Stenoseatmung, hervorgerufen durch externe Stenosen und pharmakologische Bronchoconstriktion bei gesunden Versuchspersonen unterschiedlichen Alters im Vergleich zu Patienten mit Atemwegsobstruktion

Summary

The effects of breathing against external stenosis and acetylcholine inhalation on airway-resistance, intrathoracic gas volume, intrapleural and intraalveolar pressure changes were studied in healthy subjects of different age groups. Those parameters were also determined in hospitalized patients with chronic obstructive airway diseases. Analysis of the data made possible to make the following comments:

• 1. The older subjects with increased intrathoracic gas volume did not reveal any decrease of elastic forces of the lung within the normal breathing range.

• 2. The older and younger subject groups showed no differences in extra-stretching of the lung in induced bronchoconstriction.

• 3. There was no decrease of maximum inspiratory and expiratory flows either in acetylcholine induced bronchoconstriction or in patients with chronic obstructive diseases. But inspiratory and exspiratory flows decreased appreciably against extra thoracic resistance.

• 4. The greater differences between the alveolar and intrapleural pressure changes with increased flow resistances were due to those factors mentioned above.

• 5. Intrathoracic gas volumes were substantially greater in patients than in those subjects under stenosis breathing with comparable airway resistances.

• 6. The greater increase of intrathoracic gas volume in patients would be, possibly, due to “trapped air”.

• 7. The thoracic wall of healthy subjects did not reach to the elastic limit under stenosis breathing.

• 8. The elastic limit might often appear in patients with diaphragm thoracic wall antagonism in relatively low flow resistive-force.

• 9. The mean intrathoracic pressure as reference pressure for the circulatory system and for the heart did not reveal any appreciable change in airway-obstruction; despite there were significant respiratory pressure-fluctuations.

Résumé

Les mesures des résistances au débit aérien dans les voies aériennes, du volume gazeux intrathoracique, des variations des pressions intrapleurales et intraalvéolaires chez des sujets sains des groupes d'âge différents sous l'influence d'une sténose respiratoire externe, de mÊme que chez des sujets sains sous l'influence d'une obstruction des voies aériennes induite par l'acétylcholine, permettent de tirer les conclusions suivantes comparativement aux patients porteurs d'une maladie chronique obstructive des voies aériennes:

• 1. Le volume gazeux intrathoracique élevé chez des sujets sains, âgés de plus de 50 ans, n'a pour conséquence aucune diminution des forces élastiques du poumon dans le cadre du volume courant utilisable.

• 2. Lors d'une broncho-constriction provoquée, les poumons des sujets sains âgés ne sont pas distendus plus fort que ceux des jeunes adultes.

• 3. Pas de réduction des débits aériens inspiratoires et expiratoires maxima chez des sujets sains sous l'influence d'une broncho-constriction, provoquée par l'acétylcholine ou chez des patients porteurs d'une maladie chronique obstructive des voies aériennes. Mais les débits inspiratoires et expiratoires diminuent d'une manière considérable en cas d'une sténose externe.

• 4. Les différences plus grandes entre les altérations des pressions alvéolaires et celles des pressions intrapleurales avec l'accroissement des résistances au débit aérien sont dues aux facteurs mentionnés au-dessus.

• 5. Lors des résistances au débit aérien comparables, les volumes gazeux intrathoracique étaient considérablement plus larges chez des patients atteints de maladie chronique obstructive des voies aériennes que chez des sujets soumis à une sténose respiratoire externe.

• 6. L'accroissement de l'air captivé est considéré comme cause de l'augmentation excessive du volume gazeux intrathoracique chez des patients porteurs des obstructions des voies aériennes en connexion avec l'altération anatomo-pathologique de la structure pulmonaire.

• 7. Chez les sujets sains sous l'influence d'une grave sténose respiratoire externe, la paroi thoracique n'atteigne pas à la limite des valeurs d'élastance.

• 8. La limite des valeurs d'élastance pulmonaire est souvent atteinte lors des résistances au débit aérien relativement petites chez des patients avec l'antagonisme diaphragme-paroi intrathoracique.

• 9. La pression moyenne intrathoracique comme pression de référence pour le système circulatoire et pour le c∄ur n'est pas changée d'une manière significative sous l'influence d'une obstruction des voies aériennes malgré des variations fortes synchrones des pressions respiratoires.

Zusammenfassung

Die Messung der Strömungswiderstände in den Atemwegen, des intrathorakalen Gasvolumens, der Intrapleural- und Intraalveolardruckschwankungen bei gesunden Versuchspersonen in verschiedenen Altersgruppen unter externer Stenoseatmung wie bei gesunden Versuchspersonen nach acetylcholininduzierter Atemwegsobstruktion ermöglicht im Vergleich zu Patienten mit chronisch obstruktiver Atemwegserkrankung folgende Aussagen:

• 1. Das bei älteren gesunden Personen nachzuweisende erhöhte intrathorakale Gasvolumen hat keine verminderten elastischen Kräfte der Lunge im nutzbaren Atemvolumenbereich zur Folge.

• 2. Die Lunge wird bei älteren Versuchspersonen bei Atemwegsobstruktion nicht stärker überdehnt als bei jugendlichen Versuchspersonen.

• 3. Unter Acetylcholinobstruktion bei gesunden Versuchspersonen wie bei Patienten mit chronisch obstruktiver Atemwegserkrankung nimmt die maximale inspiratorische und exspiratorische Strömung mit größeren Strömungswiderständen nicht ab, im Gegensatz zu externer Stenoseatmung.

• 4. Die atemsynchronen alveolären und intrapleuralen Druckdifferenzen sind deshalb entsprechend den Strömungswiderständen vergrößert.

• 5. Das intrathorakale Gasvolumen nimmt bei Patienten mit chronisch obstruktiver Atemwegserkrankung bei vergleichbaren Strömungswiderständen wesentlich stärker zu als bei externer Stenoseatmung.

• 6. Als Ursache für die übermäßige Zunahme des intrathorakalen Gasvolumens wird die Zunahme der gefesselten Luft in Zusammenhang mit dem pathologischanatomischen Umbau der Lunge bei Patienten mit Atemwegsobstruktion angesehen.

• 7. Bei gesunden Versuchspersonen kommt die Thoraxwand auch bei schwerer externer Stenoseatmung nicht an die Grenze der Dehnbarkeit.

• 8. Bei Patienten wird diese Grenze der Dehnbarkeit oft mit dem dann folgenden Zwerchfell-Thoraxwand-Antagonismus bei relativ geringen Strömungswiderständen erreicht.

• 9. Der mittlere Intrapleuraldruck als Referenzdruck für das intrathorakale Kreislaufsystem und für das Herz ändert sich unter der Atemwegsobstruktion trotz starker atemsynchroner Druckschwankungen nicht wesentlich.