Паттерн дыхания существенно меняется при нарушении функции структур мозга, участвующих в регуляции процесса ды­хания, а также в условиях гипоксии, гиперкапнии и при их соче­тании (рис. 24).

Рис. 24. Различные формы дыхания в норме (/, 2, 3) и патологии (4, 5, 6. 7) (по В.Ефимову и В.Сафонову с изм.)

Различают несколько типов патологического дыхания.

Гаспинг, или терминальное редкое дыхание, которое прояв­ляется судорожными вдохами-выдохами. Оно возникает при рез­кой гипоксии мозга или в период агонии.

Атактическое дыхание, т.е. неравномерное, хаотическое, не­регулярное дыхание. Наблюдается при сохранении дыхательных нейронов продолговатого мозга, но при нарушении связи с дыха­тельными нейронами варолиева моста.

Апнейстическое дыхание. Апнейзис - нарушение процесса смены вдоха на выдох: длительный вдох, короткий выдох и сно­ва -длительный вдох.

Дыхание типа Чейна -Стокса: постепенно возрастает ампли­туда дыхательных движений, потом сходит на нет и после паузы (апноэ) вновь постепенно возрастает. Возникает при нарушении работы дыхательных нейронов продолговатого мозга, часто на­блюдается во время сна, а также при гипокапнии.

Дыхание Биота проявляется в том, что между нормальными дыхательными циклами «вдох-выдох» возникают длительные па­узы -до 30с. Такое дыхание развивается при повреждении ды­хательных нейронов варолиева моста, но может появиться в гор­ных условиях во время сна в период адаптации.

При дыхательной апраксии больной не способен произволь­но менять ритм и глубину дыхания, но обычный паттерн дыхания у него не нарушен. Это наблюдается при поражении нейронов лобных долей мозга.

При нейрогенной гипервентиляции дыхание частое и глубо­кое. Возникает при стрессе, физической работе, а также при на­рушениях структур среднего мозга.

Все виды паттернов дыхания, в том числе и патологические, возникают при изменении работы дыхательных нейронов про­долговатого мозга и варолиева моста. Наряду с этим могут разви­ваться вторичные изменения дыхания, связанные с различной па­тологией или воздействием на организм экстремальных факторов внешней среды. Например, застой крови в малом круге кровооб­ращения, гипертензия малого крута или амнезия вызывают уча­щение дыхания (тахипноэ). Дыхание типа Чейна-Стокса часто развивается при сердечной недостаточности. Метаболический ацидоз, как правило, вызываетбрадипноэ.

Негазообменные функции воздухоносных путей и легких

Воздухоносные пути: полость носа, носоглотка, гортань, тра­хея, бронхи помимо газотранспортной выполняют целый ряд дру­гих функций. В них происходит согревание, увлажнение, очище­ние воздуха, регуляция его объема за счет способности мелких бронхов изменять свой просвет, а также рецепциявкусовых иобо­нятельных раздражителей.

Эндотелиальные клетки слизистой оболочки полости носа вы­брасывают за сутки до 500 - 600мл секрета. Этот секрет участвует в выведении из дыхательных путей инородных частиц и способст­вует увлажнению вдыхаемого воздуха. Слизистая оболочка тра­хеи и бронхов продуцирует в сутки до 100-150мл секрета. Их вы­ведение осуществляется реснитчатым эпителием трахеи и брон­хов. Каждая клетка мерцательного эпителия имеет около 200рес­ничек, которые совершают координированные колебательные движения частотой 800- 1000в 1минуту. Наибольшая частота ко­лебаний ресничек наблюдается при температуре 37°С, снижение температуры вызывает угнетение их двигательной активности. Вдыхание табачного дыма и других газообразных наркотических и токсических веществ вызывает торможение активности мерца­тельного эпителия.

Слизистая оболочка трахеи выделяет такие биологически ак-тивные вещества, как пептиды, серотонин, дофамин, норадреналин. Альвеолоциты 1-го порядка вырабатывают поверхностно-ак­тивное стабилизирующее веществосурфактант, о котором упо­миналось выше. Снижение продукции сурфактанта приводит кателектазу - спадению стенок альвеол и выключению опреде­ленной доли легкого из газообмена. Подобные нарушения систе­мы дыхания возникают при изменении микроциркуляции и пита­ния легкого, курении, воспалении и отеке, при гипероксии, дли­тельном применении жирорастворимых анестетиков, продолжи­тельной искусственной вентиляции легких и ингаляции чистого кислорода. Нарушения секреторной функции бронхиальных же­лез и М-холинорецепторов бронхиальной мускулатуры приводит кбронхоспазму, связанному с повышением тонуса кольцевой му­скулатуры бронхов и активным выделением жидкого секрета бронхиальных желез, затрудняющему поступление воздуха в лег­кие. При раздражении (β-адренорецепторов, например, адрена­лином, а не норадреналином, взаимодействующим с отсутствую­щими в мускулатуре бронхов а-адренорецепторами, возникает снижение тонуса бронхов и их расширение.

