5 курс / Пульмонология и фтизиатрия / Бронхиальная_астма_В_2_томах_Том_1_Чучалин_А_Г_1997

Wasserman К., Hansen J.E., Sue D. Y, Whipp B.J. Principles of exercise testing and interpretation. Philadelphia, Lea & Febirger, 1987. 341 p.

Wasserman K., Pothoff G., Subbe C., Bahra J., Hilger H.H. Air trapping and cardiopulmonary exercise testing in patients with mild to moderate bronchial obstruction: clinical role of trapped gas measurements. Z. Kardiol. 1994, 83 (Suppl. 3): 149-154.

Wasserman K., Whipp B.J., Davis J.A. Respiratory physiology of exercise: metabolism, gas exchange and ventilatory control. Respir. Physiol. 1981, 23:149-211.

Wasserman K , Whipp B.J., Koyal S.N. et al. Anaerobic threshold and respiratory gas exchange during exercise. J. Appl. Physiol.1973, 35: 236-243.

WegnerR.EJorresR.A., Kirsten D.K., MagnussenH. Factor analysis ofexercise capacity, dyspnoea ratings and lung function in patients with severe COPD. Eur. Respir.J. 1994, 7(4): 725-729.

Weisman I.M., Zeballos R.J. An integrated approach to the interpretation of cardiopulmonary exercise testing. Clin. Chest Med. 1994,15(2): 421-445.

Wheatley J.R., West S., Cala S.J., Engel L.A. The effect of hyperinflation on respiratory muscle work in acute induced asthma. Eur. Respir.J. 1990, 3: 625-632.

Wijkstra P.J., TenVergert E.M., Van-der-Uark T. W., Postma D.S., Van-Altena R., Kraan J., Koeter G.H. Relation oflung function, maximal inspiratory pressure, dyspnoea, and quality oflifewith exercise capacity in patients with chronic obstructive pulmonary disease. Thorax. 1994,49(5): 468-472.

Wilmore D.W. The Metabolic Measurement of the Critically 111. New York, Plenum Publishing Corp., 1977.

Wilson D.O., Rogers R.M., Hoffman R.M. Nutrition and chronic lung disease. Am. Rev. Respir. Dis. 1985,132: 1347 - 1365.

Wouters E.F., Schols A.M. Metabolic support and energy supply in chronic respiratory failure . Monaldi Arch. Chest Dis. 1993, 48(5): 530-534.

290

Г.З. Пискунов, С.З. Пискунов, А.С. Лопатин

Физиология и патофизиология

носа и околоносовых пазух

Н аш организм может полноценно жить и развиваться лишь в том слу­

чае, если между ним и средой обитания постоянно происходит обмен ве­ ществ. Одной из важнейших форм связи организма с внешней средой, не прерывающейся в течение всей жизни человека, является связь через ды­ хательную систему. Дыхание - совокупность процессов, обеспечивающих поступление в организм кислорода, использование его в биологическом окислении органических веществ и удалении из организма углекислого газа. В нормальных условиях эффективность биологического окисления, являющегося основным источником богатых энергией фосфорных соеди­ нений, необходимых для функции и обновления структур, соответствует функциональной активности органов и тканей. При нарушении этого со­ отношения возникает состояние энергетического дефицита, приводяще­ го к разнообразным функциональным и морфологическим нарушениям, вплоть до гибели ткани. Для осуществления дыхания —одной из жизнен­ но важных функций организма - возник целый комплекс структур в виде органов аэрации, гемодинамики, эритропоэза, жидкой ткани - крови и микроциркуляции, осуществляющих теснейшую связь со всеми клетками и тканями тела.

Полость носа, являющаяся начальным отделом дыхательной системы, представляет собой мощный защитный барьер, информирующий центры о контакте с различными агентами внешней среды, осуществляющий кон­ диционирование вдыхаемого воздуха, задерживающий и обезвреживаю­

291

щий микроорганизмы и вещества, которые могут попасть в организм с воздухом. Сложное анатомическое строение носа и околоносовых пазух, их слизистой оболочки обеспечивает этому отделу дыхательной системы возможность выполнения целого ряда функций.

