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
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…
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…
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…
