьшаться, если тело находится в воде или при ожирении вследствие уменьшения общей растяжимости грудной клетки.
Общая емкость легких (ОЕЛ) — объем воздуха в легких по окончании полного вдоха. ОЕЛ рассчитывают двумя способами:
ОЕЛ = ОО + ЖЕЛ
или
ОЕЛ = ФОЕ + Евд..
ОЕЛ может быть измерена с помощью плетизмографии или методом газовой дилюции.

 

Показатели статических легочных объемов и емкостей играют важную роль при оценке функции легких у здоровых лиц и в диагностике легочных заболеваний. Для определения легочных объемов и емкостей обычно используются методы спирометрии, пневмотахометрии с интеграцией показателей и бодиплетизмографии. Статические легочные объемы могут снижаться при любых состояниях, ограничивающих расправление легких. Это могут быть заболевания, вызывающие уменьшение числа функционирующих альвеол (ателектаз, резекция, рубцовые изменения легких), поражения плевры, уменьшающие податливость легочной ткани, болезни грудной клетки и живота, нейромышечные заболевания.
Для сопоставимости результатов измерений легочных объемов и емкостей полученные данные должны соотноситься со стандартными условиями температуры тела (37 °С), давления (101 кПа), относительной влажности (100%). Это стандартное состояние обозначается аббревиатурой BTPS (body temperature, pressure, saturated).

 

ОБЩАЯ И АЛЬВЕОЛЯРНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

 

Легкое состоит из большого количества альвеолярных единиц разного размера и формы. Альвеолярная единица может быть схематически представлена как сферическая структура, содержащая газ (альвеолярный объем — Va), соединяющая с окружающим воздухом трубкой (мертвое пространство — Vd). Альвеолярный объем может изменяться под влиянием внешних факторов. Газообмен между кровью и вдыхаемым воздухом происходит именно в альвеолярном пространстве (альвеолярные протоки, альвеолярные мешочки и собственно альвеолы). В мертвом пространстве газообмен отсутствует. Объем легких (VL) определяется суммой этих двух объемов:
VL=Va+Vd.
Во время спонтанного дыхания объем легких варьирует с изменением дыхательного объема (Vt), который может быть измерен при вдохе и выдохе.
Поскольку не весь воздух, вдыхаемый в легкие и выдыхаемый из них, участвует в газообмене, альвеолярная вентиляция всегда меньше общей вентиляции. Часть общей минутной вентиляции не достигает альвеол, а поступает только в дыхательные пути (анатомическое мертвое пространство), где не происходит газообмена. Анатомическое мертвое пространство может быть измерено методом Fowler. Часть воздуха поступает в альвеолы, которые не перфуз

Сосудистое сопротивление в системе легочной артерии определяетсяируются или перфузируются на уровне, недостаточном для газообмена (альвеолярное мертвое пространство). Сумма этих двух пространств называется физиологическим или функциональным мертвым пространством. С показателями минутной вентиляции (Ve) и альвеолярной вентиляции (Va) оно связано следующим уравнением:
Vd:Ve=Vd:Vt=1 — Va:Ve.
Отношение объема мертвого пространства к дыхательному объему редко меньше чем 0,3.

 

НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ВЕНТИЛЯЦИИ

 

Газообмен наиболее эффективен, если альвеолярная вентиляция и капиллярная перфузия распределены равномерно по отношению друг к другу. Но альвеолы не всегда вентилируются равномерно, даже в здоровом легком. В норме вентиляция обычно осуществляется преимущественно в верхних отделах легких, в то время как перфузия — преимущественно в нижних. Таким образом, незначительная степень вентиляционно-перфузионной неравномерности может быть зарегистрирована у здорового человека на высоте уровня моря. Вентиляционно-перфузионное распределение становится более равномерным при физической нагрузке.
Объяснение топографической неравномерности вентиляции показано на рис. 2--4, А. Показано, что внутриплевральное давление в меньшей степени отрицательно на уровне нижних отделов легких, чем верхних. Это объясняется гравитационным фактором (т.е. массой самого легкого). Следствием является то, что объем альвеол в покое меньше, как видно по кривой давление–объем, а изменения объема для данного внутриплеврального давления выше, так как альвеолы функционируют в пределах более крутого участка кривой давление–объем. Поэтому вентиляция (изменение объема по отношению к объему в покое) выше в нижних отделах, чем в верхних, хотя если здоровый человек выполнит небольшой вдох от уровня остаточного объема, отмечается другая картина в распределении вентиляции. В этом случае вентилироваться будут преимущественно верхние отделы легких, так как генерируется меньшее внутриплевральное отрицательное давление, а на уровне нижних отделов оно практически достигает атмосферного (рис. 2--4, Б). При таком небольшом давлении базальные отделы не будут растягиваться и вентилироваться, а газ будет поступать только в верхние отделы. Таким образом, и топографическая неравномерность вентиляции, и региональные различия внутриплеврального давления в значительной степени объясняются деформацией легкого вследствие гравитационного фактора.
Не существует простых критериев для оценки неравномерности распределения вентиляции к кровотоку. Повышение соотношения объема мертвого пространства к дыхательному объему (Vd/Vt) или повышенная разница парциального напряжения кислорода в артериях и альвеолах (A-aDO2) являются неспецифическими критериями неравномерности распределения газообмена, однако эти изменения могут быть вызваны и другими причинами (снижение дыхательного объема, повышенное анатомическое мертвое пространство).

 

Топографическая неравномерность вентиляции в легком

Рис. 2-4. Топографическая неравномерность вентиляции в легком.

a-вдох на уровне функциональной остаточной емкости (West J.B. Respiratory Physiology — the Essentials. 7th ed. — Baltimore: Lippincott Williams and Wilkins, 2005)

 

 

 

при низких легочных объемах

b — при низких легочных объемах (West J.B. Respiratory Physiology — the Essentials. 7th ed. — Baltimore: Lippincott Williams and Wilkins, 2005)

 

Наиболее важными особенностями альвеолярной вентиляции являются:
●интенсивность обновления газового состава, определяемая соотношением альвеолярного объема и альвеолярной вентиляции;
●изменения альвеолярного объема, которые могут быть связаны с увеличением или уменьшением размеров вентилируемых альвеол либо с изменением количества альвеол, вовлеченных в вентиляцию;
●межальвеолярная «неравномерность» распределения респираторных газов, которая приводит к «параллельной неравномерности»;
●внутриальвеолярная «неравномерность» распределения респираторных газов (стратификация), которая приводит к «последовательной неравномерности»;
●различия внутрилегочных характеристик сопротивления и эластичности, приводящие к асинхронности альвеолярной вентиляции.
Поток газов внутрь альвеол и наружу определяется механическими характеристиками легких и дыхательных путей, а также силами (или давлением), воздействующими на них. Механические характеристики определяются главным образом сопротивлением дыхательных путей потоку воздуха и эластическими свойствами легочной паренхимы, которые, в свою очередь, обусловлены:
●соотношением разницы ротового и альвеолярного давления и вызванным этим перепадом ротового потока;
●эластичностью легких, измеренной с помощью комплайенса (растяжимости — CL), равняющегося отношению между изменением легочного объема к соответствующим изменением транспульмонального давления.
Хотя существенные изменения размеров альвеол могут произойти за очень короткий промежуток времени (диаметр может измениться в полтора раза в течение одной секунды), линейная скорость потока воздуха внутри альвеол очень мала.
Размеры альвеолярного пространства таковы, что смешивание газа в альвеолярной единице происходит практически мгновенно как при нагрузке, так и в покое, вследствие дыхательных движений, кровотока и движения молекул (диффузии). В норме региональные различия в размерах альвеол сравнительно малы. Изменения объема альвеолы в 3 раза вызывает изменение ее радиуса в полтора раза. При эмфиземе же альвеолы могут увеличиваться в объеме до 10 раз.
Соотношение вентиляции и объема альвеол (т.е. степени вовлеченности альвеол в вентиляционный процесс) зависит от степени воздушности легочной ткани и дыхательной фазы (вдох или выдох), а также других факторов. Хорошо известен парадокс, когда при ухудшении легочной функции степень неравномерности распределения вентиляции снижается, как результат полного функционального выключения плохо вентилируемых альвеол.
Неравномерность альвеолярной вентиляции обусловлена и гравитационным фактором — разницей транспульмонального давления в верхних и нижних отделах грудной клетки (апико­базальным градиентом). В вертикальном положении в нижних отделах это давление выше примерно на 8 см вод.ст. (0,8 кПа). Апико-базальный градиент всегда присутствует независимо от степени воздухонаполненности легких и в свою очередь определяет наполнение воздухом альвеол в разных отделах легких.
В норме вдыхаемый газ смешивается практически мгновенно с альвеолярным газом. Состав газа в альвеолах практически гомогенен в любой респираторной фазе и в любой момент вентиляции. На скорость внутриальвеолярного смешивания оказывают влияние следующие факторы.
●Размеры альвеолярного пространства, которые определяют дистанцию, по-крываемую диффузией. Линейная скорость движения вдыхаемого газа в альвеолярном пространстве существенно замедляется, поскольку на уровне ацинуса общая площадь поперечного сечения очень велика. Поэтому смешение альвеолярного газа здесь происходит путем молекулярной диффузии.
●Сосудистая пульсация системного и легочного кровообращения стимулирует внутриальвеолярное смешивание и поток газа в бронхиолах.
●Межальвеолярные и бронхиолоальвеолярные коллатерали способствуют коллатеральной вентиляции, а также межальвеолярному и внутриальвеолярному смешиванию газов.
Любое повышение альвеолярного транспорта кислорода и углекислого газа, например, при физической нагрузке сопровождается повышением градиентов концентрации газов, которые способствуют возрастанию альвеолярной стратификации. Нагрузка стимулирует альвеолярное смешивание путем повышения потока вдыхаемого воздуха и возрастания кровотока. Из патологических состояний наиболее частой причиной возникновения внутриальвеолярной стратификации является аномальное увеличение размеров альвеол из-за перерастяжения и/или разрушения структуры легочной ткани. Это происходит при эмфиземе легких, когда механического продвижения и скорости диффузии становится недостаточно для преодоления альвеолярной дистанции без существенного концентрационного градиента. Альвеолярная стратификация затрудняет газообмен и формирует дополнительное препятствие диффузии между газовой фазой и кровью. Это повышает альвеолокапиллярный градиент давления для кислорода и углекислоты.
Феномен коллатеральной вентиляции, впервые описанный Алленом и Юнгом в 1931 г., очень важен для оптимального функционирования легких, особенно когда поражены мелкие дыхательные пути вследствие болезни бронхов. Функция альвеол при окклюзии дыхательных путей в этом случае поддерживается с помощью коллатеральной вентиляции. Существует три типа коллатеральных соединений.
●Интеральвеолярные (или поры Кона). Каждая альвеола в норме имеет около 50 интеральвеолярных соединений от 3 до 13 микрон в диаметре. Эти поры увеличиваются в размере с возрастом, а также при патологических состояниях, таких, как бронхит и эмфизема.
●Бронхоальвеолярные соединения (или каналы Ламберта), которые присутствуют в норме у детей и взрослых и иногда достигают в диаметре 30 микрон.
●Межбронхиолярные соединения (каналы Мартина), которые не встречаются у здорового человека, однако появляются при некоторых заболеваниях, поражающих дыхательные пути и легочную паренхиму.
Гравитация также оказывает влияние на легочный кровоток. Региональная перфузия единицы легочного объема возрастает по направлению от верхушек к базальным отделам легких в большей степени, чем это происходит с вентиляцией, поэтому в норме вентиляционно-перфузионное отношение (Vа/Qс) снижается от верхушек к нижним отделам. На вентиляционно-перфузионные отношения оказывает влияние целый ряд факторов:
●положение тела (в горизонтальном положении отсутствует разница между перфузией верхних и нижних отделов, а появляется вентиляционно-перфузионный градиент между передними и задними отделами);
●возраст (распределение региональной перфузии становится более равномерным с возрастом, как результат изменения механических свойств легочной ткани);
●растяжение легких (чем больше легочная ткань растянута, тем больше разница между апикальной и базальной региональной перфузией).
Но не вся кровь, перфузирующая легкие, участвует в газообмене. В норме небольшая порция крови может перфузировать невентилируемые альвеолы, и происходит так называемое шунтирование. При различных патологических состояниях шунт может нарастать и оказывать влияние на газообмен. Нарушение газового состава крови часто является результатом аномальных вентиляционно-перфузионных отношений. У здорового человека отношение Va/Qc может варьировать от нуля (циркуляторный шунт) до бесконечности (вентиляция мертвого пространства), однако в большей части легочной паренхимы вентиляционно-перфузионное отношение составляет примерно 0,8. Экстремальные показатели регистрируются только в небольших участках легочной ткани. Состав альвеолярного воздуха оказывает влияние на кровоток в легочных капиллярах. При низком со-держании кислорода (гипоксия), а также понижении содержания углекислоты (гипокапния) в альвеолярном воздухе отмечаются повышение тонуса гладкой мускулатуры легочных сосудов и их констрикция с возрастанием сосудистого сопротивления.

