Эластические свойства легких

 Если изолированное легкое поместить в камеру и снизить давление в камере ниже атмосферного, то легкие расширятся и их объем можно измерить с помощью спирометра. Таким образом можно измерить объем легких при разных уровнях давления и построить статическую кривую давление - объем (рис. 2--11). Из кривой давление - объем в отсутствие потока видно, что кривые для вдоха и для выдоха различны. Это различие между кривыми представляет собой гистерезис - свойство всех эластических структур, т.е. чтобы поддержать данный объем легкого во время его наполнения, требуется большее транспульмональное давление, чем при спадении легкого. Кроме того, из рис. 2--11 видно, что кривые не исходят из начала координат. Это указывает на то, что даже в отсутствие растягивающего давления в них содержится небольшое количество воздуха (подтверждением этому служит наличие воздуха в легких человека, извлеченных из грудной клетки при аутопсии).

РАСТЯЖИМОСТЬ ЛЕГКИХ

 Отношение между давлением и изменением объема легких может быть выражено как P = E*V, где P - растягивающее давление, E - эластичность, V - изменение объема легких. Эластичность - это мера упругости легочной ткани. Величина, обратная эластичности (C_stat = 1:E), называется статической растяжимостью. Таким образом, растяжимость - это изменение объема на единицу давления; она отражается наклоном кривой давление - объем. Из рис. 2--11 видно, что легкое более растяжимо при низких и средних объемах (более выраженный наклон кривой).

 path: pictures/2-11.png

 Рис. 2-11. Кривая зависимости объема от давления для изолированного легкого. Нижняя кривая образована во время ступенчатого наполнения, верхняя - во время ступенчатого спадения.

 Статическая растяжимость зависит от размеров легких. Легкое крупных размеров подвержено большим изменениям своего объема на единицу изменения давления, чем маленькое легкое. В связи с этим применяют удельную растяжимость (статическая растяжимость, отнесенная к единице объема легких). В клинической практике статическую растяжимость измеряют от уровня спокойного выдоха (функциональная остаточная емкость) при увеличении объема на 500 мл. У здоровых взрослых людей она составляет величину около 0,2 л/см вод.ст. У детей аналогичный показатель значительно ниже. При патологии статическая растяжимость может как повышаться, так и понижаться. При эмфиземе растяжимость повышается вследствие утраты и соединительнотканных компонентов, и альвеол. При фиброзе легких, застойной сердечной недостаточности, геморрагии легких происходит ее снижение.

 В статических условиях при открытых верхних воздухоносных путях транпульмональное давление равно давлению статической легочной отдачи (P_el), поскольку P_alv=0. Эластическую отдачу легких определяют содержание эластических структур в тканях (волокна эластина и коллагена) и поверхностное натяжение жидкости, выстилающей альвеолы.

 Поверхностное натяжение жидкости - сила, возникающая на поверхности, которая разделяет жидкость и газ, и стремящаяся сократить поверхность до минимума. Поверхность альвеол покрыта тонким слоем жидкости. Силы поверх-ностного натяжения стремятся минимизировать площадь поверхности, создавая положительное давление и обеспечивая спадение альвеол. Поверхностное натяжение уменьшается благодаря сурфактанту - поверхностно-активному веществу, которое секретируется альвеолярными эпителиальными клетками II типа и выстилает альвеолярную поверхность. Сурфактант, состоящий из фосфолипидов и протеинов, обладает двумя уникальными свойствами: вызывает большее снижение поверхностного натяжения при меньших площадях поверхности, и это снижение более выражено во время выдоха, чем во время вдоха.

 В легких сурфактант выполняет важные физиологические функции:

 1) понижая поверхностное натяжение, увеличивает растяжимость легких и тем самым уменьшает совершаемую при вдохе работу;

 2) обеспечивает стабильность альвеол, препятствуя их спадению и появлению ателектазов, и предотвращает перемещение воздуха из меньших альвеол внутрь больших в результате более выраженного снижения поверхностного натяжения при малых объемах;

 3) препятствует транссудации жидкости на поверхность альвеол из плазмы капилляров легких.

 При дефиците сурфактанта легкие становятся ригидными, неподатливыми и склонными к коллапсу (например, респираторный дистресс-синдром новорожденных, известный также как болезнь гиалиновых мембран).