Согревание воздуха в полости носа. Функция слизеотделения носа

Добавил пользователь Алексей Ф.
Обновлено: 14.12.2024

Эта функция является основной функцией носа. В норме через нос проходит весь вдыхаемый и выдыхаемый воздух. Во время вдоха, обусловленного отрицательным давлением в грудной полости, воздух устремляется в обе половины носа. Основной поток воздуха направляется снизу вверх дугообразно по общему носовому ходу вдоль средней носовой раковины, поворачивает кзади и книзу, идет в сторону хоан. При вдохе из околоносовых пазух выходит часть воздуха, что способствует согреванию и увлажнению вдыхаемого воздуха, а также частичной диффузии его в обонятельную область. При выдохе основная масса воздуха идет на уровне нижней носовой раковины, часть воздуха поступает в околоносовые пазухи. Дугообразный путь, сложный рельеф и узость внутриносовых ходов создают значительное сопротивление прохождению струи воздуха, что имеет физиологическое значение - давление струи воздуха на слизистую оболочку носа участвует в возбуждении дыхательного рефлекса. Если дыхание осуществляется через рот, вдох становится менее глубоким, что уменьшает количество поступающего в организм кислорода. При этом уменьшается и отрицательное давление со стороны грудной клетки, что, в свою очередь, приводит к уменьшению дыхательной экскурсии легких и последующей гипоксии организма, а это вызывает развитие целого ряда патологических процессов со стороны нервной, сосудистой, кроветворной и других систем, особенно у детей.

Во время прохождения через нос вдыхаемый воздух очищается, согревается и увлажняется.

Согревание воздуха осуществляется за счет раздражающего воздействия холодного воздуха, вызывающего рефлекторное расширение и заполнение кровью кавернозных сосудистых пространств. Объем раковин значительно увеличивается, соответственно суживается ширина носовых ходов. В этих условиях воздух в полости носа проходит более тонкой струей, соприкасается с большей поверхностью слизистой оболочки, отчего согревание идет интенсивнее. Согревающий эффект тем более выражен, чем ниже температура наружного воздуха.

Увлажнение воздуха в полости носа происходит за счет секрета, выделяемого рефлекторно слизистыми железами, бокаловидными клетками, лимфой и слезной жидкостью. У взрослого человека в течение суток в виде пара из носовых полостей выделяется около 300 мл. воды, однако этот объем зависит от влажности и температуры наружного воздуха, состояния носа, а также других факторов.

Очищение воздуха в носу обеспечивается несколькими механизмами. Крупные пылевые частицы механически задерживаются в предверии носа густыми волосами. Более мелкая пыль, которая прошла через первый фильтр, вместе с микробами осаждается на слизистой облочке, покрытой слизистой секретом. В слизи содержатся обладающие бактерицидным действием лизоцим, лактоферрин, иммуноглобулины. Осаждению пыли способствует узость и изогнутость особых ходов. Около 40-60% пылевых частиц и микробов вдыхаемого воздуха задерживаются в носовой слизи и нейтрализуются этой слизью или удаляются вместе с ней. Механизм самоочищения дыхательных путей, называемый мукоцилиарным транспортом (мукоцилиарный клиренс), осуществляется мерцательным эпителием. Поверхность мерцательных клеток покрыта многочисленными ресничками, совершающими колебательные движения. Каждая реснитчатая клетка имеет на своей поверхности 50-200 ресничек длиной 5-8 мкм и диаметром 0,15-0,3 мкм. Каждая ресничка имеет собственное двигательное устройство - аксонему. Частота биения ресничек 6-8 взмахов в сек. Двигательная активность ресничек мерцательного эпителия обеспечивает передвижение носового секрета и осевших на нем частичек пыли и микроорганизмов по направлению к носоглотке. Чужеродные частицы, бактерии, химические вещества, попадающие в полость носа с потоком вдыхаемого воздуха, прилипают к слизи, разрушаются энзимами и проглатываются. Только в самых передних отделах полости носа, на передних концах нижних носовых раковин ток слизи направлен ко входу в нос. Общее время прохождения слизи от передних отделов полости носа до носоглотки составляет 10-20 мин. На движение ресничек оказывают влияние различные факторы - воспалительные, температурные, воздействие различных химических веществ, изменение РН, соприкосновение между противолежащими поверхностями мерцательного эпителия и др.

Проводя лечение заболеваний носа, нужно учитывать, что любое вливание сосудосуживающих или других капель в нос в течение длительного времени (более 2 нед) наряду с лечебным эффектом оказывает отрицательное влияние на функцию мерцательного эпителия.

К защитным механизмам относятся также рефлекс чиханья и слизеотделения. Инородные тела, пылевые частицы, попадая в полость носа, вызывают рефлекс чиханья: воздух внезапно с определенной силой выбрасывается из носа, тем самым удаляются раздражающие вещества.

Обонятельный анализатор относится к органам химического чувства, адекватным раздражителем которого являются молекулы пахучих веществ (одоривекторы). Пахучие вещества достигают обонятельной области вместе с воздухом при вдыхании через нос. Обонятельная область (regio olfactorius) начинается от обонятельной щели (rima olfactorius), которая находится между нижним краем средней носовой раковины и перегородкой носа, идет кверху до крыши полости носа, имеет ширину 3-4 мм. Для восприятия запаха необходимо, чтобы воздух диффундировал в обонятельную область. Это достигается короткими форсированными вдохами через нос, при этом образуется большое количество завихрений, направленных в обонятельную зону (такой вдох человек делает, когда нюхает).

Существуют различные теории обоняния.

Химическая теория (Цваардемакера). Молекулы пахучих веществ (одоривекторы) адсорбируются жидкостью, покрывающей волоски обонятельных клеток, и, приходя в контакт с ресничками этих клеток, растворяются в липоидной субстанции. Возникшее возбуждение распространяется по цепи нейронов к корковому ядру обонятельного анализатора.

Физическая теория (Гейникса). Различные группы обонятельных клеток возбуждаются в ответ на определенной частоты колебания, свойственные определенному одоривектору.

