ЛЁГОЧНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ

Лёгочная вентиляция — аэрация легких с обменом газов между атмосферным и альвеолярным воздухом, обеспечивающая обновление альвеолярного воздуха и поддержание в нем парциального давления кислорода и углекислого газа на уровне, необходимом для нормального газообмена.

В основе Лёгочной вентиляции лежит дыхательный акт, осуществляемый за счет сокращения дыхательных мышц (см. Дыхательный коэффициент). Глубина вдоха, так же как частота дыхания, зависит от интенсивности физ. нагрузки и состояния организма.

Минутный объем дыхания (МОД) в нормальных условиях зависит от потребности в кислороде и в покое колеблется от 3,2 до 10 л, составляя в среднем 6 л/мин. В связи с вариабельностью МОД даже в норме необходимо сравнивать МОД с его должной величиной, учитывающей индивидуальные особенности данного лица (пол, возраст, рост, массу тела).

При одном и том же значении МОД альвеолярная вентиляция может быть различной: частое и поверхностное дыхание менее рационально, т. к. при нем увеличивается часть дыхательного объема, вентилирующего мертвое пространство (Уд), не достигающего альвеол; при медленном и глубоком дыхании альвеолярная вентиляция более эффективна. Т. о., несмотря на определенное значение МОД в оценке состояния органов дыхания, он не является абсолютным показателем эффективной альвеолярной вентиляции. Измерение МОД, однако, приобретает решающее значение, когда при дыхании воздухом он оказывается ниже должной нормы. В этом случае развивается гиповентиляция, ведущая к гипоксемии (см. алкалозу (см.). Гипервентиляция может возникать и при произвольном усилении дыхания, а также в условиях перегревания организма.

Для определения соответствия МОД данному лицу вычисляют дыхательный эквивалент (ДЭ) и вентиляционный эквивалент (ВЭ); ДЭ — это объем воздуха (в л), который должен пройти через легкие для поглощения ими 100 мл кислорода; его вычисляют путем деления фактического МОД на должное потребление кислорода, умноженное на 10 (в среднем ДЭ составляет 2,4). ВЭ — это та же величина, но вычисляется по отношению к фактическому потреблению кислорода, а не к должному.

Вследствие сложности структуры легких вдыхаемый воздух даже в норме распределяется в них неравномерно. Так, если на долю правого и левого легкого приходится 55 и 45% всего вентилируемого и потребляемого объемов кислорода соответственно, то и внутри каждого из них вдыхаемый воздух проникает в альвеолы отдельных участков легкого в неодинаковом количестве.

Методы определения равномерности альвеолярной вентиляции основаны на оценке скорости распределения в легких вдыхаемого газа.

По методу «одиночного вдоха» делают однократный вдох чистого кислорода с последующим медленным выдохом в расходомер (см. Газовый счетчик). При этом производится непрерывный анализ концентрации азота в выдыхаемом воздухе, к-рая после относительно стабильного уровня в последних 500 мл выдоха в норме нарастает не более чем на 4% . При нарушениях нарастание концентрации больше, что объясняется неравномерностью распределения газа в различных участках легких при вдохе и различной скоростью истечения газовой смеси при выдохе.

Метод «множественных вдохов» основан на определении скорости вымывания азота из легких при дыхании чистым кислородом. Одна из модификаций этого метода заключается в том, что после 7-минутного дыхания чистым кислородом производится форсированный выдох и в выдыхаемом воздухе определяется концентрация азота, к-рая в норме не превышает 2,5%. При нарушении равномерности вентиляции в гиповентилируемых участках легких остается много азота, который и выделяется при форсированном выдохе.

Потребность организма в кислороде в те или иные моменты времени определяется интенсивностью тканевого обмена (см. Обмен веществ и энергии). Всякое увеличение интенсивности окислительных процессов в организме сопровождается возрастанием потребности в кислороде, увеличением его поглощения и, как следствие, увеличением МОД. Степень использования кислорода вдыхаемого воздуха зависит от глубины дыхания, его частоты, совершенства корреляции между Лёгочной вентиляцией и кровотоком в легких и т. д. Состояние альвеолярных мембран, через которые осуществляется диффузия кислорода, также влияет на степень утилизации кислорода в легких. Существенное влияние на характер дыхания, и в частности на величину МОД, оказывают высшие отделы ц. н. с. Имеется четкая связь между величиной МОД и степенью различных эмоциональных реакций, интенсивностью умственной деятельности, слуховых и других раздражителей. В связи с этим при определении Л. в. следует исключать эмоциональные реакции.

Некоторые изменения функции аппарата внешнего дыхания, механизмы адаптации к воздействию каких-либо факторов могут выявляться лишь при использовании специальных проб, или нагрузок, получивших название «функциональные легочные пробы». С их помощью можно выявлять скрытые формы сердечно-легочной недостаточности, которые не обнаруживаются при обычных исследованиях. Максимальная вентиляция легких (МВЛ) —максимальное количество воздуха, к-рое проходит через легкие за 1 мин. Эта проба является показателем функциональной способности аппарата внешнего дыхания; если Спирография), с помощью расходомеров или мешка Дугласа. Обследуемый должен дышать с максимальными частотой и глубиной в течение 15—20 сек., после чего МВЛ приводится к 1 мин. и выражается в процентах к должным нормам. В норме МВЛ составляет 50 — 180 л/мин; она снижается при различных сердечно-легочных заболеваниях.

Резерв дыхания — разница между МВЛ и МОД, показывающая, на сколько может быть увеличена величина Л. в. В норме резерв дыхания составляет 85—90% от величины МВЛ. При дыхательной недостаточности (см.), когда увеличивается МОД и снижается МВЛ, резерв дыхания также снижается; резко уменьшается и его соотношение с МВЛ (в отдельных случаях до 55—50%).

