Функция внешнего дыхания

Физиологические основы и задачи диагностики

Дыхательная система выполняет множество задач: от участия в теплообмене и водном балансе до синтеза биологически активных веществ и регуляции кислотно-основного состояния. Однако ее главная функция — газообмен.

Чтобы кислород попал в ткани, а углекислый газ покинул организм, должны корректно работать три последовательных этапа:

1. Вентиляция — механическая доставка свежего воздуха по дыхательным путям в альвеолы.
2. Диффузия — непосредственное проникновение молекул газов через тонкую альвеолярно-капиллярную мембрану.
3. Перфузия — адекватное кровоснабжение легочной ткани (приток венозной крови, богатой $CO_2$, и отток артериальной, насыщенной $O_2$).

Клиническая оценка функции внешнего дыхания (ФВД) направлена на то, чтобы проверить каждый из этих этапов и выявить степень возможной дыхательной недостаточности.

Спирометрия: статические и динамические объемы

Основным инструментом для проверки вентиляционной способности служит спирометрия. Прибор (спирометр) регистрирует изменения легочных объемов во времени, выдавая результат в виде графика — спирограммы. Данные пациента всегда сравниваются с должными (идеальными для его пола, возраста и роста) величинами.

Все измеряемые легочные параметры делятся на две большие группы:

• Статические объемы показывают вместимость легких без учета фактора времени. К ним относятся:
• Дыхательный объем (ДО): порция воздуха, вдыхаемая при обычном спокойном дыхании (около 400–500 мл, иногда до 800 мл). При этом только часть ДО достигает альвеол и участвует в газообмене. Около 30% оседает в воздухоносных путях — это так называемое «анатомическое мертвое пространство».
• Жизненная емкость легких (ЖЁЛ): максимально возможное количество воздуха, которое человек способен выдохнуть после самого глубокого вдоха. Норма варьирует в пределах 3200–4800 мл.
• Остаточный объем (ООЛ): воздух, который всегда остается в легких даже после максимального выдоха (1000–1200 мл).
• Динамические объемы отражают скоростные возможности дыхания и проходимость бронхиального дерева.
• Главный показатель здесь — форсированная жизненная емкость легких (ФЖЁЛ). Это тот же максимальный выдох после полного вдоха, но выполненный с предельной силой и скоростью.

Как отличить обструкцию от рестрикции

Для дифференциальной диагностики типов дыхательной недостаточности врачи анализируют форсированный выдох, используя тест Тиффно.

Ключевое значение имеют два параметра:

1. ОФВ₁ (Объем форсированного выдоха за 1 секунду): показывает, сколько воздуха из ФЖЁЛ пациент смог выдохнуть за первую секунду. Он напрямую отражает проходимость крупных бронхов и в норме составляет около 75% от всей ФЖЁЛ.
2. Индекс Тиффно: процентное отношение ОФВ₁ к ФЖЁЛ. У здорового человека этот индекс не опускается ниже 70%.

Сравнивая эти значения, можно определить тип нарушения вентиляции:

Пневмотахометрия и кривая «поток-объем»

Для более детальной оценки скорости воздушного потока применяется пневмотахометрия. Скорость напрямую зависит от того, насколько свободны бронхи. При спокойном дыхании скорость потока составляет 300–500 мл/сек, а при форсированном маневре взлетает до 5–7 л/сек. Снижение этих показателей — явный признак бронхиальной обструкции.

Современные приборы строят график петли «поток-объем», где по оси ординат откладывается скорость потока, а по оси абсцисс — объем выдохнутого воздуха.

• При обструкции кривая смещается влево, а ее форма на выдохе становится пологой (вогнутой).
• При рестрикции форма кривой остается правильной, но сам график смещается вправо из-за общего уменьшения легочных объемов.

Оценка диффузии и перфузии

Если вентиляция не нарушена, проблема может скрываться на уровне альвеол или сосудов. Для этого существуют специальные методы:

• Исследование диффузионной способности: Пациент вдыхает безопасную смесь с монооксидом углерода (CO). По количеству CO в крови оценивают состояние альвеолярно-капиллярной мембраны. Снижение показателя характерно для фиброза или альвеолита.
• Оценка перфузии: Проводится проба с вдыханием чистого кислорода. Если после этого парциальное давление кислорода ($p_aO_2$) в артериальной крови не достигает ожидаемых высоких цифр, это указывает на проблему с кровоснабжением легочной ткани.
• Анализ газов крови: Окончательную точку в оценке газообмена ставит анализ артериальной крови на $p_aO_2$, парциальное давление углекислого газа ($p_aCO_2$) и pH (кислотно-основное состояние).

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Графический анализ петли «поток-объем» и мгновенные объемные скорости (МОС)
• Подробная методика оценки диффузионной способности легких с CO
• Роль парциального давления газов ($p_aO_2$, $p_aCO_2$) в диагностике дыхательной недостаточности
• Внегазообменные функции легких: синтез биологически активных веществ и водный обмен
• Пикфлоуметрия как метод амбулаторного контроля при обструктивных заболеваниях

Другие темы раздела «Система органов дыхания»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.