Согревание воздуха в полости носа. Функция слизеотделения носа

Кафедра оториноларингологии Ярославской государственной медицинской академии

ГБОУ ВПО «Ярославский государственный медицинский университет» Минздрава России, Ярославль, Россия

Носовой цикл (обзор литературы)

Журнал: Российская ринология. 2019;27(3): 141‑147

В развитии организма незаменимую роль играет физиологичное свободное носовое дыхание. Его функциональной характеристикой является носовой цикл (НЦ). При различных заболеваниях полости носа и околоносовых пазух нарушается либо полностью исчезает стройная цикличность кровенаполнения кавернозных тел слизистой оболочки, что лишает мерцательный эпителий и рецепторный аппарат полости носа функциональных способностей. Подобные изменения посредством рефлекторных связей негативно отражаются на жизнедеятельности всех систем организма. Несмотря на большое количество проведенных исследований, мнения ученых расходятся по многим вопросам, касающимся характеристик НЦ во время сна и бодрствования, при разной влажности и температуре воздуха, физической нагрузке и умственном труде, воздействии лекарственных препаратов (например, топических деконгестантов и интраназальных глюкокортикостероидов при остром риносинусите), приеме холодной, горячей и острой пищи, курении. В статье представлен обзор исследований, посвященных изучению параметров НЦ в различных условиях.

Исключительная важность здорового свободного носового дыхания и его весомая роль в развитии и жизнедеятельности всего организма являются основной тематикой ринологических исследований. Находясь под управлением симпатической и парасимпатической нервной системы, слизистая оболочка полости носа не только чутко реагирует на любые внешние изменения и сдвиги гомеостаза, но и вызывает рефлекторные реакции в органных структурах [1—5].

Благодаря наличию в слизистой оболочке носа густой сети кровеносных сосудов и слаженной работе мерцательных и бокаловидных клеток вдыхаемый воздух очищается, увлажняется, насыщается оксидом азота и поступает в нижние отделы респираторного тракта. Считается, что анатомические структуры полости носа создают сопротивление проходящей воздушной струе, практически в 2 раза превышающее таковое при ротовом и трахеальном дыхании [1, 2]. Переключение дыхания на ротовое и трахеальное ограничивает легочную экскурсию, снижает выработку сурфактанта, нарушает кислотно-щелочное равновесие, создавая дополнительную нагрузку на респираторную и сердечно-сосудистую системы. Вследствие наличия рефлекторных связей слизистой оболочки полости носа и околоносовых пазух (ОНП) с сосудодвигательным центром продолговатого мозга любые манипуляции в полости носа и ОНП могут негативно повлиять на сердечную деятельность, вызвать гипотонию и обморочное состояние вплоть до коллапса, шока и даже летального исхода [1].

В случае преобладания ротового или трахеального дыхания изменяется привычный ритм колебаний внутричерепного давления, нарушается высшая нервная деятельность, что проявляется головными болями, ухудшением памяти, проблемами со сном, слабостью, снижением успеваемости у детей и работоспособности у взрослых [1, 6, 7].

Один из функциональных аспектов носового дыхания — носовой цикл (НЦ). Данный процесс сопровождается регуляцией объема проходящего воздушного потока благодаря периодическому изменению степени набухания слизистой оболочки и ширины просвета обеих половин полости носа. НЦ регистрируется у 80—100% здорового населения, включая и взрослых, и детей. Однако до сих пор неизвестно, почему он не фиксируется в 20% случаев [8—10]. Способность слизистой оболочки к циклическому изменению просвета носовых ходов не является индивидуальной видовой особенностью человека. Такой феномен свойственен кошкам, кроликам, крысам, свиньям и собакам [1, 11, 12].

При неравномерном распределении носового сопротивления ввиду отсутствия симметрии анатомических образований носа происходит функциональная перегрузка слизистой оболочки с одной стороны. Спустя некоторое время в качестве компенсаторной реакции со страдающей стороны развивается хроническая патология, которую усугубляет нарастающее сопротивление вплоть до полной обструкции [1, 2, 4, 13, 14].

Первое описание НЦ датируется 1895 г. и принадлежит немецкому врачу R. Kayser [1]. Лишь спустя столетие было представлено подробное морфофункциональное обоснование этого феномена, однако вопрос о его роли в физиологии и патологии респираторного тракта до сих пор является дискутабельным. Доказано, что объем воздуха при дыхании регулируется состоянием венозных сплетений слизистой оболочки, резистентность которой возрастает при сужении просвета носового хода за счет набухания кавернозной ткани [1, 2, 10, 15, 16].

В зависимости от характера колебаний аэродинамического потока принято выделять классический (регулярный) и неклассический (нерегулярный) Н.Ц. Первую разновидность отличают строго периодические изменения степени набухания слизистой оболочки поочередно правой и левой половин полости носа, причем продолжительность фаз флюктуации и плато совпадает, а колебания объема воздушной струи всегда одинаковы по амплитуде. Указанные условия не выполняются для неклассических форм. К последним относятся частично совпадающий и частично флюктуирующий НЦ, когда показатели для правой и левой сторон могут совпадать, а также односторонний флюктуирующий и двусторонний флюктуирующий НЦ, когда в процесс вовлекаются одна или обе половины полости носа и флюктуации нерегулярные [10]. Продолжительность одной флюктуации составляет в среднем у взрослых 2,5—3,3 ч, у детей от 42 мин до 1,9 ч [5, 10, 17—19].

Любое неблагополучие со стороны носа и ОНП, воздействие на них различных веществ (лекарственных, производственных, табачного дыма), погодных условий (температура и влажность вдыхаемого воздуха), гормонального фона, психоэмоционального состояния, циркадных ритмов и иных факторов могут привести к нарушению НЦ и функционирования других органов [1, 8, 9].

Объективные методики исследования НЦ в зависимости от способа регистрации классифицируют на волюмометрические (объемные), тахометрические (по скорости воздушного потока), фонометрические (по силе звука), прессиометрические (определение давления), резистометрические (по степени сопротивления структур полости носа проходящей аэродинамической струе). Последний вариант позволяет зафиксировать величину носового сопротивления и объем воздушного потока, проходящего отдельно через правую и левую половины полости носа [1]. Появление компьютерных технологий обусловило внедрение новейших приспособлений, например анализатора носоглоточного потока [20, 21].

