Путь кислорода в организме. Вентиляция легких

К дыхательной гипоксии приводит как частая вентиляция легких, так и низкий объем дыхания. Это может быть из-за разных причин. Переходите по ссылкам, или читайте последовательно.

Самопроизвольная задержка дыхания · Нарушение работы дыхательного центра из-за болезней · Вдыхание ядов, наркотики и обезболивающие средства · Нервная система · Утомление · Сон · Низкая температура (гипотермия)

ВДОХ

Дышит у человека клетка, а дыхательная и сосудистая системы — лишь средства поддержания нужного газового состава в клетке. Вдох втягивает в легкие кислород. Там он всасывается в кровь и разносится по всему телу для окисления углеводов, белков и жиров. Получаемая энергия и тепло используется телом, а образующийся избыток углекислого газа удаляется с выдохом.

Задача органов дыхания — поддержание постоянства давления кислорода и углекислого газа в альвеолах, как в покое, так и при любых других условиях: при физической нагрузке, подъеме на высоту или опускании на глубину. Если работа лёгких нарушается — вход в организм кислорода затрудняется. Недонасыщение крови кислородом из-за нарушения газообмена в легких, называется — эндогенная дыхательная гипоксия, или респираторная, легочно-артериальная гипоксия.

К дыхательной гипоксии приводит как частая вентиляция легких, так и низкий объем дыхания.

Частое дыхание называется гипервентиляция. Опасна тем, что избыточно из организма выводит углекислый газ (СО2).

Снижение парциального давления СО2 в альвеолярном воздухе (paСО2) приводит к падению кислорода в артериальной крови (paО2). Это вызывает кислородное голодание тканей и органов, а также респираторный алкалоз [ 1 ] и нарушение минерального баланса.

По мнению К.П. Бутейко, глубокое дыхание является причиной около ста пятидесяти заболеваний [ 2 ].

Гипервентиляция может возникать кратковременно, как эпизод (при стрессе, избыточных физических нагрузках, изменении воздушной среды и т.д.), или быть длительным, постоянным состоянием, причина которого различные болезни. Гипервентиляционные расстройства широко распространены — ими страдают до 10 % людей [ 3 ].

Недостаток СО2 в крови, который возникает из-за гипервентиляции, называется гипокапнией. Хроническая гипокапниемия наблюдается у большинства людей с возраста около 50 лет и старше [ 4 ].

Низкий объем дыхания называется гиповентиляцией. Недостаточная вентиляция снижает альвеолярное давление кислорода (рО2), и его падение ниже нормы (100 мм рт. ст.) приводит к гипоксии органов. Накопление СО2 в легких вызывает дыхательный ацидоз и тормозит ЦНС, что может вызвать еще большее угнетение дыхательного центра.

Нормальный минутный объем дыхания зависит от пола, возраста и особенностей физического состояния. В покое он составляет 6,5 л/мин и соответствует дыхательному объему (≈380 мл), умноженному на частоту дыхания (≈17 в 1 мин). Слабое дыхание (гиповентиляция), обычно диагностируется как «легочная, или дыхательная недостаточность». Рассмотрим, в каких случаях она наступает.

Самопроизвольная задержка дыхания

Человек и задерживающие ныряющие под воду птицы являются единственными живыми существами, которые могут по своему желанию задерживать дыхание. Надолго задерживают дыхание во время погружения под воду дайверы.

Существует огромное множество дыхательных техник, сознательно снижающих вентиляцию лёгких — Волевая задержка дыхания по Бутейко, дыхательная гимнастика Стрельниковой, Йога Пранаяма, Тай-Цзи Цигун, «Рыдающее» дыхание Вилунаса и др. Есть и специальные дыхательные тренажеры, вызывающие гиповентиляцию — «Самоздрав», «Трубка Галузина», тренажер Фролова и др.

Нарушение работы дыхательного центра из-за болезней

Объем входящего кислорода здесь снижается уже не по своей воле, а в результате болезней. Поступление кислорода клеткам уменьшается при различных заболеваниях верхних и нижних дыхательных путей, самих легких, плевры, межреберных мышц, диафрагмы, расстройств функции дыхательного центра.

Хронические заболевания легких — это самая частая причина развития дыхательной гипоксии. Расстройства дыхания уменьшают газообмен, снижают уровень кислорода в крови, развивают гипоксию тканей. Это такие заболевания, как пневмония, пневмокониоз, пневмоторакс, гидроторакс, силикоз, ателектаз, отек легких и эмфизема, воспалительный фиброз или история туберкулезных изменений в легочной ткани, бронхоэктазы, тромбоэмболия легочных сосудов, астма, хроническая дыхательная недостаточность, бронхит, синдром обструктивного апноэ во сне (СОАС), респираторный дистресс-синдром, острый промиелоцитарный лейкоз и др.

Отдельно стоит сказать о популярном заболевании курильщиков — хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ). Курение сигарет, кальянов и др. длительно раздражает и воспаляет дыхательные пути — бронхи и бронхиолы, что их сужает. Повышается выделение слизи затрудняющей дыхание, возникает одышка, кашель, разрушаются перегородки между альвеолами, что уничтожает альвеолы и уменьшает площадь газообмена (это называется эмфизема).

Эти повреждения являются необратимыми, причем, чем дольше человек курит, тем более выражены наступившие изменения в легочной ткани. С большой долей вероятности ХОБЛ возникает через 10 лет курения.

Очищение от слизи происходит механически, за счёт реснитчатого эпителия (реснички двигаются согласованно в противоположную от альвеолы сторону). Курение нарушает 136 ДНК реснитчатого эпителия, и они начинают работать хаотично, рассогласовано. Все повреждения ДНК от табачного дыма послностью восстанавливаются в течение 5 лет от полного отказа от курения. 

Основные симптомы ХОБЛ:

  • кашель сухой или с мокротой, чаще утром;
  • одышка сначала при физической нагрузке, а при развитии болезни и в покое;
  • свистящие хрипы в грудной клетке при дыхании (чаще утром; обычно сопровождает более поздние стадии болезни).

Затрудняет поступление кислорода поражение органов дыхания ОРЗ, гриппом, туберкулёзом, актиномикозом, аспергиллёзом, кандидамикозом и другими инфекциями.

Причиной гиповентиляции может быть нарушение подвижности (ригидность) или травмы грудной клетки: множественные переломы ребер, артриты реберных суставов, деформация позвоночного столба (сколиоз, кифоз), туберкулезный спондилит, перенесенный рахит, крайняя степень ожирения, врожденные дефекты костнохрящевого аппарата, паралич дыхательной мускулатуры, ограничение подвижности грудной клетки при болевых ощущениях (например, при межреберной невралгии и др.).

Внутрибрюшное давление (ACS) и ожирение также могут быть причиной угнетения дыхания.

Вдыхание ядов, наркотики и обезболивающие средства

Деятельность дыхательного центра подавляется морфием (опиатами). Дыхание становится редким и глубоким, передозировка вызывает смерть от остановки дыхания. Конечно, вы не принимаете наркотики, но эти вещества могут содержаться в известных лекарствах. С 1990-х в этой стране велась агрессивная рекламная кампания по продвижению опиатов как обезболивающих средств. Как итог, сегодня в США от опиоидов умирает больше людей, чем от огнестрельных ранений или ДТП. Об этом говориться в фильме «Внимание: эти лекарства могут вас убить».

Лекарственными опиоидами считаются: Vicodin, OxyContin, Percocet, Opana, Demerol, Dilaudid, Norco, Fentanyl, Codeine. Если вы принимаете эти и подобные им лекарства — скорее всего ваши клетки недополучают кислород. Старайтесь избегать болеутоляющих на основе опиоидов.

Затрудняет его поступление и табачный дым — курение воспаляет слизистую оболочку ротоглотки и ведет к отеку и сужению дыхательных путей. Кроме того, табачный дым содержит угарный газ, который блокирует поступление кислорода в гемоглобин (о дисгемоглобине пойдет речь ниже).

Нервная система

Кислород поступает в легких по легочным сосудам. Все легочные сосуды, имеющие гладкие мышцы, могут изменять свой просвет — расширятся или сужаться. Сужение легочных сосудов уменьшает газообмен. Один из механизмов влияющих на тонус сосудов — нервная система.

Все имеющие способность к сжатию или расширению легочные сосуды снабжены симпатическими адренергическими волокнами. При возбуждении симпатических нейронов они вызывают повышение тонуса сосудов. Адренорецепторы раздражаются при травмах и болезнях, но чаще всего их возбуждает наше эмоциональное состояние — хроническая тревога и напряжение.

«Если тревога и стресс постоянно будет возбуждать симпатические нервы, то сосуды сокращаются, и состояние кислородного голодания становится «нормой». Неудивительно, что несколько лет тяжелого труда или душевных волнений значительно повышает заболеваемость онкологией» — считает профессор иммунологии Университета г. Ниигата (Япония) Тору Або.

Вызывать депрессию дыхания могут повреждения центральной нервной системы — черепно-мозговая травма, переломы костей черепа, позвоночно-спинномозговые повреждения, и нарушение нервно-мышечной проводимости — миастения, создающая слабость и патологическую утомляемость скелетных мышц.