Легкие выполняют фильтрационно-защитную функцию. Аль­веолярные макрофаги фагоцитируют попавшие к ним пылевые частицы, микроорганизмы и вирусы. В бронхиальной слизи со­держатся также лизоцим, интерферон, протеазы, иммуноглобулин и другие компоненты. Легкие являются не только механичес­ким фильтром, очищающим кровь от разрушенных клеток, сгуст­ков фибрина и других частиц, но и метаболизируют их с помо­щью своей ферментативной системы.

Легочная ткань принимает участие в липидном ибелковом об­мене, синтезируя фосфолипиды и глицерин и окисляя своими липопротеазами эмульгированные жиры, жирные кислоты и глицериды до углекислого газа с выделением большого количества энер­гии. Легкие синтезируют белки, входящие в состав сурфактанта.

В легких синтезируются вещества, относящиеся к свертыва­ющей (тромбопластин) ипротивосвертывающей (гепарин) сис­темам. Гепарин, растворяя тромбы, способствует свободному кровообращению в легких.

Легкие принимают участие в водно-солевом обмене, удаляя за сутки 500мл воды. В то же время легкие могут поглощать воду, ко­торая поступает из альвеол в легочные капилляры. Вместе с водой легкие способны пропускать крупномолекулярные вещества, на­пример, лекарственные препараты, которые вводятся непосред­ственно в легкие в виде аэрозолей или жидкостей через интубационную трубку.

В легких подвергаются биотрансформации, инактивации, де-токсикации, ферментативному расщеплению и концентрации различные биологически активные вещества и лекарственные препараты, которые затем выводятся из организма. Так, в легких подвергаются инактивации: ацетилхолин, норадреналин, серотонин, брадикинин, простагландины Е 1 ,Е 2 F. Ангиотензин Iпревра­щается в легких в ангиотензин II.

Представляют собой состояние, для которого характерен групповой ритм, нередко сопровождающийся периодическими остановками или вставочными вдохами.

Причины нарушения

При нарушении ритма вдоха и выхода, глубины, а также при паузах и изменениях дыхательных движений наблюдаются патологические типы дыхания. Причинами этого могут послужить:

1. Накопление в крови продуктов обмена.
2. Гипоксия и гиперкапния, вызванные острым нарушением кровообращения.
3. Нарушение вентиляции легких, вызванное интоксикацией разного типа.
4. Отеки ретикулярной формации.
5. Поражение органов дыхания вирусной инфекцией.
6. в стволовой части мозга.

Во время нарушения больные могут предъявлять жалобы на помутнение сознания, периодические остановки дыхания, усиленный вдох или выдох. При патологическом типе дыхания может наблюдаться повышение артериального давления во время усиления фазы, а на ослаблении оно падает.

Виды патологического дыхания

Существует несколько типов патологического дыхания. К самым распространенным относят те, что связаны с нарушением равновесия между возбуждением и торможением в центральной нервной системе. К этому типу недугов относят следующие виды:

• Чейн-Стокса.
• Куссмауля.
• Грокко.
• Биоттовское дыхание.

Каждый тип имеет свои особенности.

Тип Чейн-Стокса

Этот тип патологического дыхания характеризуется периодичностью дыхательных движений с паузами разной длины. Так, длительность может достигать минуты. При этом сначала больные отмечают кратковременные остановки, без каких-либо звуков. Постепенно длительность паузы увеличивается, дыхание становится шумным. Примерно к восьмому вдоху продолжительность остановки доходит до максимума. Затем все происходит в обратном порядке.

У пациентов с типом Чейн-Стокса амплитуда нарастает во время движений грудной клетки. Затем происходит угасание движений, вплоть до полной остановки дыхания на некоторое время. Далее процесс восстанавливается, начиная цикл сначала.

Такой тип патологического дыхания у человека сопровождается апноэ до одной минуты. В большинстве случаев тип Чейн-Стокса возникает из-за гипоксии головного мозга, но может регистрироваться при отравлениях, уремии, кровоизлиянии в головной мозг, различных травмах.

Клинически данный тип нарушения проявляется помутнением сознания, вплоть до его полной потери, нарушениями сердечного ритма, приступообразной одышкой.

Возобновление дыхания восстанавливает кислородное питание головного мозга, проходит одышка, нормализуется ясность сознания, больные приходят в себя.

