Упругие свойства легких

Кривые давление — объем

Предположим, что мы взяли изолированные легкие собаки, ввели в трахею трубку и поместили эти легкие в банку (рис. 7.3). 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 кривую давление—объем.

На рис. 7.3 давление, вызывающее расширение легких, соз­дается насосом. В организме же оно обусловлено увеличе­нием объема грудной клетки. То, что размеры плевральной щели между легкими и грудной клеткой (в этой щели содер­жится лишь несколько миллилитров жидкости) гораздо мень­ше, чем расстояние между легкими и банкой (рис. 7.3), не имеет принципиального значения.

96

Глава 7

\

Давление

О -10 -20 -30 Давление снаружи легких, см вод.ст.

Рис. 7.3. Построение кривой зависимости объема от давления для изо­лированного легкого. Для этого вокруг легкого на несколько секунд создается определенное давление и измеряется легочный объем. Полу­ченная кривая нелинейна: при высоких давлениях она становится по-ложе. Видно, что кривые для раздувания и спадення легких неодинаковы;

это явление называется гистерезисом

Из рис. 7.3 видно, что кривые давление—объем при раз­дувании и спадении легких не одинаковы. Подобные разли­чия между прямым и обратным процессом называются гисте­резисом. Видно, что при одном и том же давлении объем спа­дающихся легких больше, чем во время их раздувания, и даже в отсутствие раздувающего давления в них содержится некоторое количество воздуха. Если давление снаружи ста­новится выше атмосферного, из легких выходит лишь не­большое количество воздуха, так как мелкие воздухоносные пути спадаются, задерживая его в альвеолах (см. для срав­нения рис. 7.9). С возрастом, а также при некоторых легоч­ных заболеваниях такое закрытие дыхательных путей проис­ходит при большем объеме легких.

На рис. 7.3 давление в воздухоносных путях и альвеолах равно атмосферному; на оси абсцисс это соответствует точке “О”. Таким образом, по данной оси фактически отложена раз­ница давления внутри и снаружи легких. Оно называется транспульмональным и равно давлению вокруг легких, если давление в альвеолах соответствует атмосферному '\ Кривую давление—объем для легких можно получить также, нагнетая в них под положительным давлением воздух при наружном давлении, равном атмосферному. В этом случае по оси

" Точнее транспульмональное давление будет равно давлению во­круг легких со знаком минус. — Прим. ред.

97

МЕХАНИКА ДЫХАНИЯ

абсцисс будет отложено положительное “давление в воздухо­носных путях”. Получаемые таким способом кривые совпа­дают с приведенными на рис. 7.3.

Растяжимость легких

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—объем.

Растяжимость легких несколько снижается при повыше­нии давления в легочных венах и переполнении легких кровью. При альвеолярном отеке она уменьшается в резуль­тате неспособности некоторых альвеол раздуваться. Кроме того, растяжимость легких, по-видимому, снижается при дли­тельном отсутствии вентиляции (особенно, если их объем при этом был мал). Такая особенность может быть частично обусловлена ателектазом некоторых участков легких; кроме того, возрастает поверхностное натяжение в альвеолах (см. ниже). Заболевания, сопровождающиеся фиброзом легких, также приводят к уменьшению их растяжимости, и, напротив, с возрастом и при эмфиземе она возрастает. Очевидно, в обоих случаях это связано с изменениями эластических тканей.

Растяжимость зависит от размеров легких. Совершенно ясно, что изменение их объема на единицу изменения давле­ния у человека будет больше, чем, скажем, у мыши. В связи с этим для оценки упругих свойств легочной ткани часто ис­пользуют растяжимость, отнесенную к единице объема лег­ких, или удельную растяжимость.

В модели, приведенной на рис. 7.3 (а также в реальном организме), давление в среде, непосредственно окружающей легкие, ниже атмосферного. Это связано с упругими силами, под действием которых они стремятся спасться. Откуда же берутся такие силы? Одним из элементов, участвующих в их формировании, служит эластическая ткань, хорошо заметная на гистологических препаратах. В стенках альвеол, а также вокруг сосудов и бронхов проходят волокна эластина и кол­лагена. Возможно, упругость легких обусловлена не столько удлинением этих волокон, сколько изменением их геометриче­ского расположения. По аналогии можно представить себе. нейлоновые чулки: хотя нити сами по себе изменяют длины,

4 Зак, 782