Нарушение недыхательных функций легких

Задача легких - не только газообмен, есть и дополнительные недыхательные функции. К ним относятся организация и функционирование обонятельного анализатора, голосообразование, метаболическая, защитная функции. Нарушение некоторых из этих недыхательных функций может привести к развитию дыхательной недостаточности.

Метаболическая функция легких заключается в том, что в них образуются и инактивируются многие биологически активные вещества. Например, в легких из ангиотензина-I под влиянием ангиотензинпревращающего фермента в эндотелиальных клетках легочных капилляров образуется ангиотензин-II - мощный вазоконстриктор. Особо важную роль играет метаболизм арахидоновой кислоты, в результате которого образуются и выделяются в кровоток лейкотриены, вызывающие бронхоспазм, а также простагландины, обладающие как вазоконстрикторным, так и вазодилататорным действием. В легких инактивируются брадикинин (на 80%), норадреналин, серотонин.

Образование сурфактанта является частным случаем метаболической функции легких.

Недостаточность образования сурфактанта является одной из причин гиповентиляции легких (см. раздел 16.1.1). Сурфактант - комплекс веществ, меняющих силу поверхностного натяжения и обеспечивающих нормальную вентиляцию легких. Он постоянно разрушается и образуется в легких, его продукция относится к числу самых высокоэнергетических процессов в легких. Роль сурфактанта: 1) предупреждение спадения альвеол после выдоха (снижает поверхностное натяжение); 2) повышение эластической тяги легких перед выдохом; 3) снижение транспульмонального давления и, следовательно, уменьшение мышечных усилий при вдохе; 4) противоотечный фактор; 5) улучшение диффузии газов через

АКМ.

Причинами снижения образования сурфактанта являются: снижение легочного кровотока, гипоксия, ацидоз, гипотермия, транссудация в альвеолы жидкости; чистый кислород также разрушает сурфактант. В результате развиваются рестриктивные нарушения в легких (ателектазы, отек легкого).

Важным компонентом метаболической функции легких считается участие их в гемостазе. Легочная ткань является богатым

источником факторов свертывающей и противосвертывающей систем крови. В легких синтезируются тромбопластин, гепарин, тканевой активатор плазминогена, простациклины, тромбоксан А₂ и др. В легких осуществляется фибринолиз (с образованием продуктов деградации фибрина - ПДФ). Последствиями перегрузки или недостаточности этой функции могут явиться: 1) тромбоэмболические осложнения (например, тромбоэмболия легочной артерии); 2) избыточное образование ПДФ приводит к повреждению АКМ и развитию отечно-воспалительных нарушений в легких, нарушению диффузии газов.

Таким образом, легкие, выполняя метаболическую функцию, регулируют вентиляционно-перфузионные соотношения, влияют на проницаемость АКМ, тонус легочных сосудов и бронхов. Нарушение этой функции приводит к дыхательной недостаточности, так как способствует формированию легочной гипертензии, тромбоэмболии легочной артерии, бронхиальной астмы, отека легкого.

Дыхательные пути кондиционируют воздух (согревают, увлажняют и очищают дыхательную смесь), так как к респираторной поверхности альвеол должен поступать увлажненный воздух, имеющий температуру внутренней среды и не содержащий посторонних частиц. При этом особо важное значение имеют площадь поверхности воздухоносных путей и мощная сеть кровеносных сосудов слизистой оболочки, слизистая пленка на поверхности эпителия и координированная активность мерцательных ресничек, альвеолярные макрофаги и компоненты иммунной системы органов дыхания (антигенпредставляющие клетки - например, дендритные клетки; Т- и В-лимфоциты; плазматические клетки; тучные клетки).

Защитная функция легких включает очистку воздуха и крови. Слизистая оболочка воздухоносных путей участвует также в защитных иммунных реакциях.

Очистка воздуха от механических примесей, инфекционных агентов, аллергенов осуществляется с помощью альвеолярных макрофагов и дренажной системы бронхов и легких. Альвеолярные макрофаги продуцируют ферменты (коллагеназа, эластаза, каталаза, фосфолипаза и др.), которые и разрушают присутствующие в воздухе примеси. Дренажная система включает мукоцилиарное очищение и кашлевой механизм. Мукоцилиарное очищение (клиренс) - перемещение мокроты (трахеобронхиальной слизи) ресничками специфического эпителия, выстилающего дыхательные пути от респираторной бронхиолы до носоглотки. Извест-

ны следующие причины нарушений мукоцилиарного очищения: воспаление слизистых, их высыхание (при общей дегидратации, ингаляциях неувлажненной смесью), гиповитаминоз А, ацидоз, ингаляции чистым кислородом, действие табачного дыма и алкоголя и др. Кашлевой механизм поднимает мокроту из альвеол в верхние дыхательные пути. Это вспомогательный механизм очистки дыхательных путей, включающийся при несостоятельности мукоцилиарного очищения из-за его повреждения или избыточной продукции и ухудшения реологических свойств мокроты (это так называемые гиперкриния и дискриния). В свою очередь, для эффективности кашлевого механизма необходимы следующие условия: нормальная деятельность нервных центров блуждающего нерва, языкоглоточного нерва и соответствующих сегментов спинного мозга, наличие хорошего мышечного тонуса дыхательной мускулатуры, мышц живота. При нарушении указанных факторов происходит нарушение кашлевого механизма, а значит, дренажа бронхов.

Несостоятельность или перегрузка функции очистки воздуха ведет к возникновению обструктивных или отечно-воспалительных рестриктивных (из-за избытка ферментов) изменений в легких, а значит, к развитию дыхательной недостаточности.

