Гиперкапническая дыхательная недостаточность возникает из-за продолжитель­ного несоответствия между вентиляторным обеспечением (максимальная вентиля­ция, которая может поддерживаться) и вентиляторным запросом (общий уровень вентиляции, обеспечиваемый дыхательным центром). Эта концепция динамическо­го баланса между обеспечением и запросом иллюстрируется на рис. 18-3.

В норме дыхательная система располагает значительными физиологическими резервами для обеспечения вентиляторного запроса. Например, у здорового 30-летнего мужчины среднего роста, массой тела 70 кг, минутная вентиляция (VK) в состоянии покоя составляет приблизительно 6-7 л/мин. Однако максимальный уровень вентиляции, который он может поддерживать, т. е. максимально поддержи-шемая вентиляция (МПВ), достигает 90 л/мин — в 15 раз больше вентиляции по-

Рис. 18-1. Функциональные .ъчсмепты дыхательной системы. 11ер!шый стимул дыхания берет начало в центральной нервной системе па уровне продолго­ватого мозга. Эфферентное управле­ние дыхательными мышцами осуще­ствляется диафрагмалышми и други­ми мотопейронами периферической нервной системы. Изменения внутри-грудного давления, вызванные сокра­щением инспираторпых мышц, обеспе­чивают поток воздуха и доставку его к альвеолам. (Из: Lanken P. N. Wcarnintf from mechanical ventilation. In: l^:ishinan A. P., ed. Update: Pulmonary Diseases and Disorders. New York: McCraw-l Mil, 1982: 367.)

Вентиляторное обеспечение

Как указывалось, вентиляторное обеспечение есть минутная вентиляция, кото­рую человек может поддерживать неограниченно долго без утомления дыхательных мышц (МПВ). У здоровых людей МПВ равна приблизительно 50 % максимальной произвольной вентиляции (MVV) (гл.4). У больных с легочной патологией МПВ может быть даже больше 50 % MVV. Факторы, снижающие MVV, понижают и МПВ ГтаГит. 18-2V

Рис. 18-2. Система регуляции дыхания как петля обратной связи. Дыхательный центр получает афферентную информацию, в частности от хсморспспторов, которые контролируют уровни Ро» и Pro, в артериальной кропи и цереброспинальной жидкости. Дыхательный центр интегрирует посту­пающую афферентную информацию и создает центральный нервный стимул дыхания. Этот стимул преобразуется в моторную активность, которая обеспечивает обмен газа в альвеолах. Главными регулируемыми переменными являются общая минутная вентиляция (Vi:), альвеолярная вентиля­ция (Ул) и уровни Ро, и I4'.o_z в артериальной кропи. (Из: Lanken P. N. Respiratory failure: Лп overview. In: Carlson R. W., Gehcb M. A., eds. The Principles and Practice of Medical Intensive Care. Philadelphia: W. B. Saunders, 1993: 7Г>5.)

Таблица /8-2. факторы, снижающие вентиляторное обеспечение

Фактор

Клинические примеры

Нарушения механики дыхания

Обструкция ВП

Деформация грудной стенки Уменьшение объема легких

Снижение силы и выносливости ды­хательных мышц

Нарушения функции диафраг-мальных нервов

Нарушения нервно-мышечной передачи

Атрофия дыхательных мышц Слабость дыхательных мышц Отклонения в отношении сила-дли-

Бронхиальная астма, хроническая об-структивная болезнь легких

Кифосколиоз, деформация грудной клетки

Пневмония, интерстициальная болезнь лег­ких, большой плевральный выпот

Синдром Гийена-Барре, полиомиелит Миастения

Длительная искусственная вентиляция, не­достаточность питания

Электролитные нарушения, гипоксемия, ацидоз

Гиперинфляция легких, уплощение

Рис. 18-3. Динамическое равновесие между венти­ляторным обеспечением (максимальная, длительно поддерживаемая вентиля­ция) и вентиляторным зап­росом (общий уровень не нти л я пи и,' обес печи вас -мый дыхательным цент­ром). Относительный рал-мер стрелок отражает уровни запроса и обеспе­чения в каждом из трех примеров. (А) Норма. Вентиляторное обеспече­ние намного превосходит запрос. (Б) Расстройство, характеризуемое уменьше­нием обеспечения и увели­чением запроса (например, приступ бронхиальной аст­мы). (В) Расстройство, при котором вентиляторный запрос превосходит венти­ляторное обеспечение (па-пример, сепсис у больного XOISJI), что приводит к утомлению дыхательных мышц и гилерканнической дыхательной недостаточ­ности

Вентиляторный запрос

Вентиляторный запрос (т. е. Vl{) может быть выражен следующими двумя урав­нениями:

_VE= ^VA

(1-VD/Vr) [18-1]

И

V_A = Kx-^i- = KxV0₂x-5Q__f

РаС0₂ РаС0₂ И 8-2]

где: ve - измеренная на выдохе минутная вентиляция (вентиляторный запрос), \/А — альвеолярная минутная вентиляция,

VD/VT- отношение мертвого пространства к дыхательному объему, К — константа, VCO₂ — минутная продукция СО₂, VCX, минутное потребление О₂,

RO — ЛЫУЯТРПКПММ К-ПчНчгЬмпмоыт /Л// v \ А// % Ч

Рис. 18-4. Влияние увеличенного vd/vt и 1ипокапнии на вентилятор­ный допрос. Отношение между Vu и Расо, показано для ряда vd/vt-и.'юплст (т. е. для постоянного урон-ня vd/vt). Точка Л представляет нормальные величины Vu/Ут, Расо, и Vi-;. Точкой В отмечено влияние увеличения Vn/Wc 0.3 до 0.75 на Vи. Чтобы поддержать Расо, на по­стоянном уровне в 40 мм рт. ст., ve должна увеличиться с 7 л/мин до 18 л/мин. Точка С покалывает воз- _t действие гипсрвентиляции па Расо,. Vii должна достичь 25 л/мин, чтобы поддержать Расо» па уров­не 30 мм рт. ст. (Но: Selecky P. Л., Wasserman К., Klein М., Zimerit 1. А graphic approach to assessing inter­relationships among minute ventilation, arterial carbon dioxide tension and ratio of physiologic dead space to tidal volume in patients on respirators. Am. Rev. Kespir. [)is. 117.180-184, 1978.)

Анализ уравнений [18-1] и [18-2] показывает, что только ограниченное число переменных определяет уровень вентиляторного запроса. При дыхательной недоста­точности наиболее частым и важным нарушением является увеличение VD/VT (гл. 3). Отношение, в норме равное 0.3, может возрасти до 0.6 и выше. Рис. 18-4 иллюстри­рует влияние увеличения VD/VT на Vi:. Факторы, неблагоприятно влияющие на вентиляторный запрос, перечислены в таблице 18-3.