Как устроена дыхательная система
Если кровеносная система — закрытая, изолированная от внешнего мира, то дыхательная — открытая. Она сообщается с окружающей средой — воздух поступает через верхние дыхательные пути: носовые ходы, полость рта, гортань, трахею, левый и правый главные бронхи в легкие. Бронхи подобно ветвям деревьев делятся на более мелкие — первые десять порядков это бронхи. После десятого разветвления начинаются бронхиолы — нижние дыхательные пути.
Далее бронхиолы после череды делений формируют альвеолы. Это пузырьки, напоминающие виноградные гроздья. В них кислород воздуха всасывается в кровь, а углекислый газ удаляется. Капилляры оплетают альвеолы, они обильно кровоснабжают их для качественного газообмена. Эти структуры составляют легкие — их прозвали так не зря, они воздушные, напоминают губку. Легкие заключены в плевру — специальную пленку, которая защищает их от трения и повреждений. Плюс она активно участвует в акте дыхания.
Принцип дыхания заключается в разности давлений между окружающей средой и легкими. В головном мозге находится дыхательный центр, который поддерживает постоянное содержание кислорода в крови. Кровь течет через этот детектор и передает информацию ежесекундно. Когда уровень кислорода снижается, то головной мозг приказывает диафрагме, межреберным мышцам и другим структурам сокращаться — диафрагма опускается, межреберные мышцы раздвигают ребра. Из-за этого грудная полость расширяется. За ребрами и диафрагмой движется плевра
Внутригрудное давление становится отрицательным — воздух самотеком устремляется в легкие — происходит газообмен. Затем начинается обратный процесс — диафрагма уплощается, реберные промежутки сужаются, легкие буквально сдуваются — воздух покидает дыхательные пути. Эти действия называются актом дыхания. В минуту здоровый человек совершает их порядка 12-18 в минуту беспрерывно в течение всей жизни.
Вместе с воздухом в легкие попадают частички пыли, различные аллергены, поллютанты, бактерии и вирусы, которые организму как минимум не нужны, а как максимум вредны и опасны. Для этого на поверхности бронхов есть мерцательный эпителий — клетки на поверхности которых множество волосков-ресничек. Они задерживают пыль, аллергены, микроорганизмы на своей поверхности, а затем удаляют непрошенных гостей из бронхов взмахами ресничек.
Чтобы процесс был щадящим — железы выделяют секрет, похожий на слюну. Он выполняет несколько функций — во-первых, посторонние агенты в нем вязнут, задерживаются — если бы в дыхательных путях было сухо, то каждый вдох был подобен урагану в пустыне. Во-вторых, он помогает аккуратно убрать частички пыли, грязи и микроорганизмы из бронхов — они не поражаются вторично. В итоге получается, что эпителий взмахами ресничек гонит секрет, в котором завязли пыль и бактерии к выходу — ученые назвали этот процесс мукоцилиарный клиренс. Когда скапливается слишком много «мусора» и реснички с секретом не справляются, то в дело вступает кашель.
Кашель — рефлекторный ответ на раздражение нервных окончаний, которые передают сигнал в головной мозг. Последний дает распоряжение мышцам и диафрагме спровоцировать резкий выдох, именуемый кашлем. Кашлевые рецепторы находятся не только в дыхательной системе, но и пищеводе, оболочке сердца — перикарде, диафрагме и желудке. Благодаря кашлю из дыхательных путей удаляются посторонние частицы, это — защитный механизм, который стоит на страже здоровья. Когда человек поперхнулся водой, то первое, что случается — это кашель, который удаляет из дыхательных путей воду. Только потом иммунная система начнет зачистку оставшихся антигенов.
Причины кашля
Их делят на:
- легочные, например, бронхиальная астма, ОРВИ
- внелегочные, когда дыхательная система не поражается, но по каким-то причинам человек кашляет. Такое бывает, например, при сердечной недостаточности.
Если кашель возник в ответ на инфекцию, то в такой ситуации все более менее ясно. В дыхательную систему попал микроорганизм, который вызвал воспаление сначала слизистой глотки, гортани, затем бронхов. Выделяется больше секрета, дыхательные пути отечные, рецепторы сжимаются, их раздражает слизь и отек — начинается кашель — защитный механизм, который предотвращает прогрессирование болезни, эвакуирует слизь из дыхательных путей.
Кашель, возникший на фоне полного благополучия дыхательной системы, называется внелегочным. Кашлевой рефлекс провоцируется раздражением нервных окончаний других органов, которые к дыханию не имеют никакого отношения. В итоге, человек мучается от кашля, лечится отхаркивающими средствами, а дело совсем не в этом.