Среди доступных способов исследования носового дыхания, посредством которых возможно одновременно получить графическое изображение НЦ, выделяют риноманометрию и акустическую ринометрию (АР) [10, 22—25]. Обе методики широко используются для обследования как детей, так и взрослых [10, 22]. Точность производимых на современных устройствах наблюдений возросла с внедрением компьютерной риноманометрии [1].

Однако полученные с помощью указанных объективных способов и приборов измерения иногда зависят не только от проходимости полости носа, но и от функционального состояния нижних отделов респираторного тракта и задействованной мускулатуры. Кроме того, наблюдения в течение определенного промежутка времени за конкретными характеристиками оказываются трудоемкими, длительными, не иллюстрируют непрерывную и поминутную картину изменений параметров, не позволяют отлучаться от места проведения исследования.

С помощью получивших повсеместное распространение эндоскопии, компьютерной и магниторезонансной томографии реально лишь осуществить качественную визуализацию поочередного набухания слизистой оболочки нижних носовых раковин правой и левой сторон и оценить наличие возможной патологии. Для лучшей демонстрации архитектоники и функционального состояния полости носа предложено выстраивать компьютерные 3D-модели [26, 27]. Однако эти методы служат только дополнением к другим методикам и не определяют количественных характеристик НЦ [1, 20, 28—30].

На сегодняшний день самым удобным способом для длительного и качественного наблюдения НЦ является графическая запись воздушного потока на портативном аппарате Rhinocycle («Риноцикл»), разработанном в Дании (европейский сертификат СЕ 0123) [8, 9]. В отличие от АР и риноманометрии методика ринофлоуметрии осуществляется автоматически, непрерывно (до 72 ч), в том числе во время сна. Она не требует постоянного контроля измерений врачом и позволяет индивидууму вести более свободную от места проведения исследования деятельность, а значит, дает возможность шире охватить спектр влияний на предмет изучения НЦ.

В 2005 г. группа зарубежных авторов позиционировала работу аппарата Риноцикл как «длительную ринофлоуметрию». Однако этот метод не нашел столь широкого распространения в научной практике, как ожидалось, за исключением отдельных работ. В частности, сами авторы сообщили о результатах записи НЦ только у 6 здоровых взрослых [9]. В том же году своим опытом использования ринофлоуметра Риноцикл (n=20) поделилась другая группа исследователей, при этом в обоих научных изысканиях регистрация НЦ у добровольцев не превысила 12 ч [8]. Выполненные C. Rohrmeier и соавт. (2014) наблюдения, проведенные также с применением продленной ринофлоуметрии (n=20), показали: кавернозная ткань обеих половин полости носа чутко реагирует на изменение положения тела во время сна. Периоды Н.Ц. вне бодрствования длиннее и больше по амплитуде [31]. В 2017 г. были опубликованы результаты продленной записи НЦ у 29 здоровых взрослых в течение сна. Исследователи предположили, что периодическое изменение носового сопротивления ассоциировано с фазой быстрого движения глаз [32, 33].

При всем многообразии опубликованных наблюдений лишь единичные из них сочетают описание НЦ и мукоцилиарного транспорта (МЦТ) как характеристик функциональных способностей слизистой оболочки при различной патологии носа и ОНП и использовании интраназальных лекарств, причем не демонстрируя связи между ними. Зависимость обозначенных процессов показали в своем исследовании J. Lindemann и соавт. (2007). НЦ и МЦТ фиксировались у 10 здоровых добровольцев в течение 6 ч с 30-минутными интервалами с использованием передней активной риноманометрии (ПАРМ) и сахаринового теста по методу D. Proctor (1983). Было выявлено, что скорость МЦТ выше в той половине носа, где регистрируется наименьшее носовое сопротивление, а при заболеваниях носа и ОНП различия для правой и левой сторон в показателях клиренса мерцательного эпителия исчезают [37, 38].

Есть также данные о том, что характер флюктуаций воздушного потока в полости носа может оставаться неизменным в течение всей жизни человека. К сожалению, эти сведения были получены на примере только одного добровольца, у которого изучение динамики НЦ проводилось неоднократно на протяжении 38 лет его жизни [39].

Согласно опубликованным исследованиям, как в дневное время, так и в период ночного сна может регистрироваться и классический, и неклассический Н.Ц. При этом характеристики НЦ в дневное время более вариабельны, вероятно, вследствие воздействия большого количества внешних и внутренних факторов [1, 2, 5, 8—10]. Однако данные, касающиеся изучения НЦ в ночной период, крайне ограниченны и противоречивы. Так, C. Rohrmeier и соавт. (2014) и S. Chiba (2017) на основе наблюдения лишь 20 и 29 человек соответственно установили, что в ночное время флюктуации воздушного потока могут быть продолжительнее и больше по амплитуде по сравнению с периодом бодрствования [31—33]. По мнению второй группы авторов, смена фаз НЦ зависит от стадии сна и находится под влиянием импульсной активности головного мозга [33].

При вдыхании холодного воздуха рефлекторно происходит кровенаполнение пещеристых тел, сужается просвет носовых ходов, повышается сопротивление аэродинамическому потоку, замедляется его скорость. Возникающие реакции объясняются необходимостью согревания воздуха, его тщательной «подготовки» к дальнейшему прохождению по респираторному тракту [1, 10, 38]. Однако при контактном воздействии низкой температуры объем пещеристой ткани полости носа существенно не меняется, как и оказываемое ею сопротивление, тем не менее в данных структурах происходит общее уменьшение кровотока [1]. Употребление алкоголя, горячих и острых блюд вызывает расширение сосудов полости носа, отек слизистой оболочки и повышение носового сопротивления. Слишком низкая или высокая влажность провоцирует отек слизистой оболочки и увеличивает ее резистентность [1, 40], хотя о влиянии влажности воздуха непосредственно на НЦ публикаций не встречается.

Описано и изменение параметров носового дыхания при физической нагрузке. В частности, в 2006 г. M. Fonseca и соавт. провели АР 19 добровольцам в различные периоды выполнения ими физических упражнений. Ученые пришли к выводу, что выраженность реакции сосудов полости носа при таком воздействии зависит в большей степени от продолжительности тренировки, чем от интенсивности нагрузки [41]. К сожалению, авторы, ограничившись лишь измерением носового сопротивления и объема полости носа, регистрации НЦ не проводили.

