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 сопротивление соответствуют норме.
Видно, что при этом объем камеры при вдохе существенно и довольно быстро изменяется и наполнение ее закончится до того, как начнется выдох (перелом линии). В другом случае, растяжимость камеры понижена и ее объем увеличивается быстро, но в меньшей степени. Сопротивление воздухоносных путей велико, поэтому наполнение камеры происходит медленно и не заканчивается до начала выдоха.
Чем короче вдох (при частом дыхании), тем меньше изменяется объем. Подобные участки легких характеризуются большой постоянной времени заполнения, этот показатель равен произведению растяжимости на сопротивление. Таким образом, пространственная неравномерность вентиляции легких может быть связана с местными различиями их растяжимости или сопротивления воздухоносных путей, а степень этой неравномерности зависит от частоты дыхания.
В обоих случаях заполнение альвеол уменьшается (по J. В. West: Ventilation/Blood Flow and Gas Exchange, ed. 3. Oxford, Blackwell, 1977).
Еще одна возможная причина неравномерной вентиляции легких — это неполная диффузия газов в воздухоносных путях дыхательной зоны.
Основной механизм вентиляции участков легких, расположенных дистальнее конечных бронхиол — диффузия. В норме она происходит так быстро, что различия в концентрации газов внутри ацинусов практически полностью выравниваются за доли секунды. Однако, если воздухоносные пути в области дыхательных бронхиол расширены (это бывает при некоторых заболеваниях), диффузионное расстояние может резко возрастать. При этом вдыхаемый воздух неравномерно распределяется в дыхательной зоне вследствие «продольных» различий в вентиляции в пределах отдельных функциональных легочных единиц.
Сопротивление тканей
При движениях легких и грудной клетки необходимо прикладывать некоторое давление для преодоления вязких сил, действующих в тканях при их деформации. У молодых здоровых людей сопротивление тканей составляет лишь около 20 % общего (т. е. суммы сопротивления тканей и воздухоносных путей), хотя при некоторых заболеваниях оно может увеличиваться. Это суммарное вязкое сопротивление дыханию иногда называют легочным сопротивлением, чтобы отличить его от сопротивления воздухоносных путей.
«Физиология дыхания», Дж. Уэст
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…
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…
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,…
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…
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…
