7 июля 2009

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 на границе ее раздела с газом, поэтому поверхность жидкости становится как можно меньше.

Хорошим примером может быть образование мыльного пузыря. Его стенки стремятся максимально сократиться, и в результате образуется сферическая поверхность, площадь которой при данном объеме минимальна. Внутри такого пузыря действует давление, равное по закону Лапласа 4ст/г, где 0 — поверхностное натяжение, аr — радиус. В выстланных жидкостью альвеолах в создании давления участвует только одна поверхность (а не две, как в мыльном пузыре), поэтому в числителе этого уравнения следует поставить не 4, а 2. 

А - поверхностное натяжение — это сила, действующая в поперечном направлении па воображаемый отрезок длиной 1 см на поверхности жидкости, Б - под влиянием сил поверхностного натяжения площадь поверхности мыльного пузырька стремится уменьшиться и в нем создается давление, В - поскольку в мелком пузырьке давление больше, чем в крупном, воздух перекачивается в крупный пузырек

Первые данные о том, что силы поверхностного натяжения могут иметь значение для растяжимости легких, были получены Нергардом. Он обнаружил, что легкие, наполненные солевым раствором, растянуть гораздо легче, чем тогда, когда в них находится воздух. Поскольку солевой раствор, очевидно, не влияет на тканевые структуры легких, но снижает поверхностное натяжение, эти результаты указывали на его существенную роль в обеспечении упругих свойств органа.

Дальнейшие доказательства были получены при изучении крошечных пузырьков пены из отечных легких у животных, отравленных ядовитыми газами. Исключительная стабильность этих пузырьков говорила о крайне низком поверхностном натяжении образующей их жидкости. Так были сделаны первые шаги к открытию легочного сурфактанта.

кривые давление — объем для легких кошки, наполненных воздухом а солевым раствором

Светлые кружки — раздувание, темные кружки — спадание. Видно, что легкие, заполненные солевым раствором, более растяжимы и гистерезис у них значительно менее выражен (Е. P. Radford: Tissue Elastisity. Washington, D. С, American Physiological Society, 1957, p. 177).

Сейчас уже известно, что некоторые из выстилающих стенки альвеол клеток вырабатывают секрет, значительно снижающий поверхностное натяжение альвеолярной жидкости.

Точный состав этого секрета пока не выяснен, однако показано, что его важнейший компонент — дипальмитоилфосфа-гидилхолин (ДПФХ). Существуют два типа альвеолярных эпителиальных клеток. Клетки I типа имеют форму растекшегося яйца с длинными цитоплазматическими выростами, стелющимися тонким слоем по стенкам альвеол.

Клетки II типа более компактны, и под электрондым микроскопом в них видны осмиофильные пластинчатые гельца, которые выбрасываются в альвеолы и превращаются з сурфактант. Некоторое количество сурфактанта можно получить из легких животного при промывании их солевым раствором.

«Физиология дыхания», Дж. Уэст

Читайте далее:



Основные структуры, обусловливающие сопротивление воздухоносных путей

Как уже говорилось, по мере разветвления бронхиального дерева воздухоносные пути становятся все более многочисленными и в то же время все более узкими. Исходя из уравнения Пуазейля, в котором сопротивление обратно пропорционально радиусу в четвертой степени, было бы естественным предположить, что в случае воздухоносных путей оно обусловлено преимущественно самыми узкими ветвями. Такая точка зрения действительно господствовала…

Факторы, определяющие сопротивление воздухоносных путей

На сопротивление воздухоносных путей существенно влияет объем легких. Бронхи, как и внеальвеолярные кровеносные сосуды, растягиваются окружающей их легочной тканью, и при расширении легких их просвет увеличивается. При уменьшении объема легких сопротивление воздухоносных путей резко возрастает. Если по оси ординат отложить не сопротивление воздухоносных путей, а обратную ему величину (проводимость), то зависимость от объема окажется почти…

Динамическая компрессия воздухоносных путей

Предположим, что обследуемый делает максимально глубокий вдох, а затем как можно более глубокий выдох. При этом можно построить кривую расход—объем. Видно, что расход воздуха сначала очень быстро повышается, после чего в течение большей части выдоха постепенно снижается. Эта кривая обладает удивительным свойством: выйти за пределы ограничиваемой области практически невозможно. Так, мы можем выдыхать сначала медленно,…

Динамическая компрессия воздухоносных путей (сдавление)

Поскольку внутреннее давление по ходу дыхательных путей падает, оно на нашем рисунке равно —1 см вод. ст., а давление, поддерживающее эти пути открытыми, составляет 6 см вод. ст. К концу вдоха поток воздуха прекращается и на дыхательные пути действует трансмуральное давление 8 см вод. ст. В начале форсированного выдоха и внутриплевральное, и альвеолярное давления возрастают…

Причины неравномерной вентиляции легких

Вполне вероятно, что даже у здоровых людей (и наверняка при легочных заболеваниях) на каждом вертикальном уровне легких существует некоторая неравномерность в вентиляции отдельных их участков, обусловленная иными механизмами. Если рассматривать элементарную легочную ячейку как упругую камеру, сообщающуюся через трубку с атмосферой, то величина ее вентиляции будет зависеть от растяжимости камеры и сопротивления трубки. Растяжимость и…