Строение и функции диафрагмы

Естественное течение респираторного ацидоза и компенсаторные механизмы

Для стабильности физиологических процессов в организме поддерживается кислотно-щелочной баланс: норма pH — 7,35-7,45. Гомеостаз требует равновесия между Н+ и НСО3-. Классически избыток позитивно заряженных частиц нейтрализует в первую очередь бикарбонат, затем фосфатный и белковый буфер.

Двуокись углерода СО2, попадая в легкие, отдает водородные протоны. Кровь закисляется, в следствие получаем респираторный ацидоз. 

В норме удержание CO2 приводит к активации компенсаторных механизмов, призванных восстановить нормальный рН крови. При остром ацидозе компенсаторные системы не могут своевременно адаптироваться, развивается дыхательная недостаточность. Клеточные буферные механизмы вызывают повышение HCO3- дo 1 ммоль/л в ответ на каждые 10 мм рт.ст. роста СО2. Также патология сопровождается: 

• незначительным повышением концентрации натрия, калия и фосфора;
• снижением концентрации хлоридов и лактатов.

При нарушениях, перечисленных выше в качестве причин дыхательного ацидоза, патологическое состояние не компенсируется увеличением мин. объема вентиляции легких, поэтому кислотно-щелочной дисбаланс усугубляется. Без срочной интенсивной терапии нарушается тканевое дыхание, запускается процесс анаэробного гликолиза с накоплением молочной кислоты, и рН еще снижается. С таким смешанным ацидозом очень сложно справиться.

При хроническом респираторном ацидозе картина несколько иная. Организм в ответ на нарушения запускает адаптационные механизмы, в которых основной компенсирующий орган — почки. Максимальная эффективность механизмов почечной компенсации развивается через 3-7 дней. Концентрация HCO3 увеличивается на 3-4 ммоль/л за каждое увеличение СО2 на 10 мм рт.ст., однако не превышает 45 ммоль/л. Характерной является интенсификация выведения хлоридных анионов, приводящая к гипохлоремии.

Классификация

Разделяют врожденную и приобретенную релаксации диафрагмы. Виды приобретенной:

• травматическая;
• вследствие воспалительных процессов;
• идиопатическая.

По расположению релаксация может быть:

• левосторонняя — релаксация левого купола диафрагмы;
• правосторонняя — релаксация правого купола диафрагмы.

Расслабление диафрагмы может быть полным (тотальным) или частичным (локальным).

Локальная релаксация диафрагмы

Частичная или локальная релаксация диафрагмы, как правило, наблюдается справа. Чаще всего ограниченная релаксация локализуется в передне-медиальном отделе диафрагмы справа, что может объясняться слабостью мышечных пучков, отходящих в этой области от задней поверхности грудины. Слева этот участок прикрыт париетальным листком перикарда и верхушкой сердца. При этом купол диафрагмы дугообразно выпячивается в сторону легкого, а печень деформируется, повторяя форму области релаксации.

Причиной ограниченной релаксации могут быть следующие заболевания:

• эхинококкоз печени и селезенки;
• поддиафрагмальный абсцесс;
• наддиафрагмальный осумкованный плеврит;
• кисты перикарда;
• базальная пневмония;
• ограниченная гипоплазия диафрагмы.

Главным признаком ограниченной релаксации является локальное дугообразное выпячивание передне-медиальной части диафрагмы и ее истончение на этом участке. Чаще заболевание протекает бессимптомно, реже больные предъявляют жалобы на боль в груди или в области сердца, кашель; могут встречаться и диспепсические явления.

Лечение

Лечение релаксации диафрагмы только хирургическое.

Показанием к плановой операции является релаксация:

• сопровождающаяся болевым синдромом;
• сдавлением и уменьшением объема легкого с нарушениями функции дыхания;
• смещением средостения с нарушениями сердечно-сосудистой деятельности;
• высоким стоянием органов желудочно-кишечного тракта с нарушениями пищеварения.

Экстренные показания к операции возникают при завороте желудка, разрыве диафрагмы, остром желудочном кровотечении и других осложнениях.

