V. Смешанные формы нарушений газообменной функции легких.

Т.е сочетание нарушений вентиляции, перфузии и диффузии (см. раздел «шоковое легкое»).

Нарушения недыхательных функций легких.

I. На рушение метаболической активности легких.

Как выяснилось в последние десятилетия, легкие выполняют функции как бы «эндогеного фильтра», контролируя уровень ряда биологически активных веществ (БАВ). Эта функция осуществляется за счет захвата и инактивации одних БАВ, метаболизма других, с последующим выделением метаболитов через дыхательные пути. Легкие по сравнению с печенью более активны в отношении метаболизма БАВ, т.к. их объемная скорость кровотока превышает печеночную приблизительно в 4 раза.

В ткани легкого обнаружено до 40 типов клеток. 1). Наибольшее значение имеют клетки легочной ткани, обладающие эндокринной специализацией. Их называют клетками Фейтера и Кульчицкова, нейросекреторными или нейроэндокринными клетками или клетками Апуд системы (произошло от английского перевода — захват и декарбоксилирование предшественников аминов).

Некоторые апудоциты легких сходны с таковыми в двенадцатиперстной кишке, поджелудочной железе и гипофизе. Аналогичны и выделяемые ими нейропептиды: вазоактивныый интестинальный пептид (ВИП), бомбезин, лейэнкефалин и др.

Они обладают широким спектром действия: влияют на гладкую мускулатуру желудка, кишечника, бронхов и тонус сосудов и проницаемость сосудистых стенок, обмен веществ,функции сердца и т.д.

В настоящее время считают, что у некоторых больных в послеоперационном периоде бронхоспазм и другие грубые расстройства системы внешнего дыхания в значительной степени связаны с дисфукцией легочных нейроэндокринных клеток. Наиболее выраженные расстройства метаболической и газообменной функции легких возникают при опухолях, исходящих из этих клеток — апудомах.

2) Метаболическая функция легких зависит от состояния эндотелиальных клеток, которые могут приобретать разную форму: овальную, веретенообразную, продолговатую и др. Изменение формы и размеров этих клеток хотя и довольно медленный процесс (от 15 минут до нескольких часов), но он существенно влияет на микроперфузию легких и, соответственно, на основную газообменную функцию легких. Вместе с тем, изменения кровотока в микрососудах, в свою очередь, влияют на метаболическую функцию легких. Это взаимосвязанный процесс.

3) Легкие, подобно печени, имеют полный набор ферментных систем детоксикации, обеспечивающих процессы окисления, восстановления, метилирования, ацетилирования и др. Наиболее важной считается смешанная оксидная система, состоящая из цитохомов НАДФН₂ и флавопротеина.

4) В легких обнаружены специальные ловушки для полиморфноядерных лейкоцитов, а в крови, оттекающей от легких, увеличено содержание различных БАВ, в том числе, лизосомальных ферментов лейкоцитарного происхождения.

Итак, 1) особое положение легких в системе кровообращения,

2) наличие большого количества эндотелиальных клеток, в том числе клеток Апуд —системы,

3) насыщенность рецепторами БАВ, гормонов,

4) тесная взаимосвязь с лейкоцитами —все это обеспечивает высокую эффективность метаболической функции легких.

Влияние метаболической функции легких на общую гемодинамику. Это осуществляется путем синтеза, депонирования, активации и разрушения БАВ, прямо или косвенно влияющих на тонус гладких мышц сосудистой стенки.

К этим веществам относятся:

1). Норадреналин —он захватывается клеточной поверхностью, переносится внутрь эндотелиальных клеток, где дезаминируется МАО, (катехолметилтрансферазой).

2). Адреналин – проходит малый круг кровообращения без изменения своей активности. Катехоламины вызывают слабо выраженное сужение легочных сосудов.

3). Серотонин — легкие являются основным местом инактивации серотонина. (В легких источником его образования являются тучные клетки. Основное место синтеза — апудоциты ЖКТ).

Серотонин является мощным вазоконстриктором для артериальных сосудов легких. В больших концентрациях он вызывает спазм легочных вен. Вместе с тем, серотонин — сильный бронхоконстриктор.

4). Гистамин —источником образования являются также тучные клетки, расположенные около сосудов малого круга кровообращения. Он обладает более значительным вазоконстрикторным влиянием, чем адреналин и норадреналин.

5). Ангиотензин -превращающий фермент (АПФ), синоним кининаза П —находится в эндотелиальных клетках.

Этот фермент превращает до 50% ангитензина I в активную прессорную форму ангиотензина П. Кроме того, АПФ инактивирует брадикинин, который является сильным вазодилятором.

Кининазная активность легких зависит от:

а) уровня их перфузии: при увеличении линейной скорости кровотока и, следовательно, при уменьшении времени контакта ангиотензина‑I с эндотелиальными клетками снижается ангиотензинконвентирующая функция легких. Меньше инактивируется брадикинин, который вызывает бронходилятацию и этим поддерживается вентиляционно-перфузионное отношение.

б) парциального давления кислорода в альвеолах. При уменьшении кислорода в результате альвеолярной гиповентиляции наблюдается обратимое увеличение активности АПФ. (Больше ангиотензина

II). Это вызывает повышение системного и легочного артериального давления, что также поддерживает вентилляционно-перфузионное отношение.

