Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск   
Кафедра пропедевтики внутренних болезней

Общепринятое представление о механике дыхания основано на теории Дондерса. Она была создана в 1853 году на основании классического опыта пассивной вентиляции изолированных легких под колоколом Дондерса. Согласно этой теории легкие представляют собой эластический пассивный орган и движения его совершаются за счет силы со стороны грудной клетки и диафрагмы [1, 3].
Однако с тех пор как были проведены первые классические исследования биомеханики дыхания в 50-е годы 19 века и по мере накопления материала, выявились факты, которые не укладывались в существующую парадигму. Эти факты позднее отнесли к категории парадоксальных. Одним из них является отрицательный эластический легочный гистерезис. Он был обнаружен и у здоровых и у больных людей с различной патологией бронхолегочной системы [2].
Целью настоящего исследования было сравнить диаграммы статического и динамического компонентов транспульмонального давления у здоровых и больных внебольничной пневмонией в условиях прерывания воздушного потока. Транспульмональное давление (ТПД) – это разница давлений в плевральной полости и во рту.
Материал исследования. Было исследовано 8 здоровых молодых людей (возрастом от 18 до 22лет) и 10 больных внебольничной пневмонией (возрастом от 17 до 56 лет) в период улучшения их состояния и с учетом требования этического комитета.
Методы исследования. Показатели биомеханики дыхания исследовались по общепринятой методике, путем одновременной регистрации объемов легких и соответствующего транспульмонального давления при спонтанном дыхании. Результаты традиционного измерения показателей механики дыхания в настоящей работе не обсуждаются. Они соответствуют данным, полученным ранее и опубликованным Ф. Ф. Тетеневым в монографии «Биомеханика дыхания» [2].
Давление и объём измеряли при произвольном дыхании глубиной, равной  2,854 + 0,228 литра у здоровых и 2,701 + 0,206 литра у больных внебольничной пневмонией (р<0,05). ТПД делим на динамический компонент (альвеолярное давление) и статический компонент (эластическое давление) с помощью прерывания воздушного потока на 0,5 сек по три раза на вдохе и на выдохе. Далее мы строили дыхательную петлю по величинам ТПД и объёма (петлю общего легочного гистерезиса). Далее откладывали величины статического и транспульмонального давления и строили диаграммы статического эластического давления на вдохе и на выдохе. В последующем строили диаграмму «давление – объем» и получали петлю гистерезиса.
Термин «гистерезис» обозначает сдвиг фаз между изменением давления и объемов воздуха. Изменение давления всегда должно опережать изменение объема, поэтому гистерезис легких имеет форму дыхательной петли, а направление изменения давления и объёма должно идти всегда против часовой стрелки. Эластическая ось лёгких АВ делит площадь дыхательной петли на инспираторную и экспираторную части.
Площадь дыхательной петли равна работе дыхательной мускулатуры по преодолению неэластического сопротивления. Неэластическое сопротивление состоит из 3 компонентов: бронхиального сопротивления, тканевого трения и инерции газа и ткани. Поскольку величины тканевого трения и инерции весьма малы, неэластическое сопротивление принято отождествлять только с бронхиальным сопротивлением.
Для того чтобы из общего гистерезиса вычесть часть его, обусловленную бронхиальным сопротивлением, альвеолярное давление измеряли в условиях прерывания воздушного потока на 0,5 секунды троекратно на вдохе и выдохе.
Если диаграммы статического эластического давления на вдохе и выдохе совпадали, эластический гистерезис отсутствовал.
Если диаграмма на вдохе была в зоне более отрицательного давления, чем на выдохе, то новая, дополнительная петля отражала затрату работы дыхания на преодоление тканевого трения.
Если же диаграмма статического эластического давления на вдохе располагалась в зоне менее отрицательного давления, чем на выдохе, это и был парадокс – отрицательный эластический гистерезис, то есть отрицательная величина тканевого трения, что не возможно с точки зрения физики, если Дондерсовская теория верна.
Результаты. Дыхательный объём у здоровых и больных исследуемых в среднем были одинаковы (2,854 у здоровых и 2,701 у больных), поэтому было оправдано сравнение результатов измерения показателей у больных и здоровых лиц.
Неэластический гистерезис на вдохе у здоровых был существенно меньше чем у больных и составил  в среднем 0,102 +  0,032 и 0,391 +  0,169 (р<0,05). На выдохе он также у здоровых меньше чем у больных  и составил в среднем 0,101 + 0,039 и 0,254 + 0,05 (р<0,05)
Эластический гистерезис у здоровых и у больных людей статистически не отличался     -0,247 + 0,132 и -0,144 + 0, 078 (р<0,05). Это было связано с тем, что как у здоровых, так и у больных исследуемых в большинстве случаев он был отрицательным, то есть он определялся механической активностью самих лёгких.
Общий гистерезис у здоровых оказался значительно меньше чем у больных и составил в среднем 0,046 + 0,043 и 0,310 + 0,078 (р<0,05) соответственно. Такая разница обусловлена тем фактом, что у 4 из 8 здоровых исследуемых общий гистерезис был отрицательным, что повлияло на общий показатель.
Общая работа дыхания у здоровых  и у больных исследуемых в среднем не отличалась и составила 0,728 + 0,282 и 0,9 + 0,075 (р<0,05).
Низкий процент неэластичекой работы к общей у здоровых составил 6%, а у больных несколько больще (34%). Эти величины значительно меньше по сравнению с показателями спонтанного дыхания (здоровые – 54%, больные – 60-68%).
Выводы. В настоящей работе было подтверждено, что у здоровых людей и больных внебольничной пневмонией определялся отрицательный эластический гистерезис. Это является фундаментальным противоречием Дондерсовской теории, т.к. при учете I закона термодинамики такое явление возможно только при и функционировании внутрилегочного источника механической энергии. Другие объяснения этому факту дать нельзя.
В дополнение к этим уже теперь известным сведениям был обнаружен отрицательный общий гистерезис у половины здоровых людей. У больных при таких же условиях он был положительным.
Отрицательный общий гистерезис при глубоком дыхании описывается впервые и он так же является фундаментальным противоречием Дондерсовской парадигмы и указывает на выраженную механическую активность легких в условиях прерывания воздушного потока.

Список литературы:
1.    Руководство по клинической физиологии дыхания / Под ред. Л. Л. Шика, Н. Н. Канаева. – А., 1980. – 376 с.
2.    Тетенев, Ф. Ф. Биомеханика дыхания / Ф. Ф. Тетенев. – Томск : Изд-во ТГУ, 1981. – 200с.
3.    Уэст, Дж. Физиология дыхания. Основы / Дж. Уэст. – М. : Медицина, 1988. – 200 с.