Задачей хирургического вмешательства является восстановление исходного уровня стояния диафрагмы, в результате чего грудные и брюшные органы должны занять свое нормальное положение. Операция заключается в пластике диафрагмы собственными тканями или пластике сетчатым протезом.

Современным и перспективным направлением хирургии диафрагмы при ее релаксации являются торакоскопические и лапароскопические операции. Общеизвестные преимущества эндоскопических операций – прежде всего минимальное повреждение дыхательной мускулатуры грудной стенки.

В отделении торако абдоминальной хирургии и онкологии РНЦХ им. Петровского  предпочтение отдается оперативному лечению диафрагмы из лапароскопического доступа. Опыт выполнения данных оперативных вмешательств из лапароскопического и торакоскопического доступов составляет более 10 лет.

Пластика диафрагмы проводится сетчатым протезом.  Российский научный Центр хирургии является одним из основоположников хирургии диафрагмы с использованием синтетических протезов.  Аллопластику (сетчатым протезом) диафрагмы применяют с 1951 г., у истоков создания метода стоял выдающийся отечественный хирург и основатель Центра хирургии, академик Б.В. Петровский.

Вас может заинтересовать: Хирургия диафрагмы, Грыжи диафрагмы.

Прогноз

Прогноз лечения благоприятный.  Важно соблюдать рекомендации при выписке из стационара и исключения вредных социальных факторов. Выздоровление с восстановлением трудоспособности происходит через 1-2 месяца от операции

Лечение хронического респираторного ацидоза

При хроническом респираторном ацидозе основной курс действий направлен на лечение основного заболевания. Независимо от конкретных методов его лечения, в случае сосуществования дыхательной недостаточности важна кислородная терапия. 

У пациентов с обструктивным апноэ сна или обострением ХОБЛ может потребоваться применение неинвазивной или инвазивной искусственной вентиляции легких.

Особую осторожность следует соблюдать при введении кислорода пациентам с хронической гиперкапнией. Регуляция дыхания у этих людей зависит, прежде всего, от стимулирующего действия гипоксемии на периферические дыхательные рецепторы, так как снижается чувствительность центрального центра к pСО2

Введение кислорода в слишком высоком потоке вызывает компенсацию гипоксемии, а следовательно, снижение частоты и одышки, что приводит к увеличению задержки СО2 и ацидоз. Под контролем следует использовать дыхательную смесь с содержанием кислорода 24-25%, что в случае введения через интраназальный катетер означает течение

Почему болит в боку при беге и что при этом делать?

При беге возможно появление боли в левом или правом боку. Сама боль не является чем-то критичным, причин ее появления может быть несколько:

• Слабая выносливость, плохая разминка. Боль в этом случае означает накопление избытков крови в печени/селезенке, которая под давлением (от опускания диафрагмы при вдохе) вызывает болевые ощущения. Именно поэтому наращивать темп и продолжительность тренировок нужно постепенно. Также необходима хорошая разминка не только суставов, но сердечно-сосудистой системы. Если у вас в начале тренировок проявилась подобная боль, нужно замедлить темп, перейти на ходьбу и дышать глубоко и медленно.
• Причиной может также быть слишком частое поверхностное дыхание, например по схеме 1-1 при низко- и среднеинтенсивном беге. Всё, что нужно сделать, – дышать более глубоко и размеренно.
• Недавний прием пищи. Желудок давит на диафрагму, а она – на легкие. Если вы плотно поели, нужен перерыв хотя бы в 1,5-2 часа.
• Хронические заболевания внутренних органов. Например, такое может быть при гепатитах. Здесь поможет только своевременное обследование (например, УЗИ брюшной полости перед началом тренировок по бегу) и консультация у врача.

Комплекс (аппарат) Гольджи

Как и в любой другой клетке, в мышечном волокне имеется органелла общего назначения, известная под названием комплекса или аппарата Гольджи. Эту органеллу обнаружил в 1889 году итальянский ученый Камилло Гольджи. В саркоплазме мышечного волокна таких органелл насчитывается тысячи.

Строение комплекса Гольджи

Комплекс Гольджи представляет собой стопку дискообразных мембранных цистерн (рис.1) и связанную с ними систему пузырьков (везикул). Между цистернами имеются связывающие их трубчатые структуры.

Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах:

• Гипертрофия скелетных мышц человека
• Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека

Рис.1. Комплекс Гольджи

Комплекс Гольджи расположен недалеко от ядер мышечного волокна и шероховатой эндоплазматической сети (рис.2).

Рис.2. Структура и функции комплекса Гольджи

В комплексе Гольджи различают три отдела: цис-сеть Гольджи, некомпактные зоны и транс-сеть Гольджи.

Цис-сеть Гольджи расположена перед первой цистерной, ближе к ядру мышечного волокна. В транс-сеть Гольджи, переходит последняя цистерна комплекса. Она расположена на более удаленном расстоянии от ядра мышечного волокна.  Некомпактные зоны расположены между соседними стопками аппарата Гольджи.

Перенос и преобразование белков

Необходимые мышечному волокну белки синтезируются на рибосомах. Затем они перемещаются в шероховатую эндоплазматическую сеть. Эти белки называют «незрелыми», потому что они еще не приняли свою пространственную структуру (то есть не свернулись определенным образом). Из  шероховатой  эндоплазматической сети белки перемещаются в виде мембранных пузырьков в цис-сеть комплекса Гольджи.  Известно, что в цистернах, располагающихся ближе к ядру мышечного волокна, содержатся наименее зрелые белки. В цистернах аппарата Гольджи белки «созревают», то есть приобретают свою трехмерную структуру. Биохимики называют этот этап процессингом белка. Каким образом созревающие белки перемещаются по цистернам комплекса Гольджи до сих пор непонятно.

В конце концов от цистерн, расположенных достаточно далеко от ядер отпочковываются пузырьки, содержащие полностью «зрелые» белки. С помощью мембранных пузырьков эти белки доставляются «по адресу» в зависимости от полученных ими в аппарате Гольджи «меток». Образно говоря, в мышечном волокне комплекс Гольджи играет роль почты, в которой сортируются и оправляются по адресам различные «посылки» в виде белков, заключенных в пузырьки.

Сборка мембран

В комплексе Гольджи происходит также сборка мембран.  Вещества, из которых состоят мембраны (белки, липиды) поступают в комплекс Гольджи из эндоплазматической сети. Затем в цистернах комплекса Гольджи собираются участки мембран, из которых изготавливаются мембранные пузырьки. Они перемещаются в саркоплазме мышечного волокна в те места, где нужно достроить мембрану.

Транспорт веществ к клеточной мембране

Часть веществ, синтезированных в мышечном волокне, выводится наружу. Эти вещества накапливаются в комплексе Гольджи, упаковываются в мембранные пузырьки и транспортируются к сарколемме и выводятся за её пределы.

Образование лизосом

В комплексе Гольджи также образуются лизосомы – органеллы мышечного волокна, играющие существенную роль в катаболизме белков.

Советы по сохранению здоровья диафрагмы

Диафрагма — одна из важнейших мышц в теле человека,
поскольку играет важную роль в дыхании.

Защитите свою диафрагму следующим образом:

• ограничьте продукты, которые вызывают изжогу или кислотный рефлюкс
• съедайте меньшие порции еды за один раз
• растягивайтесь и разминайтесь перед тренировкой
• тренируйтесь в своих пределах

Как и любую мышцу, диафрагму можно укрепить с помощью специальных упражнений. Диафрагмальное дыхание или брюшное дыхание — лучший способ для этого. Он включает в себя глубокий и медленный вдох через нос, чтобы ваши легкие наполнялись воздухом при расширении живота. Наряду с укреплением диафрагмы, диафрагмальное дыхание может также  снизить стресс и снизить кровяное давление.

