Легочные зоны

Изучение влияния альвеолярного давления на давление и кровоток в малом круге кровообращения привело к концепции четырех функциональных легочных "зон". Эти зоны определяются отношением между легочным артериальным, легоч­ным венозным и альвеолярным давлениями (рис, 12-4).

Рис. 12-4. Функциональные зоны легких в положениях лежа и стоя. Отношение между давлением в легочной артерии (Рра), альвеолярным давлением (Palv) и легочным венозным давлением (Ppv) определяет положение зон. В положении лежа зона 1 отсутствует. (Из: Fishman A. P. The normal pulmonary circulation. In: Pulmonary Diseases and Disorders. 2nd ed. New York: McGraw-Hill, 1988:

Зона 1

Зона 1 легких (при вертикальном их положении) определяется как область, где альвеолярное давление (Palv) больше давления в легочной артерии (Рра), которое, и свою очередь, превосходит легочное венозное давление (Ppv): Palv > Рра > Ppv. Легочные микрососуды подвергаются компрессии со стороны воздействующего на них со всех сторон альвеолярного давления, что приводит к их закрытию. Таким образом, кровоток в зоне 1 минимальный. Верхушка вертикально расположенного легкого не перфузировалась бы, если бы не пульсирующий характер кровотока в легочной артерии. Во время систолы временное повышение давления в легочной артерии обеспечивает апикальный кровоток, несмотря на то, что среднее давление для этого слишком мало.

Зона 2

В зоне 2 давление в легочной артерии превышает альвеолярное, которое в свою очередь больше, чем давление в венозном русле малого круга кровообращения (Рра > Palv> Ppv). Вследствие этого кровоток не определяется обычным градиен­том между средним давлением в легочной артерии и давлением в левом предсердии. Давлением оттока является альвеолярное давление, а градиентом, движущим кро­воток, становится разница между давлением в легочной артерии и альвеолярным давлением.

Под влиянием силы тяжести давление в легочной артерии повышается прибли­зительно на 1 см вод. ст. на сантиметр расстояния от верхушки легкого по вертикали. Альвеолярное же давление является однородным по всей зоне. Следовательно, дви­жущее давление, а значит и кровоток, возрастают от верхушки к основанию легкого (гл. 13). Изменяющиеся отношения между альвеолярным и сосудистым давления­ми попеременно смещают давление оттока в диапазоне между альвеолярным и ве­нозным, создавая так называемый резистор Старлинга. Следовательно, кровоток через капилляры зоны 2 выглядит как прерывистый благодаря каналам, которые открыты, когда венозное давление превышает альвеолярное, и закрыты, когда альве­олярное давление превосходит легочное венозное.

ЗонаЗ

В зоне 3 давление в легочной артерии больше легочного венозного, которое, в свою очередь, выше альвеолярного (Рра > Ppv > Palv). В результате кровоток опре­деляется разницей между давлениями в легочной артерии и легочных венах (по­скольку оба они превышают альвеолярное давление), и обычные расчеты легочного сосудистого сопротивления становятся правомерными. Сопротивление кровотоку в зоне 3 меньше, чем в зоне 2 из-за того, что движущее кровоток давление остается постоянным на протяжении обеих зон, в то время как сила тяжести вызывает равное увеличение как артериального, так и венозного давлений на 1 см от верхушки легко­го по вертикали. Следовательно, кровоток выше у основания легких, где сопротив­ление понижено. Если в зоне 2 рост кровотока от верхушки к основанию является результатом рекрутирования прежде закрытых сосудов, то увеличение кровотока в •чоне 3 происходит, в основном, благодаря расширению уже открытых капилляров.

Зона 4

Наиболее зависимыми являются области легких со сниженным кровотоком, которые образуют зони 4. Феномгн шлгпк-Mv tw^,*,,,^* ~,------.....--•- ";

объяснен в рамках трехзонной модели, которая рассматривает эффекты только трех давлений: легочного артериального, легочного венозного и альвеолярного. В зоне 4 сопротивление кровотоку создают, как полагают, экстраальвеолярные сосуды, а не альвеолярные. Зона 4 исчезает с глубоким вдохом предположительно из-за выпрям­ления этих сосудов при расправлении легких (рис. 12-3).

Описанные зоны являются функциональными, а не анатомическими структу­рами. Поверхности, разделяющие зоны, не закреплены топографически и перемеща­ются по вертикали легких в соответствии с изменениями отношений между легоч­ным артериальным, легочным венозным и альвеолярным давлениями. Например, искусственная вентиляция легких (дыхание под положительным давлением, повы­шающее альвеолярное) или диурез (который понижает сосудистые давления) рас­ширяют зону 2 и сокращают зону 3, увеличивают зону 1, уменьшая зону 2. Функци­ональная природа этих отношений определяет интерпретацию изменений расчетно­го PVR. Для сосудов зоны 2 (где давление оттока является скорее альвеолярным нежели легочным венозным) обычный расчет легочного сосудистого сопротивления неправомерен. Расчет PVR применим только для гемодинамических измерений, выполненных в зоне 3, где кровоток определяется легочным, а не альвеолярным дав­лением.