Поверхностное натяжение

Стремление расправленных легких спасться обусловлено как напряжением эластических волокон их паренхимы, так и поверхност­ным натяжением в альвеолах. На любой поверхности раздела между воздухом и жидкостью действуют силы межмолекулярного сцепле­ния, стремящиеся уменьшить величину этой поверхности (силы поверхностного натяжения).

Под влиянием таких сил альвеолы стремят­ся сократиться, что усиливает эластическую тягу легких в целом. При сравнении фактической величины поверхностного натяжения со значением, вычисленным при предположении, что на поверхности альвеол имеется водянистая пленка, оказалось, что поверхностное натяжение альвеол в 10 раз меньше, чем теоретическая, расчетная величина. Это означает, что в альвеолярной жидкости имеются вещества, снижающие поверхностное натяжение. Молекулы таких веществ сильно притягиваются друг к другу, но обладают слабым сродством к жидкости, вследствие чего они собираются на поверхности и тем самым снижают поверхностное натяжение. Такие вещества называ­ются поверхностно-активными, или сурфактантами.

Альвеолярная жидкость, в которой содержатся сурфактанты, обладает еще одной особенностью. При расширении альвеол их поверхностное натяжение становится довольно высоким (0,04­0,05 Н/м), а при спадении - значительно меньшим (0,002-0,005 Н/м). Это объясняется тем, что при уменьшении альвеол молекулы сурфактанта сближаются и их плотность (на единицу поверхности) воз­растает. Если бы этого не происходило, то при уменьшении разме­ров альвеол поверхностное натяжение в них оставалось бы большим и они могли легко спасться. Было показано, что альвеолярная жид­кость содержит смесь белков и липидов. Наибольшей поверхност­ной активностью из всех компонентов этой смеси обладают произ­водные лецитина, образующиеся в альвеолярном эпителии. Наруше­ние образования или действия сурфактантов приводит к спадению большого количества альвеол. При этом возникает ателектаз - состояние, характеризующееся отсутствием вентиляции обширных участков легких.

У новорожденного поверхностно-активные вещества необходи­мы для расправления легких при первых дыхательных движениях. Существует заболевание, при котором поверхность альвеол у новорожденного покрыта преципитатом фибрина, или так называемыми гиалиновыми мембранами. Эти мембраны снижают активность сурфактантов, что приводит к неполному расправлению легких и тяжелым нарушениям газообмена.

Таким образом, в отношении поверхностного натяжения можно заключить:

1. Эластические силы, под действием которых легкие стремятся к спадению, частично обусловлены поверхностным натяжением в альвеолах.

2. Поверхностное натяжение уменьшается в результате того, что в слое жидкости, покрывающем стенки альвеол, содержатся поверхно­стно-активные вещества (сурфактанты). В связи с этим для расправ­ления легких при вдохе требуется сравнительно небольшая сила.

3. При уменьшении размеров альвеол молекулы сурфактанта сближаются и поверхностное натяжение уменьшается, что препятст­вует спадению альвеол.

График давление-объем (рис. 1.2) характеризует Сстат. легких и грудной клетки.

Она также именуется как кривая расслабления лег­ких. Объем, находящийся в легких при данном давлении в верхних дыхательных путях, может быть вычислен по этой диаграмме. Кри­вая имеет характерную 8-образную форму и состоит из трех частей, отличающихся одна от другой.

Рис. 1.2. График давление-объем

Плоская нижняя часть кривой: если конечный экспираторный легочный объем мал, в конце выдоха будут закрываться мелкие ды­хательные пути и спадаться дистальные альвеолы. Во время каждого вдоха должно быть приложено так называемое открывающее альве­олярное давление, чтобы спавшиеся участки открылись. Открываю­щее альвеолярное давление необходимо для мобилизации спавшихся альвеол. Оно всегда выше давления закрытия альвеол, т.е. давления, при котором альвеолы спадаются.

Средняя (крутая) линейная часть кривой: в этой части кривой требуются наименьшие усилия дыхания, а наибольшая крутизна ее отражает максимальную статическую податливость. Таким образом, податливость изменяется вместе с легочным объемом. Она самая высокая в области нормальной ФОЕ (около 3 л). Уменьшение или увеличение ФОЕ за пределы 2-5 л соответственно снижает комплайнс легких вдвое. Это значит, что для поступления в легкие одно­го и того же объема воздуха требуется удвоенная разница давления.

В клинической практике вентиляционные параметры должны устанавливаться так, чтобы конечный объем вдоха и конечный объем выдоха лежали в линейной части кривой давление-объем.

Плоская верхняя часть кривой: эта часть кривой отражает ис­черпание резервов альвеолярной эластичности. Дальнейшее возрас­тание давления не приводит к увеличению объема. Перерастяжение альвеолярной стенки ведет к снижению эластичности. При этом су­ществует опасность структурных повреждений альвеол (бароволюмотравма) и уменьшения легочной перфузии из-за сдавления капил­ляров. Обе отмеченные на кривой точки называются точками пере­гиба. Нижняя точка лежит в области объема закрытия. Силы, необ­ходимые для дыхания, намного меньше в крутой части диаграммы давление-время, чем с обеих сторон за пределами точек перегиба. Уменьшение комплайнса можно отнести к рестриктивным наруше­ниям вентиляции. Причины его снижения суммированы в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Причины снижения растяжимости легких
Повреждение

паренхимы

Сурфактант -

функциональные нарушения

Уменьшение объема
РДС

Бронхопневмония Отек легких Фиброз

РДС

Альвеолярный отек легких

Ателектаз

Аспирация

Пневмоторакс Высокое стояние диафрагмы


Соотношение комплайнса и ФОЕ именуется как удельный комплайнс: Удельный С = С/ФОЕ. Удельный С приблизительно одинаков у детей и взрослых. При эмфиземе эластическая тяга легких уменьшается и поэтому податливость увеличивается в связи с уменьшением легочной паренхимы.

<< | >>
Источник: Белебезьев Г.И., Козяр В.В.. Физиология и патофизиология искусственной вентиляции легких. Часть I. 2003

Еще по теме Поверхностное натяжение:

  1. Силы поверхностного натяжения
  2. Заживление раны вторичным натяжением
  3. Заживление раны первичным натяжением
  4. Обхватывающее поверхностное поглаживание
  5. Самоочищение поверхностных водоемов
  6. Определение поверхностных антигенов лимфоцитов — CD
  7. ПОВЕРХНОСТНЫЕ МЫШЦЫ ЛОШАДИ
  8. Поверхностная трихофития
  9. ПОВЕРХНОСТНЫЕ РЕФЛЕКСЫ
  10. ПОВЕРХНОСТНЫЕ РЕФЛЕКСЫ
  11. Поверхностно-активные вещества
  12. ПОВЕРХНОСТНАЯ АНАТОМИЯ ТАЗОВОЙ КОНЕЧНОСТИ ЛОШАДИ
  13. ПОВЕРХНОСТНАЯ АНАТОМИЯ ГРУДНОЙ КОНЕЧНОСТИ ЛОШАДИ
  14. ПОВЕРХНОСТНАЯ АНАТОМИЯ ГОЛОВЫ И ШЕИ ЛОШАДИ