Прикладная анатомия дыхательных путей

Дыхательная система человека разделена на два отдела: воздухопрово­ дящие пути и органы газообмена. К воздухопроводящим путям относятся: полость носа (рта), глотка, гортань, трахея и бронхи. Важно не разделять воздухопроводящие пути на отдельные части, а рассматривать их как еди­ ное функциональное целое от носа до альвеол.

Форма просвета дыхательных путей и строение их стенок сильно изме­ няются на всем их протяжении, и это имеет существенное значение в пла­ не их функций и развития заболеваний.

Нос Вход в полость носа образован двумя ноздрями за которыми начинает­

ся преддверие носа. Преддверие носа заканчивается самой узкой частью воздухопроводящих путей —носовым клапаном. Площадь его сечения со­ ставляет около 0,3 квадратных сантиметра с каждой стороны. Длина поло­ сти носа (расстояние от кончика носа до задней стенки носоглотки) - 8— 12 см. Из-за выступающих в полость носа носовых раковин ширина поло­ сти носа небольшая, ее просвет имеет щелевидную форму шириной от 2 до 4 мм. На полость носа приходится около 50% сопротивления воздуш­ ной струе, что говорит о том, что полость носа предназначена не только для проведения воздуха.

Оютка В глотку открываются евстахиевы трубы. В ней имеются такие важные

образования, как аденоиды и миндалины. Аденоиды и миндалины часто вовлекаются в воспалительный процесс. Они являются иммунокомпетентными органами и защищают вход в желудочно-кишечный тракт и дыха­ тельные пути. Гипертрофия миндалин может затруднять дыхание, особен­ но во время сна (апное во время сна).

Полость рта Полость рта может рассматриваться как орган, заменяющий нос во вре­

мя дыхания. Здоровый человек во время физических нагрузок, а также больные с блокированной полостью носа могут дышать через рот. При

292

ротовом дыхании наблюдается меньшее сопротивление току воздуха, в результате чего подавляется развитие положительного и отрицательного давления в грудной и брюшной полостях, которые способствуют кровотоку.

Гортань

Пространство между голосовыми складками - второе наиболее узкое место в воздухопроводящих путях. Слизистая оболочка под голосовыми складками может отекать при воспалительном процесса и приводить к инспираторной одышке. Часто это бывает у детей при остром инфекци­ онном заболевании дыхательных путей и у взрослых при аллергии. Голо­ совая щель может закрываться при нарушении иннервации и в результате спазма мышц гортани.

Трахея и главные бронхи

В трахее и двух главных бронхах С-образные хрящи служат хорошей опорой. Сокращение гладкой мускулатуры этой части дыхательного пути не приводит к существенному сужению трахеи и бронхов. Во время кашля форма просвета может меняться и задняя перепончатая стенка приближа­ ется к передней.

Внутрипульмональные бронхи

Стенка внутрипульмональных бронхов поддерживается только отдель­ ными небольшими кусочками хряща. Сокращение гладкой мускулаторы этих бронхов полностью закрывает их просвет.

Бронхиолы Бронхиолы - бронхи без хряща. Терминальные бронхиолы —послед­

ний отрезок воздухопроводящих путей перед альвеолами. Респираторные бронхиолы составляют альвеолярный проток и бронхиолу. Гладкие мыш­ цы присутствуют даже в мельчайших бронхиолах. Стенка альвеолы пред­ ставлена эластичной тканью.

Сходство и различие между верхними и нижними дыхательными путями

Общая площадь двух половин полости носа составляет около 150 квад­ ратных сантиметров, площадь поверхности нижних дыхательных путей — около 100 квадратных сантиметров. Вследствие реализации фильтрующей функции носа на одном квадратном сантиметре слизистой оболочки носа задерживается большее количество антигена, чем в бронхах. Это одна из

293

причин того, что аллергический ринит встречается чаще, чем бронхиаль­ ная астма. Слизистая оболочка носа в большей степени подвергается воз­ действию холодного и сухого воздуха, чем слизистая оболочка бронхов. В связи с этим рефлекторная гиперчувствительность в полости носа выра­ жена сильнее, чем в бронхах.

