98

Глава 7

ткань легко растягивается благодаря их особому перепле­тению. Возможно, именно перестройка эластической ткани обусловливает изменения упругих свойств легких с возрастом и при эмфиземе.

Поверхностное натяжение

Еще один важнейший фактор, во многом обусловливаю­щий особенности кривых давление—объем для легких,—это поверхностное натяжение жидкости, выстилающей стенки альвеол. Поверхностным натяжением называется сила (изме­ряемая обычно в динах), действующая в поперечном направ­лении на воображаемый отрезок длиной 1 см на поверхности жидкости (рис. 7.4, Л). Эта сила обусловлена тем, что меж­молекулярное сцепление внутри жидкости гораздо сильнее,

Мыльныи пузырек 5

В

Рис. 7.4. Л. Поверхностное натяжение—эго сила, действующая в попе­речном направлении на воображаемый отрезок длиной 1 см на поверх-ностк жидкости. Б. Под влиянием сил поверхностного натяжения пло­щадь поверхности мыльного пузырька стремится уменьшиться и в нем создается давление. В. Поскольку в мелком пузырьке давление больше, чем в крупном, воздух перекачивается в крупны” пузырек

чем на границе ее раздела с газом, поэтому поверхность жид­кости становится как можно меньше. Хорошим примером может быть образование мыльного пузыря (рис. 7.4,5). Его стенки стремятся максимально сократиться, и в результате образуется сферическая поверхность, площадь которой при данном объеме минимальна. Внутри такого пузыря действует давление, равное по закону Лапласа 4ст/г, где а—поверх­ностное натяжение, а г — радиус. В выстланных жидкостью альвеолах в создании давления участвует только одна поверх­ность (а не две, как в мыльном пузыре), поэтому в числителе этого уравнения следует поставить не 4, а 2.

Первые данные о том, что силы поверхностного натяже­ния могут иметь значение для растяжимости легких, были получены Нергардом. Он обнаружил, что легкие, наполнен­ные солевым раствором, растянуть гораздо легче, чем тогда,

99

МЕХАНИКА ДЫХАНИЯ

Заполнение солевым раствором

200 г

Давление, см вод.ст.

Рис. 7.5. Кривые давление—объем для легких кошки, наполненных воз­духом и солевым раствором. Светлые кружки—раздувание; темные кружки — спадание. Видно, что легкие, заполненные солевым раствором, более растяжимы и гистерезис у них значительно менее выражен (Е Р. Radford: Tissue Elastisity. Washington, D. С., American Physdological Society, 1957, p. 177)

когда в них находится воздух (рис. 7.5) Поскольку солевой. раствор, очевидно, не влияет на тканевые структуры легких, но снижает поверхностное натяжение, эти результаты указы­вали на его существенную роль в обеспечении упругих свойств органа. Дальнейшие доказательства были получены при изучении крошечных пузырьков пены из отечных легких у животных, отравленных ядовитыми газами. Исключительная стабильность этих пузырьков говорила о крайне низком по­верхностном натяжении образующей их жидкости. Так были сделаны первые шаги к открытию легочного сурфактанта.

Сейчас уже известно, что некоторые из выстилающих стенки альвеол клеток вырабатывают секрет, значительно сни­жающий поверхностное натяжение альвеолярной жидкости^ Точный состав этого секрета пока не выяснен, однако пока­зано, что его важнейший компонент — дипальмитонлфосфа-тидилхолин (ДПФХ). Существуют два типа альвеолярных эпителиальных клеток. Клетки I типа имеют форму растек­шегося яйца с длинными цитоплазматическими выростами, стелющимися тонким слоем по стенкам альвеол (рис. 1.1). Клетки II типаболее компактны (рис. 7.6), и под электрон­ным микроскопом в них видны осмиофильные пластинчатые тельца, которые выбрасываются в альвеолы и превращаются в сурфактант. Некоторое количество сурфактанта можно по­лучить из легких животного при промывании их солевым рас­твором.