Немало наблюдений посвящено изучению влияния табачных веществ на слизистую оболочку полости носа. Доказаны нарушение МЦТ и частое развитие заболеваний носа и ОНП у курящих лиц, вплоть до онкологической патологии, по сравнению с некурящими субъектами [42—44]. Однако количество опубликованных работ, посвященных изучению характеристик НЦ при заболеваниях носа и ОНП, немногочисленно. Среди них следует выделить труды Y. Sung и соавт. (2000), которые представили данные НЦ, записанные с помощью АР, у 24 взрослых пациентов с искривлением перегородки носа и 26 здоровых добровольцев. Продолжительность флюктуаций НЦ у всех обследованных не имела статистических различий. Авторы предположили существование независимости феномена НЦ от периферических факторов его генерации. Тем не менее амплитуда флюктуаций НЦ со стороны, противоположной деформации носовой перегородки, была больше. Исследователи выдвинули версию, что причина нарушения НЦ — отсутствие анатомической симметрии полости носа [45].

В целом считается, что искривление перегородки носа создает условия для функциональной перегрузки одной из его половин, нарушая НЦ и не позволяя ему полноценно проявляться. Доказана центральная генерация и регуляция НЦ, а также модулирующая, а не инициирующая данный процесс роль аэродинамического потока. Помимо этого, на стороне искривления перегородки носа по сравнению с его противоположной половиной обнаруживается достоверное замедление МЦТ [1].

Имеются и другие работы, свидетельствующие о характере НЦ при заболеваниях полости носа и ОНП. Так, C. Brooks и соавт. в 1991 г. изучили носовое сопротивление у взрослых пациентов с поллинозом (n=26) и здоровых добровольцев (n=20) до аллерген-провокации и через 40 мин после нее. Отмечено, что у больных аллергическим ринитом после воздействия триггера назальная резистентность была более выражена в той половине носа, в которой фиксировались повышенные значения показателя до аллерген-провокации. Авторы предположили, что такая асимметрия носового сопротивления может быть связана с НЦ [46]. В 2006 г. J. Kim и соавт. методом АР обследовали 25 взрослых пациентов с аллергическим ринитом. У 21 человека до и после провокации аллергеном регистрировался Н.Ц. Длительность флюктуаций в обоих случаях совпадала, а амплитуда возрастала после воздействия триггера [47]. В 2005 и 2014 гг. T. Gotlib и соавт. опубликовали результаты обследования пациентов с поллинозом (n=26). Зависимости между фазой колебаний воздушного потока, предшествующей воздействию триггера, и степенью набухания кавернозной ткани установлено не было [48, 49].

В 2001 г. W. Anselmo-Lima и V. Lund, обследовав с помощью ПАРМ 10 взрослых пациентов, страдающих хроническим риносинуситом, доказали, что оперативные вмешательства на внутриносовых структурах не изменяют характеристик флюктуаций воздушного потока [50]. В 1996 г. R. Eccles и соавт. изучали носовое дыхание у 12 пациентов с вирусной простудой. Результаты исследования показали достоверное увеличение амплитуды флюктуаций НЦ и усиление носового сопротивления во время острого респираторного заболевания [51]. Другая группа зарубежных авторов (1999), также изучив носовое дыхание у 10 больных вирусной инфекцией и 13 пациентов с сезонным аллергическим ринитом, установила, что оба заболевания приводят к расстройству Н.Ц. Вместе с тем было обнаружено, что при указанных заболеваниях периодичность НЦ сокращается, а амплитуда флюктуаций воздушного потока снижается. В отличие от аллергического ринита при вирусном заболевании эти изменения обратимы [52].

В 2012 г. группа иностранных ученых методом суточной продленной ринофлоуметрии на примере 30 здоровых добровольцев, применявших интраназально оксиметазолин, продемонстрировала, что действие деконгестанта наступает в среднем через 18 мин, длится около 6 ч и сопровождается выраженными изменениями НЦ [54]. Поскольку выводы были основаны на записи параметров носового дыхания лишь в отдельные моменты времени методом ПАРМ, полученные данные не могли быть представлены в виде непрерывного графика флюктуаций носового потока. Кроме того, исследование проводилось среди здоровых добровольцев, не нуждающихся в приеме интраназальных деконгестантов.

В 2009 г. S. Bercin и соавт., также используя метод ПАРМ, изучили действие на слизистую оболочку полости носа различных препаратов: 0,9% раствора натрия хлорида, морской воды, спреев флутиказона пропионата, будесонида, ксилометазолина хлорида, фузафунгина, лактата Рингера и мометазона фуроата. Было выявлено, что лишь использование последнего средства обеспечивает достаточный противоотечный эффект, не оказывая при этом негативного влияния на НЦ и МЦТ [37]. Однако, как и в предыдущем исследовании, выводы о влиянии лекарственных препаратов на НЦ были сделаны авторами на примере здоровых добровольцев и только на основании измерений носового сопротивления в отдельные промежутки времени.

В 1998 г. коллектив зарубежных исследователей с помощью метода АР показал, что псевдоэфедрин, не влияя на фазу деконгестии НЦ, существенно ограничивает фазу конгестии. Ученые объяснили противоотечное действие псевдоэфедрина его симпатомиметическим действием, дополняющим естественную регуляцию тонуса сосудов слизистой оболочки носа и ОНП [55]. Однако исследование было значительно ограничено по времени (7 ч) и проводилось на сравнительно малом клиническом материале (n=20). К тому же запись НЦ не осуществлялась, авторы лишь предположили его возможные изменения по зафиксированным показателям объема полости носа.

Таким образом, здоровое носовое дыхание является залогом физиологического благополучия всего организма. Для объективизации наблюдений за параметрами НЦ предложено множество способов, каждый из которых обладает как рядом уникальных преимуществ, так и собственным набором недостатков. Наиболее эффективным способом регистрации НЦ на сегодняшний день считается метод продленной ринофлоуметрии. Однако, несмотря на внушительный объем проведенных исследований и предложенных рекомендаций по диагностике и лечению пациентов с заболеваниями носа и ОНП, оториноларингологам предстоит решить еще немало задач в области изучения параметров НЦ в различных условиях.

