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.
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