Вентиляция: физиология
Благодаря наличию большого количества эластических и коллагеновых волокон и силе поверхностного натяжения жидкости в альвеолах легкие обладают большой упругой силой - так называемой эластической тягой легких . Под действием этой силы они стремятся спасться. Чтобы наполнить легкие воздухом, их надо растянуть - либо за счет повышения давления в альвеолах, либо за счет снижения давления снаружи легких (то есть в плевральной полости).
Зависимость объема легких от транспульмонального давления - разности между альвеолярным давлением и давлением в плевральной полости - отображает кривая давление-объем для легких ( рис. 250.3 ).
Грудная клетка тоже обладает упругостью, но в отличие от легких при низких значениях объема она стремится расшириться и лишь при высоких - спасться. Для того чтобы изменить объем грудной клетки, надо изменить давление, действующее на нее изнутри (давление в плевральной полости) или снаружи. Поскольку последнее в обычных условиях постоянно и равно атмосферному, объем грудной клетки меняется в зависимости от давления в плевральной полости. Эту зависимость иллюстрирует кривая давление-объем для грудной клетки ( рис. 250.3 ).
В конце спокойного выдоха, когда объем легких соответствует ФОЕ , они все еще стремятся спасться под действием их эластической тяги. Напротив, грудная клетка при данном значении объема стремится расшириться. Итак, ФОЕ - это некий равновесный объем, при котором упругая сила легких , направленная внутрь, уравновешена такой же по величине, но противоположной по направлению упругой силой грудной клетки ( рис. 250.3 ). Для того чтобы произошел вдох, то есть объем грудной клетки и легких стал больше ФОЕ , необходимо, чтобы изменились действующие на них силы. Это может быть достигнуто за счет либо пассивного повышения альвеолярного давления (при ИВЛ ), либо активного сокращения инспираторных мышц . Предельно глубокий вдох - это состояние, при котором сила сокращения инспираторных мышц максимальна и ей противодействует в основном эластическая тяга легких .
Следовательно, величина общей емкости легких зависит от двух факторов - податливости легких и силы сокращения инспираторных мышц . При снижении податливости легких и слабости инспираторных мышц общая емкость легких уменьшается.
При глубоком выдохе (уменьшении объема легких и грудной клетки по сравнению с ФОЕ ) сокращение экспираторных мышц преодолевает стремление грудной клетки расшириться. Предельно глубокий выдох (объем легких соответствует остаточному объему) - это состояние, при котором сила сокращения экспираторных мышц максимальна и ей противодействует упругая сила грудной клетки. При низких значениях объема легких последняя резко возрастает.
Однако остаточный объем легких зависит и еще от двух важнейших факторов. Первый - это способность поддерживать длительный выдох. Она определяется силой экспираторных мышц и чувствительностью к афферентации от грудной клетки (эта афферентация запускает рефлексы, направленные на прекращение выдоха). Второй фактор - это проходимость мелких дыхательных путей.
В норме объем легких уменьшается по мере снижения транспульмонального давления . При обструктивных нарушениях уменьшение транспульмонального давления приводит к раннему закрытию дыхательных путей, и количество выдыхаемого воздуха уменьшается. Следовательно, увеличение остаточного объема может быть вызвано либо слабостью дыхательных мышц, либо обструктивными нарушениями.
Динамические показатели вентиляции определяют во время форсированного выдоха - максимально быстрого и глубокого выдоха после максимально глубокого вдоха. Если проделать несколько форсированных выдохов подряд, каждый раз прикладывая все большее и большее усилие, чтобы ускорить выдох, то скорость воздушного потока сначала будет увеличиваться пропорционально прилагаемым усилиям, но, достигнув определенной величины, перестанет расти - то есть станет независимой от усилия дыхательных мышц. Скорость воздушного потока при этом будет определяться эластической тягой легких , аэродинамическим сопротивлением дыхательных путей дистальнее области спадения и растяжимостью их стенок в этой области. Снижение эластичности легких, увеличение сопротивления дыхательных путей и растяжимости их стенок приводят к снижению скорости воздушного потока на выдохе.
