Изменение объема легких

Легкие, помещающиеся внутри грудной клетки, отделены от ее стенок плевральной полостью, т. е. щелевидным пространством между пристеночной плеврой, выстилающей внутреннюю поверхность грудной клетки, и плеврой висцеральной, покрывающей наружную поверхность легких. При вдохе, когда полость грудной клетки расширяется, давление в плевральной щели уменьшается, объем легких увеличивается, давление в них понижается. Поэтому воздух через воздухоносные пути входит в легкие.

При выдохе, когда объем грудной полости уменьшается, давление в плевральной щели немного увеличивается, растянутая легочная ткань сжимается; в легких повышается давление и воздух выходит из легких.

Таким образом, изменение объема легких происходит пассивно, вследствие изменения объема грудной полости и колебаний давления в плевральной щели и внутри легких.

Механизм изменений объема легких при дыхании может быть продемонстрирован с помощью модели Дондерса.

Модель Дондерса (рис. 51) представляет собой стеклянную бутыль с резиновым дном. Верхнее отверстие бутыли закрыто пробкой, через которую пропущена стеклянная трубка. На конце трубки, помещающемся внутри бутыли, укрепляется трахея с бронхами и легкими, вырезанными у небольшого по размерам животного (крысы и кролика); через наружный конец трубки полость легких сообщается с атмосферным воздухом. Давление внутри бутыли может быть измерено с помощью манометра, соединенного с трубкой, впаянной в стенку бутыли. Если оттянуть резиновое дно бутыли книзу, то объем ее увеличится и давление в ней станет ниже атмосферного. Это вызывает растяжение легочной ткани, и атмосферный воздух начнет поступать внутрь лёгких. Рис.51. Модель Дондерса для демонстрации механики дыхательного акта (объяснения в тексте).

Однако давление воздуха внутри бутыли между ее стенками и наружной поверхностью легких остается все же несколько ниже атмосферного, так как упругие свойства легочной ткани препятствуют ее растяжению. Если теперь отпустить оттянутое книзу резиновое дно бутыли, то оно возвращается в прежнее положение. Объем бутыли уменьшается и прекращается действие силы, растягивавшей легкие. Благодаря своей эластичности легочная ткань сжимается, давление в легких повышается и воздух из них выходит наружу.

Модель Дондерса показывает, что непосредственной причиной растяжения легких при вдохе и сжатии их при выдохе являются изменения объёма грудной полости и происходящие при этом колебания давления в плевральной щели. Непосредственной же причиной поступления воздуха в легкие при вдохе и выхода его из легких при выдохе являются колебания давления внутри легких. Эти колебания давления внутри легких могут быть зарегестрированы, если исследуемому ввести в одну ноздрю трубку, соединённую с манометром, и предложить дышать, закрыв рот. Опыт показывает, что при каждом вдохе давление в легких ниже атмосферного на 2 мм, а при каждом выдохе выше атмосферного на 3—4 мм рт. ст.

Давление в плевральной щели может быть измерено путем прокола грудной стенки полой иглой, соединенной с манометром (рис. 52). Как только игла попадает в плевральное пространство, манометр показывает давление ниже атмосферного. Во время спокойного вдоха давление в плевральной щели на 9 мм, а во время спокойного выдоха на 6 мм рт. ст. ниже атмосферного. Такое давление часто называют отрицательным, условно принимая атмосферное давление равным нулю. Рис. 52. Способ определения внутриплеврального давления (схема): 1 — легкие; 2 — сердце; 3 — висцеральная плевра; 4 — париетальная плевра; 5 — игла; 6 — кимограф.