Αναπνοής, μηχανική

Oι πνεύμονες είναι ογκοελαστικά όργανα που διατείνονται κι εκπτύσσονται μέσω συμπιεζόμενου αγωγού, μεταβαλλόμενης αντιστάσεως. Περιέχεται σ΄ έναν, επίσης, ογκοελαστικό περιέκτη, με διαφορετικές ιδιότητες, το θωρακικό κλωβό. Έχει, πράγματι, ομοιότητες με το φυσητήρα του σιδηρουργού, όπως ήθελε ο Αριστοτέλης και ο μεταγενέστερος Leonardo da Vinci: "Η φύσις του οργάνου παραπλησίαν είναι ταις φύσαις ταις εν τοις χαλκίεις, Αριστοτέλους, Μικρά φυσικά". Οι πνεύμονες ευρί­σκο­νται, συνεχώς, σε κατάσταση μικρότερης, κατά την εκπνοή, ή μεγα­λύ­τε­ρης, κατά την εισπνοή, διατάσεως, έχοντας μια μόνιμη τάση συμπτύξεως, δηλα­δή μειώσεως του όγκου τους, που οφείλεται στις ελαστικές ιδιότητες του πνευμο­νι­κού παρεγχύματος. Αντίθετα, ο θώρακας που είναι σχετικά ελαστικό όργανο, ευρίσκεται, συνεχώς, σε κατάσταση μικρότερης (κατά την εισπνοή) ή μεγαλύ­τε­ρης (κατά την εκπνοή) συσπάσεως και τελεί υπό συνεχή, αλλά κυμαινόμενη τάση εκπτύξεως (δηλαδή αύξηση του όγκου του, με ανάσπαση των πλευρών και επιπέδωση του διαφράγματος). Σε φυσιολογικές συνθήκες, το ένα όργανο συγκρατεί το άλλο, διατασσόμενα κατά σειρά, και το σύστημα ισορροπεί σε μια θέση, που ονομάζεται λειτουργική υπολειπομένη χωρητικότητα, FRC, που οριοθετείται στο τέλος της ήρεμης εκπνοής και είναι μέγεθος αναπαραγώμενο. .

Από το επίπεδο της FRC, επιτρέπονται μι­κρές, σχετικά, αποκλίσεις ανάλογες με τις επενεργούσες δυνάμεις για την πραγματοποίηση της εισπνοής  (σύσπαση των εισπνευστικών μυών) ή της εκπνοής (επαναφορά του μήκους των ελαστικών ινών ή/και σύ­σπα­ση των εκπνευστικών μυών). Στην κατάσταση αυτή, κανένα από τα συζευγμένα όργανα (θωρακικός κλωβός-πνεύμονες) δεν ευρίσκεται στη δική του ουδέτερη κατάσταση, αλλά σε κατάσταση ουδετερότητας είναι το σύ­στημα, ως σύνολο. Εάν η ζεύξη τους καταργηθεί, όπως συμβαίνει σε περι­πτώ­­σεις πνευμοθώρακος, η εισαγωγή αέρος στην υπεζωκοτική κοιλότητα απο­συμ­πλέκει το σύστημα και επιτρέπεται, έτσι, σε κάθε όργανο να λάβει τη θέση της δικής του ουδετερότητας: Οι πνεύμονες συμπτύσσονται και ο κλωβός εκ­π­τύσ­­σεται. Το ίδιο συμβαίνει και μετά το θάνατο. Η FRC αντ­ανακλά τον όγκο, στον οποίο η εκπνευστική τάση (συμπιέσεως) του πνευμο­νι­κού παρεγχύματος είναι ακριβώς ίση και αντίθετη με την εισπνευστική τάση (διατάσεως) του θωρακικού κλωβού.

 

βλέπε: μηχανική της αναπνοής