Основные механизмы развития недостаточности дыхания заключаются в нарушении легочной вентиляции, нарушении процессов диффузии газов и нарушении кровообращения в малом круге кровообращения.
Легочная вентиляция заключается в регулярном обновлении альвеолярных газов в соответствии с потребителями организма.
Каждую минуту в альвеолярное пространство у человека в состоянии покоя входят 4,5-5 л воздуха, благодаря чему и обновляется газовый состав альвеол. В осуществлении этого процесса принимают участие центральная нервная система (дыхательный центр головного мозга и мотонейроны спинного мозга), периферические нервы, верхние дыхательные пути, грудная клетка и легкие.
Расстройство функции одного из перечисленных звеньев может привести к нарушению альвеолярной вентиляции.
Нарушение функции дыхательного центра. Легочная вентиляция регулируется нейронами дыхательного центра, расположенного в продолговатом мозге и мосту. Функция дыхательного центра может быть нарушена вследствие прямого действия на центральную нервную систему различных патогенных факторов или рефлекторно (влияние на хемо-, барорецепторы и т. д.).
Нарушение функции мотонейронов спинного мозга, иннервирующих дыхательные мышцы. Может быть, при развитии опухоли в спинном мозге, при сирингомиелии, полиомиелите. Степень нарушения внешнего дыхания при этом зависит от уровня повреждения спинного мозга и от количества пораженных мотонейронов.
Нарушение вентиляции может возникать при поражении нервов, иннервирующих дыхательные мышцы (воспаление, авитаминоз, травма), при затруднении передачи мышцами нервного импульса (при миастении, ботулизме, столбняке), при нарушении функции самих дыхательных мышц (миозит, дистрофия).
Из мышц, принимающих участие в акте дыхания, большое значение имеет диафрагма, нарушение работы которой может привести к значительному расстройству дыхания.
При поражении т. frenicus возникают парадоксальные движения диафрагмы: вверх — при вдохе, вниз — при выдохе. При мышечных судорогах мышц диафрагма — появляется икота — рефлекторный акт, связанный обычно с раздражением афферентных окончаний в диафрагме или органах брюшной полости.
Все патологические процессы, ограничивающие подвижность грудной клетки, влияют на легочную вентиляцию. К ним относятся: деформации ребер и позвоночного столба, окостенение реберных хрящей, асцит, метеоризм, большая тучность, ограничение экскурсии грудной клетки при межреберной невралгии, воспалении плевры.
Нарушается вентиляция легких при нарушении целости грудной клетки и плевральной полости. Целость плевральной полости обеспечивает создание постоянного транспульмонального давления (разность между давлением воздуха внутри альвеол и давлением в плевральной полости), которое поддерживает легкое в расправленном состоянии.
Во время вдоха, когда объем грудной клетки увеличивается, транспульмональное давление возрастает до тех пор, пока не преодолеет эластическую тягу легких, вследствие чего альвеолы расширяются. Если целость плевральной полости нарушается и в нее попадает атмосферный воздух, транспульмональное давление считается, в легкое спадается.
Скопление воздуха в плевральной полости и повышение давления в ней называется пневмотораксом. Возникает при проникающем ранении грудной клетки, распаде легочной ткани (туберкулез, опухоль).