 
ЛЕГОЧНОЕ КРОВООБРАЩЕНИЕ

 

Основными составляющими легочного газообмена являются вентиляция и перфузия. Исследованию вентиляционной способности легких у больных, страдающих заболеваниями легких, уделяется особое внимание, тогда как легочное кровообращение оценивается недостаточно полно из-за отсутствия неинвазивных методов, позволяющих изучить гемодинамику в легких.

 

ДАВЛЕНИЕ В СИСТЕМЕ ЛЕГОЧНОЙ АРТЕРИИ

Давление в системе легочной артерии очень низкое по сравнению с давлением в большом круге кровообращения. Считается, что нормальное систолическое давление в легочной артерии равно 25–30 мм рт.ст., диастолическое давление — 8 мм рт.ст., среднее давление — 15–20 мм рт.ст., т.е. среднее давление в системе легочной артерии приблизительно в 6 раз ниже, чем среднее давление в большом круге кровообращения. Поскольку давление в легочной артерии такое низкое, то в перераспределении кровотока внутри легкого большую роль играет гидростатическое давление. Высота легкого взрослого человека приблизительно равна 30 см, поэтому гидростатическая разница в давлении между верхушкой легкого и его основанием равна 30 см крови, что эквивалентно 23 мм рт.ст., т.е. имеется существенная разница давлений в капиллярах на разных уровнях легкого.
Для изучения перераспределения давления в легочных капиллярах использовались как прямое измерение гидростатического давления в капиллярах, так и косвенные методы исследования (например, измерение давления пропотевшей жидкости на плевральной поверхности изолированного легкого). Исследования показали, что давление в легочных капиллярах приблизительно в 2 раза ниже, чем давление в легочной артерии, и в 2 раза выше, чем давление в легочной вене. Вероятно, перераспределение давления в легочных капиллярах происходит таким образом, чтобы как можно больший объем крови соприкоснулся с альвеолярным газом при минимальной нагрузке на правые отделы сердца.
Давление в легочной артерии сильно варьирует от систолы к диастоле (25 и 8 мм рт.ст. соответственно), что позволяет обеспечить хороший кровоток в легочных капиллярах.
В настоящее время выделяют два типа легочных капилляров, которые расположены в альвеолярной стенке (альвеолярные и экстраальвеолярные). Давление в альвеолярных легочных капиллярах приблизительно равно давлению в альвеолах и зависит от фазы вдоха и выдоха. На вдохе, когда легкое расширено, давление в капиллярах такого типа становится на несколько сантиметров ниже альвеолярного из-за поверхностного натяжения внутри альвеол, и, наоборот, на выдохе давление в капиллярах близко к альвеолярному давлению. Давление в экстраальвеолярных капиллярах не зависит от давления в альвеолах, но так же зависит от фазы вдоха и выдоха. Диаметр этих капилляров определяется радиальной тягой окружающих альвеолярных стенок, поэтому на вдохе, когда легкое увеличивается в объеме, диаметр этих капилляров увеличивается, на выдохе — уменьшается из-за наличия эластической ткани в межальвеолярных перегородках.

 

СОСУДИСТОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ В СИСТЕМЕ ЛЕГОЧНОЙ АРТЕРИИ
Сосудистое сопротивление в системе легочной артерии определяется как:

Сосудистое сопротивление в системе легочной артерии определяется

 

 

СКОРОСТЬ ПОТОКА В ЛЕГОЧНОЙ АРТЕРИИ

 

В нормальных условиях сосудистое сопротивление в легких составляет 5 л/мин. Поток крови определяется артериовенозной разницей давлений приблизительно равной 10 мм рт.ст. До настоящего времени механизмы регуляции сосудистого сопротивления изучены недостаточно полно, хотя известно, что при повышении артериального или венозного давления в малом круге кровообращения происходит снижение сосудистого сопротивления. Такая реакция необходима прежде всего для того, чтобы уменьшить нагрузку на правые отделы сердца. Показано, что при физической нагрузке, когда происходит повышение артериального и венозного давления, сосудистое сопротивление падает.
Известны два механизма регуляции легочного сосудистого сопротивления — открытие ранее закрытых капилляров (рекуррентные капилляры) и увеличение диаметра капилляров. В экспериментах на животных было показано, что повышение давления в легочной артерии от 0 до 15 см вод.ст. увеличивало число открытых капилляров на миллиметр длины альвеолярной стенки в два раза, а при повышении давления на 50 см вод.ст. средний диаметр капилляров увеличивался приблизительно от 3,5 до 7 mm.
Предполагают, что открытие ранее закрытых капилляров основано на свойст-вах плотной сети многочисленно связанных капиллярных сегментов. Для каждого капиллярного сегмента предопределено свое критическое давление, при котором происходит его открытие. Увеличение диаметра капилляров, очевидно, связано с выпиранием капиллярной стенки из-за повышения внутрикапиллярного давления. За счет раскрытия рекуррентных микрососудов и расширения капилляров увеличиваются площадь микроваскулярного русла и время контакта крови с альвеолярным газом, что в свою очередь облегчает газообмен.
Важную роль в регуляции сосудистого сопротивления играет объем легкого: при увеличении легочного объема сосудистое сопротивление сначала падает, а затем повышается. В норме на уровне функциональной остаточной емкости легкого сосудистое сопротивление минимально. Повышение легочного сосудистого сопротивления при уменьшении объема легкого связано с уменьшением диаметра экстраальвеолярных капилляров, так как диаметр этих сосудов поддерживается радиальной тягой окружающей паренхимы, поэтому наименьший диаметр этих капилляров будет при коллапсе легкого. Кроме того, при уменьшении легочного объема сосудистое сопротивление чрезвычайно чувствительно к вазоконстрикторным веществам типа серотонина, которые вызывают сокращение гладкой мускулатуры стенки сосудов.
В нижних отделах легкого на сосудистое сопротивление оказывает влияние и извилистый ход микрососудов. В верхних отделах легкого повышение сосудистого сопротивления, вероятно, вызвано поперечным сужением капилляров.
Многие биологически активные вещества оказывают влияние на сосудистое сопротивление. Так, например, серотонин, гистамин и норэпинефрин вызывают сокращение гладкой мускулатуры стенки легочных сосудов, поэтому сосудистое сопротивление повышается, а ацетилхолин и изопротеренол расслабляют сосуды, и сопротивление падает.

 

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ЛЕГОЧНОГО КРОВОТОКА

 

Распределение легочного кровотока в здоровом легком неравномерно. У человека в вертикальном положении скорость кровотока линейно снижается к верхушке легкого. В горизонтальном положении скорость кровотока в верхушке легкого и его основании будет приблизительно одинаковой, однако можно обнаружить различия в кровотоке между соседними отделами легкого, расположенными выше и ниже исследуемых участков. При физической нагрузке в вертикальном положении различия в кровоснабжении верхних и нижних отделов легкого уменьшаются.
Существует трехзональная модель распределения легочного кровотока (рис. 2--5).
Легкое разделено на три зоны согласно относительным величинам систолического давления в легочной артерии, альвеолярного и венозного давления.
Первая зона — это та область легкого, где альвеолярное давление превышает давление в легочной артерии. Исследования на изолированных легких показали, что в этой зоне нет кровотока, так как капилляры закрыты из-за высокого давления извне.
Вторая зона — та часть легкого, в котором систолическое давление в легочной артерии превышает альвеолярное, но альвеолярное давление превышает венозное. В этом участке легкого поток крови в основном определяется разницей между давлением в легочной артерии и альвеолярным давлением, а не артериовенозной разницей.
Увеличение скорости кровотока ниже зоны 2 можно объяснить гидростатическим повышением легочного артериального давления, если учесть, что альвеолярное давление остается постоянным. Таким образом, давление, определяющее поток крови, линейно увеличивается с расстоянием.
Зона 3 — та часть легкого, в которой венозное давление превышает альвеолярное давление.
Несмотря на свою простоту, трехзональная модель объясняет принцип распределения легочного кровотока, однако есть и другие факторы, которые оказывают влияние на распределение кровотока в здоровом легком, например объем легкого. Замечено, что в самой нижней области легкого существует зона пониженного кровоснабжения, которую называют 4-й зоной. Эта зона уменьшается на вдохе и увеличивается на выдохе — таким образом, происходит перераспределение кровотока (кровоток в области верхушки легкого становится выше, чем в основании). Кроме того, в перераспределение кровотока свой «вклад» вносят и экстраальвеолярные капилляры, диаметр которых зависит от фазы вдоха и выдоха. Известно, что в вертикальном положении альвеолы, расположенные в основании легкого, находятся в спавшемся состоянии под воздействием массы самого легкого, поэтому в этой области экстраальвеолярные капилляры очень узкие, что ведет к повышению сосудистого сопротивления, а значит, и к снижению кровотока. Влияние экстраальвеолярных капилляров на перераспределение кровотока возрастает при введении вазоконстрикторных веществ (например, серотонина) или вазодилататоров (например, изопротеренола); кроме того, повышение сосудистого сопротивления может быть вызвано межуточным отеком легкого, когда жидкость создает «манжету» вокруг капилляра, что повышает легочное сосудистое сопротивление.