Импульса соблюдает строгие правила отбора источников и полагается на рецензируемые исследования, научно-исследовательские институты и медицинские ассоциации. Мы избегаем использования недостаточно экспертных ссылок.   • Blows W. (1999). Diaphragmatic cramp as a possible cause of noncardiac chest pain and referred mandibular pain.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/10846650 • Causes and diagnoses of disorders of the diaphragm. (n.d.).nm.org/conditions-and-care-areas/pulmonary/thoracic-surgery/diaphragmatic-hernia/causes-and-diagnoses • CDH statistics. (n.d.).cherubs-cdh.org/cdh/whatiscdh2/cdh-statistics • Chiou M, et al. (2017). Treatment of Idiopathic Diaphragm Flutter: A Case Study. DOI:10.1016/j.chest.2017.01.034 • The diaphragm. (n.d.).teachmeanatomy.info/thorax/muscles/diaphragm/ • Diaphragmatic breathing. (2017).my.clevelandclinic.org/health/articles/9445-diaphragmatic-breathing • León-Atance P, et al. (2011). Diseases of the diaphragm . DOI:10.1016/S0300-2896(11)70066-7 • Ma X, et al. (2017). The effect of diaphragmatic breathing on attention, negative affect and stress in healthy adults. DOI:10.3389/fpsyg.2017.00874 • Mandoorah S, et al. (2018). Phrenic nerve injury. StatsPearls.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK482227 • Maramattom BV, et al. (2016). Diaphragmatic flutter masquerading as palpitations. DOI:10.4103/0972-2327.186843 • Mayo Clinic Staff. (2018). Hiatal hernia.mayoclinic.org/diseases-conditions/hiatal-hernia/symptoms-causes/syc-20373379 • Paralyzed diaphragm. (n.d.).cedars-sinai.org/health-library/diseases-and-conditions/p/paralyzed-diaphragm.html • Ramírez JD, et al. (2013). Diaphragmatic flutter: A case report and literature review. DOI:10.1016/j.nrleng.2013.06.017 • Walton D, et al. (2017). Diaphragmatic flutter . DOI:10.1136/practneurol-2017-001830 • Wolf SG. (1994). Diaphragmatic spasm: A neglected cause of dyspnoea and chest pain . DOI:10.1007/BF02691282

Диагностика и оценка тяжести заболевания

Больных с симптомами острого ацидоза обследуют в отделении интенсивной терапии. Все анализы проводятся срочно, так как требуется неотложная помощь.

При физическом осмотре больного с респираторным ацидозом следует оценить нарушения сознания, проходимость дыхательных путей, частоту дыхания и аускультацию легких. При хроническом респираторном ацидозе характерна дилатация кожных сосудов лица и конъюнктивы. Частые нарушения сознания и очаговая неврологическая симптоматика требуют исключения заболеваний ЦНС.

Важно определить причину расстройства, так как диагноз основного заболевания определяет ход лечения. Важно оценить скорость роста респираторного ацидоза (острого или хронического) и степень его компенсации (декомпенсированная, частично компенсированная или компенсированная)

В связи с различным лечением острого и хронического респираторного ацидоза необходимо выявить больных с обострением хронического респираторного ацидоза.

Окончательный диагноз респираторного ацидоза основывается на анализе газов артериальной крови и рН 45 мм рт.ст.)

У пациента с удержанием СО2 гипоксемия опасна для жизни, поэтому очень важно определить значения парциального давления О2(ПаО2), насыщенность (SaO2) и HCO3–, с указанием степени компенсации респираторного ацидоза

Таблица 1. Методы диагностики и показатели респираторного ацидоза

Тест, анализ	Результат указывающий на дыхательный ацидоз	Комментарий
Анализ рН крови	ниже 7,35	не дифференцирует метаболические и респираторные причины
Газовый состав крови	PaCO2 более 45 мм рт. ст.	дополняет результат рН крови
Капнография	концентрация СО2 снижается в конце выдоха с нарастанием PaCO2	Большая разница между концентрациями СО2 и PaCO2 указывает на большой объем альвеолярного мертвого пространства легких
ЭКГ	депрессия зубца Т, симптомыи легочного сердца, желудочковые экстрасистолы, при гипокалиемии часто обнаруживаются атриовентрикулярные блокады 2-4 степени	результаты дополняют лабораторные исследования
Биохимия крови	увеличение актуального бикарбоната при нормах стандартного, дефицит/избыток BE повышен	гипохлоремия, гиперфосфатемия, гиперкалиемия, постепенно сменяющаяся гипокалиемией.

