<<
>>

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. Острый тромбофлебит поверхностных вен
  7. Определение поверхностных антигенов лимфоцитов — CD
  8. Поверхностная трихофития
  9. ПОВЕРХНОСТНЫЕ РЕФЛЕКСЫ
  10. ПОВЕРХНОСТНЫЕ РЕФЛЕКСЫ
  11. Поверхностно-активные вещества
  12. Поверхностные антигены клеток крови
  13. Исследование воды поверхностных водоемов
  14. Определение поздних желудочковых потенциалов на усредненных поверхностных ЭКГ