 

 

 

Трехзональная модель распределения легочного кровотока (Ра — давление в легочной артерии, РА — альвеолярное давление, РV — венозное давление
Рис. 2-5. Трехзональная модель распределения легочного кровотока (Ра — давление в легочной артерии, РА — альвеолярное давление, РV — венозное давление.

 

Учитывая вышесказанное, одним из основных факторов, влияющих на распределение кровотока в легком, является гравитация, однако и негравитационные факторы играют свою роль в перераспределении кровотока. В условиях эксперимента на изолированном легком собаки было показано, что кровоснабжение в дорсокаудальном отделе выше, чем в вентральном; кроме того, существуют различия в кровоснабжении центральной части легкого и его периферии.
Распределение легочного кровотока изменяется при заболеваниях легких и некоторых заболеваниях сердечно-сосудистой системы. Нарушения крово­снабжения возникают в месте формирования фиброзных изменений или кист легкого. При тромбоэмболии мелких ветвей легочной артерии также возникает местное нарушение кровоснабжения легкого. Снижение кровотока в отдельном регионе легкого при сохраненной вентиляции этого участка является хорошим диагностическим критерием тромбоэмболии ветвей легочной артерии. Объемные образования легкого (например, карцинома) могут уменьшать регионарную перфузию. Сдавление основной легочной артерии извне даже небольшим по размеру образованием в легком может приводить к нарушению кровоснабжения одного из легких. При хронической обструктивной болезни легких и бронхиальной астме также усиливается неравномерность перфузии. Даже при хорошо контролируемой бронхиальной астме у некоторых пациентов отмечается ухудшение кровоснабжения отдельных участков легких.
При повышении давления в легочной артерии или при наличии врожденных пороков сердца, когда имеет место сброс крови из левых отделов сердца в правые, неоднородность распределения кровотока уменьшается, и, наоборот, при снижении давления в легочной артерии (например, при врожденном пороке сердца — тетраде Фалло) отмечается усиление неоднородности перфузии (верхушки легкого кровоснабжаются хуже оснований). При повышении венозного легочного давления, например, при митральном стенозе вначале происходит уменьшение неоднородности кровоснабжения, однако по мере прогрессирования заболевания неоднородность перфузии усиливается, что приводит к повышению кровоснабжения верхушек легкого и снижению оснований. Механизм этих изменений не вполне понятен, однако считается, что, возникающий при митральном стенозе периваскулярный отек приводит к повышению сопротивления экстраальвеолярных капилляров, а это, в свою очередь, ведет к повышению неравномерности перфузии.

 

ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ФАКТОРОВ НА ЛЕГОЧНУЮ МИКРОЦИРКУЛЯЦИЮ

 

Гидростатический градиент давления относится к пассивным регуляторам давления в сосудах малого круга кровообращения. В стенках легочных сосудов содержится небольшое количество гладкой мускулатуры, поэтому внешние факторы, влияющие на тонус гладкой мускулатуры, в нормальных условиях не вызывают значительных колебаний давления в системе легочной артерии, однако при некоторых состояниях, когда создаются предпосылки для увеличения количества гладкой мускулатуры в сосудистых стенках (например, в эмбриональном периоде, в условиях высокогорья или при длительной легочной гипертензии), внешние факторы могут оказать значительное влияние на давление.
Одним из факторов, оказывающих вазоконстрикторное действие, является гипоксия. В области с альвеолярной гиповентиляцией происходит сокращение гладкой мускулатуры в стенках легочных капилляров, что приводит к повышению давления в этом участке. Точный механизм такого ответа на гипоксию пока неизвестен, однако в экспериментах на изолированном легком показано, что он не связан с центральными механизмами регуляции.
Гипоксия как вазоконстрикторный фактор оказывает свое влияние на перерас­пределение вентиляционно-перфузионных соотношений в легком. В местах с гиповентиляцией уровень перфузии снижается, а в хорошо вентилируемых участках повышается, что помогает поддерживать напряжение кислорода в артериальной крови. Замечено, что у некоторых пациентов с бронхиальной астмой при ингаляции бронходилататоров происходит падение РО2, что, вероятно, связано с повышением кровотока в местах с гиповентиляцией. У пациентов с тяжелой хронической обструктивной болезнью легких наблюдается повышение давления в легочной артерии, причем степень легочной гипертензии увеличивается после перенесенного обострения заболевания. Длительная кислородотерапия снижает степень легочной гипертензии, что позволяет улучшить прогноз течения заболевания у этих пациентов. Вероятно, вдыхание кислорода обеспечивает постепенное расслабление гладкой мускулатуры сосудистой стенки, что ведет к снижению давления.
Известно, что у людей, проживающих в условиях высокогорья, давление в легочной артерии выше нормы. При интенсивной физической нагрузке также происходит повышение давления в малом круге кровообращения. Показано, что если ингалировать 100% кислород не менее 2 нед здоровым людям, которые длительное время находились в условиях гипоксии, то немедленного снижения давления в легочной артерии не происходит, что, вероятно, связано со структурной перестройкой легочных сосудов.
На сегодняшний день известно много пептидов и других вазоактивных веществ, способных влиять на тонус гладкой мускулатуры сосудистой стенки. К ним относятся ангиотензин II, брадикинин, вазопрессин, натрийуретический пептид, эндотелин, соматостатин, продукты циклооксигеназного и липоксигеназного цикла арахидоновой кислоты. В зависимости от концентрации эти вещества оказывают либо вазоконстрикторное, либо вазодилатационное действие.
Вентиляция и перфузия являются основными механизмами, ответственными за выполнение главной функции легких — газообмен. Легочная перфузия осуществляется таким образом, чтобы обеспечить достаточный приток крови к хорошо вентилируемым альвеолам. Анатомическое строение сосудов легкого, распределение легочного кровотока, регулирующие и приспособительные механизмы контроля легочного кровообращения направлены на то, чтобы поддержать нормальное соотношение вентиляции и перфузии и обеспечить адекватное содержание кислорода в крови в различных условиях.

 

ГАЗООБМЕН

 

Основной функцией легких является газообмен, позволяющий кислороду поступать из окружающей среды в кровь, а углекислоте выводиться из организма. Газы перемещаются между кровотоком и воздухом за счет пассивной диффузии из областей с высоким парциальным давлением в области с низким. Барьер между газом и кровью (альвеолокапиллярная мембрана) очень тонок (около 0,3 µm), однако обладает большой суммарной площадью (50–100 м2). В соответствии с законом Фика объем газа, пересекающего мембрану, прямо пропорционален ее площади и обратно пропорционален толщине. В связи с этим альвеолокапиллярная мембрана может считаться идеальной для осуществления газообменной функции.
Очень важным понятием для понимания газообмена является парциальное давление. Парциальное давление любого газа является произведением концентрации на общее давление. Парциальное давление увлажненного вдыхаемого воздуха составляет 20,9:100 x 713 = 149 мм рт.ст. Когда воздух поступает в верхние дыхательные пути, он согревается и увлажняется водяными парами. Парциальное давление водяного пара при 37 °C составляет 47 мм рт.ст. В этих условиях общее давление сухой газовой смеси составляет 760–47=713 мм рт.ст. РО2 увлажненного вдыхаемого воздуха, таким образом, будет равняться 20,9:100 x 713=149 мм рт.ст. В общем соотношение между парциальным давлением (P) и фракционной концентрацией (F) в том случае, если водные пары присутствуют, описывается уравнением:
Px=F x (PB–PH2O),
где РВ — барометрическое давление, а Х — частицы газа.
На рис. 2--6 показан кислородный каскад, начиная с воздуха, который поступает в легкие, и заканчивая митохондриями, где кислород утилизируется. Сплошная линия обозначает идеальную ситуацию, которая не имеет места в реальной жизни, однако здесь представлена с целью дискуссии. Важной ступенью в этом каскаде является то, что парциальное давление кислорода по пути к альвеолам падает от 150 до 100 мм рт.ст. Причиной этого падения является то, что в альвеолах парциальное давление газа обусловлено двумя факторами — доставкой кислорода за счет альвеолярной вентиляции и его удалением за счет захвата легочным кровотоком.

 

 

 

Трехзональная модель распределения легочного кровотока (Ра — давление в легочной артерии, РА — альвеолярное давление, РV — венозное давление

Рис. 2-6. Изменение парциального напряжения кислорода от воздуха до тканей. Сплошная линия — гипотетически идеальная ситуация, пунктир — гиповентиляция (West J.B. Ventilation/Blood Flow and Gas Exchange. 5th ed. — Oxford: Blackwell Scientific, 1990).

 

Можно возразить, что процесс вентиляции не является постоянным, а капиллярный поток носит пульсовой характер. Однако легочный объем на уровне функ-циональной емкости легких достаточно велик, чтобы ослабить эти колебания. Результатом является то, что альвеолярное РО2 колеблется в пределах 3–4 мм рт.ст. с каждым дыхательным циклом и значительно меньше — с каждым сердечным циклом. Таким образом, и альвеолярная вентиляция, и капиллярный кровоток могут считаться постоянными стабильными процессами с точки зрения газообмена.
В идеальном легком вытекающая легочная венозная кровь (которая становится артериальной кровью системного кровотока) будет иметь то же парциальное давление кислорода, что и альвеолярный газ, а именно 100 мм рт.ст. Это очень близко к тому, что происходит в здоровом легком. Однако, когда артериальная кровь достигает периферических тканей, отмечается существенное падение РО2 на пути к митохондриям. Движение кислорода в периферических тканях осуществляется за счет пассивной диффузии, и митохондриальное РО2, естественно, имеет более низкие значения, чем в артериальной или смешанной венозной крови. На самом деле РО2 в митохондриях может существенно варьировать в пределах организма, так как оно зависит от типа ткани и уровня потребляемого ею кислорода, тем не менее необходимо всегда учитывать, что митохондрии являются основной конечной целью всей системы транспорта кислорода и любое падение РО2, вызванное, например, недостаточностью газообмена, неизбежно приведет к снижению тканевого РО2.
Для углекислоты имеет место обратный процесс: СО2 практически отсутствует во вдыхаемом воздухе, а уровень альвеолярного РСО2 составляет около 40 мм рт.ст. В норме артериальное и альвеолярное РСО2 приблизительно одинаковы, в то время как РСО2 смешанной венозной крови колеблется в пределах 45–47 мм рт.ст. РСО2 тканей, по всей видимости, довольно вариабельно и зависит, например, от состояния метаболизма, тем не менее, любое проявление неэффективности легких в отношении выведения СО2 приводит к повышению РСО2 в тканях.
Существует четыре процесса, которые могут приводить к нарушению легочного газообмена: гиповентиляция, диффузионное ограничение, шунт и вентиляционно-перфузионная неравномерность.

