Эластические свойства легких
Формируют их эластический тканевой каркас, силы поверхностного натяжения альвеолярной пленки, степень кровенаполнения легких и тонус гладких мышечных волокон.
Зависимость эластического давления (Pell) и объема легких имеет вид кривой, наклоненной к оси объема с наибольшим искривлением в зоне больших объемов (см. рис.2).
В физиологических условиях в пределах возможных изменений объема легких график зависимости Pell - V расположен вправо от нуля давления. Это свидетельствует о том, что при любой глубине вдоха эластическая ретракция легких направлена на их спадание. Следовательно, для поддержания любой воздухонаполненности легких требуется усилие, тем большее, чем больше объем легких.
Зависимость Pell - V во всем диапазоне изменений объема нелинейна, хотя при воздухонаправленности легких меньше 50% она близка к прямолинейной. На этом уровне растяжимость легких (Cl) составляет около 2.0 л *Кпа-1. По мере углубления вдоха Cl прогрессивно уменьшается, и при максимальном вдохе она становится наименьшей, а эластическое сопротивление легких наибольшим. Таким образом, главным фактором, определяющим предел максимального вдоха, является эластическое сопротивление легких.
Растяжимость легких (отношение Pell - V) зависит также от направления изменений объема. (см. рис.2). При одинаковых объемах легких Pell всегда больше, если оно определяется в процессе вдоха, чем при выдохе. Поэтому график Pell - V, полученный сначала при постепенном увеличении, а затем уменьшении объема легких, образует петлю, которая называется петлей гистерезиса или отставания. Гистерезис той или иной степени является общим феноменом для всех эластических тел, включая и биологические структуры (очень небольшой эластический гистерезис свойствен и грудной клетке).
Площадь петли эластического гистерезиса легких характеризует энергетические потери, связанные с тем, что при увеличении объема требуется большее усилие, чем при его уменьшении. Экспериментально было продемонстрировано, что при заполнении легких жидкостью и выключении, следовательно, сил поверхностного натяжения эластический легочный гистерезис значительно уменьшается.
Кривая зависимости Pell - V сохраняет на графике изгиб только при максимальной инфляции легких, а растяжимость легких увеличивается в 2 раза. Из этих наблюдений следует, что основные энергозатраты при растяжении легких связаны с преобладанием сил поверхностного натяжения.
При средней воздухонаполненности легких трудно разделить роль сил поверхностного натяжения и эластической ретракции тканевых структур в формировании величины Cl. Физиологические значение тканевых структур на этом уровне сводиться к предохранению отдельных альвеол от перерастяжения, так как их предельные размеры определяются свойствами окружающих тканевых структур.
Различные нервные и гуморальные влияния на тонус гладких мышечных волокон и кровенаполнение легочных капилляров могут изменять геометрию альвеол и, следовательно, их поверхностное натяжение. Вероятно, что именно этими причинами обусловлены значительные различия величин Cl у здоровых.