Пробы с дозированной физ. нагрузкой применяются для выявления скрытых форм сердечно-легочной недостаточности и характера адаптации к воздействию каких-либо факторов. Величину, характер и интенсивность нагрузки выбирают в зависимости от целей и задач исследования (приседания, ходьба и бег на месте, ходьба по трехступенчатой двусторонней лестнице, работа на ручном или гребном эргометре, на велоэргометре, плавание в водном третбане и пр.).

Увеличение потребности организма в кислороде при физ. работе удовлетворяется за счет включения приспособительных механизмов: достаточно быстро и адекватно мощности нагрузки увеличиваются МОД и минутный объем крови, отмечается нек-рое увеличение дыхательного коэффициента (ДК). Быстрое возвращение их к исходному уровню в период восстановления (отдыха) свидетельствует о хорошем состоянии сердечнососудистой и дыхательной систем. При недостаточности этих систем отмечается большее увеличение МОД, медленное и недостаточное увеличение потребления кислорода, незначительное возрастание ДК. Поскольку границы функц, способности внешнего дыхания значительно шире, чем системы кровообращения, то увеличение периода восстановления свидетельствует прежде всего о функциональной неполноценности системы кровообращения.

Вентиляционный индекс (показатель) Гаррисона используется для оценки состояния внешнего дыхания и вычисляется как отношение суммы МОД за 2 мин. нагрузки и МОД за 5 мин. восстановления к ЖЕЛ. При 6 круговых восхождениях по трехступенчатой лестнице в норме он равняется 19, при 24 восхождениях — 35,7. При дыхательной недостаточности индекс увеличивается.

В практической работе при решении частных задач применяют дополнительно еще ряд проб: вдыхание чистого азота, гипоксических, гиперкапнических смесей и их комбинаций, гистаминовую пробу и т. д.

Радиоизотопное исследование легочной вентиляции

Для изучения вентиляционной функции различных отделов легкого с помощью радиоактивного ксенона (¹³³Xe), содержащегося во вдыхаемом воздухе, используют специальный радиограф типа «Ксенон». Исследование производят в специальном кресле. Датчики устанавливаются парами: верхние на 5—6 см ниже VII шейного позвонка, на расстоянии 5—6 см от средней линии тела; нижние — на уровне VIII — IX грудных позвонков; средние — на середине расстояния между верхними и нижними детекторами. Исследуемый дышит через закрытую систему «спирограф — больной» в течение 3 мин. Затем на выдохе производит переключение на дыхание из объема спирографа, куда вводят 250—350 мккюри нуклида на 1 л вдыхаемого воздуха. После установки динамического равновесия между концентрацией газа в объеме спирографа и легких исследуемый производит максимальный вдох р задержкой дыхания на 10—15 сек., а затем максимальный выдох также с последующей задержкой дыхания на 10—15 сек. Через 20—30 сек. больного «отключают» от спирографа, но регистрация продолжается до выведения 85—90% радиоактивной газовой смеси. Количественно результаты исследования обычно выражаются в величинах общей емкости легких, жизненной емкости легких (ЖЕЛ) и остаточного объема (ОО). Сопоставляя радиоспирографические показатели ЖЕЛ, выраженные в условных единицах активности, со спирографическими показателями ЖЕЛ, выраженными в объемных единицах, определяют количество воздуха, соответствующее одной условной единице активности.

Изучение вентиляции и перфузии легких в норме показало, что время смешивания ¹³³Xe с альвеолярным воздухом легких при обычном для исследуемого ритме дыхания составляет 39,2 ± 6,4, сек., а время выделения нуклида из легких длится 4,5 ±3,7 сек. Наибольший уровень максимального накопления нуклида определяется в нижней зоне и незначительно превышает накопление нуклида в средней зоне. При сравнении степени накопления радиоактивного газа в симметричных отделах обоих легких отмечается превышение показателей вентиляции по всем трем зонам правого легкого над аналогичными зонами левого легкого.

Исследования вентиляционной функции легких ксеноном, учитывая быстрое выведение нуклида из организма, сопровождаются весьма незначительной лучевой нагрузкой (примерно в 100 раз меньше облучения больного при рентгеноскопии).

Радиопневмографию проводят при обследовании детей с хроническими неспецифическими процессами (бронхоэктатической болезнью, хроническим бронхитом, бронхиальной астмой, эмфиземой и др.) с целью определения степени нарушения вентиляции различных отделов легкого и оценки эффективности различных видов терапии.

Радиопневмографию применяют также при обследовании детей после оперативного лечения с целью определения динамики и степени развития компенсаторных процессов. Метод применим и при обследовании больных хронической пневмонией, состоящих на диспансерном учете.

См. также Дыхание.

Библиография: Амосов И. С. и др. Внешнее дыхание при различных положениях тела по данным рентгенофункционального и радиоизотопного исследований, Мед. радиол., т. 21, № И, с. 24, 1976, библиогр.; Гиммельфарб Г. Н. и Остреров Б.М. Наркоз, искусственная вентиляция легких и легочное кровообращение, Ташкент, 1978, библиогр.; Зубовский Г. А. и Павлов Б.Г. Скеннирование внутренних органов, с. 144, М., 1973; Иоффе Л. Ц. и Светышева Ж. А. Механика дыхания (Методы оценки механики самостоятельного дыхания и искусственной вентиляции легких), Алма-Ата, 1975; Физиология дыхания, под ред. Л. Л. Шика, с. 279, Л., 1973; Gоmrоe J. H. Physiology of respiration, Chicago, 1974; West J. B. Ventilation, blood flow and gas exchange, Oxford, 1977.

Л. P. Исеев; И. А. Переслегин (рад.).