Тип Биотта

Патологический тип дыхания Биота представляет собой периодическое нарушение, при котором наблюдается чередование ритмических движений с длительными паузами. Их продолжительность может достигать полутора минут.

Данный тип патологии встречается при поражениях головного мозга, предшоковых и шоковых состояниях. Также эта разновидность может развиваться при инфекционных патологиях, поражающих В некоторых случаях к патологическому типу дыхания Биотта приводят проблемы со стороны центральной нервной системы.

Тип Биотта приводит к серьезным нарушениям сердечной деятельности.

Патологический тип Грокко

Дыхание Грокко по-другому называется волнообразным подвидом. По своему течению оно схоже с типом Чейн-Стокса, но вместо пауз наблюдаются слабые, поверхностные вдохи и выдохи. За ним происходит нарастание глубины дыхания, а затем - уменьшение.

Данный вид одышки аритмичен. Он может переходить в Чейн-Стокса и обратно.

Дыхание Куссмауля

Впервые эта разновидность была описана немецким ученым А. Куссмаулем в позапрошлом столетии. Этот вид патологии проявляется при тяжелых недугах. Во время дыхания Куссмауля у больных наблюдаются шумные судорожные вдохи с редкими глубокими дыхательными движениями и полной их остановкой.

Тип Куссмауля относится к терминальными видам дыхания, которое может наблюдаться при печеночной, диабетической коме, а также при отравлениях спиртами и другими веществами. Как правило, больные находятся в коме.

Патологическое дыхание: таблица

Представленная таблица с патологическими типами дыхания поможет нагляднее увидеть их основные сходства и различия.

Признак	Чейн-Стокса		Дыхание Грокко	Тип Куссмауля
Остановка дыхания
Дыхание	С нарастающим шумом	Внезапно прекращается и начинается		Редкое, глубокое, шумное

Глубоко зашедшие патологические процессы и сильное закисление крови приводят к одиночным вздохам и различным расстройствам ритма. Патологические типы могут наблюдаться при самых разных клинических недугах. Это может быть не только кома, но и ОРВИ, ангина, менингит, пневматорокс, гаспинг-синдром, паралич. Чаще всего изменения связывают с нарушениями функций головного мозга, кровотечениями.

Дыхание при физической нагрузке

Во время выполнения физической работы мышцам необходимо большое количество кислорода. Потребление 02 и продукция СО2 возрастают при физической нагрузке в среднем в 15 - 20 раз. Обеспечение организма кислородом достигается сочетанным усилением функции дыхания и кровообращения. Уже в начале мышечной работы вентиляция легких быстро увеличивается.

В возникновении гиперпноэ в начале физической работы периферические и центральные хеморецепторы как важнейшие чувствительные структуры дыхательного центра еще не участвуют. Уровень вентиляции в этот период регулируется сигналами, поступающими к дыхательному центру главным образом из гипоталамуса, лимбической системы и двигательной зоны коры большого мозга, а также раздражением проприорецепторов работающих мышц. По мере продолжения работы к нейрогенным стимулам присоединяются гуморальные воздействия, вызывающие дополнительный прирост вентиляции. При тяжелой физической работе на уровень вентиляции оказывают влияние также повышение температуры, артериальная двигательная гипоксия и другие лимитирующие факторы.

Таким образом, наблюдаемые при физической работе изменения дыхания обеспечиваются сложным комплексом нервных и гуморальных механизмов. Однако из-за индивидуально лимитирующих факторов биомеханики дыхания, особенностей экопортрета человека, не всегда удается при выполнении одной и той же нагрузки полностью объяснить точное соответствие вентиляции легких уровню метаболизма в мышцах.

Дыхание при гипоксии

Гипоксией (кислородной недостаточностью) называется состояние, наступающее в организме при неадекватном снабжении тканей и органов кислородом или при нарушении утилизации в них кислорода в процессе биологического окисления. Исходя из этого достаточно точного определения гипоксии, все гипоксические состояния целесообразно разделить на экзогенные и эндогенные.

Экзогенная гипоксия развивается в результате действия измененных (в сравнении с обычными) факторов внешней среды.

Эндогенная гипоксия возникает при различных физиологических и патологических изменениях в различных функциональных системах организма.

Реакция внешнего дыхания на гипоксию зависит от продолжительности и скорости нарастания гипоксического воздействия, степени потребления кислорода (покой и физическая нагрузка), индивидуальных особенностей организма и совокупности генетически обусловленных свойств и наследственных морфофункциональных признаков (экопортрет коренных жителей высокогорья и популяции различных этнических групп).