Легочные причины
На первом месте среди провокаторов кашля стоят инфекции дыхательных путей. Воспаление слизистых ротоглотки, бронхов и легочной ткани вызывает кашель — в этой ситуации он уместен, помогает организму справится с инфекцией. Первые 3 недели кашель считается острым. Почти у половины больных кашель переходит в хронический, длится до 8 недель, но разрешается сам собой, без дополнительных средств.
Далее идут бронхиальная астма и неастматический эозинофильный бронхит. Суть кашля при астме — аллергическая реакция. В норме частички пыли, холодный воздух, пыльца растений, аромат духов не вызывают приступов кашля. Человеческий организм не реагируют на эти вещества — они просто есть в воздухе. Но когда иммунная система скомпрометирована, то видит эти вещества опасными, аллергенными и начинается реакция.
Синтезируются особые антитела — IgE, растет численность эозинофилов — клеток, отвечающих за аллергические реакции. Они высвобождают много гистамина, который приводит к спазму бронхов, их отеку. Отсюда приступообразный кашель, свистящее, пыхтящее дыхание, недостаток кислорода, вплоть до астматического статуса — критического состояния, когда человек может задохнуться. Эти изменения обратимы, стоит убрать источник аллергена и начать лечение.
В долгосрочной перспективе, если не лечить этот кашель, он чреват изменением дыхательной, сердечно-сосудистой и иммунной системы. Бронхи ремоделируются — обрастают соединительной тканью, утрачивают эластичность, податливость и спадаются на выдохе. Из-за этого легкие плохо опорожняются, обедненный воздух не покидает легкие, углекислота задерживается в организме. Человек получает меньше кислорода, страдает от гипоксии, хуже справляется с нагрузками. В дополнение к этому растет нагрузка на сердце. Иммунитет также изнашивается. Он кидает свои силы на борьбу с выдуманным врагом, тратит белки, расходует иммунные клетки, в результате он не способен защитить организм от реальной угрозы.
Похожим механизмом развивается хроническая обструктивная болезнь легких — ХОБЛ. Причинами ХОБЛ считают генетику — около 1% случаев, остальное же приходится на курение — порядка 80%, а также загрязнение окружающего воздуха, пассивное курение, вредные производства.
На фоне попадания канцерогенов с табачным дымом, работе на вредных производствах в легкие попадает множество антигенов, которые действительно вредны, ядовиты и чужеродны для организма, а не как при бронхиальной астме, когда на нейтральные вещества организм отвечает несоразмерно. Каждая затяжка, каждый вдох дыма вносит отравляющие вещества в легкие. Организм на это логично отвечает кашлем, выделением слизи, активацией иммунитета, макрофагов, чтобы те переварили, сделали что угодно, чтобы навести порядок в своем доме.
В процессе этой борьбы рано или поздно чаша весов под названием “дыхательная недостаточность” перевесит. Каждый день в бронхах шло воспаление, пораженные участки замещались соединительной тканью, бронхиальный отек уже не спадает — чем-то похоже на болт, которому сорвали резьбу, такой нельзя ни затянуть, ни выкрутить, только менять на новый. Из-за того, что воздух с трудом покидает легкие, упирается в преграду в виде спавшихся, отечных бронхов, то ему ничего не остается как устремиться обратно в альвеолы.
В результате, из-за повышенного давления в наших “виноградных гроздьях”, они лопаются, объединяются в один большой мешок — буллу. Эти буллы менее функциональны, в них почти не происходит газообмен — образуется мертвое пространство в легких, хранилище воздуха и больше ничего.
Вместе с легкими поражаются сосуды, питающие легкие и участвующие в газообмене. Правым отделам сердца приходится работать намного больше, ведь организм меньше тратить кислорода не стал, а за один удар сердца кислорода поступает намного меньше, ведь часть альвеол выключено, другая часть занята старым воздухом, который беден кислородом, в третьи воздух не попадает из-за спазма и отека. Поэтому сердце изо всех сил качает кровь, чтобы как-то спасти ситуацию.
В конце у человека разовьется “легочное сердце” — синдром, при котором сердце больше не справляется с нагрузкой, начинаются разлитые отеки — на ногах, появляется жидкость в полостях тела — животе, грудной полости, под оболочкой сердца. Пациент задыхается, у него развивается печеночная, почечная и дыхательная недостаточность — даже пересадка сердца его не спасет, поскольку через некоторое время оно снова превратится в “легочное”.