 

ГИПОВЕНТИЛЯЦИЯ

 

Гиповентиляция как термин используется для обозначения тех состояний, когда альвеолярная вентиляция находится на аномально низком уровне по отношению к потреблению кислорода и продукции углекислоты. Под альвеолярной вентиляцией понимают объем газа, поступающего в альвеолы (т.е. за исключением вентиляции мертвого пространства). Гиповентиляция всегда приводит к артериальной гипоксемии (за исключением случаев, когда пациент дышит обогащенной кислородной смесью) и повышению артериального РСО2.
Среди причин гиповентиляции могут быть угнетение дыхательного центра различными препаратами (производные морфина, барбитураты); аномалии проводящих путей спинного мозга; поражения клеток передних рогов спинного мозга (полиомиелит); поражение иннервации респираторных мышц (синдром Гвиллиан–Барр); болезни нейромышечного узла (миастения); поражения собственно респираторных мышц (прогрессирующая мышечная дистрофия); аномалии и травмы грудной клетки; обструкция верхних дыхательных путей; ожирение и другие причины.
Можно заметить, что при всех этих состояниях сами легкие в норме. Эту группу причин необходимо отделить от тех ситуаций, когда накопление углекислоты связано с хроническим легочным заболеванием. В этом случае основным фактором, приводящим к повышению РСО2 является вентиляционно-перфузионная неравномерность, являющаяся причиной неэффективности легочного газообмена.
Повышение альвеолярного РСО2, как результат гиповентиляции, может быть рассчитано с применением уравнения альвеолярной вентиляции:

VA=Vco2/PAco2K
,(1)
где К — константа. Уравнение можно преобразовать следующим образом:

PAco2= Vco2/VAK

 

 

.(2)
Поскольку в нормальных легких альвеолярная (РАСО2) и артериальная (РаСО2)идентичны, то можно написать:

PAco2=Vco2/VAK
.(3)
Это очень важное уравнение, которое обозначает, что уровень РСО2 в альвеолярном газе и артериальной крови находится в обратной зависимости от альвеолярной вентиляции: например, если альвеолярная вентиляция снижается вдвое, то РСО2, напротив, удваивается.
Те же принципы, использованные в уравнении (1), могут быть использованы по отношению к кислороду для понимания влияния гиповентиляции на альвеолярное (а следовательно, и артериальное) РО2:
  Vo2=VI+FIo2-VAFAo2
,(4)
где VI — вдыхаемаяальвеолярная вентиляция. Уравнение (4) выражает потребление кислорода как разницу между количеством кислорода, вдыхаемого в течение минуты (объем вдыхаемого газа x фракционную концентрацию кислорода) и выдыхаемого в течение минуты (объем альвеолярной концентрации и фракционная концентрация кислорода в альвеолярном газе).
Если посмотреть с практической точки зрения, то значение гипоксемии не столь велико по сравнению с задержкой углекислоты и последующим респираторным ацидозом. На рис. 2--7 представлено изменение газообмена, наступающее в результате гиповентиляции. Видно, что при тяжелой гиповентиляции альвеолярное РСО2 удваивается от 40 до 80 мм рт.ст., в то время как альвеолярное РО2 снижается от 10 до 60 мм рт.ст. Хотя артериальное РО2, вероятно, будет незначительно ниже альвеолярного, тем не менее насыщение артериальной крови кислородом будет составлять около 80%. Тем не менее развивается выраженный респираторный ацидоз — уровень артериального рН около 7,2. Это показывает еще раз, что гипоксемия играет меньшую роль, чем накопление углекислоты и респираторный ацидоз при чистой гиповентиляции.

 

 

 

 

 

Газообмен при гиповентиляции
Рис. 2-7. Газообмен при гиповентиляции. Отмечаются относительно большой подъем РСО2 и соответствующее падение рН по сравнению со средней степенью падения насыщения кислорода артериальной крови (West J.B. Pulmonary Pathophysiology — the Essen-tials. 6th ed. — Baltimore, Lippincott Williams and Wilkins, 2003).

 

 

ДИФФУЗИОННОЕ ОГРАНИЧЕНИЕ
Так как кислород, углекислота и другие газы пересекают альвеолокапиллярный барьер путем простой диффузии, происходит это в соответствии с законом Фика, согласно которому скорость переноса газа через слой ткани прямо пропорциональна площади ткани (А) и разнице парциального давления по обе стороны от нее (Р1–Р2) и обратно пропорциональна ее толщине (Т):

Vgas=A/TD(P1-P2)

.(5)
Как было отмечено ранее, площадь альвеолокапиллярного барьера легких огромна (50–100 м2), а толщина в некоторых случаях составляет менее 0,3 микрон. Таким образом, характеристики альвеолокапиллярной мембраны идеальны для осуществления диффузии.
Скорость диффузии также пропорциональна константе D, которая зависит от свойств ткани и свойств газа. Константа пропорциональна растворимости газа (Sol) и обратно пропорциональна корню квадратному из молекулярного веса (MW):

и обратно пропорциональна корню квадратному из молекулярного веса

.(6)
Это означает, что углекислота диффундирует примерно в 20 раз быстрее кислорода через тканевые слои, так как СО2 обладает значительно большей растворимостью (24:1 при 37 °С), а корни квадратные из молекулярного веса для обоих газов различаются незначительно (1,17:1). Необходимо отметить, что эти расчеты справедливы только для тканевых мембран, а не для процессов потребления кислорода или выработки углекислоты легкими, где большую роль играет и скорость химических реакций.
Рис. 2--8 демонстрирует изменения РО2 крови в легочных капиллярах в норме. Расчеты основаны на законе Фика [уравнение (5)] и допущении, что диффузионные характеристики альвеолокапиллярного барьера однородны по всей длине капилляра. Показано, что время, которое кровь находится в легочных капиллярах, в норме в состоянии покоя составляет около 0,75 с.
Если альвеолокапиллярный барьер утолщается, скорость переноса кислорода снижается в соответствии с законом Фика, и скорость повышения РО2 замедляется. В этих условиях может измениться разница РО2 альвеолярного и конечно­капиллярного. Это означает, что имеет место некоторое диффузионное ограничение переноса кислорода. Важно отметить, что в большинстве случаев перенос кислорода ограничивается перфузией, и только в редких случаях может быть некоторое диффузионное ограничение.

 

 

Временные характеристики изменения РО2 в легочных капиллярах при нормальной диффузии, сокращенном времени контакта и утолщенной альвеолокапиллярной мембране
Рис. 2-8. Временные характеристики изменения РО2 в легочных капиллярах при нормальной диффузии, сокращенном времени контакта и утолщенной альвеолокапиллярной мембране. Временные характеристики окиси углерода представлены нижней кривой (West J.B. Pulmonary Pathophysiology — the Essentials. 6th ed. — Baltimore: Lippincott Williams and Wilkins, 2003).

 

 

Для такого газа, как кислород, форма кривой диссоциации непостоянна и зависит от РО2 и в меньшей степени от таких факторов, как рН, РСО2, температура и концентрации в эритроцитах 2,3-дифосфоглицерата.
Физиологически инертные газы, такие, как азот, полностью перфузионно ограничены в переносе, в то время как перенос окиси углерода через мембрану является преимущественно лимитированным диффузией. Количество окиси углерода, захватываемого кровью, полностью зависит от диффузионной способности альвеолокапиллярного барьера.
Скорость связывания гемоглобина с кровью довольно высока (около 0,2 с) и проходит 2 стадии: 1) диффузию кислорода через альвеолокапиллярный барьер, плазму и внутрь эритроцита; 2) реакцию кислорода с гемоглобином. Хотя, на первый взгляд, эти процессы различаются существенно, тем не менее их можно описать математически одним уравнением Roughton & Forster:

1/DL=1/DM+1/(O+Vc)
,(7)
где DL — диффузионная способность легких, DM — диффузионная способность мембраны (включающая в себя плазму и внутреннюю часть эритроцита), q — скорость реакции кислорода (или СО2) с гемоглобином (на 1 мл крови) и Vc — объем крови в легочных капиллярах.
В здоровом легком диффузионное сопротивление мембранного компонента и компонентов, участвующих в химической реакции, приблизительно одинаково. Окись углерода используется в качестве газа для измерения диффузионной способности легочной ткани потому, что его перенос через альвеолокапиллярный барьер — процесс практически полностью диффузионно­ограниченный. И хотя нас в большей степени интересует диффузия кислорода, диффузионное ограничение этого газа в большей степени обусловлено перфузией при нормоксии и частично — диффузией при гипоксии. По этой причине измерения с использованием кислорода трудно интерпретировать, хотя предлагаются методики с использованием изотопов кислорода.

 

Как было сказано выше, в соответствии с законом Фика количество газа, переносимого через тканевую мембрану, пропорционально площади, диффузионной константе и разнице парциальных давлений и обратно пропорционально толщине мембраны:

Vgas=A/TD(P1-P2)
.(8)
В реальности легкое является столь сложным органом, что определить площадь и толщину альвеолокапиллярного барьера при жизни не представляется возможным. Поэтому вместо этих трех переменных, определяющих объем переносимого газа, можно ввести константу DL:

Vgas=Dl(P1-P2)
,(9)
где DL — это диффузионная способность легких — показатель, включающий в себя площадь, толщину и диффузионные свойства тканевой мембраны, а также диффузионные свойства газа. Тогда диффузионная способность легких для углекислоты может быть рассчитана:

Dl=Vco/(P1-P2)

,(10)
где Р1 и Р2 — парциальное давление СО в альвеолярном газе и капиллярной крови соответственно.
Поскольку парциальное давление углекислоты в капиллярной крови очень низкое (см. рис. 2--8), им можно пренебречь. В этом случае уравнение принимает следующий вид:

 

Dl=Vco/PAco
.(11)
Таким образом, диффузионная способность легких для СО — это переносимый объем углекислоты, выраженный в миллилитрах в минуту на миллиметр ртутного столба альвеолярного парциального напряжения СО.
Существует несколько способов измерения диффузионной способности легких для углекислоты. При выполнении методики одиночного вдоха выполняется вдох смеси, содержащей 0,3% СО и рассчитывается скорость исчезновения углекислоты из альвеолярного газа при 10-секундной задержке дыхания. Расчет производится на основании измерения вдыхаемой и выдыхаемой концентраций СО с помощью инфракрасного датчика. По окончании периода задержки дыхания проба альвеолярного газа анализируется (первые 750 мл, представляющих собой объем газа мертвого пространства, исключаются из анализа). Газовая смесь, помимо CO, также содержит гелий для измерения легочного объема дилюционным методом. При использовании данного метода уравнение принимает следующий вид:
Dl=VaK/tlog[(FIcoFAhe)/(FIheFAco2)]
,(12)
где VA — альвеолярный объем в литрах, t — время задержки дыхания в секундах, К — константа. Также в уравнении представлены соответствующим образом обозначенные фракционные концентрации СО и гелия во вдыхаемом и выдыхаемом воздухе.
Диффузионная способность легких может быть также измерена методом устойчивого состояния. При этом исследуемый дышит низкими концентрациями СО (около 0,1%) примерно около полминуты до тех пор, пока не будет достигнуто устойчивое состояние газообмена. Затем измеряется константа скорости исчезновения СО из альвеолярного газа. Эта методика лучше подходит для измерения во время нагрузки, когда тест с задержкой дыхания применить невозможно. Должные величины диффузионной способности для СО (как и для большинства легочных функциональных тестов) зависят от пола, возраста, роста.