Утомление

Сон

Говорят, что долгий сон помогает насытить тело кислородом. Это неправда. Доказано, что даже у здоровых людей во время сна в ночной период мышцы языка и гортани расслабляются, что снижает объем вдыхаемого воздуха. Пик снижения альвеолярной вентиляции приходится на период быстрого сна (rapid eyes movement) — до 40 % от исходного [ 5 ].

Это объясняется физиологическими механизмами во время сна. Активируется тормозящее влияние коры головного мозга на двигательные мотонейроны, в том числе относящиеся к дыхательным мышцам, изменяется чувствительность хеморецепторов, уменьшается сила сокращения дыхательной мускулатуры и меняется легочная механика [ 6 ].

Если человек во время сна храпит, он получает еще меньше кислорода чем тот, кто не храпит. Вибрация гортани, которая и издает звук храпа, говорит о неустойчивом состоянии дыхательного пути. Есть риск, что во сне он будет сокращаться и дыхание будет периодически прерываться.

Низкая температура (гипотермия)

Низкая базальная температура тела, ниже 37 ± 0,5 С (нормотермия) — снижает частоту дыхания. Температура 35 и ниже достоверно ведет к гиповентиляции. Мышечная дрожь увеличивает метаболические затраты, что приводит к увеличению зоны ишемии поврежденных органов и острому коронарному синдрому у больных с ишемической болезнью сердца. [ 7 ]

###

GO

Для оценки вентиляционных способностей легких и состояния дыхательных путей, используют спирометрические и спирографические методы. Исследуют минутный объем дыхания (МОД), дыхательный объем (ДО), жизненную емкость легких (ЖЕЛ), максимальную вентиляцию легких (у молодого человека МВЛ 120 – 150, у спортсменов до 180 л/мин) и др.

В старости жизненная емкость легких (ЖЕЛ) уменьшается. Чем больше ЖЕЛ, тем лучше снабжается организм кислородом. Для увеличения емкости легких, необходима хорошо развитая дыхательная мускулатура. Занятия аэробными видами спорта открывают широкие возможности для укрепления и развития дыхательной мускулатуры, увеличения ЖЕЛ.

В результате стрессов и напряжения у многих из нас легочные и кровеносные сосуды имеют повышенный тонус. Симпатическое отделение нервной системы уменьшается, когда ослабляется психическое напряжение и мы расслаблены. Прием термальной ванны температурой 36 – 40 °С, гарантировано расслабит напряжение гладких мышц обвивающих легочные сосуды, и сделает доминирующей парасимпатический отдел нервной системы. Спазмированные бронхиолы, как и кровеносные сосуды будут расширены. Тело основательно прогреется, поэтому у вас не будет проблем с засыпанием, а сон будет глубоким. Если вы испытываете физическую боль, ванна хоть и не избавит от неё полностью, но снизит остроту.

В следующей статье мы рассмотрим что происходит с кислородом, который прошёл бронхи и бронхиолы.

ПРОДОЛЖИТЬ ЧТЕНИЕ

Используемые в статье источники:

1 ] Бреслав И. С, Глебовский В. Д., 1981

2 ] Бутейко К.П. Метод Бутейко: Опыт внедрения в медицинскую практику. Сборник / Сост. К. П. Бутейко.— М.: Патриот, 1990.— 224 с ББК 54.1 М54

3 ] Α.Μ. Вейн, И.В. Молдовану Нейрогенная гипервентиляция. Стр. 154. Кишинев, изд. Штиинца, 1988 г. ISBN 5-376-00337-Х

4 ] Агаджанян Н. А., Мишустин Ю. Н., Левкин С. Ф. Хроническая гипокапниемия-системный патогенный фактор — Самарский дом печати — 2005—136с. ISBN 5-7350-0393-3

5 ] Douglas N. J. Asthma and chronic obstructive pulmonary disease. In: Kryger M., Roth Th., Dement W., ed. Principles and practice of sleep medicine. 4-th ed. Philadelphia: Elsevier Saunders; 2005. 1122—1135.

6 ] А. В. Маркин, Т. И. Мартыненко, И. Я. Цеймах, Я. Н. Шойхет Синдром обструктивного апноэ во сне у больных хронической обструктивной болезнью легких. ГОУ ВПО Алтайский государственный медицинский университет Росздрава ЦНИЛ НИИ пульмонологии, Барнаул УДК 616.24-008.444-02:616.24-007.272-036.12

7 ] Попугаев К. Доклад «Управление температурой в нейрореанимации». НИИ Нейрохирургии им. Бурденко Н.Н., Санкт-Петербург, 2009 http://nsicu.ru

Поиск по тегам: 

На Главную