Основной функцией легких является газообмен. Поддержание постоянства этой функции легких, по существу, зависит от следующих параметров:
• анатомическая сохранность органов дыхания
• постоянное соотношение вентиляции и перфузии легких
• неизмененная иннервация центральной нервной системой
а) Центральное нарушение дыхания. Изменения дыхательного цикла может быть вызвано поражением всех структур, участвующих в сложной координации дыхания. Возможными причинами центрального расстройства вентиляции являются:
1. Поражения ствола головного мозга, вызванные:
— Травмой
— Опухолью
— Кровотечением
— Инфарктом
— Инфекцией
2. Наркотики и фармацевтические препараты
3. Гипотиреоз.
4. Недоедание.
5. Метаболические нарушения.
6. Апноэ во сне.
б) Модель центрального дыхания. Для обеспечения адекватной оксигенации головного мозга большинство нейрохирургических пациентов в коме находятся на ИВЛ, поэтому классическая модель вентиляции наблюдается редко. Подобный вариант дыхания привлек внимание при попытках идентифицировать уровень поражения ствола мозга, однако локализация неоднозначна. Тем не менее, некоторые наиболее яркие из них кратко описаны ниже.
1. Дыхание Чейна-Стокса. Нарушенная реакция на СО2 находит свое отражение в дыхании Чейна-Стокса. В классическом варианте подъема-спада, завершающемся кратким периодом апноэ, оно наблюдается после умеренного повреждения обоих полушарий или метаболических нарушений и обычно сопровождается ступором. Во время фазы апноэ СО2 в артериальной крови повышается, что вызывает раздражение дыхательного центра в продолговатом мозге. Концентрация СО2 снова падает в течении вентиляции и приводит к коротким остановкам дыхания, за которыми снова возникает увеличение концентрации углекислого газа. Этот тип дыхания может быть ранним признаком транстенториального вклинения.
2. Апноэ и атаксическое дыхание. Эта модель связана с поражением нижней трети моста и продолговатого мозга. Функция центра дыхания изменяется; наблюдается нерегулярное, краткое дыхание, с низким дыхательным объемом (атаксическое или дыхание Биота) и как следствие мелкие, быстрые вздохи с последующей паузой (апное). Реакция центра дыхания на химические раздражители притупляется. Пациенты с такими расстройствами очень часто чувствительны к опиатам, и после небольшой дозы морфина возможна остановка дыхания.
3. Центральная гипервентиляция. Эта форма расстройства центральной вентиляции встречается преимущественно после поражения среднего мозга и характеризуется нормальным или повышенным РаO2 с сопутствующей гипокапнией и респираторным алкалозом вызванным тахипноэ.
4. Агональное дыхание. Агональное дыхание отражает более низкие повреждения ствола мозга и является образцом терминального дыхания при тяжелой травме головного мозга.
в) Газообмен. Перемещение кислорода в кровь и выход углекислого газа происходит путем простой пассивной диффузии. Это возможно благодаря тонкости альвеолярно-капиллярного барьера (0,3 мкм) и большой площади его поверхности (до 100 м2).
Четыре основных причины нарушения газообмена, отдельно или в комбинации:
- Гиповентиляция с повышением уровня СО2 в крови и снижением напряжения кислорода крови.
- Ограниченная диффузия, что наблюдается при отеке легких. Это вызвано увеличением толщины газового барьера крови. Углекислый газ диффундирует через ткани в 20 раз быстрее, чем кислород.
- Шунтирование перфузии, при которой газообмен затруднен. Шунтирование относится к состоянию, в котором кровь проходит через невентилируемые отделы легких и, следовательно, не участвует в газообмене.
- Несоответствие вентиляция-перфузия, которое отражает различия давления внутри небольших легочных сосудов между верхней и нижней частями легких. Кровь течет преимущественно к нижним сегментам легких, где альвеолярное давление выше, чем давление в ветвях легочной артерии верхних сегментов легких.
В положении лежа на спине, градиенты давления являются менее выраженными. В условиях отека легких распределение кровотока в легких может быть изменено, потому что много жидкости вокруг легочных сосудов у основания легких. Это приводит к увеличению сосудистого сопротивления в базальной области легких, смещая приток крови к верхушкам легких.