Наблюдаемая в условиях кислородной недостаточности первоначальная гипоксическая стимуляция дыхания приводит к вымыванию углекислоты из крови и развитию дыхательного алкалоза. Гипоксия сочетается с гипокапнией. В свою очередь, это способствует увеличению рН внеклеточной жидкости мозга. Центральные хеморецепторы реагируют на подобный сдвиг рН в цереброспинальной жидкости мозга резким снижением своей активности. Это вызывает настолько существенное торможение нейронов дыхательного центра, что он становится нечувствительным к стимулам, исходящим от периферических хеморецепторов. Наступает своеобразная гипоксическая "глухота". Несмотря на сохраняющуюся гипоксию, постепенно гиперпноэ сменяется непроизвольной гиповентиляцией, что в определенной мере способствует также сохранению физиологически необходимого количества углекислоты.

Реакция на гипоксию у коренных жителей высокогорья и у горных животных практически отсутствует, и, по мнению многих авторов, у жителей равнин гипоксическая реакция также исчезает после продолжительной (не менее 3-5 лет) их адаптации к условиям высокогорья.

Основными факторами долговременной акклиматизации к условиям высокогорья являются; повышение содержания углекислоты и понижение содержания кислорода в крови на фоне снижения чувствительности периферических хеморецепторов к гипоксии, увеличения плотности капилляров и относительно высокого уровня утилизации тканями 02 из крови. У горцев также возрастают диффузионная способность легких и кислородная емкость крови за счет роста концентрации гемоглобина. Одним из механизмов, позволяющих горцам в условиях гипоксии повысить отдачу кислорода тканям и сохранить углекислоту, является способность повышенного образования у них метаболита глюкозы - 2,3 дифосфоглицерата. Этот метаболит снижает сродство гемоглобина к кислороду.

Предметом интенсивных физиологических исследований как в эксперименте, так и в различных природно-климатических и производственных условиях является изучение функционального взаимодействия систем регуляции дыхания и кровообращения. Обе системы имеют общие рефлексогенные зоны в сосудах, которые посылают афферентные сигналы к специализированным нейронам основного чувствительного ядра продолговатого мозга - ядра одиночного пучка. Здесь же в непосредственной близости находятся дорсальное ядро дыхательного центра и сосудодвигательный центр. Особо следует отметить, что легкие являются единственным органом, куда поступает весь минутный объем крови. Это обеспечивает не только газотранспортную функцию, но и роль своеобразного фильтра, который определяет состав биологически активных веществ в крови и их метаболизм.

Дыхание при высоком атмосферном давлении

Во время водолазных и кессонных работ человек находится под давлением выше атмосферного на 1 атм. на каждые 10 м погружения. В этих условиях увеличивается количество газов, растворенных в крови, и особенно азота. При быстром подъеме водолаза на поверхность физически растворенные в крови и тканях газы не успевают выделиться из организма и образуют пузырьки - кровь "закипает". Кислород и углекислый газ быстро связываются кровью и тканями. Особую опасность представляют пузырьки азота, которые разносятся кровью и закупоривают мелкие сосуды (газовая эмболия), что сопровождается тяжелыми повреждениями ЦНС, органов зрения, слуха, сильными болями в мышцах и в области суставов, потерей сознания. Такое состояние, возникающее при быстрой декомпрессии, называетсякессонной болезнью . Пострадавшего необходимо вновь поместить в среду с высоким давлением, а затем постепенно производить декомпрессию.

Вероятность возникновения кессонной болезни может быть значительно снижена при дыхании специальными газовыми смесями, например гелиево-кислородной. Гелий почти нерастворим в крови, он быстрее диффундирует из тканей.

Патологические типы дыхания

Паттерн дыхания существенно меняется при нарушении функции структур мозга, участвующих в регуляции процесса дыхания, а также в условиях гипоксии, гиперкапнии и при их сочетании (рис.5).

Рис. 5. Различные формы дыхания в норме (1, 2, 3} и патологии (4, 5, 6, 7)
(по В.Ефимову и В.Сафонову с изм.) увеличить

Различают несколько типов патологического дыхания.

Гаспинг, или терминальное редкое дыхание, которое проявляется судорожными вдохами-выдохами. Оно возникает при резкой гипоксии мозга или в период агонии.

Атактическое дыхание , т.е. неравномерное, хаотическое, нерегулярное дыхание. Наблюдается при сохранении дыхательных нейронов продолговатого мозга, но при нарушении связи с дыхательными нейронами варолиева моста.

Апнейстическое дыхание. Апнейзис - нарушение процесса смены вдоха на выдох: длительный вдох, короткий выдох и снова - длительный вдох.

Дыхание типа Чейна-Стокса : постепенно возрастает амплитуда дыхательных движений, потом сходит на нет и после паузы (апноэ) вновь постепенно возрастает. Возникает при нарушении работы дыхательных нейронов продолговатого мозга, часто наблюдается во время сна, а также при гипокапнии .