Поверхность преддверия носа выстлана плоским эпителием, полости носа —псевдомногослойным мерцательным эпителием. Поверхность глот­ ки и гортани частично покрыта мерцательным эпителием, в трахее и брон­ хах вся поверхность покрыта мерцательным эпителием, в бронхиолах эпи­ телий кубический. Нет существенных различий в структуре мерцательно­ го эпителия носа и нижних дыхательных путей. Все цилиарные клетки перемещают своими ресничками секрет в сторону глотки, откуда он попа­ дает в желудок в результате глотания. Имеются убедительные доказатель­ ства, что эпителий дыхательных путей играет активную роль в выработке медиаторов воспаления.

Эпителий верхних и нижних дыхательных путей в равной степени про­ дуцирует IgE и медиаторы воспаления. Блокаторы Н,-гистаминовых ре­ цепторов, используемые в лечении ринита и бронхиальной астмы, пока­ зывают, что гистамин играет более важную роль в патогенезе ринита, чем при бронхиальной астме. Этот факт не находит пока своего объяснения.

В слизистой оболочке носа Т- и В-лимфоциты находятся в соотноше­ нии 3:1, количество Т-хелперов и Т-супрессоров примерно одинаково. Подобные данные по отношению к легким пока отсутствуют, но исследо­ вание смывов со слизистой оболочки бронхов показывает более высокую концентрацию Т-клеток по отношению к В-клеткам.

Бронхоассоциированная лимфоидная ткань отсутствует в полости носа, можно полагать, что ее функции выполняет носоглоточная миндалина. В слизистой оболочке носа невелико число макрофагов, в смывах из полос­ ти носа находят в основном нейтрофилы. В противоположность этому, в бронхиальных смывах в основном находят макрофаги и лимфоциты. По­ сле провокационной пробы с антигенами в отделяемом полости носа и бронхов находят эозинофилы. Повреждающее действие пептидов эозино­ филов имеет большее значение для бронхов, чем для полости носа, так как из носа они быстрее удаляются при высмаркивании, чихании или за счет мукоцилиарного транспорта.

Чувствительная иннервация полости носа осуществляется тройничным нервом, бронхов - блуждающим. Парасимпатическую иннервацию поло­ сти носа осуществляет видиев нерв, а нижних дыхательных путей - блуж­ дающий.

294

Плотность расположенения нервных волокон в верхних и нижних ды­ хательных путях не сравнивалась. Раздражение чувствительных нервных окончаний полости носа вызывает чихание, нижних дыхательных путей — кашель. Сейчас обсуждается вопрос, как возникает бронхоспазм: в резуль­ тате непосредственного воздействия на гладкую мускулатуру или рефлек­ торным путем? В полости носа это изучить легче. Односторонняя прово­ кация вызывает гиперсекрецию в обеих половинах полости носа путем ре­ флекторного воздействия, причем гиперсекреция более выражена при не­ посредственном действии на кровеносные сосуды полости носа.

Бокаловидные клетки обнаруживаются на всем протяжении дыхатель­ ных путей. В носу и главных бронхах их плотность составляет около 7000 на один квадратный миллиметр. Бокаловидные клетки продуцируют вяз­ кий секрет. Железы слизистой оболочки продуцируют более чем в 50 раз больше секрета, чем бокаловидные клетки, и их секрет менее вязкий. В полости носа отношение между серозными и слизистыми железами равно 8:1. По-видимому, это простая информация непригодна для нижних ды­ хательных путей. Железы в дыхательных путях распространяются прокси­ мально до бронхиол. В полости носа на 1 квадратном миллиметре имеется 8 желез, в трахее - 1 железа, еще меньше желез в бронхах. У взрослых и детей количество желез примерно одинаково. Железы могут гипертрофи­ роваться, особенно в условиях воспаления. Работа желез контролируется вегетативной нервной системой.

