Медичні статті » Фізіологія » Зміна обсягу легень під час вдиху і видиху. Функція внутрішньоплеврально тиску. Плевральное простір. Пневмоторакс


Скорочення дихальних м'язів грудної клітки і діафрагми при вдиху викликає збільшення обсягу легких, А при їх розслабленні під час видихулегкі спадаются до початкового об'єму. Обсяг легких як при вдиху, так і при видиху змінюється пасивно, оскільки завдяки своїй високій еластичності і розтяжності легкі слідують за змінами об'єму грудної порожнини, викликаними скороченням дихальних м'язів. Це положення ілюструє наступна модель пасивного збільшення обсягу легких (Рис. 10.3). У цій моделі легені можуть бути розглянуті в якості еластичного балона, поміщеного всередину ємності, виконаної зригідних стінок і гнучкою діафрагми. Простір між еластичним балоном і стінками ємкості є герметичним. Ця модель дозволяє змінювати тиск всередині ємності при русі вниз гнучкою діафрагми. При збільшенні обсягу ємності, викликаному рухом вниз гнучкою діафрагми, тиск всередині ємності, тобто поза балона, стає нижче атмосферного відповідно до закону ідеального газу. Балон роздувається, оскільки тиск усередині нього (атмосферний) стає вище, ніж тиск вємності навколо балона.



Рис. 10.3. Схема моделі, яка демонструє пасивне роздування легень при опусканні діафрагми. При опусканні вниз діафрагми тиск повітря всередині ємності стає нижче атмосферного тиску, що викликає роздування еластичного балона.
Р - атмосферний тиск.

У додатку до легких людини,які повністю заповнюють об'єм грудної порожнини, Їх поверхню і внутрішня поверхня грудної порожнини покриті плевральної мембраною. Плевральна мембрана поверхні легенів (вісцеральна плевра) фізично не стикається з плевральної мембраною, що покриває грудну стінку (париетальная плевра), так як між цими мембранами є плевральное простір (Синонім - Внутриплевральное простір ), Заповнене тонкимшаром рідини - плевральної рідини. Ця рідина зволожує поверхню часток легенів і сприяє їх ковзанню відносно один одного під час роздування легень, а також полегшує тертя між парієтальних і вісцеральним листками плеври. Рідина нестислива та її обсяг не збільшується при зменшенні тиску в плевральної порожнини. Тому високоеластичний легкі в точності повторюють зміна обсягу грудної порожнини під час вдиху. Бронхи, кровоносні судини, нервиі лімфатичні судини формують корінь легені, за допомогою якого легкі фіксовані в області середостіння. Механічні властивості цих тканин зумовлюють основну ступінь зусилля, яке повинні розвивати дихальні м'язи при скороченні, щоб викликати збільшення обсягу легких. У звичайних умовах еластична тяга легень створює незначну величину негативного тиску в тонкому шарі рідини внутрішньоплеврально простору щодо атмосферного тиску.Негативне внутрішньоплеврально тиск варіює відповідно до фазами дихального циклу від -5 (видих) до -10 см водн. ст. (Вдих) нижче атмосферного тиску (рис. 10.4). Негативне внутрішньоплеврально тиск здатний викликати зменшення (колапс) обсягу грудної порожнини, якому тканини грудної клітини протидіють своєї надзвичайно ригидной структурою. Діафрагма в порівнянні з грудною кліткою, є більш еластичною, і її купол піднімається вгору під впливом градієнта тиску, існуючого між плевральної та черевної порожнинами.

У стані, коли легені не розширюються і не спадаються (пауза відповідно після вдиху або видиху), в дихальних шляхах відсутній потік повітря і тиск в альвеолах одно атмосферному. В цьому випадку градієнт між атмосферним і внутрішньоплеврально тиск буде точно врівноважувати тиск, що розвивається еластичної тягою легенів (див. рис. 10.4). В цих умовах величина внутрішньоплеврально тиску дорівнює різниці між тиском в дихальних шляхах і тиском, що розвивається еластичної тягою легенів. Тому чим більше розтягнуті легкі, тим сильніше буде еластична тяга легень і більш негативним щодо атмосферного є величина внутрішньоплеврально тиску. Так відбувається під час вдиху, коли діафрагма опускається вниз і еластична тяга легень протидіє роздування легень, а величина внутрішньоплеврально тиску стає більш негативною. При вдиху це негативний тиск сприяє просуванню повітря по дихальних шляхах в бік альвеол, долаючи опір дихальних шляхів. У результаті повітря надходить із зовнішнього середовища в альвеоли.



Рис. 10.4. Тиск в альвеолах і внутрішньоплеврально тиск у фазу вдиху і видиху дихального циклу.
У відсутності потоку повітря в дихальних шляхах тиск в них дорівнює атмосферному (А), а еластична тяга легень створює в альвеолах тиск Е. В цих умовах величина внутрішньо-плеврального тиску дорівнює різниці А - Е. При вдиху скорочення діафрагми збільшує величину негативного тиску в плевральній порожнини до -10 см водн. ст., яке сприяє подоланню опору потоку повітря в дихальних шляхах, і повітря рухається із зовнішнього середовища в альвеоли. Величина внутрішньоплеврально тиску обумовлена різницею між тисками А - R - Е. При видиху діафрагма розслаблюється і внутрішньоплеврально тиск стає менш негативним щодо атмосферного тиску (-5 см водн. Ст.). Альвеоли внаслідок своєї еластичності зменшують свій діаметр, в них підвищується тиск Е. Градієнт тиску між альвеолами і зовнішнім середовищем сопособствует виведенню повітря з альвеол по дихальних шляхах в зовнішнє середовище. Величина внутрішньоплеврально тиску обумовлена сумою A + R за вирахуванням тиску всередині альвеол, т. е. А + R - Є. А - атмосферний тиск, Е-тиск в альвеолах, що виникає внаслідок еластичної тяги легень, R-тиск, що забезпечує подолання опору потоку повітря в дихальних шляхах, Р - внутрішньоплеврально тиск.

При видиху діафрагма розслаблюється і величина внутрішньоплеврально тиску стає менш негативною. В цих умовах альвеоли в зв'язку з високою еластичністю їхніх стінок починають зменшуватися в розмірі і виштовхують повітря з легенів через дихальні шляхи. Опір дихальних шляхів потоку повітря підтримує позитивний тиск в альвеолах і перешкоджає їх швидкому спаданню. Таким чином, в спокійному стані при видиху потік повітря в дихальних шляхах обумовлений тільки еластичної тягою легенів.

Пневмоторакс. Якщо повітря входить у внутриплевральное простір, наприклад через рану, в легенях виникає колапс, грудна клітка незначно збільшується в об'ємі, а діафрагма опускається вниз, як тільки внутрішньоплеврально тиск стає рівним атмосферному тиску. Цей стан називається пневмотораксом, при якому легені втрачають здатність слідувати за зміною обсягу грудної порожнини під час дихальних рухів. Більш того, під час вдиху повітря через рану входить в грудну порожнину і виходить під час видиху без зміни обсягу легень під час дихальних рухів, що робить неможливим газообмін між зовнішнім середовищем і організмом.



...


1 (0,00083)