Дыхание Биота проявляется в том, что между нормальными дыхательными циклами "вдох-выдох" возникают длительные паузы - до 30 с. Такое дыхание развивается при повреждении дыхательных нейронов варолиева моста, но может появиться в горных условиях во время сна в период адаптации.

При дыхательной апраксии больной не способен произвольно менять ритм и глубину дыхания, но обычный паттерн дыхания у него не нарушен. Это наблюдается при поражении нейронов лобных долей мозга.

При нейрогенной гипервентиляции дыхание частое и глубокое. Возникает при стрессе, физической работе, а также при нарушениях структур среднего мозга.

Все виды паттернов дыхания, в том числе и патологические, возникают при изменении работы дыхательных нейронов продолговатого мозга и варолиева моста. Наряду с этим могут развиваться вторичные изменения дыхания, связанные с различной патологией или воздействием на организм экстремальных факторов внешней среды. Например, застой крови в малом круге кровообращения, гипертензия малого круга или амнезия вызывают учащение дыхания (тахипноэ). Дыхание типа Чейна-Стокса часто развивается при сердечной недостаточности. Метаболический ацидоз, как правило, вызывает брадипноэ.

Развитие патологического дыхания почти всегда свидетельствует о повреждении дыхательного центра. Но его прямое поражение встречается редко. Гораздо чаще наблюдается картина опосредованного влияния. Патологическое дыхание может быть вызвано попаданием в организм инфекций, различными интоксикациями, черепно-мозговыми травмами и другими воздействиями, затрагивающими дыхательный центр. Однако такое дыхание может наблюдаться и во время сна у здоровых людей.

Общая характеристика

Дыхание, отличающееся от нормального ритма, частоты и глубины дыхательных циклов, называется патологическим. Оно не зависит от воли человека.

Все патологические типы дыхания принято классифицировать на три основные группы:

• Гиперпноэ. Сюда относятся ситуации, при которых частота дыхательных движений, их глубина и ритмичность увеличиваются.
• Брадипноэ. Обратная ситуация - основные показатели дыхания снижаются. Крайняя степень данного типа - апноэ или полное отсутствие дыхательных движений.
• Смешанные нарушения всех показателей. Одновременно может отмечаться гиперпноэ и брадипноэ.

Гиперпноэ развивается из-за повышенного раздражения дыхательного центра. Причем если усиливается только его сила, то отмечается увеличение всех показателей дыхания. При высокой частоте действия раздражающего фактора повышается только частота фаз вдоха и выдоха. Данная ситуация называется тахипноэ. В ряде случаев она носит как патологический, так и физиологический характер.

Брадипноэ возникает в двух случаях: при раздражении нейронов, тормозящих работу дыхательного центра, и в случае отсутствия факторов, которые возбуждают этот центр.

Одновременно нарушение дыхания сразу по двум типам связано при сочетании всех факторов. Но в большинстве случаев оно возникает при повреждении нейронов самого дыхательного центра или его проводящих путей. В эту последнюю группу относят следующие виды: Биота, Чейна - Стокса, Куссмауля.

Смешанные нарушения дыхания

Различают несколько типов смешанного нарушения:

• Дыхание Биота характеризуют как сочетание нормальных ритмов дыхательных движений и периодов апноэ до 0,5–0,7 минуты. Устаревшее его название - менингитическое дыхание. Оно связано с тем, что впервые (конец XIX в.) было описано у человека, находящегося в коме по причине менингита.
• Дыхание Чейна - Стокса характеризуется постепенным нарастанием гиперпонэ, которое на 5–7-й цикл, достигнув максимума, также постепенно переходит в брадипноэ. Но когда вдох и выдох достигают минимальных размеров, наступает период апноэ. Затем все повторятся вновь. Данный тип назван в честь двух врачей начала XIX в., которые впервые описали его.
• Дыхание Куссмауля идентично предыдущему, но при достижении минимальных амплитуд фаз вдоха и выдоха не наступает периода апноэ. Сразу после достижения минимальных фазовых амплитуд дыхание начинает усиливаться. Впервые оно было описано у больных сахарным диабетом за несколько десятков минут до смерти. Это сделал в 1872 году немец А. Куссмауль при гипогликемической коме.

Механизм развития

Нормальное функционирование дыхательного центра подразумевает циклическую смену фаз возбуждения и покоя. Любое нарушение его работы разобщает их правильное чередование.

Нарушение работы центра связано с одним механизмом - повреждением нейронов. Оно может произойти в результате прямого повреждающего фактора или под действием изменения кровообращения.