 

ШУНТ
Понятием «шунт» обозначается попадание крови в системный артериальный кровоток без прохождения через вентилируемые отделы легких. Даже в норме может отмечаться некоторое снижение артериального РО2, из-за наличия шунта (например, когда часть кровотока из бронхиальных артерий попадает в легочные вены). Так как концентрация кислорода в этой крови снижена, то ее смешивание с кровотоком из легочных капилляров приводит к снижению артериального РО2.
При легочных заболеваниях возможно отсутствие вентиляции в газообменных участках вследствие бронхиальной обструкции, ателектаза или заполнения альвеол жидкостью или клетками. Кровь, протекающая через эти участки, формирует шунт.
Когда причиной шунта является добавление смешанной венозной крови (легочной артериальной) к крови из капилляров (легочной венозной), то можно измерить объем шунтирования. Общее количество кислорода, покидающего систему, равняется общему кровотоку (QT), умноженному на концентрацию кислорода в системном артериальном кровотоке (СаО2), или QT x CaO2. Это должно равняться сумме количества кислорода в шунтовой крови (QS x CVO2) и конечно­капиллярной крови (QT–QS) x Cc'O2. Таким образом:

QtCao2=(QsCvo2)+(Qt-Qs)Cco2
.(13)
Преобразование этого уравнения дает:

Qs/Qt=(Cco2-Cao2)/(Cco2-Cvo2)
.(14)
Концентрацию кислорода конечно­капиллярной крови обычно рассчитывают исходя из альвеолярной РО2 и концентрации гемоглобина, допуская, что насыщение оксигемоглобина составляет 100%.
Когда причиной шунта становится поступление крови, которая имеет иную концентрацию кислорода, чем смешанная венозная кровь, то в этом случае рассчитать его величину невозможно.
Важной диагностической характеристикой шунта является то, что артериальное РО2 не повышается до нормального уровня при назначении пациенту 100% кислорода. Причиной является то, что шунтируемая кровь минует вентилируемые альвеолы и не вступает в контакт с высоким альвеолярным РО2. Его смешивание с конечно­капиллярной кровью способствует снижению артериальной РО2.
Назначение 100% кислорода пациенту с шунтом является очень чувствительным методом определения незначительного шунта.
У пациента с шунтом обычно не отмечается повышенного РСО2 в артериальной крови несмотря на то, что шунтируемая кровь богата двуокисью углерода. Это происходит вследствие того, что хеморецепторы регистрируют любое повышение СО2 и реагируют на это повышением вентиляции.

 

 

ВЕНТИЛЯЦИОННО-ПЕРФУЗИОННЫЕ ОТНОШЕНИЯ (ВПО)

 

Хорошо известно, что несоответствие вентиляции и кровотока является одной из основных причин гипоксемии. Взаимоотношения вентиляции, кровотока и газообмена зависят от кривых диссоциации кислорода и углекислоты, которые имеют нелинейный характер и взаимозависимы.
Новые возможности цифровых технологий позволили усовершенствовать анализ кривых диссоциации кислорода и углекислого газа и получить информацию о дисперсии, режимах и распределении ВПО. Были проанализированы поведение и распределение вентиляционно-перфузионных отношений и представлена множественная элиминационная техника инертных газов, которая впервые позволила получить информацию о дисперсии, режимах и форме распределения.
Газообмен отдельной легочной единицы
РО2, РСО2 и РN2 любой газообменной единицы легкого в разной степени определяются тремя основными факторами:
•вентиляционно-перфузионным отношением;
•смешиванием вдыхаемого газа и композицией смешанной венозной крови;
•наклоном и позицией релевантных кривых диссоциаций кровь–газ.
Формально ключевая роль вентиляционно-перфузионного отношения может быть выражена следующим образом. Количество углекислоты, поступающей в окружающий воздух из альвеолярного газа в минуту, может быть получено путем преобразования уравнения (3):
  VCO2=VAPAco2K
,(15)
где VCO2 — продукция углекислоты, VА — альвеолярная вентиляция, К — константа, при условии что СО2 отсутствует во вдыхаемом воздухе.
Количество углекислоты, поступающей в альвеолярный газ из капилляров в минуту, рассчитывается следующим образом:

VCO2=Q(CVco2-Ccco2)
,(16)
где Q — кровоток, а CvСО2 и Cc'СО2 — концентрации СО2 в смешанной венозной и конечно­капиллярной крови соответственно. Далее в устойчивом состоянии количество углекислоты, утилизируемой из альвеол и капилляров, должно быть одинаковым:
  VAPAco2K=Q(CVco2-Ccco2)
или
VA/Q= (CVco2-Ccco2)/PAco2K
(17)
Таким образом, альвеолярное РСО2 (и соответствующая конечно­капиллярная концентрация, если допустить, что конечно­капиллярное и альвеолярное РСО2 идентичны), определяется следующими факторами: вентиляционно-перфузионным отношением, концентрацией СО2 в смешанной венозной крови и кривой диссоциации углекислоты, описывающей отношение РСО2 к концентрации углекислоты.
В контексте альвеолярного вентиляционного соотношения и углекислота, и кислород могут быть описаны похожими уравнениями:
  VA/Q=K(CVco2-Ccco2)/(PIo2-PAco2)
.(18)
Так же, как и для СО2, допускается, что для кислорода альвеолярное и конечно­капиллярное РО2 идентичны, учитывая диффузионное равновесие по обе стороны альвеолокапилллярной мембраны. Альвеолярное РО2 так же определяется тремя основными факторами — вентиляционно-перфузионным отношением, уровнем кислорода во вдыхаемом воздухе и смешанной венозной крови и соотношением РО2 и концентрации кислорода (кривая диссоциации кислорода).
Графический анализ этих взаимоотношений осуществляется с использованием диаграммы О2–СО2, на которой показатели РО2 представлены на горизонтальной оси а РСО2 — на вертикальной. Диаграмма использовалась для решения многих проблем, связанных с вентиляционно-перфузионными отношениями.
Очень важно иметь в виду топографическую неравномерность газообмена, которая имеет место в здоровом легком в вертикальном положении, как результат вентиляционно-перфузионной неравномерности. Вентиляция и кровоток на единицу объема снижаются в верхних отделах по сравнению с нижними. Изменение кровотока более выражено, чем изменения вентиляции. И как следствие, вентиляционно-перфузионное отношение повышается от более низкого уровня в базальных отделах до более высокого — в апикальных.
Так как ВПО определяют газообмен, то РО2 повышается примерно на 40 мм рт.ст. от основания к верхушке легкого, в то время как РСО2 падает примерно на 14 мм рт.ст. Показатель рН в области верхушек более высокий из-за низкого уровня РСО2. Очень малая часть потребления кислорода происходит в апикальных отделах из-за низкого кровотока.
Данные, представленные на рис. 2--9 демонстрируют показатели вентиляции, кровотока и ВПО на всех 9 уровнях от верхушек до апикальных отделов, которые могут рассматриваться как частотное распределение вентиляционно-перфузионных отношений. Показано, что большая часть кровотока поступает в базальные отделы, но напряжение (РО2) и концентрация кислорода в конечно­капиллярной крови этих отделов наиболее низкая. В результате к легочной венозной крови (системной артериальной) примешивается менее оксигенированная кровь из базальных отделов и снижается артериальное РО2.
ТРАДИЦИОННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ ВЕНТИЛЯЦИОННО-ПЕРФУЗИОННОЙ НЕРАВНОМЕРНОСТИ
Традиционными критериями ВПО являются показатели РО2 и РСО2 в артериальной крови и выдыхаемом воздухе. Артериальное РО2, конечно же, дает некоторую информацию о степени вентиляционно-перфузионной неравномерности (ВПН). В целом, чем ниже РО2, тем более выражено несоответствие вентиляции и кровотока. Основное достоинство этого измерения — простота. Недостатком же этого метода является высокая чувствительность к общей вентиляции и легочному кровотоку.

 

Региональные различия газообмена в легких в вертикальном положении
Рис. 2-9. Региональные различия газообмена в легких в вертикальном положении. Легкое делят на 9 воображаемых зон (Q — кровоток, Vol — объем, VA — поток газа) (West J.B. Respiratory Physiology — the Essentials. 7th ed. — Baltimore: Lippincott Williams and Wilkins, 2005).

 

 

Вследствие этих ограничений часто приходится оценивать альвеолоартериальную разницу по РО2 (напряжение кислорода). Эта величина является более информативной, чем артериальное РО2, поскольку она менее чувствительна к уровню общей вентиляции. Для понимания важности этого измерения необходимо более детально рассмотреть вопрос об изменении газообмена при ВПН.
На рис. 2--10 показана диаграмма взаимозависимости напряжения кислорода и углекислоты. Что происходит при появлении вентиляционно-перфузионного несоответствия? Обе точки — и альвеолярная, и артериальная — отдаляются от идеальной точки (i). Чем больше вентиляционно-перфузионное несоответствие, тем дальше расходятся эти точки. Кроме того, тип ВПН определяет то, как далеко будет каждая точка двигаться. Например, поддержание высокого уровня вентиляции в отделах с высоким вентиляционно-перфузионным отношением приведет к смещению точки «А» вниз и вправо от идеальной точки i. При поддержании высокого кровотока в легочных отделах с низким вентиляционно-перфузионным отношением точка «а» смещается влево в сторону от идеальной точки по R-линии.
Понятно, что горизонтальная дистанция между альвеолярной и артериальной точками (т.е. смешанная альвеолоартериальная разница по РО2) является важным критерием степени вентиляционно-перфузионной неравномерности. К сожалению, этот показатель практически невозможно получить у большинства пациентов, так как точка «А» обозначает композицию смешанного выдыхаемого газа, за исключением газа анатомического мертвого пространства. При большинстве легочных заболеваний пораженные альвеолы опустошаются последовательно. Наименее плохо вентилируемая альвеола опустошается последней. Таким образом, проба газа, полученная сразу после порции мертвого пространства, не будет репрезентативной в отношении всего смешанного выдыхаемого альвеолярного газа. Только у единичных пациентов, имеющих очень однородную вентиляцию, но неоднородный кровоток, этот индекс может быть использован. В этом случае РО2 конечно­экспираторного газа используется для оценки смешанного выдыхаемого альвеолярного газа.

 

 

 

Диаграмма взаимозависимости кислорода и углекислоты, где представлены точки для идеального газа

Рис. 2-10. Диаграмма взаимозависимости кислорода и углекислоты, где представлены точки для идеального газа (i), артериальной крови (a) и альвеолярного газа (A). R-линии — отношение респираторного обмена.

