Изменение давления во время дыхания

 Дыхательные мышцы изменяют объем грудной клетки и создают градиент давления, который необходим для возникновения воздушного потока по воздухоносным путям и поддержания определенного уровня расправления легких. Во время вдоха сокращение инспираторных мышц приводит к расширению грудной клетки в поперечном и переднезаднем направлении. Легкие пассивно следуют за объемным приращением грудной клетки; в результате давление в альвеолах становится ниже атмосферного (отрицательным). Под воздействием отрицательного градиента давления в легкие входит воздух из внешней среды. Напротив, на выдохе уменьшается объем легких, давление в альвеолах становится выше атмосферного (положительным) и альвеолярный воздух выходит во внешнюю среду. В конце вдоха и выдоха объем грудной полости прекращает изменяться и при открытой голосовой щели давление в альвеолах становится равным атмосферному. Альвеолярное давление (P_alv) представляет собой сумму плеврального давления (P_pl) и давления, создаваемого эластической паренхимой легкого (P_el):

 P_alv = P_pl + P_el.

 Плевральное давление - давление в герметично замкнутой плевральной полости между висцеральными и париетальными листками плевры. Давление внутри плевральной полости зависит от величин и направления сил, создаваемых эластической паренхимой легких и грудной стенкой. Кроме того, конечное значение плеврального давления зависит от усилий дыхательных мышц и процессов фильтрации и всасывания плевральной жидкости висцеральной и париетальной плеврой. Под влиянием силы тяжести в плевральной жидкости развивается вертикальный градиент 0,25 см вод.ст. на 1 см высоты легких, что приводит к разнице давления между апикальными и прилегающими к диафрагме базальными отделами легких и, соответственно, к разной воздухонаполненности легких. В положении лежа на спине или на боку градиент меньше и совсем отсутствует в вертикальном положении вниз головой. Плевральное давление может быть измерено манометром, соединенным с плевральной полостью полой иглой. В клинической практике часто применяют косвенный метод оценки величины плеврального давления, измеряя давление в нижней части пищевода с помощью пищеводного баллонного катетера. Изменения внутрипищеводного давления во время дыхания отражают изменения внутриплеврального давления.

 В норме плевральное давление всегда ниже атмосферного во время вдоха, а во время выдоха оно может быть ниже, выше или равно атмосферному, в зависимости от форсированности выдоха. При спокойном дыхании плевральное давление перед началом вдоха ниже атмосферного и составляет - 5 см вод.ст., перед началом выдоха оно ниже на 3 - 4 см вод.ст. При пневмотораксе (нарушение герметичности грудной клетки и сообщение плевральной полости с внешней средой) выравниваются плевральное и атмосферное давление, что вызывает спадение легкого и делает невозможным его вентиляцию.

 Разница между альвеолярным и плевральным давлением называется транспульмональным давлением (P_tp = P_alv - P_pl), величина которого в соотношении с внешним атмосферным давлением и является основным фактором, вызывающим движение воздуха в воздухоносных путях легких.

 В области контакта легкого с диафрагмой давление называется трансдиафрагмальным (P_td). Оно рассчитывается как разница между внутрибрюшинным (P_ab) и плевральным давлением: P_td = P_ab - P_pl.

 Измерение трансдиафрагмального давления представляет собой наиболее точный способ оценки сократительной способности диафрагмы. При ее активном сокращении содержимое брюшной полости сжимается и растет внутрибрюшное давление; трансдиафрагмальное давление становится положительным. Когда диафрагма парализована или утомлена, то во время вдоха сокращение других инспираторных мышц создает отрицательное внутригрудное давление и может возникнуть парадоксальное движение диафрагмы и брюшной стенки (передняя брюшная стенка двигается вовнутрь, в то время как диафрагма затягивается кверху, внутрь грудной полости). При этом трансдиафрагмальное давление снижается и при двустороннем параличе диафрагмы может быть равным нулю. В покое у здорового человека на долю диафрагмы и других дыхательных мышц приходится не более 2 - 3% общего потребления кислорода. При высоких вентиляторных требованиях (например, при физической нагрузке) потребность дыхательных мышц в кислороде составляет значительную часть его общего потребления. Это может привести к утомлению дыхательных мышц, что проявляется увеличенной частотой дыхания, парадоксальным движением диафрагмы и брюшной стенки.