Прямое воздействие на нейроны происходит при непосредственном действии травмирующего фактора. Под его действием нарушается структура нервной клетки, в результате чего ее функционирование снижается. Дыхательный центр перестает работать так, как того требует организм. Все происходящие в дыхательном центре процессы тут же сказываются на фазах вдоха и выдоха.

Механизм развития патологического дыхания таков, что опосредованное воздействие не вызывает повреждений структур на первом этапе. Токсические вещества, нарушения кровообращения влияют на метаболизм нейронов, из-за чего снижается их функциональная активность. Это также отрицательно сказывается на работе дыхательного центра.

Причины возникновения

Соответственно двум основным механизмам повреждения нейронов выделяют столько же групп причин, приводящих к патологическому дыханию:

• Травматические факторы.
• Метаболические факторы.

К травматическим факторам относят все ситуации, когда имеется прямое повреждение головного мозга из-за внешних причин. Чаще всего они наносят его за счет механического действия. Это черепно-мозговые травмы, поражение электрическим током. Данная группа приводит к дыханию Биота или Чейна - Стокса.

Метаболические факторы включают в несколько раз больше причин. Их всех объединяет опосредованное влияние на дыхательный центр через систему кровообращения.

Инсульт (ишемический и геморрагический) снижает скорость кровотока в дыхательном центре, в результате чего его нейроны испытывают сильное кислородное голодание. При инсульте в равной степени наблюдются дыхание Биота и Чейна - Стокса. Оба типа появляются в остром периоде при развитии комы. Дыхание Куссмауля появляется только через несколько дней и считается прогностически неблагоприятным. Это связано с тем, что его развитие возникает при глубоких и часто необратимых поражениях обширных областей головного мозга. При инсульте (если он не тотальный, что встречается редко и практически всегда приводит к смерти) такая ситуация характерна для отека мозга.

Метаболические комы дают все типы патологического дыхания. При сахарном диабете, острой или хронической почечно-печеночной недостаточности чаще всего развивается дыхание Чейна - Стокса. Оно эффективнее остальных выводит через легкие кетоновые тела и продукты переработки белков. Из графика дыхательных движений во время данного патологического дыхания следует, что глубина, частота вдоха и выдоха неравномерны. Это создает условие для выхода летучих соединений через альвеолы из крови.

Патогенез дыхания Биота и Куссмауля связан с прямым повреждением головного мозга токсическими веществами, острой выраженной ишемии продолговатого мозга. Данные типы больше всего характерны для острых отравлений, сепсиса, гнойных воспалений мозговых оболочек.

Отдельно стоит упомянуть сахарный диабет и почечную недостаточность. Эти состояния могут вызывать патологическое дыхание Чейна - Стокса вне комы. Его появление при данных ситуациях рассматривают как крайнюю и последнюю попытку организма справиться с метаболическими нарушениями. При сахарном диабете необходимо вывести кетоновые тела. Почечная недостаточность вызывает многократное увеличение концентрации мочевой кислоты и ее производных. Все это находится в крови и повреждает весь организм. Когда почечные механизмы не справляются с выведением этих веществ, это берет на себя дыхательный центр.

Дыхательная недостаточность проявляется в неравномерном поступлении в организм кислорода и выведении из него углекислого газа.

Причинами патологических изменений бывают:

• сбои в кровообращении, провоцирующие кислородное голодание и отравление углекислым газом;
• избыток в крови продуктов обмена;
• различные интоксикации, нарушающие вентиляцию легких;
• отеки и нарушенное кровообращение в стволовой мозговой части;
• вирусная инфекция.

То, что ритм вдоха и выдоха нарушается, является отличительной чертой терминальных патологических типов. Выделяются следующие типы:

• дыхание Куссмауля (его причисляют и к периодическому);
• апнейстическое;
• гаспинг-дыхание.

Дыхание Куссмауля названо именем немецкого ученого, описавшего первым эту патологическую разновидность дыхания. В основном оно проявляется в состоянии потери сознания в таких тяжелых случаях как отравление различными токсическими веществами, диабетическая кома, а также уремическая или печеночная. Характерный для дыхания Куссмауля вдох – шумный, судорожный с удлиненным выдохом. Движения грудной клетки глубокие, чередуются с апноэ.

Указанный патологический тип возникает как следствие нарушения возбудимости центров вдоха и выдоха в мозге при гипоксии, метаболическом ацидозе или токсических явлениях. У пациента могут наблюдаться падение артериального давления и температуры тела, гипотония глазных яблок, кожа на конечностях подвергается трофическим изменениям. При этом изо рта исходит запах ацетона.

Этот патологический тип дыхания отличает продолжительный судорожный усиленный вдох при медленном раскрытии грудной клетки. Вдох изредка прерывается выдохом. Происходит такое при поражении пневмотаксического центра.

