Анестезиология, реанимация, интенсивная терапия — СПбГПМУ, Педиатрический факультет
Вентиляция — процесс обмена воздуха между альвеолами и атмосферой, обеспечивающий поступление O₂ и удаление CO₂. Нормальная минутная вентиляция лёгких (МВЛ) = дыхательный объём (ДО) × частота дыхания (ЧД) ≈ 6–8 л/мин. Адекватность вентиляции оценивают по альвеолярной вентиляции (Vₐ), которая равна (ДО – мёртвое пространство) × ЧД.
> [!example] Пример: При хронической обструктивной болезни лёгких (ХОБЛ) экспираторное коллабирование бронхов → повышение сопротивления → ↓ Vₐ → гипоксемия и гиперкапния, несмотря на нормальный или увеличенный МОД.
---
Лёгочный кровоток — малый круг кровообращения с низким сопротивлением (≈ 1/10 от системного). Перфузия лёгких определяется градиентом давления между лёгочной артерией и левым предсердием, а также гравитационными эффектами (зоны West).
1. Гипоксическая лёгочная вазоконстрикция (рефлекс Эйлера–Лильестранда) — сужение артериол в плохо вентилируемых альвеолах (↓ PaO₂ меньше 60 мм рт. ст.). Физиологический механизм перераспределения крови от гиповентилируемых участков к хорошо вентилируемым. При диффузной гиповентиляции или патологии (пневмония, ателектаз) становится патологическим — лёгочная гипертензия, перегрузка правого желудочка.
2. Тромбоэмболия лёгочной артерии (ТЭЛА) — механическая обструкция ветвей лёгочной артерии → увеличение мёртвого пространства, снижение перфузии, ↑ лёгочного сосудистого сопротивления. Возникает шунт справа налево на уровне сердца (открытое овальное окно) при перегрузке правых отделов.
3. Внутрилёгочное шунтирование — кровь, минуя вентилируемые альвеолы, сбрасывается в венозную систему («истинный шунт»). Причины: ателектаз, пневмония, врождённые артериовенозные мальформации, ОРДС. В отличие от гиповентиляции, гипоксемия при шунте не корригируется вдыханием 100% O₂.
4. Лёгочная гипертензия — стойкое повышение давления в лёгочной артерии (>25 мм рт. ст. в покое). Механизмы: вазоконстрикция, ремоделирование сосудов (утолщение интимы, фиброз), тромбоз in situ. Снижает капиллярный кровоток, ухудшает диффузию.
V/Q = альвеолярная вентиляция / лёгочный кровоток. В норме ≈0,8.
> [!simple] Простыми словами: Если участок лёгкого плохо вентилируется (воздуха мало), в норме кровоток к нему уменьшается — это защита. Но при патологии (воспаление, ателектаз) кровоток сохраняется, и кровь остаётся без кислорода — возникает шунт. Если лёгкое вентилируется хорошо, а кровоток нарушен (тромб), то воздух тратится впустую — это увеличивает мёртвое пространство.
---
Диффузия газов через альвеолокапиллярную мембрану описывается законом Фика:
> [!formula] Закон Фика для газов
>
> где:
> * \( V_{gas} \) — скорость диффузии газа (мл/мин),
> * \( D \) — коэффициент диффузии (зависит от растворимости и молекулярной массы),
> * \( A \) — площадь диффузионной поверхности,
> * \( P_1 - P_2 \) — градиент парциальных давлений,
> * \( T \) — толщина мембраны.
| Фактор | Механизм | Клинический пример |
|--------|----------|-------------------|
| Утолщение мембраны | Интерстициальный или альвеолярный отёк, фиброз, саркоидоз | Интерстициальная пневмония, ОРДС, пневмокониозы |
| Уменьшение площади | Разрушение альвеолярных перегородок (эмфизема), резекция лёгкого | Эмфизема, пневмонэктомия |
| Снижение градиента давлений | Гиповентиляция, уменьшение FiO₂ | ХОБЛ, высотная гипоксия |
| Нарушение равновесия мембраны | Воспаление, утолщение эндотелия/эпителия | Аутоиммунные васкулиты, острое повреждение лёгких |
Состояние, при котором нарушается перенос O₂ из альвеол в капилляры, несмотря на нормальные V/Q и вентиляцию. Характеризуется гипоксемией, которая уменьшается при физической нагрузке (в норме при нагрузке увеличивается капиллярный объём и площадь). Классический пример — интерстициальный фиброз лёгких (идиопатический, при склеродермии, асбестозе).
> [!simple] Простыми словами: Чтобы кислород попал из альвеолы в кровь, он должен пройти через тонкую мембрану. Если мембрана утолщена (отёк, рубцы) или площадь её мала (эмфизема), кислород проходит медленно — возникает гипоксия, которую трудно устранить простым повышением концентрации кислорода во вдыхаемом воздухе.
---
Дыхательная недостаточность (ДН) — синдром, при котором газовый состав артериальной крови не поддерживается на должном уровне. Шунто-диффузионная ДН — тип гипоксемической ДН (I тип по классификации), в основе которого лежат два механизма: внутрилёгочное шунтирование и нарушение альвеолокапиллярной диффузии.
> [!critical] Ключевой факт: Главное отличие шунто-диффузионной ДН от гиповентиляционной — рефрактерность к кислородотерапии. При гиповентиляции (например, угнетение дыхательного центра) вдыхание 100% O₂ быстро повышает PaO₂. При шунте — нет, так как кровь не контактирует с альвеолярным воздухом.