Перфорации перегородки носа являются актуальной медико-социальной проблемой. Ключевым раздражающим фактором при сквозном дефекте перегородки носа является воздушная струя, при этом представление перфорации всего лишь как дефекта в носовой перегородке не отвечает компетенциям современного ринолога. Лечение перфораций представляется непростой задачей, что в первую очередь связано с техническими сложностями хирургического закрытия и неоднородностью клинических проявлений данной группы. Метод вычислительной аэродинамики является современным способом изучения воздушных потоков в носовой полости [1—4]. Проведенные ранее исследования в данной области были в основном направлены на изучение скоростных показателей в зависимости от размера и локализации перфорации [5]. При этом при анализе жалоб пациентов ключевым является не столько наличие свиста, сколько рецидивирующие спонтанные носовые кровотечения и образование корок, то есть значимый дискомфорт приносит не нарушение потока воздушной струи, а нарушение функции согревания и увлажнения вдыхаемого воздуха. Все это обусловливает актуальность изучения перфораций перегородки носа с позиции нарушенных функций полости носа.

Цель: с помощью метода CFD-моделирования изучить степень нарушения согревания и увлажнения вдыхаемого воздуха при перфорации перегородки носа различных размеров и локализации.

Материал и методы

Базой для настоящего исследования послужило оториноларингологическое отделение АО «МСЧ “Нефтяник”», г. Тюмень. В качестве объекта исследования были выбраны 30 условно здоровых пациентов (19 женщин и 11 мужчин, средний возраст 34±16,7 года). В качестве критериев исключения учитывались хронические заболевания носовой полости и околоносовых пазух, аномалии строения носовой полости, эпизоды острого риносинусита в последние 3 мес. Предметом исследования послужили CFD-модели. Для этого на основании КТ-снимков высокой точности в виде файлов с расширением. dicom каждого пациента были созданы геометрические модели носовой полости, которые далее с помощью специализированного программного обеспечения проходили этапы сегментизации (использовалось программное обеспечение Slicer, Geomagic studio). Полученные CAD-модели импортировались в Ansys Meshing, где происходило генерирование расчетной сетки, и далее в программе Ansys Fluent производились необходимые расчеты и моделирование воздушных потоков в носовой полости. Важным этапом CFD-моделирования, влияющим на точность и достоверность результатов, является построение расчетной сетки носовой полости. Необходимо достаточное количество ячеек, обеспечивающих независимость расчетного результата от размерности сетки. На основании результатов анализа независимости была сгенерирована структурированная сетка, состоящая из 2 500 000 ячеек. На основании каждого КТ-снимка были созданы 4 рабочие модели (общее количество — 120):

1) перфорация в переднем отделе носовой перегородки на уровне переднего конца нижней носовой раковины размерами 10 мм;

2) перфорация в переднем отделе перегородки носа на том же уровне размерами 20 мм;

3) перфорация в костном отделе носовой перегородки на уровне прикрепления нижней носовой раковины размерами 10 мм;


4) перфорация в костном отделе носовой перегородки на том же уровне размерами 20 мм (рис. 1). Рис. 1. Рабочие модели на этапе 3-D моделирования. а — перфорация в переднем отделе носовой перегородки на уровне переднего конца нижней носовой раковины размерами 10 мм; б — перфорация в переднем отделе перегородки носа на том же уровне размерами 20 мм; в — перфорация в костном отделе носовой перегородки на уровне прикрепления нижней носовой раковины размерами 10 мм; г — перфорация в костном отделе носовой перегородки на том же уровне размерами 20 мм.

Процесс численного моделирования основан на приближенном решении системы уравнений Навье—Стокса для каждой ячейки. С учетом специфики физиологии носовой полости воздушный поток представляется преимущественно ламинарным при выбранной расчетной объемной скорости 300 мл/с и давлении 0 Па у начала ноздрей и -50 Па в области глотки, что потребовало применения статистической теории турбулентности, основанной на работах Рейнольдса (метод URANS). Также предполагается, что жидкость на твердой границе (слизь на стенках носовой полости) имеет нулевую скорость (no-slip condition), а гравитационные силы не учитываются. Данное допущение не влияет на результаты исследования и используется многими учеными для простоты вычислений [6].

Вычисление значений температуры и влажности воздушного потока потребовало применения специальных уравнений.

Относительная влажность воздуха в носоглотке расcчитывалась по формуле:


Исходя из того, что δmemb — это толщина слизистой оболочки, речь идет об упрощенной модели слизистой оболочки без учета желез и ресничек мерцательного эпителия; F0 — массовая доля воды на внутренней поверхности слизистой оболочки полости носа, принятая за константу, которую обеспечивает капиллярная сеть; Fs — массовая доля воды на наружной поверхности слизистой оболочки полости носа.

Wmemb — означает поток воды, проходящий от внутренней поверхности слизистой оболочки полости носа к наружной, который рассчитывался по формуле:


где Dmemb и n представляют коэффициент диффузии массы воды слизистой оболочки полости носа. Если F0>Fs, то Wmemb направлен в сторону наружной поверхности слизистой оболочки полости носа от внутренней ее поверхности и вдыхаемый воздух увлажняется этой водой.

Учитывая, что в норме слизистая оболочка полости носа покрыта двойным слоем слизи, мы также рассчитывали поток воды, проходящий через двойной слой слизи, Wbl:

где Dbl — коэффициент диффузии массы воды двойного слоя слизи на поверхности слизистой оболочки полости носа. Абсолютная влажность рассчитывалась, исходя из значений температуры воздушного потока в носоглотке.

Температура воздушного потока в носоглотке рассчитывалась по формуле:

где Qmemb — поток тепла, проходящий через слизистую оболочку от ее внутренней поверхности к наружной; δmemb — толщина слизистой оболочки; T0 — температура на внутренней поверхности слизистой оболочки, которая является постоянной и поддерживается капиллярной сетью; Ts — температура на поверхности слизистой оболочки. Kmemb и n отражают теплопроводность слизистой оболочки полости носа.

Температура воздушного потока в области крыльев носа была принята за 24 °C, что соответствует диапазону нормальных температурных значений комнатных помещений и схоже с измерениями in vivo [7].

