Мертвое пространство

Мертвое пространство это объем воздуха, который не участвует в респираторном обмене. На рис. 49 выпускная труба расширяется на конце, формируя объем DS, мертвое пространство при этом увеличивается. Фактически если только дыхательный объем 500 мл будет вытеснен и если - дополнительное мертвое пространство имеет объем 500 мл, при дыхании будет происходить только перемещение воздуха внутри мертвого пространства без обмена.

Легче понять на примере ныряльщика (рис. 51). Давайте представим, что он вязан с поверхностью только дыхательной трубкой. Если объем трубки соответствует его дыхательному объему, несмотря на его дыхательные движения, он не сможет вдыхать свежий воздух, а будет вдыхать только тот воздух, который он сам выдохнул. Следовательно, он скоро умрет от асфиксии, что часто случалось в начале опытов по погружению в воду. Эта проблема была решена путем подведения свежего воздуха по трубе и отведения воздуха через клапан в шлеме.

Анатомическое мертвое пространство (рис. 50) представляет объем дыхательных путей, то есть верхние пути (нос и рот), трахею, бронхи и бронхиолы. Это соответствует 150 мл, таким образом, при нормальном дыхании только 350 мл участвует в альвеолярном газообмене. Для увеличения его эффективности необходимо либо мобилизовать резерв вдоха или выдоха, либо уменьшить мертвое пространство, как происходит при трахеостомии (Т). При этом трахея связывается непосредственно с внешней средой и снижает мертвое пространство на половину.

Однако трахеостомия не проходит без риска, так как она нарушает нормальные защитные силы бронхиального дерева и открывает его для инфекций. На рисунке дыхательные объемы представлены в виде складок аккордеона (рис. 52), а трахеостомия - двумя отверстиями в основании трубки.

Есть и другой вид мертвого пространства (рис. 53) -физиологическое мертвое пространство (DS'), соответствующее сегменту легкого, где происходит вентиляция, но нет перфузий, например в результате легочной эмболии (РЕ). Вентиляция таким образом снижается, а анатомическое мертвое пространство увеличивается.

Податливость грудной клетки

Податливость прямо связана с эластичекими компонентами грудной клетки и легких.

При нормальном выдохе (рис. 54), грудная клетка и легкие возвращаются в положение равновесия, которое можно сравнить с положением пружины в покое. Таким образом, существует равновесие давления между альвеолами и атмосферой.

При усиленном выдохе (рис. 53), активные мышцы сжимают эластические компоненты грудной клетки. Например, если пружину, представляющую грудную клетку, сжать с силой, соответствующей 20 см водного столба, внутригрудное давление превысит атмосферное, и воздух будет выходить через трахею, но грудная клетка будет стремиться вернуться в исходную позицию, как пружина, которая стремится вернуться в исходное положение О.

И наоборот, при форсированном вдохе (рис. 56), пружина, которой является грудная клетка, расширяется, развивая при этом отрицательное давление в — 20 мм вод. ст. В результате этого воздух всасывается в легкие, но эластичность грудной клетки вновь возвращает ее в исходное положение.

Эти изменения можно обсчитать, используя кривые соответствия, которые отражают изменения внутригрудного давления и объема грудной клетки. Можно изобразить три кривые:

кривая давления в расслабленном состоянии (Т), в которой ноль соответствует остаточному объему (V_R). Эта кривая получается в результате сопоставления кривой, отражающей отношение объема грудной клетки к давлению, действующему на легкие (Р) и кривой, отражающей соотношение объема грудной клетки к давлению, действующему на стенки грудной стенки (S). Стоит заметить, что в расслабленном состоянии грудной клетки (соответствующем остаточному объему) значения давления, действующего на эластичные компоненты грудной клетки (P_s) и на легкие (Р_Р) равны и противоположны;

в точке \/з, т.е. при заполнении 70% легочного объема, давление, действующее на стенки грудной клетки равно нулю, как и давление на грудную клетку снаружи благодаря эластичности стенок легких (две кривые пересекаются в этой точке); - '

в точке \/₂ (максимальный выдох) легкие еще не полностью потеряли свою эластичность, так как, кривая Р еще справа от нулевой линии.' Это объясняет почему если воздух проникает в плевральную полость, легкие продолжают спадаться до минимального объема V_P , когда они теряют способность расправляться и изгонять воздух.

Тотальную эластичность легких можно таким образом рассматривать как комбинацию двух пружин:

большой пружины (S), соответствующей стенке грудной полости и малой пружины (Р) соответствующей легким. Грудная стенка функционально контролирует легкие с помощью плевры, и это в свою очередь можно представить как действие двух пружин (В). Эта пара, однако, требует определенной настройки, то есть компрессии большой пружины S и растяжения малой пружины Р. Так как эти пружины работают в паре, их можно рассматривать как одну пружину С, которая представляет общую эластичность легких (Т). При нарушении связи между легкими и грудной клеткой каждая из пружин занимает свое положение равновесия (А). Для восстановления подвижности необходимо снизить давление внутри плевральной полости. На графике (рис. 57) положение подвижности соответствует наклонной части кривой в средней зоне. Следовательно, подвижность, собственно легких выше, чем у грудной клетки, а общая подвижность — это их алгебраическая сумма.