Неэластическое сопротивление

При вдохе и выдохе дыхательная система преодолевает неэластическое (вязкое) сопротивление, которое складывается из следующих компонентов: 1) аэродинамического сопротивления воздухоносных путей; 2) вязкого сопротивления тканей; 3) инерционного сопротивления (последнее настолько мало, что им можно пренебречь).

Сопротивление воздухоносных путей. Вдыхаемый или выдыхаемый воздух движется по воздухоносным путям под действием градиента давления между полостью рта и альвеолами. Этот градиент давления служит движущей силой для переноса дыхательных газов. Воздушный поток в дыхательных путях имеет отчасти ламинарный характер, однако в некоторых участках (особенно в местах разветвления бронхов и в области их патологических сужений) могут возникать завихрения. Ток воздуха в этих случаях становится турбулентным. Ламинарный поток воздуха, как и жидкости, подчиняется закону Хагева Пуазейля, согласно которому объемная скорость (расход) V пропорциональна градиенту давления ΔР. Таким образом, движение воздуха в дыхательных путях описывается следующим уравнением:

(16)

где R — аэродинамическое сопротивление, зависящее от поперечного сечения и длины трубки и от вязкости газа. Хотя для турбулентного потока справедлива иная зависимость, уравнение (16) используют для вычисления общего аэродинамического сопротивления при дыхании:

(17)

Сопротивление R обычно называют сопротивлением воздухоносных путей. Для вычисления этого сопротивления необходимо одновременно измерить разницу между давлением в полости рта и в альвеолах (в см вод. ст. или кПа) и объемную скорость воздушной струи (в л/с) (с. 573). Обычно при спокойном дыхании через рот сопротивление воздухоносных путей R колеблется в пределах 2 см вод.ст.сл^—1 (0,2 кПа-с-л^—1) [2]. В норме аэродинамическое сопротивление определяется главным образом условиями для воздушного пото-

ГЛАВА 21. ЛЕГОЧНОЕ ДЫХАНИЕ 581

Рис. 21.15.Интегральная плетизмография (упрощенная схема) и кривая сопротивления дыханию (изображена красным), -объемная скорость тока воздуха; Ра-альвеолярное давление

ка в трахее и крупных бронхах; что же касается мелких бронхов и бронхиол, то их вклад в общее сопротивление невелик из-за очень большой суммарной площади поперечного сечения (рис. 21.5).

Сопротивление тканей. При вдохе и выдохе преодолевается не только сопротивление воздухоносных путей, но и вязкое сопротивление тканей грудной и брюшной полостей, обусловленное их внутренним трением и неупругой деформацией:

Неэластическое сопротивление = Сопротивление воздухоносных путей + Сопротивление тканей..

Сопротивление тканей сравнительно невелико: в норме общее неэластическое сопротивление легких на 90% создается сопротивлением воздухоносных путей, и лишь на 10% -сопротивлением тканей.

Измерение сопротивлении [10, 22, 36]. Для измерения неэластического сопротивления дыхательной системы требуется постоянная регистрация внутриалъвеолярного давления. Можно также использовать непрямой способ интегральную плетизмографию. Основным элементом интегрального (body) плетизмографа (рис. 21.15) служит герметичная камера наподобие телефонной будки, где человек может удобно сидеть. При дыхательных движениях давление в легких исследуемого изменяется, и обратно пропорционально ему меняется давление в замкнутой плетизмографической камере. Откалибровав измерительную систему, можно судить об изменениях внутриальвеолярного давления по изменениям давления в камере. Одновременно можно регистрировать расход воздуха при помощи пневмотахографа (с. 573). Соотношение этих двух величин в соответствии с уравнением (17) представляет собой искомое сопротивление. Обычно с помощью двухкоординатного самописца регистрируют график зависимости от Р_а в виде непрерывной кривой. При помощи интегрального плетизмографа можно также определить функциональную остаточную емкость, ФОЕ (с. 572). Для этого на короткий срок перекрывают трубку, идущую от загубника, в результате чего воздух в легких перестает сообщаться с атмосферным. После этого исследуемый делает попытку вдохнуть; при этом измеряют изменения объема легких и давления в полости рта. ФОЕ можно вычислить, исходя из закона Бойля Мариотта [22].