Un concept dificil de înțeles de către studenți este modul în care forțele de recul ale plămânului și forțele de recul ale peretelui toracic se echilibrează reciproc pentru a determina relația presiune-volum de relaxare a sistemului plămân și a peretelui toracic. La majoritatea volumelor pulmonare, reculul plămânului este orientat spre interior, în timp ce reculul peretelui toracic este orientat spre exterior. Atunci când cele două forțe de recul sunt de mărime egală, dar în direcții opuse, sistemul plămânilor și al peretelui toracic se află în echilibru dinamic. Volumul pulmonar în care se produce acest lucru este capacitatea reziduală funcțională (CRF). Ceea ce urmează este o descriere a unui model simplu care poate demonstra acest fenomen, precum și inspirația musculară activă și expirația pasivă. Prin modificarea ușoară a modelului, se poate demonstra, de asemenea, efectul unei modificări a reculului pulmonar, datorat fie fibrozei pulmonare, fie emfizemului. Acest model se bazează pe mijloacele de predare a ventilației pulmonare prezentate de Stockert (1, 2).

Modelul este construit din patru tije de laborator din aluminiu, trei suporturi de clește, o bază grea, o clemă de termometru cu balansare liberă și patru benzi de cauciuc (Fig. 1A). Atunci când descrieți modelul asamblat (Fig. 1B), indicați că tija verticală din stânga reprezintă o capacitate vitală (CV) de 0%, tija cu balansare liberă din mijloc reprezintă peretele toracic, iar tija verticală din dreapta reprezintă o CV de 70%. Apoi, țineți în sus două benzi de cauciuc care reprezintă reculul elastic al țesutului pulmonar și, respectiv, reculul elastic al peretelui toracic. Atașați benzile de cauciuc la “peretele toracic” mobil, astfel încât cele două benzi de cauciuc să tragă în direcții opuse (Fig. 2A). Locul în care este poziționat acum peretele toracic este FRC, cu reculul elastic al plămânilor și al peretelui toracic echilibrându-se reciproc.

Pentru a demonstra o inspirație, deplasați fizic partea de jos a tijei peretelui toracic spre un volum pulmonar mai mare (adică spre dreapta, spre tija cu 70% VC; Fig. 2B). Energia care este necesară pentru a face acest lucru este analogă cu energia furnizată de mușchii inspirației (adică diafragma și mușchii intercostali externi) în timpul unei inspirații. Acest lucru va întinde, de asemenea, banda de cauciuc care reprezintă reculul elastic al plămânilor, care va trage înapoi pe tija peretelui toracic. Pentru a demonstra o expirație pasivă, eliberați pur și simplu tija peretelui toracic, iar peretele toracic revine la FRC (Fig. 2C). Energia care produce această mișcare este energia stocată în elasticul întins care reprezintă reculul elastic al plămânilor și, prin urmare, nu este nevoie de energie musculară în timpul unei expirații pasive. Demonstrații mai avansate ar putea indica forțele de recul în timpul unei inspirații până la un volum pulmonar mare (adică >70% VC), unde reculurile plămânilor și ale peretelui toracic ar fi acum ambele îndreptate spre interior, sau în timpul unei expirații active până la un volum pulmonar mai mic decât FRC (adică până la RV), unde reculul peretelui toracic s-ar opune din ce în ce mai mult scăderii volumului pulmonar.

Prin adăugarea sau schimbarea benzilor elastice, stările de boală pulmonară pot fi, de asemenea, demonstrate cu acest model. Adăugarea unei a doua benzi de cauciuc pentru a crește reculul elastic al plămânului ar reprezenta fibroza pulmonară (Fig. 2D). În acest caz, FRC este redusă și este mult mai dificil să se producă o mișcare inspiratorie a peretelui toracic din cauza reculului elastic pulmonar crescut. Îndepărtarea celor două benzi elastice de recul pulmonar și înlocuirea lor cu o singură bandă elastică mai mare, cu un recul elastic mai mic, ar reprezenta emfizemul (Fig. 2E). În acest caz, atât FRC, cât și complianța plămânului sunt crescute, ceea ce face mai ușoară producerea unei mișcări inspiratorii a peretelui toracic. Un pneumotorax poate fi demonstrat prin decuplarea benzii de cauciuc reprezentând reculul elastic al plămânului de pe tija peretelui toracic și menținerea acesteia în poziție pe tija de aluminiu 0% VC (Fig. 2F). Banda de cauciuc se va retrage spre interior, demonstrând un plămân colapsat, în timp ce tija peretelui toracic va fi deplasată spre exterior de reculul peretelui toracic, demonstrând o umflare a toracelui fără opoziție. Rețineți că banda de cauciuc care reprezintă plămânul colapsat nu se prăbușește complet până la un volum zero; “umflarea” menținută a “plămânului” în timpul unui pneumotorax reprezintă volumul minim al plămânului.

Această prezentare este foarte vizuală și demonstrează cu ușurință un subiect dificil de înțeles de către elevi. A fost folosită în timpul cursurilor pentru studenții din programele de medicină, farmacie, asistent medical și terapie fizică. Majoritatea studenților par să aprecieze demonstrația, iar eu am primit feedback pozitiv din partea studenților din toate programele. După ce au vizionat demonstrația, studenții par să înțeleagă cu ușurință acest concept dificil.

.