Далее производилось численное моделирование следующих параметров: скорость и направление вдыхаемого воздуха, температура и влажность входящего воздушного потока в области носоглотки. Полученные значения температуры и влажности вдыхаемого воздуха на уровне носоглотки сравнивали с нормальными значениями (скорость воздушного потока 12±1,5 м/с, температура и влажность в области носоглотки 35,9°C и 100% соответственно). Статистический анализ полученных показателей проводился с использованием t-критерия Стьюдента.

Результаты и обсуждение


Перфорация перегородки носа нарушает одну из главных функций перегородки носа — обеспечение раздельного дыхания, что делает невозможным попеременную работу двух половин носа, иначе — существование носового цикла. Дефект в перегородке носа приводит к патологическому воздушному обмену. Для наглядности патологического воздухообмена представлены аэродинамические модели в виде срезов на уровне центральной части перфорации (рис. 2). Рис. 2. Объем патологического воздухообмена и скоростные показатели. Представлены срезы на уровне центральной части перфорации. а — перфорация в переднем отделе носовой перегородки на уровне переднего конца нижней носовой раковины размерами 10 мм; б — перфорация в переднем отделе перегородки носа на том же уровне размерами 20 мм; в — перфорация в костном отделе носовой перегородки на уровне прикрепления нижней носовой раковины размерами 10 мм; г — перфорация в костном отделе носовой перегородки на том же уровне размерами 20 мм.

Представляется, что чем больше площадь дефекта, тем больше объем воздушного шунта между двумя половинами носа. Так, наибольший патологический воздухообмен между двумя сторонами носовой полости регистрировался при размере перфорации 20 мм, он составил 46,5±8,3% против 15,56±5,3% при размере дефекта 10 мм. Данная закономерность характерна для перфораций перегородки носа с локализацией в переднем отделе. Стоит отметить, что объем и направление шунта (слева направо или справа налево) зависят от анатомических особенностей носовой полости, к примеру от наличия искривления носовой перегородки. Так, воздушной поток проходит через перфорацию носовой перегородки в сторону искривленной половины носа при локализации деформации перед перфорацией и наоборот [8]. Напротив, при локализации перфорации перегородки носа в костном отделе воздухообмен был минимальным (5,7±3,1%, p<0,05) и воздушный поток преимущественно проходил по своей половине носовой полости.

Перфорации в переднем отделе носовой перегородки существенно влияли на аэродинамику, вызывая увеличение скорости и турбулентность воздушного потока. Так, скорость входящего потока воздуха при перфорации размером 10 мм составила 17±3,5 м/с, что на 40% превышает скорость в нормальной носовой полости. Увеличение размеров дефекта в передней части приводило к возрастанию скорости входящего потока. Данное обстоятельство объясняется значительным воздухообменом. Достоверным также является тот факт, что перфорации в заднем отделе перегородки носа не приводили к существенному увеличению скорости потока (см. рис. 2), что согласуется с данными других авторов [9, 10].


Тем не менее основная цель нашего исследования состоит в изучении таких характеристик, как температура и влажность вдыхаемого воздуха. Увеличение скорости воздушного потока негативно влияет на основные функции НП — согревание и увлажнение вдыхаемого воздуха, что наиболее ярко проявляется при увеличении размера дефекта: температура 33,1±0,3°C и 30,5±0,9°C и влажность 97±0,34% (34,26±1,16 г/м 3 ) и 93±0,7% (28,75±2,01 г/м 3 ) при дефектах размерами 10 мм и 20 мм соответственно (рис. 3). Рис. 3. Температурные значения вдыхаемого воздуха. Модели носовой полости: а — модель носовой полости с перфорацией в переднем отделе носовой перегородки на уровне переднего конца нижней носовой раковины размерами 10 мм; б — модель носовой полости с перфорацией в переднем отделе перегородки носа на том же уровне размерами 20 мм; в — модель носовой полости с перфорацией в костном отделе носовой перегородки на уровне прикрепления нижней носовой раковины размерами 10 мм; г — модель носовой полости с перфорацией в костном отделе носовой перегородки на том же уровне размерами 20 мм.

Ряд авторов считают, что данная особенность объясняется значительным массообменном [10]. Полученные нами данные свидетельствуют о том, что чем больше размер перфорации в переднем отделе, тем более холодный воздух проходит через нее. Возможно, данный факт объясняется отсутствием не просто структуры, разделяющей два потока, а функционально значимой слизистой оболочкой. Тем не менее данная тенденция определялась только при перфорациях в передних отделах. При локализации дефекта в костной части перегородки носа значения температуры и влажности воздушного потока в пределах нормы.

Выводы

Перфорации перегородки носа в переднем отделе вызывают существенное нарушение аэродинамики, которое проявляется в увеличении скорости, снижении температуры и влажности входящего воздушного потока. Именно нарушением функции согревания и увлажнения можно объяснить образование корок. Таким образом, хирургическое закрытие перфорации перегородки носа имеет цель не только обеспечить раздельный воздушный поток, но и восстановить функции согревания и увлажнения. При выполнении данных условий лечение можно считать успешным. Перфорации в заднем отделе незначительно влияют на аэродинамику и протекают бессимптомно. Тем не менее понимание патофизиологии перфорации перегородки носа еще находится на начальном этапе и требует пристального внимания со стороны научных деятелей и практикующих врачей.

Для цитирования: Нормализация слизистой оболочки полости носа как медико-социальная проблема. РМЖ. 2010;24:1457.

Наш организм может полноценно жить и развиваться лишь в том случае, если между ним и средой обитания постоянно происходит обмен веществ. Одной из важнейших форм связи организма с окружающей средой, не прерывающейся в течение всей жизни человека, является связь через дыхательную систему. Нос как начальный отдел дыхательного тракта представляет собой мощный защитный барьер, информирующий центры о контакте с различными агентами внешней среды, осуществляющий кондиционирование вдыхаемого воздуха, задерживающий и обезвреживающий вещества, которые могут поступить в организм с воздухом [7].

