Изообъемная кривая давление—поток

Следующим существенным элементом в понимании влияния объема легких на объемную скорость воздушного потока является отношение между потоком и давле­нием при постоянном объеме легких, отражаемое изообъемной кривой давление-поток (рис. 2-18). Семейство изообъемных кривых давление-поток может быть получено следующим образом. Поток измеряется с помощью прибора пневмотахографа, а объем легких — с помощью плетизмографа для всего тела. Внутриплевральное давление как показатель дыхательного усилия измеряется при помощи внутрипищеводного баллонного катетера. При построении графика все три переменные представлены как функция времени, в течение которого выполняется ряд дыхательных маневров в диапазоне от TLC до RV. Каждый маневр выполняется с различным усилием. Точки давления, соответствующие заданному объему легких, наносятся затем напротив то­чек потока при том же объеме легких. Результирующая кривая и есть изообъемная кривая давление-поток. Она выражает объемную скорость потока как функцию уси­лия (выраженного внутрипищеводным или внутриплевральным давлением) при оп­ределенном объеме легких.

При рассмотрении этих кривых стоит подчеркнуть несколько положений. Во-пер­вых, чем больше прилагается усилий во время вдоха, тем больше становится поток, то есть при вдохе предел объемной скорости потока недостижим. Во-вторых, при данном внутриплевральном давлении экспираторный поток тем больше, чем больше объем легких. В-третьих, при больших объемах легких экспираторный поток возрастает с уве­личением внутриплеврального давления, то есть с увеличением усилия. Наконец, при малых и средних объемах легких увеличение внутриплеврального давления вызывает рост потока только до определенной точки, затем поток остается постоянным, несмот­ря на дальнейшее возрастание усилия. Другими словами, поток становится независи­мым от усилия по достижении критической величины давления. Действительно, эти точки максимального потока на изообъемной кривой давление-поток соответствуют величинам потока, изображенным петлями поток-объем при определенных объемах легких.

Теория точки равного давления

Теперь необходимо изложить основы теории ограничения экспираторного по­тока, теории точки равного давления. Рассмотрим модель на рис. 2-20, подобную той, что изображена на рис. 2-17. На новой модели трубка не полностью ригидна, а содержит коллабируемый сегмент.

Условия давления те же, что на рис. 2-17В. Коллабируемый сегмент делит труб­ку на проксимальную и дистальную части. Как и прежде, плевральное давление действует в равной степени на эластический шар и вдоль длины трубки.

Во время выдоха давление в эластическом шаре, Palv, превышает Ppl на вели­чину Pel (т. е. Palv = Pel + Ppl). Так как Ppl пропорционально дыхательному уси­лию, то Palv изменяется на ту же самую величину. В итоге, разница Palv — Ppl ос­тается постоянной и равной Pel (при постоянном объеме шара). Следовательно, где-то по ходу трубки должна возникнуть точка, в которой падение движущего дав­ления эквивалентно величине Pel. Трансмуральное давление в этой точке, то есть разница давлений снаружи и внутри трубки, равно нулю. Дальнейшее падение дви­жущего давления по мере движения потока воздуха наружу (в направлении входа в ВП) приводит к тому, что трансмуральное давление становится отрицательным. Если коллабируемый сегмент по ходу потока расположен позади точки, в которой давление внутри трубки и плевральное равны (точка равного давления), то отрица­тельное трансмуральное давление сужает этот сегмент, и скорость воздушного по­тока падает. Однако полного спадения трубки не происходит, так как общая окк­люзия вновь повышает интрамуральное давление до уровня альвеолярного в точ­ке, расположенной проксимальнее коллабируемого сегмента. В результате этого сегмент вновь расширяется, поскольку Palv па выдохе всегда превосходит Ppl, а трапсмуральное давление снова становится положительным (давление внутри труб­ки больше, чем снаружи).

Суммарный результат взаимодействия этих сил представляет собой резистор Старлинга, систему, в которой коллабируемый сегмент, критически сужаясь, ли­митирует поток. В условиях, преобладающих в резисторе Старлинга, критическим градиентом давления, определяющим поток, является Palv — Ppl, а не Palv — Рао (рис. 2-17). Кроме того, поскольку Palv растет с увеличением Ppl (Pel остается по­стоянным при фиксированном объеме легких), движущее давление для потока, Palv — Ppl, не меняется, несмотря на рост градиента Palv — Рао. Исходя из этого, экспи­раторный поток при постоянном сопротивлении остается стабильным, несмотря на рост Ppl (увеличение затрачиваемого усилия).

Как можно предположить, с уменьшением объема легких, т. е. с уменьшением их растяжения, эффективное движущее давление, Pel, также уменьшается. В ито­ге, точка равного давления начинает перемещаться к альвеолам. При больших объе­мах легких точка равного давления лежит в крупных ригидных ВП, таких как тра­хея, главные и долевые бронхи. Поскольку эти BП не подвержены коллапсу, экспи­раторный поток не ограничивается. Это обстоятельство объясняет зависимость потока от прилагаемого усилия на графике поток-объем (рис. 2-18). С другой сто­роны, при малых объемах легких, когда точка равного давления располагается ближе к альвеолам, в коллабируемых ВП, лишенных хрящей, развивается эффект резис­тора Старлинга, и дальнейший рост усилия больше не дает увеличения экспира­торного потока. Поток перестает зависеть от усилия.