Кровеносные сосуды и гладкие мышцы Обструкция дыхательных путей может быть следствием расширения

сосудов, отека, закупорки дыхательных путей слизью и сокращения глад­ ких мышечных волокон. При рините ответ слизистой оболочки на сосудо­ суживающие средства развивается в считанные минуты. Для бронхов рас­ ширение сосудов не столь существенно. Такая разница объясняется нали­ чием в полости носа пещеристых венозных сплетений, которых нет в брон­ хах. Нет большой разницы во влиянии отека на проходимость дыхатель­ ных путей, однако в узких частях дыхательных путей отек оказывает за­ метное влияние. Хотя железы распространены по всем дыхательным пу­ тям, степень секреции на различных уровнях варьирует. Из полости носа секрет может быть удален при высмаркивании или чихании. Сложнее уда­ лить секрет механическим путем из бронхов и околоносовых пазух, по­ этому просвет бронхов может быть закупорен вязким секретом. Такой же вязкий секрет может образовываться в околоносовых пазухах и, теряя часть воды, преобретать очень густую консистенцию. Удаление такого секрета

295

из пазух представляет определенные трудности даже во время операции. Наиболее важное различие между носом и бронхами связано с наличием гладкой мускулатуры в стенках бронхов и отсутствием ее в полости носа.

Основные функции носа

Дыхательная функция

Воздушный поток, поступая в полость носа, испытывает сопротивле­ ние со стороны внутриносовых структур. Самым узким местом, определя­ ющим величину носовой резистентности, является область у переднего конца нижней носовой раковины. Этот участок полости носа, где осуще­ ствляется максимальное сопротивление воздушной струе, называется н о- с о в ы м к л а п а н о м . Примерно 1/3 сопротивления, оказываемого при прохождении воздушной струи, приходится на подвижную часть преддве­ рия носа, а 2/3 - на область носового клапана (Eccles R., 1989). В целом же, 54% от общего сопротивления воздушному потоку приходится на верх­ ние дыхательные пути, в том числе 47% - на сопротивление полости носа. Носовая резистентность имеет исключительно большое значение в физи­ ологии дыхания. При дыхании через рот наблюдается меньшее сопротив­ ление току воздуха, в результате чего подавляется развитие положитель­ ного и отрицательного давлений в грудной и брюшной полостях, важных для оптимальной функции сердечно-сосудистой системы.

У нормальных субъектов носовое сопротивление воздушной струе на­ ходится в зависимости от различных факторов. Ведущая роль в регуляции величины носовой резистентности принадлежит сосудам нижних носовых раковин. Застой крови в пещеристых венозных сплетениях ведет к набу­ ханию носовых раковин, увеличению их размеров, сужению просвета но­ сового клапана, вплоть до полной обструкции полости носа. Различные патологические процессы в слизистой оболочке и экзогенные воздейст­ вия на организм значительно влияют на носовую резистентность. В одних случаях сопротивляемость полости носа воздушной струе возрастает, в дру­ гих наблюдается противоположный эффект. Резистентность полости носа повышается при остром и хроническом ринитах, гипервентиляции, при­ еме алкоголя, лечении аспирином, вдыхании холодного воздуха, в поло­ жении на спине и при ряде других причин. Снижается резистентность при атрофическом рините, физической нагрузке, применении симпатомиметических средств, дыхании кислородом под наркозом.

Воздушный поток, проходящий через обе половины носа, асимметри­ чен. У большинства здоровых людей отмечаются циклические изменения резистентности воздушному потоку, проходящему через левую и правую половины носа, однако суммарное сопротивление остается постоянным.