Ведущая роль в защитной функции носа принадлежит слизистой оболочке, которая покрыта псевдомногослойным эпителием, состоящим из мерцательных, бокаловидных, а также коротких и длинных вставочных эпителиоцитов. Мерцательная клетка на своем свободном конце имеет многочисленные реснички.
Реснитчатые клетки имеют по 250-300 ресничек длиной 7 и высотой 0,3 мк. Каждая ресничка состоит из 9 пар микротрубочек, расположенных в виде кольца и окружающих две непарные центральные микротрубочки. Движение ресничек мерцательного эпителия слизистой оболочки носа осуществляется посредством скольжения микротрубочек. Движение ресничек строго направлено - от преддверия полости носа в сторону носоглотки. Мукоцилиарный клиренс обеспечивается назальным секретом. Источник секрета, покрывающего эпителий полости носа, - слизистые железы слизистой оболочки носа, бокаловидные клетки, транссудация из субэпителиальных капилляров, слезных желез, секрет специализированных Боумановых желез из ольфакторной зоны носа [7] (рис. 1).
Объем назальной секреции за 24 ч составляет от 100 мл до 1-2 л. Слизистая оболочка задних двух третей полости носа обновляется каждые 10-15 мин. Функция ресничек оптимальна при температуре 28-33°C, достаточном количестве секрета с рН 5,5-6,5. Потеря влаги, понижение температуры до 7-10°C, увеличение рН секрета более 6,5 вызывает прекращение колебания ресничек [8,11].
Слизистая оболочка полости носа является первым барьером защиты дыхательных путей, поэтому на ней ежесекундно осаждаются тысячи микроорганизмов. Большинство из них являются представителями сапрофитной микрофлоры и не причиняют человеку никакого вреда, тогда как другие способны спровоцировать развитие инфекционного заболевания. При инфекционном рините размножение микробов на слизистой носа приводит к ее повреждению и отслаиванию верхней части эпителия. Этот процесс и объясняет все проявления насморка: чувство жжения в носу, истечение слизи (экссудата), заложенность носа, изменения голоса (гнусавость) и др. [9].
Ринит редко бывает самостоятельным заболеванием. Чаще всего насморк является симптомом ка­кой-либо другой нозологической формы. Насморк наблюдается при различных ОРВИ или ОРЗ (грипп, парагрипп, аденовирусная инфекция, корь и др.). Острые респираторные заболевания являются наиболее распространенными в структуре инфекционных заболеваний. В России ежегодно регистрируется около 50 млн случаев инфекционных заболеваний, из них до 90% случаев приходится на острые респираторные вирусные инфекции. При патологии ЛОР-органов в первую очередь страдает слизистая оболочка с ее железистыми клетками
Помимо инфекционных заболеваний, в индустриально развитых странах в настоящее время от 10 до 20% населения страдают острыми аллергическими заболеваниями. Кроме того, в патогенезе воспалительных заболеваний верхних дыхательных путей наряду с местным и общим воздействием возбудителя играют роль сенсибилизация организма и иммунологические сдвиги непосредственно в слизистой оболочке носа и околоносовых пазух [4].
Слизистая носа является той зоной, которая подвергается воздействию самых разнообразных инородных частиц. Молекулы аллергенов чрезвычайно быстро вызывают аллергическую реакцию, вследствие чего уже через минуту после проникновения аллергенов возникают чиханье, зуд в полости носа, ринорея [5,6].
В качестве других этиологических факторов поражения слизистой оболочки могут выступать неблагоприятная экология, профессиональные вредности, вредные привычки (табакокурение, наркомания). В го­роде, непосредственно у поверхности земли, обнаруживается наибольшая концентрация всех видов ксенобиотиков - свободно-радикальные соединения, канцерогены, соли тяжелых металлов, все виды аллергенов, ну и, конечно, патогенные микроорганизмы. Слизистая оболочка носа, полости рта и глотки находится в постоянном контакте с вдыхаемым воздухом и таким образом подвергается воздействию вредных факторов внешней среды, что приводит к ее отеку. В любом случае возникают условия, при которых слизистая носа легко инфицируется, реагируя появлением значительного отека [3].
Принимаемые при различных заболеваниях лекарственные препараты в качестве побочного действия часто дают субатрофию слизистой оболочки полости носа за счет системного действия, что особенно важно у представителей голосо-речевых профессий в связи с наступающими изменениями в резонаторном тракте [1,10].
При некоторых заболеваниях, например при сахарном диабете, за счет нарушений в микроциркуляторном русле часто развиваются атрофические и субатрофические риниты. С учетом распространенности данного заболевания, в частности в связи со снижением возраста впервые заболевших (трудоспособное население), проблемы увлажнения слизистой оболочки полости носа носят социальный характер.
Как показывают исследования, население планеты стареет, увеличивается средняя продолжительность жизни и, соответственно, возрастают требования к качеству жизни в данной группе населения. Известно, что с падением уровня половых гормонов, сопровождающим менопаузу у женщин и снижение функции половых желез у мужчин, вероятность развития субатрофических и атрофических процессов на коже и слизистых резко возрастает.
Таким образом, в нормализации функции слизистой оболочки полости носа ведущими направлениями терапии являются:
1) стимуляция кровообращения местного и общего, т.е. усиленное снабжение слизистой оболочки питательными веществами;
2) увлажнение слизистой оболочки носа и препятствование образованию корок;
3) борьба с местной патологической микрофлорой.
Таким принципам отвечают препараты топического действия, содержащие важнейшие микроэлементы, регулирующие реологические свойства слизи. Считает­ся, что содержащиеся в изотоническом растворе микроэлементы, такие как Са, Fе, К, Мg, Сu, способствуют повышению двигательной активности ресничек, активизации репаративных процессов в клетках слизистой оболочки носа и нормализации функции ее желез. Перечисленные микроэлементы содержатся в препаратах, которые готовят из морской воды, стерилизуя ее и доводя содержание солей до изотонической концентрации, и из воды минеральных источников, обладающей лечебными свойствами.
Известно, что воздействие морской воды невероятно полезно для человеческого организма, ведь в ней содержатся почти все элементы таблицы Менделеева.
Морская вода активизирует все жизненные процессы организма, повышает его сопротивляемость к различным заболеваниям, она обладает обеззараживающим действием и может быть использована как местный антибиотик.
Целебные свойства морской воды:
• промывание полости носа морской воды оказывает антибактериальное действие, смывая пыль, вирусы и бактерии;
• полоскание горла теплой морской водой лечит заболевания горла и восстанавливает голосовые связки;
• морские ванны и воздух стимулируют эндокринную систему;
• морская вода ускоряет заживление ссадин и порезов благодаря содержанию в ней большого количества солей и микроэлементов;
• полоскание рта теплой морской водой укрепляет зубы и десны.
Одним из новых препаратов этой группы является Отривин Море [2], представляющий собой очищенный, обеззараженный изотонический раствор океанической воды, добываемой в Бретани (Франция), в экологически чистом районе Атлантического океана. Препарат содержит 18 минералов и микроэлементов.
Отривин Море идеально подходит для защиты слизистой оболочки носа от неблагоприятных условий города, а также для облегчения носового дыхания во время болезни. Отривин Море обеспечивает быструю элиминацию возбудителей и аллергенов, то есть многократно снижает их концентрацию и способствует механическому очищению поверхности слизистой оболочки носа. Помимо этого, Отривин Море стимулирует клетки мерцательного эпителия, способствует нормализации выработки слизи и ее разжижению, а также повышает местный иммунитет. Важным преимуществом препарата является отсутствие какого-либо системного действия на организм пациента, что крайне важно для людей, страдающих различными соматическими заболеваниями и опасающихся приема традиционных топических вазоконстрикторов из-за риска развития побочных эффектов. Кроме того, у пациента появляется возможность снизить дозировку других лекарственных средств, применяемых для комплексного лечения, и ускорить выздоровление.
Отривин Море можно использовать как в профилактических и лечебных целях, так и для ежедневной гигиены полости носа. Новинка не содержит консервантов и дополнительных химических ингредиентов. Основными показаниями для назначения препарата являются острый ринит (включая аллергический) и заложенность носа. При насморке и аллергии Отривин Море облегчает дыхание, деликатно механически очищая носовые ходы, а также оказывает определенное антибактериальное воздействие. Кроме того, средство можно использовать для гигиены полости носа перед применением других лекарственных препаратов. В целях профилактики возможно использование препарата Отривин Море в период эпидемий различных вирусных заболеваний с целью предотвратить развитие различных форм инфекционного процесса на слизистой носа. Препарат также может применяться для гигиены полости носа, эффективно очищая слизистую и бережно увлажняя ее. Полностью натуральный состав Отривин Море не только обеспечивает высокую безопасность проводимого лечения, но и позволяет применять препарат для промывания носа при аллергии.
Многие назальные спреи вызывают дискомфортные ощущения при их приеме, что связано с раздражением слизистой оболочки полости носа. Отривин Море лишен данного побочного эффекта. Промывая полость носа, препарат удаляет пыль, бактерии и секрет и предотвращает ее пересыхание, тем самым оберегая от раздражающего воздействия внешних факторов, что особенно важно людям, работающим в помещениях с чрезмерно сухим воздухом (например, там, где установлены кондиционеры или возле нагревательных приборов).
Большое значение имеет форма выпуска препарата. При использовании носовых капель большая часть введенного раствора стекает по дну полости носа в глотку. В этом случае не достигается необходимый лечебный эффект. В этом плане намного более выгодным выглядит назначение дозированных аэрозолей. Уникальной особенностью препарата Отривин Море является выпуск в форме назального спрея.
Также Отривин Море можно использовать и для ежедневной гигиены полости носа. Эта процедура известна уже с древности и важна для нашего здоровья не менее, чем чистка зубов. В современном мире, в тесных и пыльных мегаполисах ежедневное профилактическое промывание носа морской водой приобрело особую актуальность.
Для максимального удобства пациентов Отривин Море выпускается во флакончиках оптимального объема - 50 мл, которые будут уместны и в домашней, и в дорожной аптечках. Кроме того, флакон Отривин Море снабжен универсальной насадкой, подходящей для всей семьи. При этом распыляющий наконечник обеспечит аккуратное и равномерное увлажнение полости носа, а специальный клапан, защищающий лекарство от попадания в него микроорганизмов, гарантирует длительный срок использования после первого применения.
Таким образом, препарат Отривин Море является надежным средством, очищающим слизистую оболочку носа у взрослых и детей, восстанавливая ее физиологическую функцию не вызывая при этом ее сухости и обладая стойким длительным эффектом, предотвращая тем самым развитие грозных осложнений и одновременно бережно воздействуя на ее структурные компоненты. Отривин Море может применяться как для лечения, так и для профилактики насморка, а также для защиты слизистой носа от раздражающего воздействия окружающей среды.

