larsen0232

232 I Podstawy farmakologiczne i fizjologiczne

Dlaczego blaszki opłucnej nie rozdzielają się w czasie wdechu? Obie blaszki opłucnej pokryte są cienką powłoką płynową. Dzięki tej powłoce blaszki opłucnej wskutek działania sił kapilarnych przylegają do siebie i płuco w czasie wdechu musi podążać za ruchem klatki piersiowej. Film płynowy umożliwia również wzajemne przesuwanie się obydwu blaszek opłucnej. Mechanizm ten może być porównany z wzajemnym przyleganiem dwóch pasów transmisyjnych, które zostały połączone cienką warstwą płynu: jeśli górny pas zostanie podniesiony, dolny pozostanie przyczepiony. Pociągnięcie we właściwym rogu również nie ułatwia ich rozdzielenia, podczas gdy szklane płytki z łatwością mogą zostać przesunięte ruchem horyzontalnym.

Przy odmie opłucnowej obie blaszki opłucnej zostają rozdzielone przez wnikające powietrze i płuca się zapadają.

4.4 Sprężystość płuc

Płuca są sprężyste, to znaczy mają zdolność do powrotu do pierwotnego kształtu, pomimo powstawania odkształceń na skutek działania sił zewnętrznych, w momencie ustania działania tych sił. W pewnym zakresie objętości pluć ich sprężystość podlega prawu Hooke’a: im działająca siła mięśniowa jest większa, tym większe jest rozciągnięcie sprężystych tkanek oraz objętość wdechowa, aż do osiągnięcia lub przekroczenia granicy sprężystości. Stosunek zmiany objętości na jednostkę zmiany ciśnienia jest określany jako rozciągliwość lub podatność, odwrotna wartość jako sztywność lub elastancja. Wraz ze wzrostem stopnia rozciągnięcia obniża się podatność a wzrasta elastancja.

Czynniki określające sprężystość płuc. Sprężystość płuc nie polega tylko na sprężystości włókien i ich szczególnej budowie geometrycznej, lecz również na wpływach sił powierzchniowych w pęcherzykach i zakotwiczeniu pęcherzyków w otaczających tkankach płuc.

4.4.1 Siły powierzchniowe

w pęcherzykach i surfaktant

Siły powierzchniowe. Płuca wypełnione płynem, przy takiej samej zmianie ciśnienia, pozwalają się znacznie mocniej rozciągnąć niż płuca wypełnione powietrzem. Przyczyną tego zjawiska są siły powierzchniowe, które powstają na zakrzywionych powierzchniach granicznych pomiędzy fazą płynną a gazową ściany pęcherzyka i przeciwdziałają jego rozciągnięciu.

Według prawa Laplace’a transmuralny gradient ciśnienia (p„_n) w pęcherzu gazu zależy od napięcia powierzchniowego płynu na powierzchni granicznej (T) i promienia (r) krzywizny pęcherza lub pęcherzyka płucnego:

2T

Ptm — _r

Utworzenie powierzchni granicznej ze zwykłej wody, pozwala na wytworzenie transpulmonalnej różnicy ciśnień rzędu 3 kPa. W rzeczywistości napięcie powierzchniowe pęcherzyka jest 10-krotnie niższe, niż można byłoby oczekiwać przy wodnej powierzchni granicznej. Odpowiednio konieczne jest niższe ciśnienie, ażeby pęcherzyk wypełnić tą samą objętością. Wynika z tego, że film płynowy występujący fizjologicznie w pęcherzyku zawiera substancje, które obniżają napięcie powierzchniowe. Ten czynny powierzchniowo film pęcherzyków jest nazywany surfaktantem.

Surfaktant. Surfaktant jest mieszaniną białek, fosfolipidów i węglowodanów. Produkcja z kwasów tłuszczowych krwi i wchłanianie przebiega w komórkach pęcherzykowych II typu. Działanie po-wierzchniowoczynne jest zależne głównie od di-palmitoilolecytyny i cholesterolu. Film pęcherzykowy składa się z wodnej warstwy dolnej, hipofazy, i surfaktantu, który jako monomolekular-na „tapeta” pokrywa hipofazę. Hydrofilna część lipidowa surfaktantu jest zakotwiczona w warstwie wodnej, część hydrofobowa jest skierowana do fazy gazowej.

Napięcie powierzchniowe filmu płynowego nie jest stałe, lecz zmienia się w trakcie cyklu oddechowego. Wraz ze zmniejszaniem się średnicy pęcherzyka, względnie ze zmniejszeniem objętości, zwiększa się stężenie surfaktantu na powierzchni i - przeciwnie niż można by było oczekiwać z prawa Laplace’a - zmniejsza się napięcie powierzchniowe (ryc. 11.2). Natomiast przy zwiększeniu średnicy, względnie objętości spada stężenie surfaktantu i zwiększa się napięcie powierzchniowe. Surfaktant zapobiega więc zapadaniu się małych pęcherzyków i ich opróżnianiu do pęcherzyków dużych.