ОЕЛ = ОО + ЖЕЛ
или
ОЕЛ = ФОЕ + Е<sub>вд.</sub>.
ОЕЛ может быть измерена с помощью плетизмографии или методом газовой дилюции.
Показатели статических легочных объемов и емкостей играют важную роль при оценке функции легких у здоровых лиц и в диагностике легочных заболеваний. Для определения легочных объемов и емкостей обычно используются методы спирометрии, пневмотахометрии с интеграцией показателей и бодиплетизмографии. Статические легочные объемы могут снижаться при любых состояниях, ограничивающих расправление легких. Это могут быть заболевания, вызывающие уменьшение числа функционирующих альвеол (ателектаз, резекция, рубцовые изменения легких), поражения плевры, уменьшающие податливость легочной ткани, болезни грудной клетки и живота, нейромышечные заболевания.
Для сопоставимости результатов измерений легочных объемов и емкостей полученные данные должны соотноситься со стандартными условиями температуры тела (37 0;С), давления (101 кПа), относительной влажности (100%). Это стандартное состояние обозначается аббревиатурой BTPS (body temperature, pressure, saturated).
ОБЩАЯ И АЛЬВЕОЛЯРНАЯ ВЕНТИЛЯЦИЯ
Легкое состоит из большого количества альвеолярных единиц разного размера и формы. Альвеолярная единица может быть схематически представлена как сферическая структура, содержащая газ (альвеолярный объем - Va), соединяющая с окружающим воздухом трубкой (мертвое пространство - Vd). Альвеолярный объем может изменяться под влиянием внешних факторов. Газообмен между кровью и вдыхаемым воздухом происходит именно в альвеолярном пространстве (альвеолярные протоки, альвеолярные мешочки и собственно альвеолы). В мертвом пространстве газообмен отсутствует. Объем легких (VL) определяется суммой этих двух объемов:
VL=Va+Vd.
Во время спонтанного дыхания объем легких варьирует с изменением дыхательного объема (Vt), который может быть измерен при вдохе и выдохе.
Поскольку не весь воздух, вдыхаемый в легкие и выдыхаемый из них, участвует в газообмене, альвеолярная вентиляция всегда меньше общей вентиляции. Часть общей минутной вентиляции не достигает альвеол, а поступает только в дыхательные пути (анатомическое мертвое пространство), где не происходит газообмена. Анатомическое мертвое пространство может быть измерено методом Fowler. Часть воздуха поступает в альвеолы, которые не перфузируются или перфузируются на уровне, недостаточном для газообмена (альвеолярное мертвое пространство). Сумма этих двух пространств называется физиологическим или функциональным мертвым пространством. С показателями минутной вентиляции (Ve) и альвеолярной вентиляции (Va) оно связано следующим уравнением:
Vd:Ve=Vd:Vt=1 - Va:Ve.
Отношение объема мертвого пространства к дыхательному объему редко меньше чем 0,3.
НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ВЕНТИЛЯЦИИ
Газообмен наиболее эффективен, если альвеолярная вентиляция и капиллярная перфузия распределены равномерно по отношению друг к другу. Но альвеолы не всегда вентилируются равномерно, даже в здоровом легком. В норме вентиляция обычно осуществляется преимущественно в верхних отделах легких, в то время как перфузия - преимущественно в нижних. Таким образом, незначительная степень вентиляционно-перфузионной неравномерности может быть зарегистрирована у здорового человека на высоте уровня моря. Вентиляционно-перфузионное распределение становится более равномерным при физической нагрузке.
Объяснение топографической неравномерности вентиляции показано на рис. 2--4, А. Показано, что внутриплевральное давление в меньшей степени отрицательно на уровне нижних отделов легких, чем верхних. Это объясняется гравитационным фактором (т.е. массой самого легкого). Следствием является то, что объем альвеол в покое меньше, как видно по кривой давление - объем, а изменения объема для данного внутриплеврального давления выше, так как альвеолы функционируют в пределах более крутого участка кривой давление - объем. Поэтому вентиляция (изменение объема по отношению к объему в покое) выше в нижних отделах, чем в верхних, хотя если здоровый человек выполнит небольшой вдох от уровня остаточного объема, отмечается другая картина в распределении вентиляции. В этом случае вентилироваться будут преимущественно верхние отделы легких, так как генерируется меньшее внутриплевральное отрицательное давление, а на уровне нижних отделов оно практически достигает атмосферного (рис. 2--4, Б). При таком небольшом давлении базальные отделы не будут растягиваться и вентилироваться, а газ будет поступать только в верхние отделы. Таким образом, и топографическая неравномерность вентиляции, и региональные различия внутриплеврального давления в значительной степени объясняются деформацией легкого вследствие гравитационного фактора.
Не существует простых критериев для оценки неравномерности распределения вентиляции к кровотоку. Повышение соотношения объема мертвого пространства к дыхательному объему (Vd/Vt) или повышенная разница парциального напряжения кислорода в артериях и альвеолах (A-aDO<sub>2</sub>) являются неспецифическими критериями неравномерности распределения газообмена, однако эти изменения могут быть вызваны и другими причинами (снижение дыхательного объема, повышенное анатомическое мертвое пространство).
Рис. 2-4. Топографическая неравномерность вентиляции в легком.
path: pictures/2-4a.png
a-вдох на уровне функциональной остаточной емкости (West J.B. Respiratory Physiology - the Essentials. 7th ed. - Baltimore: Lippincott Williams and Wilkins, 2005)
path: pictures/2-4b.png
b - при низких легочных объемах (West J.B. Respiratory Physiology - the Essentials. 7th ed. - Baltimore: Lippincott Williams and Wilkins, 2005)
Наиболее важными особенностями альвеолярной вентиляции являются:
---интенсивность обновления газового состава, определяемая соотношением альвеолярного объема и альвеолярной вентиляции;
---изменения альвеолярного объема, которые могут быть связаны с увеличением или уменьшением размеров вентилируемых альвеол либо с изменением количества альвеол, вовлеченных в вентиляцию;
---межальвеолярная «неравномерность» распределения респираторных газов, которая приводит к «параллельной неравномерности»;
---внутриальвеолярная «неравномерность» распределения респираторных газов (стратификация), которая приводит к «последовательной неравномерности»;
---различия внутрилегочных характеристик сопротивления и эластичности, приводящие к асинхронности альвеолярной вентиляции.
Поток газов внутрь альвеол и наружу определяется механическими характеристиками легких и дыхательных путей, а также силами (или давлением), воздействующими на них. Механические характеристики определяются главным образом сопротивлением дыхательных путей потоку воздуха и эластическими свойствами легочной паренхимы, которые, в свою очередь, обусловлены:
---соотношением разницы ротового и альвеолярного давления и вызванным этим перепадом ротового потока;
---эластичностью легких, измеренной с помощью комплайенса (растяжимости - CL), равняющегося отношению между изменением легочного объема к соответствующим изменением транспульмонального давления.
Хотя существенные изменения размеров альвеол могут произойти за очень короткий промежуток времени (диаметр может измениться в полтора раза в течение одной секунды), линейная скорость потока воздуха внутри альвеол очень мала.
Размеры альвеолярного пространства таковы, что смешивание газа в альвеолярной единице происходит практически мгновенно как при нагрузке, так и в покое, вследствие дыхательных движений, кровотока и движения молекул (диффузии). В норме региональные различия в размерах альвеол сравнительно малы. Изменения объема альвеолы в 3 раза вызывает изменение ее радиуса в полтора раза. При эмфиземе же альвеолы могут увеличиваться в объеме до 10 раз.