عوامل موثر در افزایش حجم فضای سینه‌ای

1)عضلات تنفسي :

دستگاه تنفس كاملا تحت كنترل اعصاب مي‌باشد و با توجه به اينكه ريه تابع قفسه‌ی سینه است، اين كنترل بر روي عضلات قفسه‌ی سینه اعمال مي‌شود. انقباض و استراحت اين عضلات منجر به تغيير حجم قفسه صدري و در پي آن تغييرحجم

ريه‌ها مي‌شود كه ناشي از دريافت دستورات حركتي از اعصاب مربوطه است. اين فرامين از مراكز تنفسي صادر مي‌شود و پس از صدور از طريق اعصاب مربوطه به عضلات تنفسي ارسال مي گردد. انقباض عضله ديافراگم قطر فوقاني تحتاني قفسه سینه را زياد مي كند و انقباض عضلا ت بين دنده‌اي خارجي نيز دنده‌ها را به طرف بالا و جلو كشيده و سبب افزايش قطر طرفي و قطر قدامي خلفي قفسه سينه مي‌شود كه متعاقب آن عمل دم انجام مي شود. عمل بازدم معمولي ناشي از به حالت استراحت بازگشتن عضلات دمي است و به طور غیرفعال انجام مي‌شود.

لازم به ذكر است كه فلج عضلات بين دنده‌اي به تنهايي اثر زيادي بر روي تنفس ندارد زيرا ديافراگم داراي عمل بسيار مؤثرتري است. ولي فلج عضله‌ی ديافراگم باعث مي‌شود كه اين عضله در مرحله‌ی ‌دم نيز به صورت گنبدي بالا بماند چرا كه فشار داخل قفسه‌ی سینه بر اثر دم كاهش يافته و اين كاهش فشار در هنگام دم تا حدودي سبب بالاتر كشيده شدن ديافراگم فلج شده مي‌گردد.

فضای جنب (pleural cavity):

فضايي است بين جدار ريه و قفسه‌ی سينه كه داخل آن هيچگونه گازي وجود ندارد و تنها مقدار كمي مايع در آن موجود است كه درتصوير راديولوژيك ريه قابل رويت نيست. جالب توجه آنكه فشار اين فضا، هم از فشار آتمسفر و هم از فشار داخل ريه كمتر است كه اين را اصطلاحا به عنوان فشار منفي در نظر می‌گيريم، اما فشار منفي به معناي فشار كمتر از صفر ميلي متر جيوه يعني خلاء نيست و ما در فضاي جنب هيچ گونه خلايي نداريم. منظور از فشار منفي فشاري است كمتر از 760 mmHg نه كمتر از صفر.

اما چرا منفي در نظرگرفته مي‌شود؟ چون فشار فضاي جنب بر حسب ميلي متر جيوه اندازه‌گيري نمي‌شود بلكه بر حسب سانتيمتر آب است و 760 mmHg برابر با صفر سانتیمتر آب می‌باشد.

همانطور كه گفته شد جنب، فضايي كاذب است كه در راديوگرافي ديده نمي شود و در درونش هيچ گازي وجود ندارد. مايع موكوئيدی‌ای که در اين فضا وجود دارد شبيه ضخامت اشك بين پلك و صلبیه است كه در فضاي بين جنب جداری و احشایی وجود دارد و در هنگام حركت ريه‌ها و لغزش قفسه‌ی سینه و ريه روي يكديگر از ايجاد صدا جلوگيري مي‌كند و سبب مي‌شود تا عمل تنفس به نرمي و آرامي انجام شود.

نوعي التهاب پلور به نام  Pleurite Seche وجود دارد كه در آن فضاي پلور خشك مي‌شود. در بيمار مبتلا به اين بيماري ، صداي به هم ماليده شدن پلورا آن قدر شديد است كه طبيب با گوشي

قادر نيست صداهاي ريه را بشنود.

در مقابل فشار جداري ريه، هوايي كه در درون آلوئول‌ها جريان پيدا مي كند در جهت باز كردن آن‌ها عمل مي كند. بنابراين اگر جلوي اين جريان گرفته شود، مثلا در اثر ورود جسم خارجي در داخل برونشيول، جريان هوا در بخشي از ريه ادامه پيدا نخواهد كرد. بنابراين فشار بازكننده‌ی آلوئول كاهش مي يابد و در اثر فشار جداري كلاپس مي‌شوند. دراين بين نبايد سهم قفسه‌ی سینه را نيز فراموش كرد. بايد دانست به همان ميزان كه خاصيت ارتجاعی ريه مهم است، خاصيت ارتجاعي قفسه سينه نيز مهم است.

اگر ريه را از قفسه‌ی سینه خارج نمایيم (يعني فشار منفي موجود بين اين قفسه و ريه را از بين ببريم) قفسه‌ی سینه متسع شده و ريه‌ها كلاپس مي‌گردند. پس آنچه در بدن ما حجم قفسه‌ی سینه و ريه را در اين اندازه نگه داشته، ارتباطي است غير مستقيم بين اين دو كه توسط فشار منفي فضاي جنب ايجاد مي‌گردد.

