0265

piersiowej, przepony, niektórych narządów śródpiersia i jamy brzusznej, płuc oraz powietrza. Całkowitą pracę wykonaną przez mięśnie oddechowe można ocenić za pośrednictwem energii zużytej na ten ceł przez ustrój. Natomiast obliczenia teoretyczne ograniczają się na ogół do pracy wykonanej na uruchomienie samych płuc i powietrza. Pozostałe składniki pracy są trudne do ujęcia matematycznego.

Chcąc obliczyć pracę wykonaną na uruchomienie płuc i powietrza przypomnijmy, że wzrost objętości płuc podczas wdechu dokonuje się za pośrednictwem różnicy ciśnień, jaka istnieje między pęcherzykami a opłucną. Zwiększając objętość płuc o dFprzy ciśnieniu p zostaje wykonana praca dW = p dV. Pracę wykonaną przy zwiększeniu objętości phic o objętość oddechową V_T należy obliczyć za pomocą całki

v_T

W=lpdV    14.3

o

Obliczenie tej całki wymaga jednak znajomości zależności ciśnienia p od objętości V, czyli funkcji p=f(V). Określenie tej funkcji napotyka duże trudności. Na ciśnienie p wykonujące pracę składają się: ciśnienie p_ip pokonujące opory sprężyste tkanki płucnej, ciśnienie p_pow pokonujące opory ruchu powietrza w drogach oddechowych, ciśnienie p, pokonujące opory lepkościowe tkanki płucnej, oraz ciśnienie p_m na pokonanie oporów bezwładności mas wprowadzanych w ruch. Jest więc

P — Psp+Ppow+Pz+Pm

Ciśnienie p_m można pominąć ze względu na małą masę powietrza wprowadzanego w ruch oraz małe przyśpieszenia uruchamianych tkanek. Wtedy ciśnienie p wykonujące pracę można uznać za złożone z dwóch części: z ciśnieniap_sp pokonującego opory sprężyste oraz ciśnieniap_np = p_pov,+p_t pokonującego opory niesprężyste (typu tarcia).

Podobnie praca będzie składała się z pracy wykonanej przeciw siłom sprężystym oraz niesprężystym, czyli

W=\_P%pdV+\_PnpdV    14.4

Obliczenie pierwszej całki jest możliwe, natomiast obliczenie drugiej napotyka duże trudności. Wszelkie próby w tym kierunku mają tylko znaczenie teoretyczne, dlatego je pomijamy. Praktycznie natomiast można pracę 14.4 wyznaczyć metodą planimetryczr.ą (przez pomiar pola). W tym celu rejestruje się zmieniające się przy oddychaniu ciśnienie wewnątrzophicnowe (za pomocą urządzenia manometrycznego połączonego z igłą wkłutą do przestrzeni opłucnowej), oraz odpowiadające tym ciśnieniom objętości płuc, (przez pomiar powietrza wdychanego i wydychanego za pomocą spirometru, tj. odpowiednio wykalibrowanego pojemnika z powietrzem, pod stałym ciśnieniem). Dane z tego rodzaju doświadczenia, dla spokojnego oddychania, przedstawia ryc. 14.6, krzywa ABC dla wdechu, oraz CE A dla wydechu. Pętla histerezy ABCEA przedstawia tym razem histerezę dynamiczną, otrzymaną w czasie ruchu płuc i powietrza, podczas gdy pętla (ryc. 14.3) była pętlą statyczną, w stanie równowagi.

Można wykazać, że pole ACDO wyraża pracę wykonaną przeciw oporom sprężystym podczas wdechu, odpowiada jej pierwsza całka wzoru 14.4, wtedy pole ABCA odpowiada pracy przeciw oporom niesprężystym — druga całka wzoru 14.4.

272