Плев­раль­ное дав­ле­ние как по­ка­за­тель уп­ру­гих сил

Лег­кие в груд­ной клет­ке рас­тя­ну­ты, и эта рас­тя­ги­ваю­щая си­ла дей­ст­ву­ет на все внут­ри­груд­ные струк­ту­ры — со­су­ды, ды­ха­тель­ные пу­ти и пр. (рис. 10.3), они как бы под­ве­ше­ны в груд­ной по­лос­ти на рас­тя­ну­тых пру­жин­ках. Для под­дер­жа­ния в рас­кры­том со­стоя­нии об­ра­зо­ва­ний с мяг­ки­ми стен­ка­ми и с низ­ким дав­ле­ни­ем в про­све­те (ве­ны, брон­хио­лы) эта рас­тя­ги­ваю­щая си­ла иг­ра­ет ре­шаю­щую роль. По­ка­за­те­лем этой рас­тя­ги­ваю­щей си­лы слу­жит так на­зы­вае­мое плев­раль­ное дав­ле­ние.

Из рис. 10.3 вид­но, что од­на и та же по ве­ли­чи­не си­ла дей­ст­ву­ет и на стен­ки брон­хи­ол и кро­ве­нос­ных со­су­дов, и на пи­ще­вод, и на вис­це­раль­ный лис­ток плев­ры, стре­мясь от­тя­нуть его по на­прав­ле­нию к кор­ню. Оче­вид­но, что при этом в плев­раль­ной по­лос­ти соз­да­ет­ся не­ко­то­рое раз­ря­же­ние, то есть от­ри­ца­тель­ное (по от­но­ше­нию к ат­мо­сфер­но­му) дав­ле­ние. Это дав­ле­ние и на­зы­ва­ют плев­раль­ным дав­ле­ни­ем.

Рас­смот­рим под­роб­но про­ис­хо­ж­де­ние плев­раль­но­го дав­ле­ния и его из­ме­не­ния в про­цес­се ды­ха­ния; для это­го вер­нем­ся к рис. 10.2, В. На этом ри­сун­ке при­ве­де­на мо­дель в ви­де ци­лин­д­ра с дву­мя порш­ня­ми; ле­вый пор­шень со­от­вет­ст­ву­ет груд­ной клет­ке, пра­вый — лег­ким, про­стран­ст­во ме­ж­ду порш­ня­ми — плев­раль­ной по­лос­ти. Со­еди­нен­ные с порш­ня­ми пру­жи­ны изо­бра­жа­ют уп­ру­гие си­лы лег­ких и груд­ной клет­ки; вме­сто сил при­ве­де­ны соз­да­вае­мые ими дав­ле­ния (дав­ле­ние = си­ла на еди­ни­цу пло­ща­ди).

· В со­стоя­нии по­коя ды­ха­тель­но­го ап­па­ра­та (ко­нец спо­кой­но­го вы­до­ха, ле­вый ри­су­нок) за ка­ж­дый пор­шень тя­нет со­еди­нен­ная с ним пру­жи­на, по­это­му в про­стран­ст­ве ме­ж­ду порш­ня­ми соз­да­ет­ся раз­ре­же­ние (от­ри­ца­тель­ное плев­раль­ное дав­ле­ние P_пл). В по­кое оно со­став­ля­ет око­ло –5 см вод. ст. По­сколь­ку порш­ни не дви­жут­ся (нет ни вдо­ха, ни вы­до­ха), дав­ле­ния, дей­ст­вую­щие на ка­ж­дый пор­шень с обе­их сто­рон, оди­на­ко­вы. Сна­ру­жи на порш­ни дей­ст­ву­ют уп­ру­гие дав­ле­ния лег­ких P_л (на ле­вый пор­шень) и груд­ной клет­ки P_г (на пра­вый), а из­нут­ри — плев­раль­ное дав­ле­ние. Зна­чит

P_г = P_пл; (6)

P_л = P_пл; (7)

или

P_г = P_пл = P_л. (8)

· При вдо­хе по­яв­ля­ет­ся тре­тья си­ла (мы­шеч­ная) и, со­от­вет­ст­вен­но, соз­да­вае­мое ей дав­ле­ние P_м; ле­вый пор­шень (груд­ная клет­ка) сме­ща­ет­ся вле­во, сте­пень раз­ре­же­ния в про­стран­ст­ве ме­ж­ду порш­ня­ми (плев­раль­ной по­лос­ти) уве­ли­чи­ва­ет­ся, плев­раль­ное дав­ле­ние ста­но­вит­ся еще бо­лее от­ри­ца­тель­ным (при­мер­но –8 см вод. ст.; см. кри­вую на рис. 10.2, Г). При за­держ­ке ды­ха­ния на вы­со­те вдо­ха (ри­сун­ки в цен­тре):

P_г + P_м = P_пл; (9)

P_л = P_пл; (10)

или

P_г + P_м = P_пл = P_л. (11)

Вид­но (урав­не­ния (8) и (11)), что и при вы­до­хе, и при вдо­хе P_пл = P_л; ины­ми сло­ва­ми, плев­раль­ное дав­ле­ние слу­жит по­ка­за­те­лем уп­ру­гой си­лы (эла­сти­че­ской тя­ги) лег­ких¹.

¹ Эти рас­су­ж­де­ния от­но­сят­ся к ес­те­ст­вен­но­му мед­лен­но­му ды­ха­нию, ко­гда дав­ле­ние в аль­ве­о­лах (аль­ве­о­ляр­ное давление) близ­ко к ат­мо­сфер­но­му (см. ни­же, разд. «Аэ­ро­ди­на­ми­ка ды­ха­ния»). При фор­си­ро­ван­ном ды­ха­нии или ис­кус­ст­вен­ной вен­ти­ля­ции лег­ких дав­ле­ние в аль­ве­о­лах при вдо­хе и вы­до­хе су­ще­ст­вен­но от­ли­ча­ет­ся от ат­мо­сфер­но­го, и рас­клад сил ста­но­вит­ся иным.