7 июля 2009

Упругие свойства легких

Предположим, что мы взяли изолированные легкие собаки, ввели в трахею трубку и поместили эти легкие в банку. Если давление в банке становится меньше атмосферного, легкие расширяются, и изменение их объема можно измерить с помощью спирометра. В банке можно создавать разные уровни давления и фиксировать на несколько секунд стационарное состояние легких. Таким способом для них строят кривую давление — объем.

На рисунке давление, вызывающее расширение легких, создается насосом. В организме же оно обусловлено увеличением объема грудной клетки. То, что размеры плевральной щели между легкими и грудной клеткой (в этой щели содержится лишь несколько миллилитров жидкости) гораздо меньше, чем расстояние между легкими и банкой, не имеет принципиального значения. 

построение кривой зависимости объема от давления для изолированного легкого

Для этого вокруг легкого на несколько секунд создается определенное давление и измеряется легочный объем. Полученная кривая нелинейна: при высоких давлениях она становится положе. Видно, что кривые для раздувания и спадения легких неодинаковы, это явление называется гистерезисом.

Из рисунка видно, что кривые давление — объем при раздувании и спадении легких не одинаковы. Подобные различия между прямым и обратным процессом называются гистерезисом. Видно, что при одном и том же давлении объем спадающихся легких больше, чем во время их раздувания, и даже в отсутствие раздувающего давления в них содержится некоторое количество воздуха. Если давление снаружи становится выше атмосферного, из легких выходит лишь небольшое количество воздуха, так как мелкие воздухоносные пути спадаются, задерживая его в альвеолах. С возрастом, а также при некоторых легочных заболеваниях такое закрытие дыхательных путей происходит при большем объеме легких.

На рисунке давление в воздухоносных путях и альвеолах равно атмосферному, на оси абсцисс это соответствует точке «О». Таким образом, по данной оси фактически отложена разница давления внутри и снаружи легких. Оно называется транспульмональным и равно давлению вокруг легких, если давление в альвеолах соответствует атмосферному.

Кривую давление — объем для легких можно получить также, нагнетая в них под положительным давлением воздух при наружном давлении, равном атмосферному. В этом случае по оси абсцисс будет отложено положительное «давление в воздухоносных путях».

«Физиология дыхания», Дж. Уэст

Читайте далее:



Работа дыхания

Для того чтобы при дыхании происходили движения легких и грудной клетки, необходимо затрачивать работу. В данном случае ее удобнее всего измерить произведением давления на объем.  Работа, необходимая для преодоления упругих сил при вдохе соответствует трапеции 0АДВГ0, а работа по преодолению вязких сил — заштрихованному участку АБВДА. Общая работа дыхания Общую работу, затрачиваемую на движение легких…

Дыхательные мышцы

Вдох Важнейшая инспираторная (т. е. отвечающая за вдох) мышца — диафрагма. Она представляет собой тонкую куполообразную пластину, прикрепленную к нижним ребрам. К диафрагме подходят нервы от 3-го, 4-го и 5-го шейных сегментов спинного мозга. При сокращении диафрагмы органы брюшной полости смещаются вниз и вперед, и вертикальные размеры грудной полости возрастают. Кроме того, при этом поднимаются…

Эту работу можно оценить по кривой давление — объем. При вдохе внутриплевральное давление изменяется в соответствии с кривой АБВ и на движения легких затрачивается работа, соответствующая площади. Трапеция 0АДВГ0 отражает работу, необходимую для преодоления упругих сил, а заштрихованный участок АБВДА — работу на преодоление вязкого сопротивления воздухоносных путей и тканей. Чем выше сопротивление воздухоносных путей…

Крутизна кривой давление — объем, т. е. изменение объема на единицу изменения давления, называется растяжимостью. В физиологических условиях (если растягивающее давление составляет от—2 до—10 см вод. ст.) легкие обладают удивительной растяжимостью. У человека она достигает примерно 200 мл/см вод. ст., однако при более высоких давлениях уменьшается. Этому соответствует более пологий участок кривой давление— бъем. Растяжимость…

Поверхностное натяжение

Еще один важнейший фактор, во многом обусловливающий особенности кривых давление — объем для легких, — это поверхностное натяжение жидкости, выстилающей стенки альвеол. Поверхностным натяжением называется сила (измеряемая обычно в динах), действующая в поперечном направлении на воображаемый отрезок длиной 1 см на поверхности жидкости. Эта сила обусловлена тем, что межмолекулярное сцепление внутри жидкости гораздо сильнее, чем…