Ett svårt begrepp för eleverna att förstå är hur lungans rekylkrafter och bröstväggens rekylkrafter balanserar varandra för att bestämma relaxationstryck-volymförhållandet i lungan och bröstväggssystemet. Vid de flesta lungvolymer är lungans rekylkrafter inåtriktade, medan bröstväggens rekylkrafter är utåtriktade. När de två rekylkrafterna är lika stora, men i motsatt riktning, befinner sig lung- och bröstväggssystemet i dynamisk jämvikt. Den lungvolym där detta inträffar är den funktionella restkapaciteten (FRC). Nedan följer en beskrivning av en enkel modell som kan demonstrera detta fenomen, samt demonstrera aktiv muskulär inspiration och passiv utandning. Genom att ändra modellen något kan man också påvisa effekten av en förändring av lungornas rekyl, på grund av antingen lungfibros eller emfysem. Denna modell bygger på de läromedel för lungventilation som Stockert presenterade (1, 2).

Modellen är uppbyggd av fyra stänger av aluminium i laboratorieformat, tre klämhållare, ett tungt underlag, en fritt svängande termometerklämma och fyra gummiband (fig. 1A). När du beskriver den monterade modellen (fig. 1B) ska du ange att den vänstra vertikala stången representerar 0 % vitalkapacitet (VC), den fritt svängbara stången i mitten representerar bröstväggen och den högra vertikala stången representerar 70 % VC. Håll sedan upp två gummiband som representerar lungvävnadens elastiska rekyl respektive bröstväggens elastiska rekyl. Fäst gummibanden på den rörliga “bröstväggen” så att de två gummibanden drar i motsatt riktning (fig. 2A). Den plats där bröstväggen nu är placerad är FRC, där lungans och bröstväggens elastiska rekyl balanserar varandra.

För att demonstrera en inspiration flyttar du fysiskt bröstväggsstavens nedre del mot en större lungvolym (dvs. till höger, mot stången med 70 % VC; fig. 2B). Den energi som krävs för att göra detta är analog med den energi som tillhandahålls av inspirationsmusklerna (dvs. diafragman och de yttre interkostala musklerna) under en inspiration. Detta kommer också att sträcka ut gummibandet som representerar lungans elastiska rekyl, vilket kommer att dra tillbaka på bröstväggsstången. För att demonstrera en passiv utandning släpper du helt enkelt bröstväggsstången och bröstväggen återgår till FRC (fig. 2C). Den energi som ger upphov till denna rörelse är den lagrade energin i det sträckta gummibandet som representerar lungans elastiska rekyl, och därför behövs ingen muskelkraft under en passiv utandning. Mer avancerade demonstrationer skulle kunna visa rekylkrafterna under en inspiration till en stor lungvolym (dvs. >70 % VC), där lungornas och bröstväggens rekylkrafter nu båda skulle riktas inåt, eller under en aktiv expiration till en lungvolym som är mindre än FRC (dvs. till RV), där bröstväggens rekylkrafter i allt högre grad skulle motsätta sig den minskande lungvolymen.

Genom att lägga till eller byta gummiband kan man också demonstrera lungsjukdomstillstånd med denna modell. Genom att lägga till ett andra gummiband för att öka lungans elastiska rekyl skulle man kunna representera lungfibros (fig. 2D). I det här fallet minskar FRC och det är mycket svårare att åstadkomma en inspiratorisk rörelse av bröstväggen på grund av den ökade elastiska rekylen i lungan. Om man tar bort de två gummibanden för lungornas rekyl och ersätter dem med ett enda, större gummiband med mindre elastisk rekyl skulle det representera emfysem (fig. 2E). I detta fall ökar både FRC och lungans följsamhet, vilket gör det lättare att åstadkomma en inspiratorisk rörelse av bröstväggen. En pneumothorax kan påvisas genom att man lossar gummibandet som representerar lungans elastiska rekyl från bröstväggsstången och håller det på plats på 0 % VC aluminiumstången (fig. 2F). Gummibandet kommer att rekylera inåt, vilket visar en kollapsad lunga, medan bröstväggsstången kommer att flyttas utåt av bröstväggens rekyl, vilket visar att bröstkorgen är uppblåst utan motstånd. Observera att gummibandet som representerar den kollapsade lungan inte kollapsar helt till en nollvolym; den bibehållna “inflationen” av “lungan” under en pneumothorax representerar lungans minimala volym.

Denna presentation är mycket visuell och visar lätt ett ämne som är svårt att förstå för eleverna. Den har använts under föreläsningar för studenter inom läkar-, apoteks-, läkarassistent- och sjukgymnastikprogrammen. De flesta studenter verkar gilla demonstrationen och jag har fått positiv feedback från studenter inom alla program. Efter att ha sett demonstrationen verkar studenterna lätt förstå detta svåra begrepp.