Учебная литература ТГМУ
Е.А. Чагина, Е.В. Маркелова, Е.П. Турмова
КЛИНИЧЕСКАЯ ПАТОФИЗИОЛОГИЯ
СИСТЕМЫ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ
Учебное пособие
ISBN 978-5-98301-224-0
Издательство «Медицина ДВ»
Владивосток
690950 г. Владивосток, пр-т Острякова, 4
9 78 5983 01 22 40
Тел.: (423) 245-56-49. E-mail: medicinaDV@mail.ru
Медицина ДВ
2021
Стр.1
Министерство здравоохранения Российской Федерации
Тихоокеанский государственный медицинский университет
Е.А. Чагина, Е.В. Маркелова, Е.П. Турмова
КЛИНИЧЕСКАЯ ПАТОФИЗИОЛОГИЯ
СИСТЕМЫ ВНЕШНЕГО ДЫХАНИЯ
Учебное пособие
Рекомендовано Координационным советом по области образования
«Здравоохранение и медицинские науки» в качестве учебного пособия
для использования в образовательных учреждениях, реализующих
основные профессиональные образовательные программы высшего
образования уровня специалитета по направлению подготовки
31.05.01 «Лечебное дело»
Владивосток
Медицина ДВ
2021
Стр.2
УДК 616.316-07-08-(035.3)
ББК 56.6я81
Ч 128
Издано по рекомендации редакционно-издательского совета
Тихоокеанского государственного медицинского университета
Рецензенты:
М. В. Осиков - д.м.н., профессор кафедры патологической физиологии
Южно-Уральского государственного медицинского университета
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Т. А. Баталова - д.б.н., доцент кафедры нормальной физиологии
и патофизиологии Амурской Государственной медицинской академии
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Авторы:
Чагина Е. А., Маркелова Е. В., Турмова Е.П.
Ч 128
Чагина, Е.А.
Клиническая патофизиология системы внешнего дыхания: учебное
пособие / Е.А. Чагина, Е.В. Маркелова, Е.П. Турмова - Владивосток : Медицина
ДВ, 2021 - 92 с.
ISBN 978-5-98301-224-0
Учебное пособие раскрывает причины и механизмы развития различных
патологических процессов в системе внешнего дыхания: нарушения в системе
вентиляции; расстройства кровообращения (перфузии) легких; нарушения альвеолярно-капиллярной
диффузии газов. Этиология и патогенез дыхательной недостаточности.
В
качестве базиса в учебном пособии использованы современные информационные
ресурсы.
Учебное пособие подготовлено согласно требованиям ФГОС и современным
программам по патофизиологии, клинической патофизиологии в строгом
соответствии рекомендованных компетенций по дисциплине «Патофизиология,
клиническая патофизиология», в соответствии с требованиями Федеральных государственных
образовательных стандартов и предназначено для обучающихся по
программам специалитета по направлению подготовки 31.05.01 «Лечебное дело».
УДК 616.316-07-08-(035.3)
ББК 56.6я81
ISBN 978-5-98301-224-0
© Коллектив авторов, 2021
© «Медицина ДВ», 2021
Стр.3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Список сокращений..................................................................................................................4
Введение........................................................................................................................................5
Общее понятие «Внешнее дыхание».....................................................................................6
ГЛАВА I. Нарушения в системе вентиляции.................................................................. 11
Альвеолярная гиповентиляция...................................................................... 12
Альвеолярная гипервентиляция...................................................................... 37
Тестовые задания к главе I ................................................................................ 40
Ситуационные Задачи........................................................................................ 42
Глава II. расстройства кровообращения (перфузии) легких....................................... 44
Физиологические механизмы нарушения легочного кровотока............44
Легочная гипертензия........................................................................................ 49
Легочная гипотензия..........................................................................................51
Нарушения вентиляционно-перфузионных отношений......................... 51
Тестовые задания к главе I I .............................................................................. 54
Ситуационные задачи ........................................................................................ 56
Глава III. Нарушения альвеолярно-капиллярной диффузии г а з о в ......................... 58
Основные причины снижения диффузной
способности легких ............................................................................................58
Этапы альвеолярной диффузии газов............................................................ 58
Причины снижения диффузионной способности легких ....................... 62
Основные показатели диффузионнаой способности легких................... 65
Тестовые задания к главе III.............................................................................. 67
Ситуационные задачи ........................................................................................ 69
