Причины и механизмы недостаточности внешнего дыхания

Недостаточность внешнего дыхания может возникнуть при изменении состава вдыхаемого воздуха, нарушении структуры и функции верхних дыхательных путей и бронхов, альвеол, плевры, грудной клетки, дыхательных мышц, расстройствах иннервации и кровообращения в легких.

Изменение состава вдыхаемого воздуха возникает, например, при снижении содержания в нем кислорода — высоко в горах (горная болезнь), при полетах на большой высоте (высотная болезнь), в закрытых невентилируемых помещениях.

Нарушение функции верхних дыхательных путей

Нарушение проходимости воздуха через носовые входы возникает при различных патологических состояниях, например воспалении с большим количеством слизистого экссудата и отеком слизистой, гипертрофии глоточной миндалины (аденоиды). Чихание — это защитный рефлекс, возникающий при раздражении рецепторов слизистой носа и выражающийся в форсированном выдохе через нос.

Нарушение функции гортани и трахеи

Нарушение функции гортани и трахеи возникает при отеке и отложении фибриновых пленок при воспалении, спазме голосовой щели, закупорке просвета гортани и трахеи инородным телом, травмах этих органов. Сильное сужение гортани и трахеи может привести к их полной непроходимости для воздуха; такая острая форма дыхательной недостаточности, характеризующаяся недостаточным поступлением кислорода в легкие и недостаточным выделением углекислого газа, обозначается термином асфиксия (возникает, как было указано ранее, при отеке слизистой, закупорке гортани и трахеи пленками фибрина и инородными телами, удушении, тугом обвитии пуповины вокруг шеи плода во время родов и т.п.).

Нарушения функции бронхов

Нарушения проходимости бронхов возникают при их спазме; отеке слизистой и повышенном выделении слизистого секрета бронхиальными железами (это характерно для приступа бронхиальной астмы), а также при закупорке бронхов экссудатом при воспалении.

Кашель – это защитный рефлекс, возникающий при раздражении рецепторов задней поверхности глотки, гортани, трахеи, бронхов и выражающийся в форсированном выдохе через рот.

Нарушение функций альвеол

Нарушение проникновения (диффузии) газов через стенку альвеолы и легочного капилляра может возникать из-за утолщения стенок альвеол, нарушения физико-химических свойств (нарушение выработки сурфактанта), заполнения альвеол воспалительной жидкостью, отека, а также уменьшения дыхательной поверхности альвеол при эмфиземе. Эмфизема легких характеризуется понижением эластичности и повышением растяжимости легких из-за атрофии межальвеолярных перегородок; легкие при этом оказываются резко расширенными и содержат большое количество остаточного воздуха.

Нарушение функции плевры

Накопление в плевральной полости экссудата при воспалении плевры (плеврите) затрудняет расширение легкого во время вдоха.

При попадании в плевральную полость воздуха, что чаще всего бывает при травматическом повреждении легких, возникает пневмоторакс. Различают открытый пневмоторакс, при котором плевральная полость сообщается с окружающей средой, закрытый пневмоторакс (сообщение плевральной полости с внешней средой после попадания воздуха в плевральную полость отсутствует) и клапанный (напряженный) пневмоторакс, при котором с каждым вдохом в ткань легкого экссудат плевральную полость поступает новая порция воздуха, не выходящая наружу во время выдоха; клапанный пневмоторакс очень опасен не только из-за выраженной дыхательной недостаточности, но и из-за прогрессирующего смещения органов средостения в здоровую сторону.

Спадение легкого при его сдавлении содержимым плевральной полости (воздухом, кровью, экссудатом) называется коллапсом легкого. Спадение легкого (части легкого) при нарушении бронхиальной проходимости из-за рассасывания содержащегося в нем воздуха называется ателектазом.

Нарушение структуры грудной клетки (каркасная дыхательная недостаточность)

Нарушения структуры грудной клетки могут возникнуть при врожденных и приобретенных ее деформациях («воронкообразная» грудь, деформация позвоночника – «горб», неподвижность реберных и позвоночных сочленений), а также при травмах (так называемых «окончатых» переломах ребер). Дыхание при этом затрудняется из-за нарушения возможности нормального расширения грудной клетки.

Нарушение функции дыхательных мышц

Эти нарушения могут возникнуть при поражении самих мышц, нарушении их иннервации (чаще всего, при различных инфекционных заболеваниях) и механических препятствиях их движению. Наиболее выраженным это бывает при поражении диафрагмы.

При повышенном внутрибрюшном давления при вздутии кишечника, наполнении брюшной полости жидкостью (асците), а также воспалительных процессах брюшины (перитонит) наблюдается высокое стояние диафрагмы, что, как правило, резко ограничивает ее подвижность.

Нарушение кровообращения в легких

Эти нарушения приводят к нарушениям соотношения между вентиляцией легких и величины кровотока (перфузии) через легкие. Отношение вентиляция / перфузия – это один из главных факторов, определяющих газообмен в легких.

Нарушение этого состояния может возникнуть при гипервентиляции (увеличение вентиляции и увеличение перфузии), при эмболии ветвей легочной артерии (снижение перфузии), при бронхиальной астме (неравномерно снижается вентиляция, а перфузия сохраняется), при отеке легкого, при остром респираторном дистресс – синдроме (ОРДС).

ОРДС – возникает чаще всего, при микроэмболиях легочных капилляров сгустками клеток, «обломками» эритроцитов, каплями жира при шоке, массивных переливаниях крови, длительном искусственном кровообращении. При этом повышается давление в легочных капиллярах, повышается их проницаемость, нарушается выработка сурфактанта, вследствие чего возникает интерестициальный отек в соединительнотканной прослойке альвеолярно-капиллярной мембраны и «затопление» альвеол жидкостью.

Нарушение транспорта кислорода из легких в ткани

Данные нарушения могут возникать из-за снижения количества гемоглобина при анемии, а также при отравлении угарным газом (угарный газ, присоединяясь к гемоглобину, образует карбоксигемоглобин, который не способен переносить кислород) и другими кровяными ядами.

Нарушение тканевого дыхания

Нарушение процесса поглощения кислорода из крови тканями происходит из-за причин двух категорий: экзогенных (отравление ядами, влияющими на окислительные реакции) и эндогенных причин (факторы, которые влияют на этот процесс, возникают в самом организме – например, при расстройствах функций некоторых желез внутренней секреции).