Механизмы противодействия клапанной обструкции бронхов при обструктивной эмфиземе легких

Abstract

Цель исследования - сформулировать и обосновать гипотезу, объясняющую поддержку экспираторного потока воздуха при эмфиземе легких. Методика исследования состояла в сравнении механических свойств легких практически здоровых людей (37 человек, средний возраст (30,4 ± 1,7) года), больных хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) с выраженной эмфиземой легких (30 пациентов, средний возраст - (52,1 ± 2,3) года), а также изолированных нормальных легких ( n = 14) и изолированных легких, взятых от трупов лиц, погибших от ХОБЛ ( n = 5). Механику дыхания изучали методом одновременной регистрации транспульмонального давления и объема легких. Рассчитывали общий легочный и эластический гистерезис. Механические свойства изолированных легких исследовали при пассивной их вентиляции под колоколом Дондерса. Для определения альвеолярного давления с целью построения петли эластического легочного гистерезиса производилось прерывание воздушного потока. Изменения давления в колоколе Дондерса производилось специальным насосом на автоматическом и ручном управлении. Принципиальных различий механических свойств изолированных нормальных и эмфизематозных легких не обнаружено. При минимальном повышении давления в колоколе Дондерса сверх атмосферного изгнание воздуха прекращалось как в нормальных, так и в эмфизематозных легких в результате срабатывания клапанной обструкции бронхов. При жизни изгнание воздуха из легких происходит от повышения давления в условиях форсированного выдоха у здоровых людей до (38,60 ± 2,71), у больных ХОБЛ - (20,50 ± 1,86) см вод. ст. Экспираторный поток воздуха, вероятно, поддерживается активным экспираторным расширением бронхов, противостоящим клапанной обструкции бронхов. Гипотеза опирается на доказанную способность легких осуществлять инспираторное действие, помимо действия дыхательной мускулатуры, и теорию механической активности легких.

The research goal was to formulate and substantiate the hypothesis explaining support for an expiratory air flow in case of pulmonary emphysema. The research method consisted in comparing the mechanical properties of lungs in practically healthy individuals (37 individuals, mean age – (30.4 ± 1.7) y.o.) and COPD patients with pronounced lung emphysema (30 patients, mean age – (52.1 ± 2.3) y.o.) as well as those of isolated normal lungs (n = 14) and isolated lungs of patients who died of COPD (n = 5). Pulmonary mechanics was studied via the simultaneous measurement of transpulmonary pressure and lung ventilation volume. General lung hysteresis and elastic lung hysteresis were calculated. The mechanical properties of isolated lungs were studied using passive ventilation under the Donders bell. The air flow was interrupted in order to measure alveolar pressure and develop an elastic lung hysteresis curve. Pressure in the Donders bell was changed by means of a special pump in automatic and manual modes. The research has not revealed any fundamental differences between the mechanical properties of the normal and emphysematous lungs. A minimum increase in the pressure inside the Donders bell over atmospheric pressure used to stop air ejection in both normal and the emphysematous lungs as the result of flap-valve bronchial obstruction. In living beings, air is ejected from lungs with an increase in pressure under the conditions of forced expiration. Pressure increases up to (38.6 ± 2.71) cm H2O in healthy individuals and up to (20.5 ± 1.86) cm H2O in COPD patients. Probably, an expiratory air flow is supported by active expiratory bronchial dilatation that counteracts flap-valve bronchial obstruction. The hypothesis is based on the confirmed ability of the lungs to perform inspiratory actions (in addition to the action of respiratory muscles) and the theory of mechanical lung activity.