Для совершения обычного дыхания, т. е. при легочной вентиляции, равной б—8 л/мин, затрачивается энергия, равная 0,3 кгм/мин, или 0,002—0,008 Вт. В целом, это составляет 2—3% от общих энергозатрат организма. При МОД, равном 14 л/мин, затраты возрастают в 3 раза (0,9 кгм/мин), а при 200 л/мин — 2S0 кгм/мин. При максимальной вентиляции легких, равной 120 л/мин и выше, затраты на дыхание становятся нерентабельными и дальнейшее повышение вентиляции легких становится в энергетическом отношении крайне невыгодным.
ПАТТЕРНЫ ДЫХАНИЯ
В норме дыхание представлено равномерными дыхательными циклами «вдох — выдох» до 12—16 в минуту. Этот вид дыхания получил название эйпноэ.
При разговоре, приеме пищи паттерн дыхания временно меняется: периодически могут наступать апноэ — задержки дыхания на вдохе или на выдохе. При физической нагрузке за счет повышенной потребности в кислороде возникает гиперпноэ — возрастает частота и глубина дыхания. Во время естественного сна паттерн дыхания меняется: в период медленного (ортодоксального) сна дыхание становится поверхностным и редким, а в период парадоксального сна оно возвращается к исходному, углубляется и учащается. В ряде случаев у взрослых во время сна может наблюдаться дыхание типа Чейна-Стокса: постепенно амплитуда дыхательных движений возрастает, потом сходит на нет, после паузы вновь постепенно возрастает и т. п. У новорожденных во сне может происходить остановка дыхания (синдром внезапной детской смерти).
При нарушении структур мозга, имеющих прямое отношение к процессу дыхания, паттерн дыхания существенно меняется.
1) Гаспинг, или терминальное редкое дыхание, которое проявляется судорожными вдо хами-выдохами. Возникает при резкой гипоксии мозга, в период агонии. Как правило, затем наступает полное прекращение дыхания — апноэ.
2) Атактическое дыхание — это неравномерное, хаотическое, нерегулярное дыхание. . Наблюдается при сохранении дыхательных нейронов продолговатого мозга, но при нару шении связи с варолиевым мостом.
3) Атеистическое дыхание. Апнейзис — это паттерн дыхания, при котором имеет мес то длительный вдох, короткий выдох и снова — длительный вдох. Т. е. нарушен процесс смены вдоха на выдох.
4) Дыхание типа Чейна-Стокса. Возникает подобно гаспингу — при нарушении работы дыхательных нейронов продолговатого мозга.
5) Дыхание Биота. Наблюдается при повреждении дыхательных нейронов моста. Прояв ляется в том, что между нормальными дыхательными циклами «вдох—выдох» возникают длительные паузы — до 30 с, которых в норме нет.
6) Дыхательная апраксия. Наблюдается при поражении нейронов лобных долей. Боль* ной не способен произвольно менять ритм и глубину дыхания, но обычный паттерн дыха ния у него не нарушен.
7) Нейрогенная гипервентиляция. Дыхание частое и глубокое. Возникает при стрессе, при физической работе, а также при нарушениях структур среднего мозга.
Все эти виды паттернов, в том числе и патологические, возникают при изменении работы дыхательных нейронов продолговатого мозга и варолиевого моста (см. ниже). Могут также возникать вторичные изменения дыхания при различных видах патологии. Например, застой крови в малом круге кровообращения, пшертензия малого круга вызывает учащение дыхания (тахипноэ). Сердечная недостаточность приводит к развитию дыхания типа Чейна-Стокса, анемия сопровождается тахипноэ, артериальная гипертония вызывает гипервентиляцию. Коматозные состояния (например, диабетическая кома) вызывают «большое» шумное дыхание, или дыхание Куссмауля — глубокое дыхание с укороченным активным выдохом. Метаболический ацидоз вызывает брадипноэ.
При поражении ЦНС, при наличии выраженной сердечно-сосудистой и легочной патологии нарушение регулярности дыхания свидетельствует о неблагоприятном развитии процесса. Зловещим признаком является постепенное удлинение дыхательных пауз (эпизодов апноэ), в ходе которого дыхание типа Чейна-Стокса или Биота переходит в терминальное дыхание (гаспинг).