 

 

Поскольку пробу смешанного выдыхаемого альвеолярного газа в большинстве случаев невозможно получить, более важным индексом может считаться разница по РО2 между идеальным альвеолярным газом и артериальной кровью. Этот показатель рассчитывается как горизонтальная дистанция между точками «i» и «a». Идеальное альвеолярное РО2 рассчитывается из следующего уравнения альвеолярного газа:
  PAo2=PIo2-PaCO2/R+[PaCO2FIo2((1-R)/R)]
.(19)
Использование этого уравнения предполагает, связаны что РСО2 идеального альвеолярного газа такое же, как и РСО2 артериальной крови.
Физиологический шунт является другим важным индексом вентиляционно-перфузионной неравномерности. Он показывает отклонение артериальной точки от идеальной по R-линии крови. Для расчета физиологического шунта представим, что все движение влево артериальной точки обусловлено добавлением смешанной венозной крови (v) к идеальной крови (i). Такое допущение не является столь неприемлемым, как это может показаться, так как из легочных отделов с очень низким ВПО поступает кровь, которая имеет в сущности такой же газовый состав, как и смешанная венозная кровь. Уравнение шунта, используемое в этом случае, будет выглядеть следующим образом:
Qps/Qt=(Cio2-Cao2)/(Cio2-Cvo2)
,(20)
где Qps — физиологический шунт, Qt — общий легочный кровоток, CiO2, CaО2 и CVO2 — соответственно концентрации кислорода идеальной, артериальной и смешанной венозной крови. Концентрация кислорода идеальной крови рассчитывается из идеального РО2 и кривой диссоциации кислорода. Показатель физиологического шунта в норме должен составлять менее 0,05.
Еще одним традиционно используемым индексом является физиологическое мертвое пространство (также известный как непроизводительная вентиляция — wasted ventilation). В то время как физиологический шунт отражает количество кровотока, поступающего в участки легких с аномально низким ВПО, физиологическое мертвое пространство, напротив, показатель количества вентиляции, поступающей в участки с аномально высоким ВПО. Таким образом, оба этих индекса позволяют измерить обе конечные точки спектра характеристик вентиляционно-перфузионных отношений.
Для расчета физиологического мертвого пространства представим, что все отклонение альвеолярной точки «А» от идеальной точки «i» обусловлено добавлением вдыхаемого газа I к идеальному газу. Опять же, это не настолько некорректно, как может показаться на первый взгляд, так как участки с очень высокими ВПО ведут себя очень похоже на точку I. Смешанный выдыхаемый газ содержит порцию из анатомического мертвого пространства, которая еще больше приближает состав этого газа к инспираторному (т.е. к точке I). Уравнение Bohr поэтому используется в следующем виде:
  VDphys/Vt=(Paco2-PEco2)/Paco2
,(21)
где VDphys — физиологическое мертвое пространство, VT — дыхательный объем, PEСО2 — смешанное РСО2 в выдыхаемом воздухе. Мы снова используем факт, что РСО2 идеального газа и артериальной крови практически одинаково. Показатель физиологического мертвого пространства очень чувствителен к дыхательному объему из-за большого вклада в последний анатомического мертвого пространства. В норме показатель физиологического мертвого пространства составляет менее 0,3.
Краткое описание и анализ концепции ВПН, приведенный выше, еще иногда обозначаются термином трехкомпонентная модель, так как легкое, согласно этой концепции, делится на невентилируемый отдел (шунт), неперфузируемый отдел (мертвое пространство) и отдел, который нормально вентилируется и перфузируется (идеальный). Такая точка зрения на легкое, пораженное патологическим процессом, впервые была представлена Riley и Cournand и доказала свою ценность при рассмотрении эффектов несоответствия вентиляции и кровотока в клинических ситуациях. Однако трехкомпонентная модель не в полной мере отражает те процессы распределения вентиляции и перфузии, которые происходят в реальном легком.
Таким образом, газообмен в легком:
●осуществляется анатомическими образованиями и физиологическими механизмами, объединяющими вентиляцию с кровотоком;
●часто нарушается у пациентов с легочными заболеваниями вследствие гиповентиляции, диффузионных нарушений, шунтирования и несоответствия вентиляции и перфузии;
●осуществляется для доставки кислорода в количестве, достаточном для поддержания метаболических потребностей организма и удаления углекислоты, образующейся в результате метаболических процессов.

 

 

МЕХАНИКА РЕСПИРАТОРНОЙ СИСТЕМЫ
Механика дыхания — область физиологии, которая рассматривает механические силы, ответственные за перемещение воздуха в альвеолы и обратно (легочную вентиляцию). При этом активной силой является сокращение мышц грудной клетки и диафрагмы, тогда как движение легких совершается пассивно. Силы, развиваемые дыхательными мышцами, приводят в движение легкие и грудную клетку и преодолевают сопротивление эластической отдачи дыхательной системы (давление, создаваемое эластической паренхимой легких и грудной стенки), фрикционное сопротивление (сопротивление трения) воздухоносных путей воздушному потоку и инерционное сопротивление трахеобронхиального воздушного столба, легких и грудной стенки. Инерционное сопротивление составляет примерно 5% от общего сопротивления при нормальной частоте дыхания. При увеличении частоты дыхания инерционное сопротивление возрастает, однако остается относительно небольшим. Поэтому в механике дыхания его обычно не учитывают.

ДЫХАТЕЛЬНЫЕ МЫШЦЫ
Дыхательные мышцы обеспечивают ритмичное увеличение или уменьшение грудной полости, а размер легких следует за размерами грудной полости. Функционально дыхательные мышцы делятся на инспираторные, т.е. отвечающие за вдох (основные и вспомогательные), и экспираторные (отвечающие за выдох). Основную инспираторную группу мышц составляют диафрагма, наружные межреберные и парастернальные (внутренние межхрящевые) мышцы, вспомогательные мышцы: лестничные, грудинно-ключично­сосцевидные, трапециевидная, большая и малая грудинные мышцы. Экспираторную группу мышц составляют абдоминальные (внутренняя и наружная косые, прямая и поперечная мышцы живота) и внутренние межреберные.
Важнейшей мышцей вдоха является диафрагма — куполообразная скелетная мышца, разделяющая грудную и брюшную полости. Она прикрепляется к трем первым поясничным позвонкам (позвоночная, или круральная, часть диафрагмы) и к нижним ребрам (реберная, или костальная, часть). К диафрагме подходят нервы от 3-го, 4-го и 5-го шейных сегментов спинного мозга. При сокращении диафрагмы органы брюшной полости смещаются вниз и вперед, и вертикальные размеры грудной полости возрастают. Кроме того, при этом поднимаются и расходятся ребра, что приводит к увеличению ее поперечного размера. При спокойном дыхании диафрагма является единственной активной инспираторной мышцей и ее купол опускается примерно на 1–1,5 см. При глубоком форсированном дыхании, например, при физической нагрузке увеличивается амплитуда движений диафрагмы (экскурсия может достигать 10 см) и активизируются наружные межреберные и вспомогательные мышцы. Из вспомогательных мышц у человека наиболее значимыми являются лестничные и грудинно-ключично­сосцевидные мышцы.
Наружные межреберные мышцы соединяют соседние ребра. Их волокна ориентированы наклонно вниз и вперед от верхнего к нижнему ребру. При сокращении этих мышц ребра поднимаются и смещаются вперед, что приводит к увеличению объема грудной клетки в переднезаднем и боковом направлениях. Паралич межреберных мышц не вызывает серьезных расстройств дыхания, поскольку диафрагма прекрасно обеспечивает вентиляцию.
Лестничные мышцы, сокращаясь во время вдоха, поднимают два верхних ребра, а вместе с ними грудину и реберную клетку. Грудинно­ключично­сосцевидные поднимают I ребро и грудину. При спокойном дыхании они практически не задейст­вованы, однако при увеличении легочной вентиляции могут очень интенсивно работать.
В отличие от вдоха выдох при спокойном дыхании происходит пассивно. Легкие и грудная клетка обладают упругостью, и поэтому после вдоха, когда они активно растягиваются, стремятся вернуться в прежнее положение. При физической нагрузке или при хронической обструктивной болезни легких, когда повышено сопротивление воздухоносных путей, выдох становится активным. Наиболее важными и сильными экспираторными мышцами являются абдоминальные мышцы, которые образуют переднебоковую стенку брюшной полости. При их сокращении повышается внутрибрюшное давление, диафрагма поднимается вверх и объем легких уменьшается.
В активном выдохе участвуют также внутренние межреберные мышцы. При их сокращении ребра опускаются и объем грудной клетки уменьшается. Кроме того, сокращение этих мышц способствует укреплению межреберных промежутков; в противном случае мягкие ткани выпячивались бы через них при напряжении.

 

 

ИЗМЕНЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ВО ВРЕМЯ ДЫХАНИЯ

 

Дыхательные мышцы изменяют объем грудной клетки и создают градиент давления, который необходим для возникновения воздушного потока по воздухоносным путям и поддержания определенного уровня расправления легких. Во время вдоха сокращение инспираторных мышц приводит к расширению грудной клетки в поперечном и переднезаднем направлении. Легкие пассивно следуют за объемным приращением грудной клетки; в результате давление в альвеолах становится ниже атмосферного (отрицательным). Под воздействием отрицательного градиента давления в легкие входит воздух из внешней среды. Напротив, на выдохе уменьшается объем легких, давление в альвеолах становится выше атмосферного (положительным) и альвеолярный воздух выходит во внешнюю среду. В конце вдоха и выдоха объем грудной полости прекращает изменяться и при открытой голосовой щели давление в альвеолах становится равным атмосферному. Альвеолярное давление (Palv) представляет собой сумму плеврального давления (Ppl) и давления, создаваемого эластической паренхимой легкого (Pel):
Palv = Ppl + Pel.
Плевральное давление — давление в герметично замкнутой плевральной полости между висцеральными и париетальными листками плевры. Давление внутри плевральной полости зависит от величин и направления сил, создаваемых эластической паренхимой легких и грудной стенкой. Кроме того, конечное значение плеврального давления зависит от усилий дыхательных мышц и процессов фильтрации и всасывания плевральной жидкости висцеральной и париетальной плеврой. Под влиянием силы тяжести в плевральной жидкости развивается вертикальный градиент 0,25 см вод.ст. на 1 см высоты легких, что приводит к разнице давления между апикальными и прилегающими к диафрагме базальными отделами легких и, соответственно, к разной воздухонаполненности легких. В положении лежа на спине или на боку градиент меньше и совсем отсутствует в вертикальном положении вниз головой. Плевральное давление может быть измерено манометром, соединенным с плевральной полостью полой иглой. В клинической практике часто применяют косвенный метод оценки величины плеврального давления, измеряя давление в нижней части пищевода с помощью пищеводного баллонного катетера. Изменения внутрипищеводного давления во время дыхания отражают изменения внутриплеврального давления.
В норме плевральное давление всегда ниже атмосферного во время вдоха, а во время выдоха оно может быть ниже, выше или равно атмосферному, в зависимости от форсированности выдоха. При спокойном дыхании плевральное давление перед началом вдоха ниже атмосферного и составляет — 5 см вод.ст., перед началом выдоха оно ниже на 3–4 см вод.ст. При пневмотораксе (нарушение герметичности грудной клетки и сообщение плевральной полости с внешней средой) выравниваются плевральное и атмосферное давление, что вызывает спадение легкого и делает невозможным его вентиляцию.
Разница между альвеолярным и плевральным давлением называется транспульмональным давлением (Ptp = Palv – Ppl), величина которого в соотношении с внешним атмосферным давлением и является основным фактором, вызывающим движение воздуха в воздухоносных путях легких.
В области контакта легкого с диафрагмой давление называется трансдиафрагмальным (Ptd). Оно рассчитывается как разница между внутрибрюшинным (Pab) и плевральным давлением: Ptd = Pab – Ppl.
Измерение трансдиафрагмального давления представляет собой наиболее точный способ оценки сократительной способности диафрагмы. При ее активном сокращении содержимое брюшной полости сжимается и растет внутрибрюшное давление; трансдиафрагмальное давление становится положительным. Когда диафрагма парализована или утомлена, то во время вдоха сокращение других инспираторных мышц создает отрицательное внутригрудное давление и может возникнуть парадоксальное движение диафрагмы и брюшной стенки (передняя брюшная стенка двигается вовнутрь, в то время как диафрагма затягивается кверху, внутрь грудной полости). При этом трансдиафрагмальное давление снижается и при двустороннем параличе диафрагмы может быть равным нулю. В покое у здорового человека на долю диафрагмы и других дыхательных мышц приходится не более 2–3% общего потребления кислорода. При высоких вентиляторных требованиях (например, при физической нагрузке) потребность дыхательных мышц в кислороде составляет значительную часть его общего потребления. Это может привести к утомлению дыхательных мышц, что проявляется увеличенной частотой дыхания, парадоксальным движением диафрагмы и брюшной стенки.

 

 

ЭЛАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЛЕГКИХ

Если изолированное легкое поместить в камеру и снизить давление в камере ниже атмосферного, то легкие расширятся и их объем можно измерить с помощью спирометра. Таким образом можно измерить объем легких при разных уровнях давления и построить статическую кривую давление–объем (рис. 2--11). Из кривой давление–объем в отсутствие потока видно, что кривые для вдоха и для выдоха различны. Это различие между кривыми представляет собой гистерезис — свойство всех эластических структур, т.е. чтобы поддержать данный объем легкого во время его наполнения, требуется большее транспульмональное давление, чем при спадении легкого. Кроме того, из рис. 2--11 видно, что кривые не исходят из начала координат. Это указывает на то, что даже в отсутствие растягивающего давления в них содержится небольшое количество воздуха (подтверждением этому служит наличие воздуха в легких человека, извлеченных из грудной клетки при аутопсии).

 

 

РАСТЯЖИМОСТЬ ЛЕГКИХ

Отношение между давлением и изменением объема легких может быть выражено как P = E·V, где P — растягивающее давление, E — эластичность, V — изменение объема легких. Эластичность — это мера упругости легочной ткани. Величина, обратная эластичности (Cstat = 1:E), называется статической растяжимостью. Таким образом, растяжимость — это изменение объема на единицу давления; она отражается наклоном кривой давление–объем. Из рис. 2--11 видно, что легкое более растяжимо при низких и средних объемах (более выраженный наклон кривой).

 

 

 Кривая зависимости объема от давления для изолированного легкого
Рис. 2-11. Кривая зависимости объема от давления для изолированного легкого. Нижняя кривая образована во время ступенчатого наполнения, верхняя — во время ступенчатого спадения.

 

 

Статическая растяжимость зависит от размеров легких. Легкое крупных размеров подвержено большим изменениям своего объема на единицу изменения давления, чем маленькое легкое. В связи с этим применяют удельную растяжимость (статическая растяжимость, отнесенная к единице объема легких). В клинической практике статическую растяжимость измеряют от уровня спокойного выдоха (функциональная остаточная емкость) при увеличении объема на 500 мл. У здоровых взрослых людей она составляет величину около 0,2 л/см вод.ст. У детей аналогичный показатель значительно ниже. При патологии статическая растяжимость может как повышаться, так и понижаться. При эмфиземе растяжимость повышается вследствие утраты и соединительнотканных компонентов, и альвеол. При фиброзе легких, застойной сердечной недостаточности, геморрагии легких происходит ее снижение.
В статических условиях при открытых верхних воздухоносных путях транпульмональное давление равно давлению статической легочной отдачи (Pel), поскольку Palv=0. Эластическую отдачу легких определяют содержание эластических структур в тканях (волокна эластина и коллагена) и поверхностное натяжение жидкости, выстилающей альвеолы.
Поверхностное натяжение жидкости — сила, возникающая на поверхности, которая разделяет жидкость и газ, и стремящаяся сократить поверхность до минимума. Поверхность альвеол покрыта тонким слоем жидкости. Силы поверх-ностного натяжения стремятся минимизировать площадь поверхности, создавая положительное давление и обеспечивая спадение альвеол. Поверхностное натяжение уменьшается благодаря сурфактанту — поверхностно-активному веществу, которое секретируется альвеолярными эпителиальными клетками II типа и выстилает альвеолярную поверхность. Сурфактант, состоящий из фосфолипидов и протеинов, обладает двумя уникальными свойствами: вызывает большее снижение поверхностного натяжения при меньших площадях поверхности, и это снижение более выражено во время выдоха, чем во время вдоха.
В легких сурфактант выполняет важные физиологические функции:
1) понижая поверхностное натяжение, увеличивает растяжимость легких и тем самым уменьшает совершаемую при вдохе работу;
2) обеспечивает стабильность альвеол, препятствуя их спадению и появлению ателектазов, и предотвращает перемещение воздуха из меньших альвеол внутрь больших в результате более выраженного снижения поверхностного натяжения при малых объемах;
3) препятствует транссудации жидкости на поверхность альвеол из плазмы капилляров легких.
При дефиците сурфактанта легкие становятся ригидными, неподатливыми и склонными к коллапсу (например, респираторный дистресс-синдром новорожденных, известный также как болезнь гиалиновых мембран).

 

ЭЛАСТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУДНОЙ КЛЕТКИ
ГРУДНАЯ СТЕНКА

Упругостью обладают не только легкие, но и грудная стенка, которая состоит из костей грудной клетки, межреберных мышц, подлежащих мягких тканей и париетальной плевры. При остаточном объеме эластическая отдача изолированной грудной стенки направлена наружу. По мере того как грудной объем расширяется, отдача стенки, направленная наружу, снижается и падает до нуля при объеме грудной полости около 60% жизненной емкости легких (рис. 2--12). При дальнейшем расширении грудной клетки до уровня общей емкости легких отдача ее стенки направляется внутрь. Нормальная растяжимость грудной стенки равна 0,2 л/см вод.ст. Выраженное ожирение, обширный плевральный фиброз, кифосколиоз могут приводить к изменению растяжимости грудной клетки.

 

Кривые давление–объем для легких, грудной клетки и дыхательной системы дыхания в целом
Рис. 2-12. Кривые давление–объем для легких, грудной клетки и дыхательной системы дыхания в целом.
TLC — общая емкость легких; FRC — функциональная остаточная емкость легких; RV — остаточный объем легких. Кривая для системы дыхания равна графической сумме кривых для легких и грудной клетки (по Rahn, 1946, с изменениями).

 

 

ДЫХАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА
Легкие и грудная стенка функционально связаны посредством плевральной полости. Из рис. 2--12 видно, что на уровне общей емкости легких показатели эластической отдачи легких и грудной стенки суммируются, создавая большое давление отдачи всей дыхательной системы. На уровне остаточного объема направленная наружу эластическая отдача грудной стенки значительно превосходит отдачу легких, направленную внутрь. В результате в дыхательной системе возникает суммарное давление отдачи, направленное наружу. На уровне функциональной остаточной емкости эластическая тяга легких, направленная внутрь, уравновешена эластической тягой грудной клетки, направленной наружу. Таким образом, при FRC дыхательная система находится в равновесии.
Статическая растяжимость всей дыхательной системы в норме составляет 0,1 л/см вод.ст. Все вышеизложенные рассуждения были верны для статических условий, т.е. при отсутствии воздушного потока в воздухоносных путях. При дыхании эти условия нарушаются, поэтому при изучении механики дыхания необходимо учитывать свойства дыхательной системы, от которых зависит сопротивление воздушному потоку.

СОПРОТИВЛЕНИЕ
Перед тем как перейти к сопротивлению воздушному потоку, рассмотрим, каким может быть движение воздуха в трубке (рис. 2--13). При прохождении воздуха через трубку характеристики потока могут быть различными: ламинарный режим (при низких скоростях линии течения параллельны стенкам трубки), переходный (по мере возрастания скорости поток становится менее однородным с образованием завихрений в месте бифуркации трубки) и турбулентный режим (при очень высоких скоростях линии течения полностью теряют упорядоченность).
В воздухоносных путях могут встречаться все эти три режима, но наиболее характерным паттерном потока в условиях дихотомического разветвления трахео-бронхиального дерева является переходный, тогда как ламинарный может быть лишь в мелких воздухоносных путях.
Сопротивление воздухоносных путей можно рассчитать, разделив разность давлений в ротовой полости и альвеолах на объемную скорость воздушного потока. Главным компонентом сопротивления воздухоносных путей является трение, оказываемое стенками трахеобронхиального дерева.
Сопротивление воздухоносных путей распределяется неравномерно (рис. 2--14). У взрослого при дыхании через рот на глотку и гортань приходится около 25% общего сопротивления, на долю внутригрудных крупных воздухоносных путей (трахея, долевые и сегментарные бронхи) приходится около 65% общего сопротивления, остальные 15% — на долю воздухоносных путей с диаметром менее 2 мм. Мелкие воздухоносные пути вносят незначительный вклад в общее сопротивление, так как их общая площадь поперечного сечения велика и, следовательно, сопротивление мало.

 

 

Типы потока воздуха по трубкам
Рис. 2-13. Типы потока воздуха по трубкам: А — ламинарный поток; Б — переходный тип; В — турбулентный поток.

 

 

На сопротивление воздухоносных путей существенное влияние оказывает объем легких. Бронхи растягиваются окружающей их легочной тканью, и их просвет увеличивается при увеличении объема легких, а сопротивление уменьшается. Кроме того, такие факторы, как тонус гладкой мускулатуры, физические свойства (плотность, вязкость) газа, также влияют на аэродинамическое сопротивление.
Нормальное сопротивление воздухоносных путей у взрослых на уровне FRC равно примерно 15 см вод.ст./л/с. Сопротивление может увеличиваться при сокращении гладкой мускулатуры бронхов, отеке бронхиальной слизистой и гиперсекреции, при уменьшении эластичности и растягивающего действия легочной паренхимы на воздухоносные пути, обтурации просвета новообразованиями или инородным телом.

 

 

Сопротивление потоку воздуха, оказываемое различными генерациями бронхов

 

Рис. 2-14. Сопротивление потоку воздуха, оказываемое различными генерациями бронхов (по West, 1974).

 

 

РАБОТА ДЫХАНИЯ

Дыхательные мышцы развивая силу, приводящую в движение легкие и грудную стенку, выполняют определенную работу. Эта работа дыхания (A) может быть выражена как произведение общего давления, приложенного к аппарату вентиляции в данный момент дыхательного цикла (P), и изменения объема (V): A = P·V.
Во время вдоха внутриплевральное давление падает, объем легких становится выше FRC. При этом работа, затраченная на наполнение легких (вдох), состоит из двух компонентов: один необходим для преодоления эластических сил и представлен площадью ОАЕСДО (рис. 2--15); другой — для преодоления сопротивления воздухоносных путей (и вязкости ткани) и представлен площадью АБСЕА. Работа выдоха — это площадь АЕСВА. Поскольку последняя находится внутри площади ОАЕСДО, эта работа выполняется за счет энергии, накопленной эластической паренхимой легких в процессе растяжения во время вдоха.

 

 

 Работа дыхания. Работа, необходимая для преодоления эластических (площадь ОАЕСДО)
Рис. 2-15. Работа дыхания. Работа, необходимая для преодоления эластических (площадь ОАЕСДО) и резистивных (площадь АБСЕА) сил, может быть определена для каждого дыхательного цикла.

 

 

В норме при спокойном дыхании работа дыхания невелика и составляет 0,03–0,06 Вт · мин-1. На преодоление эластического сопротивления приходится 70%, а неэластического — 30% всей работы дыхания. Работа дыхания возрастает при уменьшении растяжимости легких, например при фиброзе легких (увеличение площади ОАЕСДО), или при увеличении сопротивления воздухоносных путей, например при бронхиальной астме, хроническом бронхите (увеличение площади АБСЕА).
Механические свойства легких и грудной клетки и взаимодействие между этими структурами определяют уровни статических легочных объемов, а также инспираторных и экспираторных потоков как у здоровых лиц, так и у пациентов с различными легочными заболеваниями. Эти же факторы определяют то, каков будет ответ пациентов на механическую вентиляцию. Исследование механики респираторной системы необходимо, чтобы понять влияние патологического процесса на легочную функцию и возможности терапевтической коррекции респираторных нарушений. Исследование механики дыхания особенно важно у наиболее тяжелых категорий пациентов для уточнения механизмов дыхательной недостаточности.

 

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.Исследование респираторной функции (глава в Пульмонология 2005-2006 (клинические рекомендации)//- М.; «ГЭОТАР-Медиа», 2005.-225С.-с.1-35
2.Физиология человека (учебник для студентов медицинских вузов). Под ред. В.М. Покровского и Г.Ф. Коротько// М., Медицина, 2003, 656С.
3.Чучалин А.Г., Лещенко И.В., Овчаренко С.И., Шмелев Е.И. Хронические обструктивные болезни легких (практическое руководство для врачей)// М., МЗ РФ, 2004, 61С.
4.Weibel ER. Morphometry of the Human Lung// Berlin: Springer-Verlag. 1963.
5.Horsfield K. Pulmonary airways and blood vessels considered as confluent trees. In Crystal RG, West JB, Barnes PJ, Weibel ER (eds): The Lung: Scientific Foundations (2nd ed). New York: Raven Press, 1997. P. 1073-1079.
6.Fowler WS. Lung function studies. II. The respiratory dead space.//Am. J. Physiol. 1948. V.154. P.405-416.
7.Milic-Emili J, Henderson JAM, Dolovich MB, et al. Regional distribution of inspired gas in the lungs// J. Appl. Physiol. 1966. V.21. P.749-759.
8.West JB. Distortion of the lung within the chest// Fed. Proc. 1979. V. 38. P. 11-16.
9.Guy HJ, Prisk GK, Elliott AR, et al: Inhomogeneity of pulmonary ventilation during sustained microgravity as determined by single-breath washouts//. J Appl Physiol. 1994.V.76.P.1719-1729.
10.Prisk GK, Guy HJ, Elliott AR, et al: Ventilatory inhomogeneity determined from multiple-breath washouts during sustained microgravity on Spacelab ShS-1. J Appl Physiol 78:597-607, 1995.
11.Lee G de J, Dubois AB: Pulmonary capillary blood flow in man. J Clin Invest 34:1380-1390, 1955.
12.Glazier JB, Hughes JMB, Maloney JE, West JB: Measurements of capillary dimensions and blood volume in rapidly frozen lungs. J Appl Physiol 26:65-76, 1969.
13.Drinker CK: Pulmonary Edema and Inflammation. Cambridge, Mass: Harvard University Press, 1945.
14.Staub NC: Pulmonary edema. Physiol Rev 54:678-811, 1974.
15.Taylor AE, Adkins WK, Khimenko PL, et al: Fluid balance. In Crystal RG, West JB, Barnes PJ, Weibel ER (eds): The Lung: Scientific Foundations (2nd ed). New York: Raven Press, 1997, pp 1549-1566.
16.West JB, Schneider AM, Mitchell MM: Recruitment in networks of pulmonary capillaries. J Appl Physiol 39:976-984, 1975.
17.West JB, Dollery CT: Distribution of blood flow and the pressure-flow relations of the whole lung. J Appl Physiol 20:175-183, 1965.
18.West JB, Dollery CT, Heard BE: Increased pulmonary vascular resistance in the dependent zone of the isolated dog lung caused by perivascular edema. Circ Res 17:191-206, 1965.
19.Muir AL, Hogg JC, Naimark A, et al: Effect of alveolar liquid on distribution of blood flow in dog lungs. J Appl Physiol 39:885-890, 1975.
20.West JB, Dollery CT: Distribution of blood flow and ventilation/perfusion ratio in the lung, measured with radioactive CO2. J Appl Physiol 15:405-410, 1960.
21.West JB, Dollery CT, Naimark A: Distribution of blood flow in isolated lung: Relation to vascular and alveolar pressures. J Appl Physiol 19:713-724, 1964.
22.Hughes JMB, Glazier JB, Maloney JE, West JB: Effect of lung volume on the distribution of pulmonary blood flow in man. Respir Physiol 4:58-72, 1968.
23.Hughes JMB, Glazier JB, Maloney JE, West JB: Effect of extra-alveolar vessels on distribution of blood flow in the dog lung. J Appl Physiol 25:701-712, 1968.
24.Dollery CT, West JB: Regional uptake of radioactive oxygen, carbon monoxide and carbon dioxide in the lungs of patients with mitral stenosis. Circ Res 8:765-771, 1960.
25.Glaister DH: Effect of acceleration. In West JB (ed): Regional Differences in the Lung. New York: Academic, 1977, pp 323-379.
26.Prisk GK, Guy HJB, Elliott AR, West JB: Inhomogeneity of pulmonary perfusion during sustained microgravity on SLS-1. J Appl Physiol 76:1730-1738, 1994.
27.Hakim TS, Lisbona R, Dean GW: Gravity-independent inequality in pulmonary blood flow in humans. J Appl Physiol 63:1114-1121, 1987.
28.Wagner PD, McRae J, Read J: Stratified distribution of blood flow in secondary lobule of the rat lung. J Appl Physiol 22:1115-1123, 1967.
29.Ewan PW, Jones HA, Nosil J, et al: Uneven perfusion and ventilation within lung regions studied with nitrogen-13. Respir Physiol 34:45-59, 1978.
30.Hultgren HN: High altitude pulmonary edema. In Staub NC (ed): Lung Water and Solute Exchange. Vol 7. New York: Marcel Dekker, 1978, pp 437-469.
31.Frostell C, Fratacci M-D, Wain JC, et al: Inhaled nitric oxide: A selective pulmonary vasodilator reversing hypoxic pulmonary vasoconstriction. Circulation 83:2038-2047, 1991.
32.Miyauchi T, Masaki T: Pathophysiology of endothelin in the cardiovascular system. Annu Rev Physiol 61:391-415, 1999.
33.Rodman DM, Voelkel NF: Regulation of vascular tone. In Crystal RA, West JB, Barnes PJ, Weibel ER (eds): The Lung: Scientific Foundations (2nd ed). New York: Raven Press, 1997, pp 1473-1492.
34.Tsukimoto K, Mathieu-Costello O, Prediletto R, et al: Ultrastructural appearances of pulmonary capillaries at high transmural pressures. J Appl Physiol 71:573-582, 1991.
35.West JB, Mathieu-Costello O: Stress failure of pulmonary capillaries. In Crystal RG, West JB, Barnes PJ, Weibel ER (eds): The Lung: Scientific Foundations (2nd ed). New York: Raven Press, 1997, pp 1493-1501.
36.Silverman ES, Gerritsen ME, Collins T: Metabolic functions of the pulmonary endothelium. In Crystal RG, West JB, Barnes PJ, Weibel ER (eds): The Lung: Scientific Foundations (2nd ed). New York: Raven Press, 1997, pp 629-651.
37.Marshall RP: The pulmonary renin-angiotensin system. Curr Pharm Design 9:715-722, 2003.
38.Wagner PD, West JB: Effects of diffusion impairment on O2 and CO2 time courses in pulmonary capillaries. J Appl Physiol 33:62-71, 1972.
39.Roughton FJW: The average time spent by the blood in the human lung capillary and its relation to the rates of CO uptake and elimination in man. Am J Physiol 45:621-633, 1945.
40.Scheid P, Piiper J: Diffusion. In Crystal RG, West JB, Barnes PJ, Weibel ER (eds): The Lung: Scientific Foundations (2nd ed). New York: Raven Press, 1997, pp 1681-1691.
41.Roughton FJW, Forster RE: Relative importance of diffusion and chemical reaction rates determining rate of exchange of gases in the human lung with special reference to true diffusing capacity of pulmonary membrane and volume of blood in the lung capillaries. J Appl Physiol 11:290-302, 1957.
42.Cotes JE: Lung Function: Assessment and Application in Medicine (5th ed). Oxford: Blackwell Scientific, 1993.
43.Krogh A, Lindhard J: The volume of the dead space in breathing and the mixing of gases in the lungs in man. J Physiol (Lond) 51:59-90, 1917.
44.Haldane JS: Respiration. New Haven, CT: Yale University Press, 1922.
45.Fenn WO, Rahn H, Otis AB: A theoretical study of composition of alveolar air at altitude. Am J Physiol 146:637-653, 1946.
46.Riley RL, Cournand A: "Ideal" alveolar air and the analysis of ventilation/perfusion relationships in the lung. J Appl Physiol 1:825-847, 1949.
47.Kelman GR: Calculation of certain indices of cardio-pulmonary function using a digital computer. Respir Physiol 1:335-343, 1966.
48.West JB: Ventilation/Blood Flow and Gas Exchange (5th ed). Oxford: Blackwell Scientific, 1990, pp 1-120.
49.West JB: Effect of slope and shape of dissociation curve on pulmonary gas exchange. Respir Physiol 8:66-85, 1969.
50.Wagner PD, Laravuso RB, Uhl RR, West JB: Continuous distributions of ventilation-perfusion ratios in normal subjects breathing air and 100% O2. J Clin Invest 54:54-68, 1974.


Источник: http://medpuls.net/guide/pulmonology/respiratornaya-funkciya-legkih

Закрыть ... [X]

Шпаргалка: Возрастная физиология и школьная Парень с тату хомяк


Чем связаны бронхи с легкими Лекции по пропедевтике внутренних болезней
Чем связаны бронхи с легкими Синдром Дауна. Причины, симптомы и признаки
Чем связаны бронхи с легкими Бронхоэктатическая болезнь (бронхоэктазы)
Чем связаны бронхи с легкими Беродуал, Сальбутамол, Вентолин, Серетид
Чем связаны бронхи с легкими Лиз Бурбо - Твоё тело говорит: Люби себя!
Чем связаны бронхи с легкими СВОДНАЯ ТАБЛИЦА ПО ПСИХОСОМАТИКЕ
Чем связаны бронхи с легкими Респираторная функция легких
Чем связаны бронхи с легкими Cached