Глава IV Дыхательная недостаточность ........................................................................ 70
Классификация дыхательной недостаточности...........................................70
Медико-социальные причины развития Д Н ...............................................71
Этиология дыхательной недостаточности.....................................................71
Патогенез дыхательной недостаточности.....................................................75
Тестовые задания к главе IV.............................................................................. 84
Ситуационные задачи........................................................................................ 86
Эталоны ответов на тестовые задания ............................................................................ 87
Эталоны ответов на задачи..................................................................................................88
Список литературы............................................................................................................... 91
Стр.4
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ
НЗЛ
PaO2
крови
ЖЕЛ
Hb
pCO2
- неспецифические заболевания легких
- парциальное напряжение кислорода в артериальной
- жизненная емкость легких
- гемоглобин
- парциальное напряжение двуокиси углерода
АКМ - альвеолярно-капиллярная мембрана
ДСЛ
рО2
pCO2
рАО2
раО2
ДН
- диффузная способность легких
- парциальное давление кислорода
- парциальное давление двуокиси углерода
- парциальное давление кислорода в альвеолярном
воздухе
- парциальное напряжение кислорода в артериальной
крови
- дыхательная недостаточность
4
Список сокращений
Стр.5
ВВЕДЕНИЕ
В клинической практике специалисты часто сталкиваются с заболеваниями
органов дыхания, особенно легких и дыхательных путей,
которые очень чувствительны к действию неблагоприятных факторов
окружающей среды.
Заболевания легких занимают существенное место в общей структуре
заболеваемости населения. На долю наиболее трудоспособного
возраста приходится около 70% случаев так называемых неспецифических
заболеваний легких (НЗЛ). В связи с возрастанием загрязненности
воздушного бассейна, наметилась тенденция к прогрессирующему росту
частоты заболеваний легких, которые вышли уже на 3-4-е место среди
причин смертности населения.
Такой подъем заболеваемости связан в первую очередь с постоянно
увеличивающейся загрязненностью окружающего воздуха, курением,
растущей аллергизацией населения (прежде всего за счет продукции
бытовой химии).
При этом любой патологический процесс, возникающий в органах
дыхания, может привести к нарушению альвеолярной вентиляции, диффузии
или перфузии и развитию недостаточности внешнего дыхания.
Все это в настоящее время обуславливает актуальность глубокого
изучения органов дыхательной системы в целях повышения эффективности
лечения и профилактики соответствующих болезней, с которыми
врачу приходится сталкиваться в повседневной практике.
Введение
5
Стр.6
ОБЩЕЕ ПОНЯТИЕ «ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ»
Дыхание можно представить в виде пяти этапов:
• внешнее дыхание;
• диффузия газов в легких;
• транспорт газов;
• диффузия газов в тканях;
• тканевое дыхание.
Строгая согласованность всех этапов дыхания обеспечивается
функциональной дыхательной системой, в состав которой входят множество
гетеро-анатомических образований. Основной функцией системы
дыхания служит газообмен, благодаря которому поддерживается
газовый состав и кислотно-основное равновесие крови. В покое за одну
минуту используется 1/6 часть имеющегося в организме кислорода, т.е.
250-280 мл. При больших физических нагрузках потребности в кислороде
могут даже превышать имеющийся его резерв. Система внешнего дыхания
обладает большими компенсаторными и адаптивными возможностями.
Этим объясняется отсутствие в течение длительного времени
функциональных изменений легких при хронических воздействиях низкой
интенсивности (пыль, курение и т.д.).
Главная цель функциональной системы дыхания - обеспечение
адекватного метаболическим потребностям организма газообмена
с окружающей средой, выражением чего считается постоянство газового
гомеостаза. Показателями газового гомеостаза являются рН 7,40,
раСО2 40 и раО2 100 мм рт.ст., а также их производные: буферные
основания или БО (ВВ) 40-60 ммоль/л, стандартный бикарбонат или
СБ (SB) 20-27 ммоль/л и избыток или недостаток буферных оснований
(ВЕ) - от -2,5 до +2,5 ммоль/л (или 0). Поэтому эффективность деятельности
дыхательной системы зависит от следующих взаимосвязанных
механизмов:
• состояние и реактивные свойства дыхательного центра;
• состояние афферентных каналов, влияющих на дыхательный ритмогенез;
6
Общее
понятие «Внешнее дыхание»
Стр.7
• состояние эфферентных каналов, обеспечивающих передачу выходного
сигнала из дыхательного центра к дыхательным мышцам;
• активность дыхательных мышц;
• состояние грудной клетки, плевры и плевральной полости;
• пропускная способность воздухоносных путей;
• целостность и эластические свойства легочной ткани;
• диффузионная способность альвеолокапиллярной мембраны;
• состояние капиллярного легочного кровотока - перфузия.