296

Это физиологическое изменение резистентности называется н о с о в ы м ц и к л о м . Носовой цикл выявляется у 80% людей, тем не менее большин­ ство людей не замечают каких-либо изменений носового дыхания, так как благодаря тесной взаимосвязи между обеими сторонами полости носа об­ щее сопротивление потоку воздуха остается относительно постоянным. Чередующееся изменение величины воздушного потока в каждой из по­ ловин полости носа, возможно, объясняется необходимостью отдыха для восстановления функций слизистой оболочки.

Субъективные ощущения, возникающие при прохождении воздушной струи через полость носа, очень важны для комфорта человека. Воздуш­ ная струя является адекватным раздражителем слизистой оболочки поло­ сти носа.

Ощущения от прохождения воздушной струи возникают вследствие раз­ дражения сенсорных рецепторов тройничного нерва в слизистой оболоч­ ке. Анестезия или повреждения нервных рецепторов вызывают ощуще­ ние затруднения носового дыхания, поэтому больные атрофическим ри­ нитом, так же как и перенесшие повторные внутриносовые операции, ча­ сто жалуются на заложенность носа, хотя резистентность воздушной струе у них низкая. Такое ощущение обусловлено потерей восприятия прохож­ дения воздушной струи.

При вдохе воздушная струя направляется вверх параллельно спинке носа, дугообразно изгибается, идет вдоль верхней и средней носовых ра­ ковин и у хоаны дугообразно спускается вниз. Такой путь прохождения воздушной струи обусловлен особенностями архитектоники полости носа, обусловленными прежде всего строением носовых раковин. Эти анатоми­ ческие взамоотношения следует сохранять при выполнении внутриносовых хирургических вмешательств. Таким образом, общепринятая при об­ струкции носа нижняя конхотомия принципиально меняет направление струи воздуха и должна быть исключена из практики.

Физиологичное направление струи воздуха и турбулентность воздуш­ ного потока создают оптимальные условия для осуществления фильтрую­ щей и калориферной функций полости носа.

Вдыхаемый воздух не проникает в околоносовые пазухи из-за анатоми­ ческих особенностей расположения их выходных отверстий относитель­ но основного потока воздуха. При вдохе, благодаря отрицательному дав­ лению в полости носа, воздух из пазух выходит в полость носа и смешива­ ется с вдыхаемым воздухом. При выдохе в результате изменения направ­ ления движения воздушной струи и повышения давления в полости носа согретый и увлажненный воздух через соустья попадает в околоносовые пазухи. При нарушении такой циркуляции в пазухах возникают условия для развития патологических процессов.

297

Рефлекторная функция

Рефлекторные влияния со слизистой оболочки носа и околоносовых пазух играют важную роль в регуляции различных функций организма и поддержании его нормальной жизнедеятельности. Местом возникновения этих рефлексов является, в первую очередь, дыхательная зона полости носа, получающая чувствительную иннервацию от первой и второй ветвей трой­ ничного нерва. Выключение обонятельного нерва не изменяет величины этих рефлексов, в то время как перерезка тройничного нерва приводит к значительным изменениям рефлекторных воздействий. Адекватным раз­ дражителем рецепторов слизистой оболочки носа и околоносовых пазух является воздушная струя. Большое значение для регуляции кровообра­ щения, секреции и трофики играет вегетативная нервная система. Ей при­ надлежит ведущая роль в патогенезе многих забалеваний.

Затруднение или выключение носового дыхания существенно влияют на всю дыхательную систему. Экспериментальными и клиническими ис­ следованиями доказано важное значение рефлексов с верхних дыхатель­ ных путей в саморегуляции деятельности дыхательного центра, в форми­ ровании приспособительных и компенсаторных реакций дыхательной си­ стемы. Основным раздражающим фактором для рецепторов носа и около­ носовых пазух, регулирующим деятельность дыхательного центра, являются перепады воздушного давления, возникающие при вдохе и выдохе.

Оптимальная величина этого давления создается только при адекват­ ном носовом дыхании (Буков, Фельбербаум, 1980). При дыхании через нос аэродинамическая характеристика движения воздуха значительно отли­ чается от таковой при ротовом и трахеальном типах дыхания.