6). Простагландины. Простагландины типа E и F инактивируются в основном, в легких. Активность их падает на 90% при однократном прохождении через легкие. Простагландины Е₂ и Е₂L вызывают спазм мелких легочных артерий. Простагландин F₁ вызывает расширение этих сосудов.

Кроме того, в легких образуются: простациклин J₂ —один из основных метаболитов циклооксигеназного пути превращения арахидоновой кислоты — оказывает выраженное вазодилятаторное действие.

7). Тромбоксан А₂ — другой продукт арахидоновой кислоты —вызывает вазо- и бронхоконстрикцию.

Таким образом, метаболическая функция легких существенно влияет как на местную (легочную), так и на общую системную гемодинамику.

В настоящее время установлена связь между легочным метаболизмом брадикинина, ангиотензина-II, простагландинов и реактивностью сосудов к этим веществам при цереброишемической и вазоренальной (почечной) артериальных гипертензиях.

Влияние метаболической функции легких на систему г е мостаза.

Легочный эндотелий занимает обширную площадь, на которой происходит контакт движущейся крови с тканевой поверхностью, несущей на себе факторы свертывающей, противосвертывающей и фибринолитической систем крови. Эндотелиальные клетки легочных артериол содержат:

1) активатор плазминогена — предшественник активного фибринолитического фермента.

2) на их поверхности обнаружен, так называемый, С‑белок, обладающий антикоагуляционной активностью.

3) особое место принадлежит калликреин-кининовой системе. Наиболее типичной формой патологии легких, при которой активируется свертывающая система, является синдром «шоковое легкое» (см. лекцию №3).

4) простагландин J₂ является самым сильным активатором аденилатциклазы в тромбоцитах, что вызывает снижение цитоплазматического кальция, вследствие этого тромбоциты принимают дискоидную форму, а это снижает их адгезивную и агрегационную способность.

Простациклины легких а) расслабляют гладкие мышцы сосудов, в том числе коронарных артерий, б) защищают мозговые и коронарные сосуды от тромбоза, атеросклеротических поражений, т.к. стимулируют выведение холестерина из стенки сосудов. Таким образом, метаболическая функция легких является важным звеном сложной системы регуляции гемостаза.

II. Нарушения сурфактантной системы легких.

Слой жидкости, выстилающий альвеолы, формирует силы поверхностного натяжения, которые направлены на сокращение дыхательной поверхности и способствуют спадению альвеол. Чем меньше объем альвеолы, тем больше при прочих равных условиях ее поверхностное натяжение.

Сурфактант (surface activity) — поверхностная активность. Применяют также термины: поверхностно-активное вещество (ПАВ), фактор поверхностного натяжения, антиателектатический фактор, поверхностная пленка. Это комплекс высокомолекулярных поверхностно-активных веществ (ПАВ) липопротеидной природы, состоящий из трех компонентов: фосфолипидов, определяющих высокую поверхностную активность сурфактанта, липидов, препятствующих окислению фосфолипидов и белков.

Сурфактантная выстилка состоит из двух слоев: наружного водонерастворимого, образованного липопротеидами и внутреннего водорастворимого, который является источником материала для восстановления поверхностно-активного наружного слоя при его деструкции.

Свойства сурфактанта таковы, что чем меньше поверхность альвеол, тем больше его активность, приводящая к уменьшению сил поверхностного натяжения. Наоборот, при увеличении объема альвеол активность сурфактанта снижается.

Действие сурфактанта: а) предупреждает спадение альвеол, обеспечивает их стабильность и уменьшает энергозатраты, связанные с преодолеванием при дыхании сил поверхностного натяжения. б) известно, что растворимость кислорода в фосфолипидах намного выше, чем в воде. Поэтому ПАВ выполняет роль как бы концентратора кислорода (на границе раздела фаз) в альвеолах, облегчающего его транспорт через аэрогематический барьер. в) наличие высокой концентрации легочного сурфактанта на альвеолярной поверхности создает границу поверхностной активности двух соседних зон: альвеол и прилегающих к ним бронхиол, содержащих меньшую концентрацию ПАВ. Это ведет к возникновению градиента поверхностного давления между указанными зонами. Благодаря этому, создается движущая сила для перемещения инородных частиц (например, микробных клеток, некротических масс, пылевых частиц, слизи, мокроты и др.) в системе мукоцилиарного транспорта. Из этого следует, что активность сурфактанта определяет также эффективность санации дыхательной поверхности легких. г) кроме того, сурфактант способствует тому, что поверхность альвеол остается практически сухой и, тем самым поддерживает нормальную проницаемость аэрогематического барьера. Дело в том. что силы поверхностного натяжения вызывают не только спадение альвеол, но и «засасывание»в них жидкости из капилляров. Сурфактант ослабляет эти силы и, тем самым, препятствует образованию транссудата в альвеолярном пространстве.

Синтез ПАВ осуществляется в больших альвеолярных клетках (пневмоциты II типа). Скорость метаболизма ПАВ в сурфактантной системе легких очень высока. Возможные пути и механизмы удаления с альвеолярной поверхности «отработанного»сурфактанта: перемещение в терминальные бронхиолы и далее в дыхательные пути, разрушение ферментами альвеолярного эпителия, фагоцитоз альвеолярными макрофагами и пиноцитоз малыми альвеолярными клетками.