Специалисты объяснили, чем полезны глубокие вдохи

У более половины недоношенных детей, родившихся до 28-й недели беременности, вскоре после рождения развивается респираторный дистресс-синдром. Лёгкие таких детей ещё не полностью сформированы и вырабатывают недостаточно жидкости, снижающей поверхностное натяжение. В результате часть альвеол схлопывается, и лёгкие не получают нужное количество кислорода.

Ещё 40 лет назад это часто заканчивалось летально. В конце 1980-х годов педиатры разработали метод спасения: жидкость из лёгких животных вводили в лёгкие недоношенных младенцев. «Это очень эффективно для новорождённых, — говорит Ян Вермант, профессор кафедры мягких материалов Швейцарской высшей технической школы Цюриха. — Жидкость покрывает поверхность лёгких, делая их более эластичными».

Однако у взрослых такой подход не работает. Во время пандемии коронавируса у примерно 3000 человек в Швейцарии развился острый респираторный дистресс-синдром, но введение жидкости из лёгких животных не помогло. «Дело не только в снижении поверхностного натяжения, — объясняет Вермант. — Механическое напряжение жидкости также играет важную роль».

Учёные применили сложные методы измерения, чтобы изучить поведение лёгочной жидкости при растяжении и сжатии в лабораторных условиях. Жидкость в лёгких испытывает аналогичные движения при вдохе и выдохе. Результаты опубликованы в журнале Science Advances. В экспериментах моделировались обычные и глубокие вдохи, при этом измерялось поверхностное натяжение. «Натяжение влияет на эластичность лёгких. Чем эластичнее лёгкие, тем легче дышать», — поясняет Вермант. Выяснилось, что поверхностное натяжение значительно снижается после глубокого вдоха, что объясняет чувство облегчения после такого дыхания. Лёгочная жидкость образует многослойную плёнку: «На границе с воздухом находится более жёсткий слой, а под ним несколько мягких слоёв», — объясняет Мария Новаес-Силва, автор исследования. Слои возвращаются к равновесной конфигурации при спокойном дыхании, но время от времени глубокий вдох восстанавливает идеальную многослойность. При сильном растяжении и сжатии внешние слои обогащаются насыщенными липидами, что повышает плотность прилегания. «Это состояние вне термодинамического равновесия, поддерживаемое механической работой», — добавляет Вермант.

Клиническая практика показывает, что податливость лёгких с возрастом снижается, и дыхание становится труднее из-за постоянного поверхностного дыхания.

Учёные рассматривают новые подходы к лечению лёгочной недостаточности у взрослых. «Перспективно выявлять компоненты, которые искусственно воспроизводят многослойные структуры», — отмечают исследователи. Вермант также упоминает методы с использованием пены, которые разрабатываются и тестируются другими группами.

Читайте также: