Респираторная медицина. Руководство (в 2-х томах)
Шрифт:
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
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).
path: pictures/2-1.png
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.
path: pictures/2-2.png
Рис. 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.
type: dkli00019
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 (РО<sub>выд.</sub> - ERV), ДО и резервный объем вдоха (РО<sub>вд.</sub> - 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 (Е<sub>вд.</sub> - IC) и жизненная емкость легких (ЖЕЛ - VC). Ниже представлено более подробное описание каждого из этих терминов (рис. 2--3).
path: pictures/2-3.png
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):