Анатомия и функция диафрагмы

Диафрагма представляет собой тонкую скелетную мышцу, которая
находится у основания грудной клетки и отделяет брюшную полость от грудной
клетки. Она сжимается и сплющивается, когда вы вдыхаете. Это создает вакуумный
эффект, который втягивает воздух в легкие. Когда вы выдыхаете, диафрагма
расслабляется и воздух выталкивается из легких.

Также у диафрагмы есть функции, не связанные с дыханием. Диафрагма увеличивает брюшное давление, чтобы помочь  организму избавиться от рвоты, мочи и кала. Также она оказывает давление на пищевод, чтобы предотвратить кислотный рефлюкс.

Диафрагмальный нерв, который проходит от шеи к диафрагме,
контролирует движение диафрагмы.

В диафрагме есть три больших отверстия, которые позволяют
определенным структурам проходить между грудной клеткой и животом.

Эти отверстия включают в себя:

• Пищеводной отверстие. Пищевод и блуждающий нерв, который контролирует большую часть пищеварительной системы, проходят через это отверстие.
• Отверстие аорты. Аорта, главная артерия тела, которая транспортирует кровь от сердца, проходит через отверстие аорты. Грудной проток, главный сосуд лимфатической системы, также проходит через это отверстие.
• Отверстие нижней полой вены. Через это отверстие проходит нижняя полая вена, большая вена, которая транспортирует кровь к сердцу.

Техника диафрагмального дыхания

Положительное воздействие тренировок достигается за счет напряжения мышц в области живота, так вы можете проверить правильность техники выполнения. Живот ни в коем случае нельзя втягивать, т. к. это вернет дыхание в верхние отделы грудной клетки. Второй важный этап правильного дыхания – расслабление диафрагмы. В расслабленном состоянии мышца естественным образом занимает правильное положение. Это достижимо при единственном условии: вы чувствуете работу мышцы, понимаете ее устройство и функцию, можете сознательно ею управлять.

Научиться дышать диафрагмой труднее людям с избыточным весом, поэтому им специалисты рекомендуют начать освоение техники с позы лежа на спине. После первых тренировок могут наблюдаться несильные болевые ощущения в области диафрагмы во время занятий спортом – при регулярных тренировках они быстро проходят.

На спине

1. Примите положение лежа в удобной позе, глаза закрыты, тело максимально расслаблено.
2. Левую руку положите на грудь, правую – на живот в районе пупка.
3. Дышите, делайте вдохи средней глубины и выдохи дольше вдохов.
4. Правая рука – контрольная, в ходе упражнения двигаться должна только она, левая рука должна быть неподвижна.
5. Следите, чтобы и вздутие, и втягивание живота во время упражнения происходили за счет движения воздуха. Мышцы должны по минимуму участвовать в процессе вдоха и вообще не участвовать в выдохе.

Занятие сидя

1. Сядьте на удобный стул так, чтобы можно было расслабиться, закройте глаза.
2. Дышите так же, как при упражнении лежа, но без рук. Живот должен округляться, грудная клетка не двигается, дыхание ровное, ритмичное, средней глубины. Выдох строго за счет расслабления диафрагмы.
3. Дышать так следует 15-20 минут.

«Собачье дыхание»

Это упражнение дает самую интенсивную нагрузку на дыхательные органы, выполнять его следует в последнюю очередь, когда первые два упражнения уже хорошо отработаны. Из всех упражнений это – единственное, при котором допускается дыхание ртом, кроме того, оно гарантированно вызовет гипервентиляцию легких. Цель занятия – научиться чувствовать диафрагму и контролировать дыхательный процесс.

1. Встаньте на четвереньки, спина прямая, шея продолжает линию позвоночника.
2. Расслабьте брюшные мышцы.
3. Быстро и ритмично дышите ртом, наблюдайте за работой мышц.

Упражнение с книгой

Книга выступает в данном упражнении в роли груза, за счет давления которого происходит укрепление брюшных мышц и контроль над правильностью дыхательного процесса. Само упражнение ничем не отличается от первого – в позиции на спине, только вместо руки на живот кладется книга. Ложитесь на спину, дышите с книгой, стараясь не уронить ее с живота, следите за неподвижностью грудной клетки.

