Вплив зміни об'єму грудної клітки на легені

Грудна клітка зсередини покрита парієтальним листком плев­ри. Вісцеральний листок плеври укриває легені з зовнішнього боку. Між ними міститься плевральна щілина, заповнена рідиною, яка виконує роль «мастила». Завдяки цьому легені і грудна стінка ковзають одне повз одне. Цим забезпечується зчеплення легень із стінками грудної клітки, завдяки чому при збільшенні грудної по­рожнини легені йдуть услід за грудною кліткою, не деформуючись при цьому. Зрощення обох листків плеври (після плевриту) різко погіршує умови вентиляції відповідних ділянок легенів.

Еластичні елементи легень і сили поверхневого натягу зумовлю­ють виникнення міжплевральної напруги. Сумарна величина цих сил може бути визначена шляхом уведення канюлі манометра між листками плеври. Цей показник має назву внутрішньоплев-рального тиску. Величина його на 5 см вод. ст. (0,3— 0,5 кПа) нижча від показника атмосферного тиску. Під час вдиху тиск між листками плеври стає ще нижчим (—7,5 см вод. ст., 0,6— 0,8 кПа), а під час глибокого вдиху може знизитись ще більшою мірою.

Якщо повітря проникає у плевральну порожнину, розвивається пневмоторакс (коли порушена цілість грудної клітки або легенів) і через еластичне напруження легені спадаються. Тоді легені вже неспроможні рухатись разом із грудною кліткою, і ди­хання стає неможливим.

Механізми вдиху і видиху

Перед черговим вдиханням повітря в легенях перебуває під тиском, який дорівнює атмосферному, а міжплевральний тиск нижчий від атмосферного на 5 см вод. ст. Під час вдиху послідов­ність процесів така: по нервах імпульси надходять до інспіраторних м'язів, вони скорочуються, і внаслідок цього збільшуються розміри грудної клітини у всіх площинах. Це супроводжується зниженням внутрішньоплеврального тиску. Паралельно до збільшення розмірів грудної клітки зростає об'­єм легень. При розтяганні легенів повітря, що в них є, розподіляється у більшому об'ємі. Це призводить до зменшення тиску в легенях. Че­рез градієнт тиску, який виник при відкритих дихальних шляхах, по­вітря надходить у легені і тиск у них знову вирівнюється з атмосфер­ним. У міру поглиблення вдиху в розтягнутих легенях зростає ела­стичний опір і для розтягування ле­генів потрібна більша сила (щоб подолати внутрішньоплевральний тиск).

Після скорочення інспіраторних м'язів ця потенціальна енергія за­безпечує пасивний видих. При цьому ребра і плечовий пояс опускаються, а діафрагма піднімається. Внаслідок цього внутріш-ньоплевральний тиск збільшується від —7 до —5 см вод. ст. Елас­тичний і поверхневий натяги розтягнутих перед цим легень вже не урівноважуються внутрішньоплевральним тиском, і легені почина­ють спадатися. Тиск у легенях стає вищим від атмосферного, і по­вітря виходить через повітроносні шляхи. Якщо запасної потенці­альної енергії недостатньо для видиху, то підключаються експіра­торні м'язи.

Для виконання глибокого вдиху потрібне інтенсивніше розши­рення грудної клітки. Природно, що чим глибший вдих, тим біль­ше м'язів повинно скорочуватися: підключаються м'язи, які підні­мають ребра, грудну клітку. Легені розтягуються з більшими швидкістю і силою, що призводить до збільшення об'єму і швид­кості надходження повітря в дихальні шляхи.