Появляется этот патологический тип при значительном усугублении гипоксии уже перед смертью. Отмечается невосприимчивость нейронов к внешним воздействиям.

Характеризуют гаспинг-дыхание следующие признаки:

• вдох и выдох редкие и глубокие, количество их постепенно уменьшается;
• задержки между вдохами могут составлять до 20 секунд;
• вовлечение в акт дыхания межреберных, диафрагмальных, шейных мышц;
• затем наступает остановка работы сердца.

При умирании организма патологические типы дыхания следуют один за другим: дыхание Куссмауля сменяется апнейзисом, за ним следует гаспинг-дыхание, затем парализуется дыхательный центр. При успешных и своевременных реанимационных мероприятиях возможна обратимость процесса.

Возникает периодическое дыхание вследствие дисбаланса в центральной нервной системе между возбуждением и торможением. Для этих типов характерна смена дыхательных движений полной их остановкой, а затем обратным процессом.

В число патологических типов дыхания, именуемых периодическими, входят дыхание Грокко («волнообразное»), Биота и Чейна-Стокса.

Такой тип появляется при гипоксии. Также это возможно при уремии, сердечной недостаточности, травмах и воспалении головного мозга и его оболочек. Особенность этого типа дыхательной недостаточности – возрастание величины дыхательных движений, а затем затухание их вплоть до апноэ с длительностью до 1 минуты.

Дыхание Чейна-Стокса клинически проявляется помутнением или потерей сознания, нарушениями ритма сердечных сокращений.

Хотя механизм развития такого патологического типа недостаточно изучен, большинство ученых иллюстрируют его следующим образом:

• гипоксия провоцирует угнетение клеток коры головного мозга и, как следствие, остановку дыхания, нарушение работы сердца и сосудов и потерю сознания;
• хеморецепторы все еще реагируют на газовый состав крови, и их действия возбуждают дыхательный центр, за счет чего процесс возобновляется;
• кровь снова наполняется кислородом, нехватка его уменьшается;
• функция нейронов центра мозга, ответственного за работу сосудистой системы, улучшается;
• глубина дыхания увеличивается, сознание становится ясным, наблюдается улучшение работы сердца и повышение артериального давления.

Поскольку увеличение вентиляции концентрацию кислорода в крови повышает, а углекислоты – понижает, результатом этого становится ослабление стимуляции дыхательного центра, и в итоге наступает апноэ.

Отличительной чертой патологического дыхания Биота является то, что движения нормальной частоты и глубины внезапно прекращаются и также внезапно возобновляются. Паузы между нормальными дыхательными движениями составляют до полуминуты.

Характерен данный патологический тип дыхания для:

• менингита (его еще называют менингитическим);
• энцефалита и других заболеваний и состояний с поражением продолговатого мозга (новообразования в нем, атеросклероз артерий, абсцессы, геморрагический инсульт).

Когда повреждается пневмотаксическая система, ослабляется передача афферентной импульсации через нее, и, соответственно, нарушается регулирование дыхания.

Несмотря на то, что этот патологический тип приближается к терминальным, при своевременной квалифицированной помощи прогноз положительный.

Дыхание Грокко подразделяется на 2 разновидности:

• волнообразное;
• диссоциированное дыхание Грокко-Фругони.

Волнообразный тип периодического дыхания ученые ассоциируют с дыханием Чейна-Стокса с тем лишь различием, что при «волнообразном» пауза заменяется слабыми поверхностными дыхательными движениями. Оба этих патологических типа могут перетекать друг в друга, переходную форму между ними называют «неполным ритмом Чейна-Стокса». Причины их возникновения тоже схожи.

Диссоциированное дыхание Грокко-Фругони бывает при тяжелых поражениях головного мозга, часто в состоянии агонии. Оно характеризуется нарушением работы отдельных групп дыхательных мышц. Выражается это в парадоксальных движениях диафрагмы и асимметрии в работе грудной клетки: верхняя и средняя часть ее находятся в стадии вдоха, а нижняя – в стадии выдоха.

Нейрогенная гипервентиляция и апноэ

Помимо серьезных заболеваний и повреждений головного мозга, случаются ситуации, когда у здоровых людей проявляются патологические типы дыхания.

Один из таких случаев – нейрогенная гипервентиляция, которая развивается на фоне сильного стресса, эмоциональных нагрузок. Ритм при этом частый, вдохи глубокие. Это происходит рефлекторно и постепенно исчезает без вреда для здоровья.

При опухолях и травмах мозга, а также при кровоизлиянии тоже возможно возникновение этого типа патологии. Тогда может добавляться и остановка дыхания.

Апноэ может быть спровоцировано и гипервентиляцией на фоне выхода из наркоза, отравления токсическими веществами, нарушений проходимости бронхов, тяжелых сердечных аритмий.