Нужно ли ЛФК при грыже

ЛФК при грыже обязательна. Задача такой лечебной гимнастики – улучшить физическое состояние больного, убрать боль, предупредить ее появление. Грамотно разработанные занятия:

• стимулируют жизненные функции;
• повышают выносливость мышечных структур и реактивность организма (способность реагировать на разные факторы);
• вовлекают в общую реакцию механизмы, которые участвуют в патологическом процессе, что способствует их устранению.

Лечебная физкультура не вредит организму, поскольку упражнения разработаны так, чтобы снизить нагрузку на позвоночник. Они не только снимают боль, но и «учат» тело избегать травм в будущем.

Регулярное выполнение ЛФК помогает:

• Облегчить боль, ускорить процесс выздоровления.
• Сформировать правильную осанку.
• Улучшить силу, выносливость, координацию.
• Равномерно распределить нагрузку по отделам позвоночного столба.
• Восстановить подвижность.
• Подготовить тело к силовым и аэробным нагрузкам.

Лечебная гимнастика укрепляет мышцы, которые поддерживают позвоночник, препятствуют появлению новых грыж. Упражнения задействуют не только спинные, но и брюшные мускулы. Тело начинает лучше двигаться, исчезает скованность, снижается риск травмы.

Заболевания и симптомы

В клинической практике чаще всего приходится сталкиваться с воспалениями слизистой оболочки пищевода, эзофагитом. К эзофагиту предрасполагает раздражение слизистой оболочки грубой, острой, горячей пищей, алкоголем.

Иногда эзофагит обусловлен обменными расстройствами, авитаминозами, аллергическими реакциями, бактериальной и вирусной инфекцией. Зачатую в основе эзофагита лежит рефлюкс, заброс желудочного содержимого в пищевод. Давление внутри желудка выше, чем внутри пищевода. В норме кардиальный сфинкер сомкнут, и это препятствует рефлюксу.

При заболеваниях желудка, других отделов ЖКТ, неврологических расстройствах из-за несостоятельности кардиального сфинктера желудочное содержимое забрасывается в нижнюю часть пищевода. Кислое содержимое желудка разъедает пищеводную слизистую. Здесь формируется воспаление, а затем появляются язвы пищевода. Рефлюкс-эзофагит настолько типичен для патологии ЖКТ, что его выделили в самостоятельное заболевание. Рефлюкс-эзофагит и пищеводные язвы нередко сочетаются с грыжей пищеводного отверстия диафрагмы, когда часть желудка вместе с брюшным отделом пищевода через диафрагмальное отверстие смещается из брюшной полости в грудную. На фоне хронического воспаления формируются пищеводные полипы. Со временем эти доброкачественные опухоли могут трансформироваться в рак пищевода.

Иногда врачам-хирургам приходится сталкиваться с синдромом Маллори-Вейса. Этот синдром характеризуется наличием линейных разрывов слизистых нижних отделов пищевода и кардиального отдела желудка при общем тяжелом состоянии пациента. Причины: хронические эзофагиты, гастриты, систематический прием некоторых лекарств, злоупотребление алкоголем.

Еще одна частая патология – дискинезия пищевода, характеризующаяся спазмом или параличом сфинктеров, нарушением моторики, двигательной активности, пищевода. Дискинезия, как правило, связана с функциональными расстройствами вегетативной нервной системы при неврозах. Но могут быть и более серьезные причины – мозговые инсульты, черепно-мозговые травмы, опухоли головного мозга, когда нарушается мозговая регуляция пищеводной моторики.

Типичные симптомы заболеваний пищевода:

• дисфагия (нарушения глотания);
• жжение, болезненность за грудиной по ходу пищевода, усиливающееся во время еды;
• рвота съеденной пищей;
• регургитация – в отличие от рвоты пассивный процесс, по сути, срыгивание;
• боль в глотке при глотании из-за раздражения кислым содержимым.

В редких случаях отмечаются инородные тела пищевода вследствие случайного заглатывания посторонних предметов. При этом существует опасность перфорации, разрыва пищеводной стенки

Еще одна опасность по неосторожности – химический ожог пищевода кислотами и щелочами. По мере заживления ожог осложняется рубцовым сужением, стенозом пищевода с его частичной непроходимостью