2. Легочные объемы
Легочные объемы (табл. 22-1 и рис. 22-5) — это важные параметры в физиологии дыхания и клинической практике. Сумма всех перечисленных объемов равняется максимальному объему, до которого могут быть расправлены легкие. Легочные емкости представляют собой сумму двух и более объемов.
Рис. 22-5. Спирограмма, показывающая статические легочные объемы. (С разрешения. Из: Nunn J. F. Applied Respiratory Physiology, 3rd ed. Butterworths, 1987.)
Функциональная остаточная емкость
Объем легких в конце спокойного выдоха называется функциональной остаточной емкостью (ФОБ).
При этом объеме направленная вовнутрь эластическая тяга легких равна направленной наружу эластической тяге грудной клетки (включая тонус диафрагмы в покое). Таким образом, положение равновесия эластических сил грудной клетки и легких определяет точку, от которой начинается вдох при спокойном дыхании. Функциональная остаточная емкость может быть измерена при помощи методики вымывания азота или поглощения гелия, а также методом общей плетизмографии. На величину ФОБ влияют следующие факторы:
• Антропометрические характеристики: ФОБ прямо пропорциональна росту. Ожирение ощутимо снижает ФОБ, в первую очередь за счет уменьшения растяжимости грудной стенки.
• Пол: у женщин ФОБ приблизительно на 10 % меньше, чем у мужчин.
• Положение тела: ФОБ уменьшается при перемещении из вертикального положения в положение лежа на спине или на животе. Уменьшение ФОБ обусловлено снижением растяжимости грудной стенки в результате давления органов брюшной полости на диафрагму. Наибольшие изменения происходят при наклоне тела под углом от 0° до 60° к вертикали. При опускании головного конца вплоть до 30° к горизонтали дальнейшего уменьшения ФОБ не происходит.
• Болезни легких: рестриктивные нарушения характеризуются снижением растяжимости легких и/или грудной стенки (гл. 23), что всегда сопровождается снижением ФОБ.
• Тонус диафрагмы: хороший тонус диафрагмы способствует увеличению ФОБ.
Емкость закрытия
Как описано выше (Функциональная анатомия системы дыхания; с. 117.), диаметр мелких дыхательных путей, не имеющих хрящевой основы, зависит от радиальной эластической тяги окружающих тканей, которая не позволяет им спадаться. Проходимость этих дыхательных путей, особенно в базальных отделах легких, сильно зависит от объема легких. Объем, при котором мелкие дыхательные пути начинают спадаться, называется емкостью закрытия. При малых легочных объемах альвеолы, расположенные в этих отделах легких, продолжают перфузироваться, но не вентилируются; внутрилегочное шунтирование деоксигенированной крови приводит к гипоксемии (см. ниже). Емкость закрытия обычно измеряется при помощи тест-газа (133Хе): обследуемый делает максимальный выдох, затем — максимальный вдох из емкости с тест-газом, после чего опять максимальный выдох.
Емкость закрытия обычно значительно меньше, чем ФОЕ (рис. 22-6), но с увеличением возраста человека она постепенно повышается (рис. 22-7). Этот факт, возможно, является причиной наблюдающегося в норме у людей возрастного снижения напряжения кислорода в артериальной крови. В положении лежа на спине емкость закрытия становится равна ФОБ в среднем в возрасте 44 лет; в возрасте 66 лет у большинства людей в вертикальном положении емкость закрытия становится равна или превышает ФОБ. В отличие от ФОБ, положение тела на емкость закрытия не влияет.
Рис. 22-6. Соотношение между функциональной остаточной емкостью, объемом закрытия и емкостью закрытия. (С разрешения. Из. Nunn J. F. Applied Respiratory Physiology, 3rd ed. Butterworths, 1987.)
Рис. 22-7. Влияние возраста на емкость закрытия и на соотношение между емкостью закрытия и функциональной остаточной емкостью. Заметим, что ФОБ не изменяется (С разрешения. Из: NunnJ. F. Applied Respiratory Physiology, 3rd ed Butterworths, 1987.)
Жизненная емкость легких
Жизненная емкость легких (ЖЕЛ) — это объем воздуха, выдыхаемый при максимальном выдохе после максимального вдоха. На ЖЕЛ, помимо антропометрических характеристик, влияют также сила дыхательных мышц и общая растяжимость легких и грудной клетки. В норме ЖЕЛ составляет 60-70 мл/кг.