Комплекс этих факторов обеспечивает протекание трех фундаментальных
процессов, лежащих в основе нормальной газообменной функции
легких:
1. Непрерывного обновления воздуха в альвеолах, что поддерживает
постоянство его газового состава (альвеолярная вентиляция).
2. Непрерывного капиллярного кровотока через альвеолы в строгом
соответствии с объемом вентиляции (перфузия легких).
3. Непрерывной диффузии О2 и СО2 через аэрогематические барьеры
с объемной скоростью, достаточной для выравнивания давления
и напряжения газов в альвеолярном воздухе и крови, протекающей через
легкие (диффузия газов).
ВНЕШНЕЕ ДЫХАНИЕ - это двусторонняя диффузия газов между
полостью альвеол легких и просветом кровеносных капилляров межальвеоллярных
перегородок; также осуществляет альвеолярную вентиляцию
и перфузию ткани легких (рис. 1).
Общее понятие «Внешнее дыхание»
7
Стр.8
Аппарат внешнего дыхания включает в себя:
• дыхательные пути;
• респираторный отдел легких;
• грудную клетку;
• нервные центры регуляции дыхания.
Внешнее дыхание обеспечивается рядом процессов (рис.2,3):
1) вентиляция альвеол;
2) обмен газов в легких между альвеолярным воздухом и кровью капилляров
малого круга кровообращения;
3) транспорт газов кровью;
4) обмен газов в тканях между кровью капилляров большого круга
кровообращения и клетками тканей;
5) биологическое дыхание в митохондриях клеток.
Рис. 2. Нарушения процессов внешнего дыхания (В.В. Новицкий, 2015).
8
Общее понятие «Внешнее дыхание»
Стр.9
ДЫХАТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ЛЕГКИХ
Очистка воздуха - от механических примесей, токсических
газов, инфекционных агентов, аллергенов (мукоцилиарный
клиренс, кашлевой рефлекс, альвеолярные макрофаги)
Очистка крови от механических примесей - от конгломератов
клеток, мелких свертков фибрина; микротромбов жира и др.
(фагоцитоз и их метаболизм)
Водный и тепловой гомеостазы - перспирация (за сутки теряется ~ 500 мл Н20),
внесосудистый объем НгО составляет не менее 60% массы легкого. Согревание и
увлажнение дыхательной смеси зависит от режима вентиляции: гипервентиляция
уменьшает согревание воздуха
КЩС - легкие обеспечивают устранение или уменьшение
сдвигов КЩС путем изменения объема вентиляции (<СОг>)
НЕДЫХАТЕЛЬНЫЕ ФУНКЦИИ ЛЕГКИХ
Гемостаз - легочная ткань активно синтезирует компоненты:
• свертывающей системы - тромбопластин;
• антисвертывающей системы - гепарин, белок С;
• фибринолитической - активаторы превращения плазминогена
в плазмин, образуется большое количество простациклина,
тромбоксана А2 и др.
Влияние на ССС: это депонирующая функция и метаболический контроль за
местной и системной гемодинамикой путем синтеза, депонирования, активации и
разрушения разнообразных БАВ (АПВ, норадреналин, серотонин, гистамин,
простагландин и др.)
Метаболизм белков и жиров - эмульгированный жир, жирные
кислоты и глицирины венозной крови (попадают из грудного
лимфатического протока) практически полностью гидролизуются
в легких и не попадают в легочные капилляры, так как тучные
клетки альвеол, альвеолярные макрофаги выделяют ряд
протеолитических и липолитических ферментов. Примером
липидного и белкового обмена является и сурфактантная система
Рис. 3. Дыхательные функции легких.
Общее понятие «Внешнее дыхание»
9
Стр.10