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:



Поверхностное натяжение (сурфактант)

Сурфактант способствует тому, что поверхность альвеол остается сухой. Силы поверхностного натяжения вызывают не только спадение альвеол, но и «засасывание» в них жидкости из капилляров. Сурфактант уменьшает эти силы и тем самым препятствует образованию такого транссудата.  Видно, что у смывов из легких сила поверхностного натяжения зависит от площади поверхности и может при этом становиться очень небольшой….

Причины регионарных различий в вентиляции

Нижние отделы легких вентилируются лучше, чем верхние. Настало время обсудить причины этого явления. Было показано, что в области оснований легких внутриплевральное давление менее отрицательно, чем в области верхушек. Возможно, это связано с весом легких. Любое тело давит на свою опору, и они в этом смысле не исключение. Опорой служат грудная клетка и диафрагма. Значит, давление…

При сжатии участков легких в области оснований из них не выходит весь воздух. Дело в том, что происходит закрытие мелких воздухоносных путей (вероятно, начиная с диаметра дыхательных бронхиол) и воздух задерживается в альвеолах, расположенных дистальнее. У молодых здоровых людей это явление наблюдается лишь при очень сильном уменьшении объема легких. Однако в более пожилом возрасте даже…

Упругие свойства грудной клетки

Упругостью обладают не только легкие, но и грудная клетка. Это хорошо видно на примере пневмоторакса, т. е. попадания воздуха в плевральную полость. В норме давление в плевральной щели, окружающей легкие, ниже атмосферного. Если в плевральную полость попадает воздух, то давление в ней становится равным атмосферному, легкие спадаются, а грудная клетка расправляется. Это говорит о том,…

Сопротивление воздухоносных путей

Воздух проходит через трубку, если между ее концами существует перепад давлений. От его величины зависят скорость и особенности воздушного потока. При низких скоростях линии течения могут быть параллельны стенкам трубки. Это так называемый ламинарный режим. По мере возрастания скорости потока он становится все менее однородным, особенно в местах ветвления трубки, где разделение воздушных струй может…