Величина перепада давления при вдохе и выдохе определяется, в пер­ вую очередь, степенью носовой резистентности. При носовом дыхании имеет место большее сопротивление вдыхаемому и выдыхаемому воздуху, чем при ротовом и трахеальном, при которых сопротивляемость дыхатель­ ных путей воздушному потоку в связи с выключением из дыхания носа и околоносовых пазух уменьшается примерно в два раза.

Взаимосвязь носа и нижних дыхательных путей заслуживает внимания оториноларингологов и пульмонологов. Клинические наблюдения убеди­ тельно свидетельствуют о влиянии состояния носа и околоносовых пазух на функцию легких, а также о влиянии процессов, происходящих в легоч­ ной ткани, на функциональное состояние слизистой оболочки носа и око­ лоносовых пазух. Такая тесная функциональная взаимосвязь нередко вы­ зывает трудности в определении источника патологии дыхательной сис­ темы. Каждая половина полости носа имеет рефлекторную взаимосвязь с соответствующим легким. Еще в 1909 году F.Chauwet показал в экспери­

298

менте на кроликах, что односторонняя обструкция носа вызывает инспираторную одышку, а спустя месяц после этого развиваются деформация гомолатеральной половины грудной клетки и уменьшение ее размеров. Такая односторонняя связь выявлена и у человека: при окклюзии одной половины носа отмечается большая амплитудадвижений в противополож­ ной половине грудной клетки. Цепочка этого рефлекса, возможно, замы­ кается через ветви тройничного, блуждающего и диафрагмального нервов.

Нос и околоносовые пазухи осуществляют согревание, увлажнение и фильтрацию вдыхаемого воздуха, защищая нижние дыхательные пути от переохлаждения, высыхания и запыления. A.Sercer (1952) установил, что механические, химические и термические раздражения слизистой оболоч­ ки носа вызывают сужение бронхов, а при чрезмерном раздражении на­ ступает их расширение. Этот рефлекс был, как правило, гомолатеральным.

A.Sercer высказал предположение, что ринобронхиальный рефлекс, проявляющийся повышением тонуса бронхиальных мышц, вызывается изменением давления вдыхаемого воздуха в полости носа. Эти носолегоч­ ные и нособронхиальные рефлексы могут вызывать повышение тонуса мускулатуры бронхов при обструкции полости носа и исчезают после хи­ рургических вмешательств, направленных на нормализацию носового ды­ хания (Ogura et al., 1968).

Выключение полости носа из дыхания приводит к уменьшению глуби­ ны дыхательных движений, снижению легочной вентиляции в среднем на 15-16% и изменению внутригрудного давления (Луков, 1928;Громов, 1940; Павловский, 1949). Внутригрудное давление при сохраненном носовом дыхании в момент вдоха равно -57,6 мм вод. ст., в момент выдоха +59,4 мм вод. ст., а при трахеальном дыхании -45,9 мм вод. ст. и +7,4 мм вод. ст. соответственно. Выключение носового дыхания особенно сказывается на дыхательной функции при предъявлении к ней повышенных требований, в частности, при дыхании в условиях пониженного барометрического дав­ ления, соответствующего высоте 5000 м над уровнем моря (Маркарян, 1951). Признаки кислородного голодания, возникшие в данном случае при носовом дыхании, наступали позже и были менее выражены, чем при ды­ хании через рот.

Движение воздуха в верхних дыхательных путях приводит к возникно­ вению импульсов, способных изменить дыхательную функцию.

B.А. Буков (1957) установил, что раздражение рефлексогенной зоны верх­ них дыхательных путей, происходящее при дыхательном акте, оказывает настолько сильное влияние на функцию дыхательного центра, что оно мо­ жет полностью определить характер его работы, подавляя инспираторнотормозящие рефлексы Геринга—Брейера из легких, обеспечивающие объ­

299