7 июля 2009

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, что в норме грудная клетка стянута, а легкие растянуты и действующие в них упругие силы уравновешивают друг друга.

Все эти взаимодействия хорошо иллюстрируются кривыми давление — объем для легких и грудной клетки. Чтобы построить их, обследуемого просят сделать вдох или выдох в спирометр и затем расслабить грудные мышцы; при этом измеряют давление в воздухоносных путях («давление релаксации»). Если объем легких равен функциональной остаточной емкости (ФОЕ), то давление релаксации легких и грудной клетки равно атмосферному.

Действительно, ФОЕ — это тот равновесный объем, при котором эластическая тяга легких, направленная внутрь, уравновешена эластической тягой грудной клетки, направленной наружу. При большем объеме давление релаксации положительно (выше атмосферного), а при меньшем — отрицательно.

тенденция легких спасться уравновешивается стремлением грудной клетки расшириться

Это приводит к падению внутриплеврального давления ниже атмосферного. При пневмотораксе происходит спадание легких и расширение грудной клетки.

релаксационные кривые давление — объем для легких и грудной клетки

При построении таких кривых обследуемый делает вдох (или выдох) из спирометра до определенного объема, воздушную трубку перекрывают, после чего обследуемый расслабляет дыхательные мышцы. Общая кривая для легких и грудной клетки равна графической сумме соответствующих им кривых (по Н. Rahn et al.: Am. J. Physiol., 146: 161, 1946, с изменениями).

Следует отметить, что при давлении, равном нулю, объем изолированных легких становится равным минимальному, т. е. падает ниже остаточного (00). На рисунке приведена также кривая для изолированной грудной клетки (представим себе, что она получена у человека с нормальной грудной клеткой, но без легких).

Видно, что при объеме, равном ФОЕ, давление релаксации отрицательно. Это означает, что грудная клетка стремится расшириться. Лишь в том случае, когда объем достигает примерно 75% жизненной емкости легких (ЖЕЛ), давление релаксации становится равным атмосферному, т. е. грудная клетка приходит в состояние равновесия.

При любом объеме давление релаксации легких и грудной клетки равно сумме их давлений релаксации, измеренных по отдельности. Поскольку давление (при данном объеме) обратно пропорционально растяжимости, общую растяжимость легких и грудной клетки можно вычислить по формуле

1/CO=1/Cл+1/Cгк

где: CO — общая растяжимость легких и грудной клетки, Cл — растяжимость легких, Cгк — растяжимость грудной клетки.

«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…

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…

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…