Скорость газового потока на выдохе. Внешнее сопротивление дыханию
Два рисунка, заимствованные из исследований, проведенных Miller и сотрудниками в 1972 г., помогут уяснить значение явления, связанного с потоком газа при выдохе на глубине. На рисунке (слева) показана кривая зависимости между максимальным потоком газа на выдохе и легочным объемом, полученная при форсировании ЖЕЛ во время дыхания воздухом под нормальным атмосферным давлением.
Наибольшая скорость потока, равная приблизительно 9 л/с, достигалась при легочном объеме, составляющем около 85% от ЖЕЛ. По мере снижения легочного объема скорость потока прогрессивно уменьшалась. На правой части диаграммы показаны зависимости между давлением и скоростью потока газа для каждого из нескольких легочных объемов. Кривая зависимости при легочном объеме, равном 80% ЖЕЛ, вызывает предположение, что большее транслульмональное давление при более высоком усилии на выдохе могло бы вызвать и несколько большую скорость потока, но это явно соответствует той части графика, на котором скорость потока уже не зависит от экспираторного усилия.
При каждом из более низких легочных объемов величина скорости потока достигает плато, несмотря на возрастание транспульмонального давления Рмакс, соответствующего давлению, создаваемому максимальным потоком для конкретного объема легких.
На рисунке (слева) показана зависимость между максимальным потоком газа на выдохе и легочным объемом при абсолютном давлении газа 1,2,4 и 8 кгс/см2. Заметно значительное снижение не только наибольшей величины скорости потока, но и максимальных значений скорости потоков при всех указанных легочных объемах. Графическая зависимость (справа) максимальной скорости потока при 60% ЖЕЛ от давления окружающей среды отражается кривой, аналогичной характеризующей зависимость ПМВ от глубины погружения.
Снижение величин максимальной скорости потока на выдохе и МПВ с увеличением плотности газа совершенно очевидно. Графики зависимости скоростей потока газа от давления, аналогичные приведенным на рисунке, были выполнены также и для различных величин погружения.
Внешнее сопротивление дыханию
Концепция динамического сжатия дыхательных путей вызвала появление целого ряда теорий, отражающих зависимость между ограничениями дыхательного тракта и внешним сопротивлением на выдохе.
Можно было бы усомниться в том, что внешнее сопротивление дыханию входит в состав общего сопротивления, которое должно быть преодолено, и ведет к снижению максимального потока на выдохе, независимого от развиваемого усилия. При таком подходе не учитывается факт, что сопротивление, регулирующее величину потока газа, имеет место только в верхнем по ходу дыхательного тракта сегменте и больше нигде. Mead и сотрудники в 1967 г. пришли к другому выводу, добавление внешнего сопротивления дыханию потребует больших респираторных усилий и более высокого значения Рпл для поддержания данной скорости потока газа.
Однако давление во внутригрудных воздухоносных путях будет расти в той же степени, что и Рпл, а результирующая тенденция дыхательных путей к спадению не должна измениться. Максимальный поток на выдохе остается неизменным, обеспечивая возможность человеку выполнять дополнительную дыхательную работу, обусловленную добавлением внешнего сопротивления дыханию.
В работе Vorosmarti (1979) показано, что в действительности значительно большее сопротивление дыханию может добавляться при кратковременных воздействиях без снижения независимого от развиваемого усилия максимального потока на выдохе. Ни в каком отношении организм не может приспособиться к дополнительному сопротивлению на выдохе без соответствующего физического усилия. Единственной ситуацией, в которой дополнительное сопротивление воспринимается организмом без добавочного усилия, создается при условии, что индивидуум уже выполняет лишнюю работу, пытаясь добиться превышения потока максимального уровня за счет развития давления выше Pмакс.
То обстоятельство, что скорости максимального потока могут поддерживаться в течение непродолжительного времени, несмотря на дополнительное сопротивление дыханию, могло бы иметь жизненно важное значение в короткой аварийной ситуации под водой, но это не оправдывает неадекватной конструкции дыхательного аппарата. Любое сопротивление на вдохе не может добавляться без соответствующего риска, даже несмотря на то, что фаза вдоха редко является главным лимитирующим фактором. Многие исследователи полагают, что величина потока газа на вдохе всегда будет зависеть от развиваемого физического усилия.