در هر بخشي از ريه‌ها كه كلاپس شود، تبادلات گازي وجود نخواهد داشت و ميزان سطح مشترك بين هوا و خون كاهش مي‌يابد. لازم به ذكر است كه وقتي ريه‌اي به اين مسئله مبتلا شد، از طريق واكنش جبراني قسمت هاي سالم شروع به جبران مي‌كنند و آلوئول‌هايش باز مي‌شوند كه به آن آمفيزم جبراني گويند. اين نوع آمفيزم به هيچ وجه بيماري نيست؛ بنابراين در

راديوگرافي ريه اگر ما به آمفيزم بر خورد كرديم وبا كلا پس شدن ريه ها هم مواجه شديم بايد بدانيم كه آمفيزم از نوع مذكور مي‌باشد كه جهت افزايش سطح مشترك بين هوا و خون پديد آمده است.

كشش سطحي (Surface Tension):

در سطح داخلي غشاء آلوئول‌ها لايه‌ی نازكي از مايع وجود دارد؛ به علت اينكه آلوئول‌ها محلي براي تبادلات گازهاي تنفسي هستند و اين گازها به شرطي از غشاء تنفسي عبور مي كنند كه به صورت آزاد و محلول باشند. در عين حال وجود اين گازهاي مايع يك مشكل فيزيكي را ايجاد مي‌نمايد. براي مثال هرگاه سطح آب را در لوله موئيني در نظر بگيريم مشاهده مي‌شود كه آب

در جدارهاي لوله كمي به بالا كشيده شده است، اين خاصيت صرفا مربوط به لوله‌هاي موئين نيست ولي در اين نوع لوله‌ها است كه قابل رويت مي‌گردد. بنابراين اگر اين سطح را بزرگ‌تر كنيم قانوني كه در بين مولكول‌هاي سطحي مايع بود هنوز هم وجود دارد. حال مقطع دايره اي شكل لوله را به كره تبديل مي كنيم و در جدار داخلي كره مايعي داريم كه پيوند مولكول‌هایي از اين مايع كه در مجاورت هوا قرار دارند باعث مي‌شود كه به سمت مركز خودش كشيده شود و اين كشش را recoil pressure مي ناميم. بنابراين وجود اين مايع و مجاورت آن با محيطي چون هوا ايجاد كشش سطحي مي كند كه درجهت كلاپس كردن آلوئول‌ها عمل مي‌كند و اين مغاير با مكانيسم وارد شدن هوا به آلوئول‌هاست.

اين كشش (T) روي هواي داخل آلوئول فشار (P) را ايجاد مي نمايد كه هر چه (T) بيشتر شود فشار درون آلوئول (alveolar pressure) نيز بيشتر مي‌شود.

در اينجا قانوني به نام لاپلاس مطرح مي شود كه به صورت زير بيان مي گردد:

در فرمول زير هرچه كشش بیشتر باشد فشار بيشتر است. لذا هر چه قطر کره (r) کمتر باشد

تمايل بيشتري به بسته شدن دارد.

نكته مهم آنكه حجم آلوئول‌هاي قاعده‌ی ريه كم‌تر از قله‌ی ريه است و اين يك مسئله‌ی فيزيكي را پديد مي آورد چون آلوئول‌ها از طريق مجاري به هم متصل هستند بايد ديد در هنگام دم و ورود هوا به آن‌ها چه پيش خواهد آمد؟

در هنگام دم هوا وارد آلوئول هاي كوچك و بزرگ مي‌شود ولي از اين پس جريان ديگري بين آلوئول‌ها اتفاق مي افتد كه از نظر هدف كار ريه كاملا غير قابل قبول است به اين صورت كه فشار آلوئول كوچك بيشتر از آلوئول بزرگ است و هوا از آلوئول‌هاي كوچك‌تر وارد آلوئول هاي بزرگ‌تر مي‌گردد. اگر چنين جرياني ادامه يابد آلوئول هاي كوچك كوچك‌تر شده و بسته مي شوند و آلوئول‌هاي بزرگتر باز هم بزرگ‌تر شده و پاره مي شوند. البته مسلم است كه چنين چيزي هيچ گاه رخ نخواهد داد و اگر راه حلي بيابيم كه با آن كشش سطحي مولكول‌هاي سطحي مايع جدار آلوئول‌ها كم شود در حقيقت باعث كاهش نيروي كلاپس كننده شده‌ايم.

ريه خود اين تدبير را به اجرا گذاشته و براي كاهش نيروي پيوند دهنده بين مولكول‌هاي سطحي مايع، سلول‌هاي ريوي ماده‌اي به نام سورفاكتانت ترشح مي‌كنند.

عمل فيزيولوژيك سورفاكتانت:

1. كاهش كشش سطحي در آلوئول‌ها و كاهش مقدار كاري كه براي باز شدن آلوئول‌ها در هر بار نفس كشيدن لازم است .

2. ثبات تغييرات فشار آلوئول‌هاي گوناگون به اندازه‌هاي مختلف.

3. سورفاكتانت كمك مي كند تا آلوئول‌ها خشك نگه داشته شوند (البته اين به معني خشكي كامل نيست). كشش سطحي موجب تمايل آلوئول ها به  collapseمي‌شود و سبب مي گردد كه مايع از مويرگ‌هاي ريوي ديواره آلوئول‌ها به داخل فضاي آلوئولي كشيده شود. اين تمايل به وسيله‌ی سورفاكتانت كاهش يافته و از تجمع مايع در ريه (ادم ریوی) جلوگيري مي‌شود كه برخي اين عمل را عمل اصلي سورفاكتانت مي‌دانند.