Наиболее частым вариантом такой патологической формы дыхания является синдром «ночного апноэ». Его характерный признак – громкий храп, прерывающийся полным отсутствием вдоха и выдоха (длина пауз может доходить до 2 минут).

Это довольно опасное для жизни состояние, поскольку возможны ситуации, когда дыхание после паузы не возобновляется. Если происходит более 5 приступов апноэ в час, то это представляет серьезную угрозу. При отсутствии лечения данный патологический тип дыхания дает сопутствующие симптомы в виде:

• сонливости;
• раздражительности;
• ухудшения памяти;
• быстрой утомляемости и снижения работоспособности;
• обостряются хронические сердечно-сосудистые заболевания.

Существует еще и симптом «ложного апноэ», когда остановка дыхания является следствием резкой смены температуры (попадание в холодную воду) или давления воздуха. Это вызывается не мозговыми нарушениями, как в случае с заболеванием, а спазмом гортани.

Виды дыхательной недостаточности

Классифицируется дыхательная недостаточность по нескольким характеристикам: по механизму возникновения, причинам, течению и тяжести заболевания, газовому составу крови.

Классификация по патогенезу

Существуют гипоксемический и гиперкапнический типы происхождения патологического дыхания.

Гипоксемическая легочная недостаточность начинается на фоне снижения в артериальной крови количества и парциального давления кислорода. При этом кислородная терапия помогает слабо. Такое патологическое состояние нередко наблюдается при и пневмониях, респираторном дистресс-синдроме.

Гиперкапническая дыхательная недостаточность проявляется увеличением в крови количества и парциального давления углекислого газа. Гипоксемия тоже имеет место, но кислородом лечится хорошо. Такой тип развития патологии возможен при слабой дыхательной мускулатуре, нарушении функции дыхательного центра, дефектах ребер и мышц грудной клетки.

Разделение по этиологии

По причинам возникновения выделяются следующие типы патологии:

• бронхолегочная (подразделяющаяся на обструктивную, рестриктивную и диффузионную);
• центрогенная;
• нервно-мышечная;
• торакодиафрагмальная;
• васкулярная.

Обструктивная бронхолегочная дыхательная недостаточность развивается в случае, когда при прохождении по дыхательным путям воздух встречает препятствия. При этом затрудняется выдох, снижается частота дыхания. Происходить такое может при:

• закупорке просвета бронхов мокротой;
• , отеке.

Является следствием появления ограничений растяжимости легочной ткани. При этом уменьшается глубина вдоха. Спровоцировать возникновение такого патологического типа могут:

• спаечные процессы плевры с облитерацией плевральной полости;
• пневмония;
• альвеолиты;
• эмфизема легких;
• пневмоторакс.

Поскольку подобные патологические изменения в легких трудноустранимы, большинству пациентов приходится жить впоследствии с дыхательной недостаточностью, ставшей хронической.

Причиной диффузионного типа является патологическое утолщение альвеолярно-капиллярной легочной мембраны, из-за чего нарушается газовый обмен. Это происходит при пневмокониозе, фиброзе, респираторном дистресс-синдроме.

Вызывается нарушениями работы продолговатого мозга (при интоксикациях, травмах головного мозга, церебральной гипоксии, коме). При глубоких повреждениях возникают периодический и терминальный типы дыхания.

Причины других типов дыхательной недостаточности

Нервно-мышечная дыхательная недостаточность может возникать в результате повреждения спинного мозга, двигательных нервов или слабости мышц (атрофия, столбняк, ботулизм, миастения), что является причиной расстройства деятельности дыхательных мышц.

Торакодиафрагмальный тип связан с нарушениями вследствие деформации грудной клетки, патологических ее состояний, при высоком стоянии диафрагмы, пневмотораксе, сдавлении легкого.

Васкулярная недостаточность дыхания связана с сосудистыми нарушениями.

Классификация по скорости развития и тяжести заболевания

Дыхательная недостаточность бывает острой, развившейся в течение нескольких часов или дней, а порой и минут (при травмах грудной клетки, попадании инородного тела в гортань) и очень опасной для жизни, или хронической (на фоне других хронических заболеваний – легких, крови, сердечно-сосудистой системы).

По тяжести различают 3 степени:

• Появление одышки при высоких или умеренных нагрузках.
• Одышка при небольшой нагрузке, в покое задействуются компенсаторные механизмы.
• В состоянии покоя присутствуют гипоксемия, диспноэ и цианоз.

По газовому составу патология делится на компенсированную (когда соотношение газов в норме) и декомпенсированную (наличие в артериальной крови кислородной недостаточности или избытка углекислого газа).