Литература
1. Волошина И.А., Туровский А.Б. Ирригационная терапия атрофического ринита. С. 1906
2. Государственный реестр лекарственных средств. М.: МЗ РФ, 2008.
3. Гуров А.А. Отек слизистой оболочки верхних дыхательных путей. Как с ним бороться? 1254 с.
4. Карпова Е.П., Усеня Л.И. Топические деконгестанты для терапии воспалительных заболеваний полости носа и околоносовых пазух у детей. С. 18.
5. Марков Г.И. Транспортная функция мерцательного эпителия слизистой оболочки полости носа при воспалительных заболеваниях // Вестник оториноларингологии. 1985. № 4. С. 36-37.
6. Пальчун В.Т., Магомедов М.М., Лучихин Л.А. Оториноларингология //М.: Медицина, 2002. 576 с.
7. Пискунов Г.З., Пискунов С.З. Клиническая ринология. М., 2002. 390 с. (175)
8. Плужников М.С., Шантуров А.Г., Лавренова Г.В., Носуля Е.В. Слизистая оболочка носа. Механизмы гомеостаза и гомокинеза. СПб., 1995. С. 5-18.
9. Рязанцев С.В. Современные деконгестанты в комплексной терапии острых и хронических заболеваний ЛОР-органов // Российская оториноларингология. №6 (19). 2008 (13).
10. Deitmer T., Scheffler R. The effect of different preparations of nasal decongestans in ciliary beat frequency in vitro // Rhinology. 1993. 31-151-3 (14).
11. Satir P. How cillia move // Scientific American. 1974. Vol. 231. P. 45-46.

Читайте также: