ОТНОШЕНИЯ ДАВЛЕНИЕ-ОБЪЕМ ЛЁГКИХ В СТАТИКЕ [ pressure-volume relationship of lungs in static ] Графики давление-объём лёгких, построенные по данным, полученным в условиях статики, характеризуют эластическое сопротивление внешнему дыханию - главную часть статической компоненты общего сопротивления внешнему дыханию. Графики давление-объём лёгких - это графики, описывающие отношения между внутриальвеолярным давлением и объёмом лёгких, внутриплевральным давлением и объёмом лёгких. Такие графики можно построить в условиях статики и в условиях динамики. Статические данные - это данные, полученные в условиях статики аппарата внешнего дыхания, то есть в условиях отсутствия естественных дыхательных движений. При дыхательных движениях сила сокращений дыхательных мышц затрачивается на преодоление сопротивления внешнему дыханию. Сопротивление внешнему дыханию имеет две компоненты: эластическое сопротивление внешнему дыханию (~90%) и неэластическое сопротивление внешнему дыханию (~10%). Эластическое сопротивление внешнему дыханию обусловлено эластичностью аппарата внешнего дыхания. Эластичность - это наличие жёсткости и упругости. Свойство противоположное эластичности - податливость. Свойство противоположное упругости - растяжимость. Нередко в русскоязычной физиологии два разных термина податливость и растяжимость неправильно используют как синонимы. Неэластическое сопротивление дыханию связано главным образом с сопротивлением потоку дыхательных газовых смесей по дыхательным путям при дыхательных движениях. Отсюда, для того, чтобы исследовать только одну компоненту сопротивления внешнему дыханию - эластическое сопротивление, следует каким-либо способом либо исключить неэластическое сопротивление (условия статики), либо не принимать его в расчет. Получить данные для построения статических кривых давления-объёма можно тремя способами. Первый способ - научить исследуемого на короткое время полностью расслаблять дыхательные мышцы. Второй способ - использовать миорелаксанты в сочетании с искусственным дыханием. Третий способ - косвенные измерения с помощью интегральной плетизмографии. Рассмотрим первый способ. Для измерений используется устройство, состоящее из спирометра, к трубке которого присоединен датчик давления. Исследуемому предлагают вдохнуть из спирометра определенный объём воздуха (носовые отверстия закрыты зажимом). Затем соединение со спирометром перекрывается, исследуемый максимально расслабляет дыхательные мышцы при открытой голосовой щели, а в это время датчик регистрирует давление в системе испытуемый-спирометр. Полагают, что разница между атмосферным давлением и измеренным давлением соответствует внутриальвеолярному давлению Pа. Таким образом можно измерить статическую взаимозависимость между вдыхаемыми объёмами воздуха и давлением.
Схема. Статические зависимости давление-объём для лёгких, грудной клетки и аппарата внешнего дыхания в целом (лёгкие + грудная клетка). Модификация: Knowles J.H., Hong S.R., Rahn H. Possible errors using esophageal ballon in determination of pressure-volume characteristics of the lung and cage. J. Appl. Physiol., 1959, 14, 525. Рисунки А, Б, В, Г отображают различные объёмы грудной клетки от максимального вдоха - А до максимального выдоха - Г. Жёлтые стрелки - направление сил эластичности грудной клетки. Зеленые стрелки - направление сил эластичности лёгких.
|
|
|
На схеме кривая красного цвета отображает такую зависимость. Наклон этой кривой (угол между касательной к кривой и осью абсцисс, первая производная Cо = dV / dPа) характеризует податливость аппарата внешнего дыхания, то есть податливость лёгких и грудной клетки вместе. Кривая имеет S-образную форму. Её средний участок приближается к линейной зависимости. Угол наклона на этом участке практически одинаков. Следовательно, податливость аппарата внешнего дыхания (и обратная величина - эластичность) на этом участке практически постоянна. Этот участок кривой соответствует тем значениям внутриальвеолярного давления и объёмам вдоха, которые бывают при нормальном дыхании. Часть общего эластического (упругого) сопротивления внешнему дыханию, обусловленную только грудной клеткой (без эластического сопротивления лёгких) можно оценить следующим образом. Дополним исследование измерением внутриплеврального давления Pпл. Установлено, что давление в грудной части пищевода и давление в плевральной полости приблизительно одинаковы. Поэтому нередко используют не непосредственное измерение, а косвенную оценку давления в плевральной полости по внутрипищеводному давлению. Для этого в пищевод вводят заполненные водой тонкий катетер с эластичным баллончиком на конце. Катетер соединен с водным манометром или с датчиком давления. Разницу между давлением в пищеводе и атмосферным давлением обычно для удобства называют «внутриплевральным давлением», или давлением в плевральной полости. По сути внутриплевральное давление, как и внутриальвеолярное давление - это давление, измеренное с помощью обычной шкалы (мм водн ст) с условно принятой динамической начальной точкой отсчета - значением атмосферного давления. На схеме кривая желтого цвета отображает взаимоотношения между внутриплевральным давлением и объёмом вдоха. Угол наклона этой кривой (угол между касательной к кривой и осью абсцисс, первая производная) характеризует податливость грудной клетки, только части податливости аппарата внешнего дыхания (без податливости лёгких). Наклон кривой (податливость грудной клетки, Cгк = dV / dPпл) возрастает с увеличением внутриплеврального давления и объёма. Часть общего эластического сопротивления аппарата внешнего дыхания, обусловленного эластичностью лёгких (эластической тягой лёгких), можно оценить по разнице между альвеолярным давлением и давлением в плевральной полости. Эту переменную величину называют транспульмонарным давлением PL = (Pа - Pпл). Зависимость этой разности давлений от объёма воздуха, находящегося в лёгких отображена на схеме в виде кривой зеленого цвета. Угол наклона этой кривой (податливость лёгких, Cл = dV / d(Pа - Pл) уменьшается при увеличении объёма лёгких и разницы давлений Pа - Pпл. Податливость аппарата внешнего дыхания и его частей связаны следующим отношением: 1 / Cо = 1 / Cгк + 1 / Cл. Поскольку податливость есть величина обратная эластическому сопротивлению, то из последнего уравнения вытекает, что эластическое сопротивление внешнему дыханию равно сумме эластических сопротивлений лёгких и грудной клетки. Сравнение трех кривых позволяет оценить вклад частей аппарата внешнего дыхания в общую податливость при разной степени наполнения лёгких. Состояние равновесия всех сил эластического сопротивления (для дыхательной системы в целом, Ра = 0, жёлтая точка на кривой красного цвета) наблюдается в конце выдоха. Именно тогда объём лёгких соответствует функциональной остаточной ёмкости (FRC, functional residual capacity). В это время силы сокращения дыхательных мышц, расправляющих грудную клетку, и эластические силы лёгких, под действием которых лёгкие стремятся сжаться, уравновешивают друг друга. Когда при вдохе объём лёгких увеличивается, их эластические силы (силы упругости), направленные внутрь, возрастают (наклон кривой), а силы упругости грудной клетки, направленные наружу, снижаются (наклон кривой). При объёме лёгких, равном ~55% жизненной ёмкости (VC, vital capacity, красная точка на кривой желтого цвета), возникает состояние равновесия для грудной клетки (Pпл = 0). При дальнейшем увеличении объёма лёгких направление сил эластичности грудной клетки меняется на противоположное. Таким образом, наклон кривых (податливость аппарата внешнего дыхания в целом, податливость грудной клетки, податливость лёгких) больше всего в области значений, соответствующих спокойному дыханию. У здорового взрослого человека податливость дыхательной системы и ее компонентов при спокойном дыхании составляет:
Cо = 0,1 л /см вод ст = 1 л / кПа; Сгк = 0,2 л / см вод ст = 2 л / кПа;
Сл = 0,2 л / см вод ст = 2 л / кПа.
См.: Система дыхания: Cловарь, Система дыхания: Литература. Иллюстрации,
Управление в системе дыхания: Литература. Иллюстрации,
Показатели деятельности системы дыхания.
«Я У Ч Е Н Ы Й И Л И . . . Н Е Д О У Ч К А ?» Т Е С Т В А Ш Е Г О И Н Т Е Л Л Е К Т А
Предпосылка: Эффективность развития любой отрасли знаний определяется степенью соответствия методологии познания - познаваемой сущности. Реальность: Живые структуры от биохимического и субклеточного уровня, до целого организма являются вероятностными структурами. Функции вероятностных структур являются вероятностными функциями. Необходимое условие: Эффективное исследование вероятностных структур и функций должно основываться на вероятностной методологии (Трифонов Е.В., 1978,..., ..., 2015, …).
Критерий: Степень развития морфологии, физиологии, психологии человека и медицины, объём индивидуальных и социальных знаний в этих областях определяется степенью использования вероятностной методологии.
Актуальные знания: В соответствии с предпосылкой, реальностью, необходимым условием и критерием...
... о ц е н и т е с а м о с т о я т е л ь н о: — с т е п е н ь р а з в и т и я с о в р е м е н н о й н а у к и, — о б ъ е м В а ш и х з н а н и й и — В а ш и н т е л л е к т !
|
♥ Ошибка? Щелкни здесь и исправь ее! Поиск на сайте E-mail автора (author): tryphonov@yandex.ru
|