Очистка крови от сгустков фибрина, жировых эмболов, конгломератов клеток - лейкоцитов, тромбоцитов, опухолевых и др. осуществляется с помощью ферментов, выделяемых альвеолярными макрофагами, тучными клетками. Последствиями нарушения этой функции могут быть: тромбоэмболия легочной артерии или отечно-воспалительные рестриктивные изменения в легких (из-за избыточного образования различных конечных агрессивных веществ - например, при деструкции фибрина образуются ПДФ).

Респираторный дистресс-синдром взрослых (РДСВ)

РДСВ (пример острой дыхательной недостаточности) - полиэтилогическое состояние, характеризующееся острым началом, выраженной гипоксемией (не устраняемой оксигенотерапией), интерстициальным отеком и диффузной инфильтрацией легких. РДСВ может осложнять любое критическое состояние, вызывая тяжелейшую острую дыхательную недостаточность. Несмотря на прогресс в диагностике и лечении данного синдрома, летальность составляет 50%, по некоторым данным - 90%.

Этиологическими факторами РДСВ являются: шоковые состояния, множественные травмы (включая ожоговые), ДВС-синдром (синдром диссеминированного внутрисосудистого свертывания крови), сепсис, аспирация желудочным содержимым при утоплении и вдыхании токсических газов (включая чистый кислород), острые заболевания и повреждения легких (тотальная пневмония, контузии), атипичная пневмония, острый панкреатит, перитонит, инфаркт миокарда и др. Многообразие этиологических факторов РДСВ отражается во множестве синонимов: синдром шокового легкого, синдром влажных легких, травматическое легкое, синдром легочных нарушений у взрослых, синдром перфузионного легкого и др.

Картина РДСВ имеет две основные черты:

1) клинические и лабораторные (р_аО₂ <55 мм рт.ст.) признаки гипоксии, некупируемой ингаляцией кислородом;

2) диссеминированная двусторонняя инфильтрация легких, выявляемая рентгенологически, дающая внешние проявления затрудненного вдоха, «надрывного» дыхания. Кроме того, при РДСВ отмечаются интерстициальный отек, ателектазы, в сосудах легких - множество мелких тромбов (гиалиновых и фибриновых), жировые эмболы, гиалиновые мембраны в альвеолах и бронхиолах, стаз крови в капиллярах, внутрилегочные и субплевральные кровоизлияния. На клинике РДСВ сказываются также проявления основного заболевания, вызвавшего РДСВ.

Основным звеном патогенеза РДСВ является повреждение АКМ этиологическими факторами (например, токсическими газами) и большим количеством биологически активных веществ (БАВ). К последним относятся агрессивные вещества, выделяющиеся в легких в ходе выполнения ими недыхательных функций при деструкции задержанных легкими жировых микроэмболов, тромбов из фибрина, агрегатов тромбоцитов и др. клеток, поступивших в легкие в большом количестве из различных органов при их повреждении (например, при панкреатите). Таким образом, можно считать, что возникновение и развитие РДСВ является прямым следствием перегрузки недыхательных функций легких - защитной (очистка крови и воздуха) и метаболической (участие в гемостазе). К БАВ, секретируемым различными клеточными элементами легких и нейтрофилами при РДСВ, относятся: ферменты (эластаза, коллагеназа и др.), свободные радикалы, эйкозаноиды, хемотаксические факторы, компоненты системы комплемента,

кинины, ПДФ и др. В результате действия этих веществ отмечаются: бронхоспазм, спазм легочных сосудов, повышение проницаемости АКМ и увеличение внесосудистого объема воды в легких, т.е. возникновение отека легкого, усиление тромбообразования.

В патогенезе РДСВ выделяют 3 патогенетических фактора:

1. Нарушение диффузии газов через АКМ, так как из-за действия БАВ отмечаются утолщение и повышение проницаемости АКМ. Развивается отек легкого. Формирование отека усиливается снижением образования сурфактанта, обладающего противоотечным действием. АКМ начинает пропускать внутрь альвеол белки, которые образуют гиалиновые мембраны, выстилающие изнутри альвеолярную поверхность. В результате снижается диффузия кислорода и развивается гипоксемия.

2. Нарушение альвеолярной вентиляции. Развивается гиповентиляция, так как имеют место обструктивные расстройства (бронхоспазм) и увеличивается сопротивление движению воздуха по дыхательным путям; возникают рестриктивные расстройства (растяжимость легких снижается, они становятся жесткими в связи с образованием гиалиновых мембран и снижением образования сурфактанта вследствие ишемии легочной ткани, образуются микроателектазы). Развитие гиповентиляции обеспечивает гипоксемию альвеолярной крови.

3. Нарушение перфузии легких, так как под влиянием медиаторов развивается спазм легочных сосудов, легочная артериальная гипертензия, увеличивается тромбообразование, отмечается внутрилегочное шунтирование крови. На конечных этапах развития РДСВ формируется правожелудочковая, а затем и левожелудочковая недостаточность, а в конечном итоге еще более выраженная гипоксемия.

Оксигенотерапия при РДСВ неэффективна из-за шунтирования крови, гиалиновых мембран, недостатка продукции сурфактанта, отека легкого.

С гиперкапнией, тяжелой гипоксемией, дыхательным и метаболическим ацидозом протекает дистресс-синдром новорожденных, который относят к диффузионному виду нарушения внешнего дыхания. В его патогенезе имеет большое значение анатомическая и функциональная незрелость легких, заключающаяся в том, что к моменту рождения в легких в недостаточной мере вырабатывается сурфактант. В связи с этим при первом вдохе раскрываются не

все отделы легких, возникают участки ателектаза. В них повышена проницаемость сосудов, которая способствует развитию кровоизлияний. Гиалиноподобное вещество на внутренней поверхности альвеол и альвеолярных ходов способствует нарушению диффузии газов. Прогноз тяжелый, зависит от степени и протяженности патологических изменений в легких.