---
Гипоксия — состояние, при котором ткани получают недостаточное количество O₂ или не могут его утилизировать. Классифицируют по этиологическому принципу.
| Тип | Причина | Механизм | Парциальное давление O₂ в артериальной крови (PaO₂) | Сатурация (SaO₂) | Разница артериовенозного O₂ (A-V O₂) |
|-----|---------|----------|-----------------------------------------------------|------------------|---------------------------------------|
| Гипоксическая | ↓ PaO₂ (снижение FiO₂, гиповентиляция, шунт, диффузионный блок) | ↓ доставка O₂ из-за низкого давления в артериях | ↓ | ↓ | ↓ |
| Анемическая | ↓ Hв (анемия, отравление CO, метгемоглобинемия) | ↓ кислородная ёмкость крови | Норма | Норма или ↓ (при HbCO) | ↓ |
| Циркуляторная (застойная) | ↓ сердечный выброс, шок, локальная ишемия | ↓ объёмная скорость доставки O₂ | Норма | Норма | ↑ |
| Тканевая (гистотоксическая) | ↑ блокада дыхательной цепи (цианиды, сепсис, отравление угарным газом) | ↓ способность тканей утилизировать O₂ | Норма | Норма | ↓ (O₂ не потребляется) |
1. Дыхательные — гипервентиляция (стимуляция периферических хеморецепторов).
2. Сердечно-сосудистые — тахикардия, повышение сердечного выброса, вазодилатация (при гипоксемии) или вазоконстрикция (при циркуляторной гипоксии).
3. Гематологические — эритропоэз (увеличение Hв), сдвиг кривой диссоциации оксигемоглобина вправо (повышение P₅₀ за счёт 2,3-ДФГ, ацидоза, гипертермии) — улучшает отдачу O₂ тканям.
4. Тканевые — активация анаэробного гликолиза (накопление лактата), снижение уровня метаболизма.
> [!example] Пример: При угарном газе (СО) образуется карбоксигемоглобин — он не переносит O₂, хотя PaO₂ остаётся нормальным. Это анемическая гипоксия. Симптомы: головная боль, спутанность сознания, «вишнёво-красный» цвет кожи. Лечение — 100% O₂, гипербарическая оксигенация.
---
Респираторный ацидоз — первичное увеличение PaCO₂ (>45 мм рт. ст.) со снижением pH (<7,35). Респираторный алкалоз — первичное снижение PaCO₂ (<35 мм рт. ст.) с повышением pH (>7,45). Оба состояния обусловлены нарушением отношения между продукцией CO₂ и альвеолярной вентиляцией.
| Признак | Респираторный ацидоз | Респираторный алкалоз |
|---------|-----------------------|------------------------|
| Дыхание | Поверхностное, редкое, возможен парадоксальный тип (Чейна–Стокса) | Частое, глубокое (тахипноэ) |
| Неврология | Сонливость, спутанность, тремор, кома (CO₂-наркоз при PaCO₂>80 мм рт. ст.) | Головокружение, парестезии, судороги, потеря сознания (церебральная вазоконстрикция) |
| Сердечно-сосудистая | ↑ легочная гипертензия, ↓ сократимость миокарда при тяжёлом ацидозе | ↑ тонус вен, ↓ мозговой кровоток |
| Газы крови | PaCO₂↑, pH↓, HCO₃⁻=N или ↑ (компенсация), PaO₂↓ при гиповентиляции | PaCO₂↓, pH↑, HCO₃⁻=N или ↓ (компенсация), PaO₂↑ |
> [!critical] Ключевой факт: При респираторном ацидозе лечение — устранение гиповентиляции (ИВЛ, бронхолитики, антидоты). Быстрая коррекция гиперкапнии (снижение PaCO₂ более чем на 10–15 мм рт. ст. за час) опасна развитием постгиперкапнического алкалоза с риском аритмий. При респираторном алкалозе — коррекция гипервентиляции (седация, лечить гипоксию, ИВЛ с низкой частотой).
---
> [!critical] Ключевой факт: Центральное звено патофизиологии дыхания — нарушение вентиляционно-перфузионного отношения (V/Q). Все механизмы (гиповентиляция, шунт, диффузионный блок) ведут к гипоксемии, но отличие в ответе на кислородотерапию позволяет дифференцировать шунт (рефрактерность) от гиповентиляции и диффузионного блока (частичный ответ). Респираторный ацидоз всегда связан с гиперкапнией (гиповентиляция), респираторный алкалоз — с гипокапнией (гипервентиляция).
---
Итог. Патофизиология дыхания включает три основных механизма нарушений газообмена: гиповентиляцию (↑ PaCO₂, ↓ PaO₂), шунт (рефрактерная гипоксемия) и диффузионный блок (гипоксемия с возможным частичным ответом на O₂). Их сочетание (шунто-диффузионная ДН) характерно для ОРДС и тяжёлых поражений лёгких. Гипоксия классифицируется по уровню доставки и утилизации O₂, а респираторные расстройства кислотно-щелочного равновесия требуют немедленной коррекции PaCO₂ для предотвращения жизнеугрожающих осложнений.
Все вопросы раздела: Подготовка к зачету по Анестезиологии, реанимации, интенсивной терапии