Также кашель развивается до 90% случаев при раке легких, плевры, бронхов и метастазах рака из других областей в легкие. Он возникает из-за повреждения бронхов, вследствии прорастания опухоли в их стенки. Она достигает пищевода, из которого слизь, частицы пищи и желудочное содержимое могут также попадать в бронхиальное дерево, грудную полость. Опухоль повреждает сосуды, часто вызывает венозный тромбоз и как итог — отток крови от легких нарушается, развивается застой и жидкость пропотевает в грудную клетку. Помимо этого опухоль продуцирует жидкость, которая скапливается в оболочках легких и сердца — все эти причины вызывают кашель.
Внелегочные причины
Чаще всего кашель вызывает гастроэзофагеальный рефлюкс — ГЭРБ или по-простому, изжога. Порядка 40% страдающих изжогой, кислым привкусом во рту страдали хроническим кашлем. Напротив, порядка 40% всех обследуемых с хроническим кашлем, хотя и не имели симптомов изжоги, кислого привкуса во рту, но имели гастроэзофагеальный рефлюкс.
Изжога провоцирует кашель несколькими механизмами. Во-первых, раздражение слизистой начального отдела пищевода кислотой вызывает кашель, во-вторых — затекание кислоты при стекании по стенкам пищевода и глотании в гортань и далее в трахею и бронхи. Такой кашель не пройдет до тех пор, пока не будет выявлена причина изжоги и подобрана терапия.
Также ученые отмечают влияние болезней уха и носа. В редких случаях хронический кашель развивается при воспалении слуховой трубы, появлении серной пробки в в ухе. Объясняется это тем, что иннервация слуховой трубы обеспечивается отростками тех же нервных окончаний, что и дыхательной системы, поэтому их раздражение перекрестно отражается, с появлением кашля.
Примерно так же появляется кашель при ринитах и синуситах — насморке. Слизь из носа затекает в верхние дыхательные пути, раздражая кашлевые рецепторы, что приводит к кашлю. Ученые обозвали этот процесс постназальным синдромом.
Иногда сухой кашель, отек бронхов и их спазм вызывают ингибиторы ангиотензин-превращающего фермента — препараты, снижающие артериальное давление. . Доказано, что порядка 15% пациентов, получающих лечение ингибиторами ангиотензин-превращающего фермента, сталкиваются с побочным эффектом от них — кашлем. Чтобы справиться с этой проблемой достаточно сменить терапию на другой класс препаратов — например, на блокаторы рецептора ангиотензина.
Хроническая сердечная недостаточность (ХСН) и тромбоэмболия легочной артерии (ТЭЛА) — также вызывают хронический кашель. Поэтому клиницисты не даром прозвали сердечную недостаточность — сердечной астмой. Человек не может принять лежачее положение, он задыхается, открывается сухой кашель. Это происходит потому, что сердце плохо перекачивает кровь, в итоге во всем кровяном русле образуется затор, пробка. В итоге, как автолюбители объезжают пробку по обочине, так и жидкость начинает пропотевать через стенки сосудов в окружающие ткани. Формируются отеки, сначала на нижних конечностях, потом в брюшной полости. По мере прогрессирования дефекта отеки добираются и до грудной полости, а потом и до оболочек сердца.
Когда все причины исключены и для кашля нет почвы, тогда говорят о психогенном кашле — это диагноз исключения. Он развивается из-за такого феномена, как соматизация или переход душевных переживаний в симптомы соматической болезни. Тревога, сниженное настроение, душевные травмы чаще приводят к психическим симптомам, но порой организм подавляет их, но бесследно такой фокус не проходит — развивается маскированная депрессия, соматоформное расстройство, ипохондрия. Человек ходит по врачам, проходит всевозможные обследования, скрининги. Поэтому опытный врач должен направить пациента участковому психиатру или психотерапевту, чтобы тот разобрался с проблемой и подобрал лечение.
Важно запомнить
- Кашель — физиологический процесс, он защищает дыхательные пути от чужеродных частиц
- Кашель вызывают не только инфекции, но и химические вещества, пары, табачный дым, а также болезни сердца, желудка и психические проблемы.
- Длительный, более двух недель кашель — повод обратиться к врачу
- Чтобы защититься от легочных причин кашля следует вакцинироваться от гриппа, covid-19, для людей в группе риска — дополнить прививочный календарь вакцинами от гемофильной палочки типа В и пневмококка. В разгар эпидемии носить маски. Поменять образ жизни — отказаться от курения, укреплять иммунитет.
19046
