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第五章 呼 吸
第一節(jié) 肺通氣
一、肺通氣的原理
氣體進(jìn)出肺取決于推動(dòng)氣體流動(dòng)的動(dòng)力和阻止氣體流動(dòng)的阻力的相互作用，動(dòng)力必須克服阻力，才能實(shí)現(xiàn)肺通氣。
1.肺通氣的動(dòng)力：肺泡與外界環(huán)境之間的壓力差是肺通氣的直接動(dòng)力，而呼吸運(yùn)動(dòng)則是肺通氣的原動(dòng)力。
(1)呼吸運(yùn)動(dòng)：指呼吸肌的收縮和舒張引起的胸廓節(jié)律性擴(kuò)大和縮小的過(guò)程。它包括吸氣運(yùn)動(dòng)和呼氣運(yùn)動(dòng)。
1)呼吸運(yùn)動(dòng)的過(guò)程：平靜吸氣時(shí)，膈肌和肋間外肌收縮，使胸廓容積增大，肺內(nèi)氣壓降低，引起吸氣運(yùn)動(dòng)，是主動(dòng)的過(guò)程;而平靜呼氣時(shí)，膈肌和肋間外肌舒張，使胸廓容積縮小，肺內(nèi)氣壓升高，引起呼氣運(yùn)動(dòng)，因沒(méi)有呼氣肌的主動(dòng)收縮所以是被動(dòng)的過(guò)程。用力吸氣時(shí)，吸氣和呼氣均為主動(dòng)的過(guò)程。
2)呼吸運(yùn)動(dòng)的型式：
①腹式呼吸和胸式呼吸：膈肌的收縮和舒張可引起腹腔內(nèi)器官位移，造成腹部的起伏，這種以膈肌舒縮活動(dòng)為主的呼吸運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為腹式呼吸。肋間外肌收縮和舒張時(shí)主要表現(xiàn)為胸部的起伏，這種以肋間外肌舒縮活動(dòng)為主的呼吸運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為胸式呼吸。一般情況下，成年人的呼吸運(yùn)動(dòng)呈胸式和腹式混合式呼吸。
�、谄届o呼吸和用力呼吸：安靜狀態(tài)下的呼吸運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為平靜呼吸，呼吸頻率為每分鐘12～18次。當(dāng)機(jī)體運(yùn)動(dòng)或吸入氣中CO2含量增加而O2含量減少或肺通氣阻力增大時(shí)，呼吸運(yùn)動(dòng)將加深加快，這種呼吸運(yùn)動(dòng)稱(chēng)為用力呼吸或深呼吸。在缺氧、CO2增多或肺通氣阻力較嚴(yán)重的情況下，可出現(xiàn)呼吸困難。
(2)肺內(nèi)壓：指肺泡內(nèi)的壓力。在呼吸過(guò)程中，肺內(nèi)壓呈周期性波動(dòng)。吸氣時(shí)，肺內(nèi)壓下降，低于大氣壓，氣體入肺，至吸氣末，肺內(nèi)壓與大氣壓相等。反之，呼氣時(shí)，肺內(nèi)壓升高，高于大氣壓，氣體出肺，至呼氣末，肺內(nèi)壓與大氣壓相等。在人的自然呼吸停止時(shí)，可以用人為的方法改變肺內(nèi)壓，建立肺內(nèi)壓和大氣壓之間的壓力差來(lái)維持肺通氣，稱(chēng)為人工呼吸。
(3)胸膜腔內(nèi)壓:
1)概念：胸膜腔內(nèi)的壓力稱(chēng)為胸膜腔內(nèi)壓。平靜呼吸時(shí)，胸膜腔內(nèi)壓始終低于大氣壓，即為負(fù)壓，但在肺通氣阻力增大時(shí)，呼氣時(shí)胸膜腔內(nèi)壓有可能高于大氣壓。
2)胸膜腔內(nèi)壓的形成：是由兩種方向相反的力(肺內(nèi)壓和肺回縮壓)的代數(shù)和形成，即胸膜腔內(nèi)壓=肺內(nèi)壓+(-肺回縮壓)。在吸氣末和呼氣末，肺內(nèi)壓等于大氣壓，故胸膜腔內(nèi)壓=大氣壓-肺回縮壓，若以大氣壓為0，這時(shí)胸膜腔內(nèi)壓=-肺回縮壓，可見(jiàn)胸膜腔內(nèi)壓是由肺的回縮造成的。肺回縮壓的產(chǎn)生是因?yàn)樵谏L(zhǎng)發(fā)育過(guò)程中，胸廓的生長(zhǎng)速度比肺快，又因?yàn)樾啬で坏拇嬖�，故肺始終處于被動(dòng)擴(kuò)張狀態(tài)，產(chǎn)生一定的回縮壓。平靜吸氣時(shí)回縮壓增大，胸膜腔內(nèi)負(fù)壓更大;平靜呼氣時(shí)回縮壓降低，胸膜腔內(nèi)負(fù)壓減小。
3)意義：保持肺的擴(kuò)張狀態(tài)和促進(jìn)血液及淋巴液的回流。
2.肺通氣的阻力：肺通氣的阻力可分為彈性阻力和非彈性阻力兩類(lèi)。彈性阻力包括肺的彈性阻力和胸廓的彈性阻力，是平靜呼吸時(shí)的主要阻力，約占肺通氣總阻力的70%;非彈性阻力包括氣道阻力、慣性阻力和粘滯阻力，約占肺通氣總阻力的30%，其中以氣道阻力為主。
(1)彈性阻力和順應(yīng)性：物體對(duì)抗外力作用所引起的變形的力稱(chēng)為彈性阻力，其大小常用順應(yīng)性來(lái)度量。順應(yīng)性(compliance)指彈性物體在外力作用下發(fā)生變形的難易程度。順應(yīng)性(C)與彈性阻力(R)成反變關(guān)系。肺和胸廓均為彈性組織，也具有彈性阻力，其彈性阻力的大小也可用順應(yīng)性來(lái)表示。
1)肺的彈性阻力和順應(yīng)性：肺的彈性回縮力構(gòu)成了肺擴(kuò)張的彈性阻力�？捎梅雾槕�(yīng)性表示肺的彈性阻力：
肺順應(yīng)性(CL)=肺容積的變化(ΔV)/肺跨肺壓的變化(ΔP)(L/cmH2O)，式中跨肺壓指肺內(nèi)壓和胸膜腔內(nèi)壓之差。
①肺靜態(tài)順應(yīng)性曲線：是指在被測(cè)者屏氣無(wú)氣體流動(dòng)情況下測(cè)定并繪制得到的壓力-容積曲線，曲線斜率反映不同肺容量下肺順應(yīng)性的大小。正常成人平靜呼吸時(shí)肺順應(yīng)性約0.2L/cmH2O。
�、诒软槕�(yīng)性：測(cè)定單位肺容量的順應(yīng)性，即比順應(yīng)性。
�、鄯螐椥宰枇Φ膩�(lái)源：肺彈性阻力包括肺組織彈性回縮力(1/3)和肺泡內(nèi)的液–氣界面形成的表面張力(2/3)。肺組織的彈性回縮力來(lái)自肺組織的彈力纖維和膠原纖維。
在肺泡液–氣界面上存在的肺表面活性物質(zhì)，主要由肺泡Ⅱ型細(xì)胞產(chǎn)生，為復(fù)雜的脂蛋白混合物，主要成分是二棕櫚酰卵磷脂和表面活性物質(zhì)結(jié)合蛋白。肺表面活性物質(zhì)的密度隨肺泡的張縮而改變。
肺表面活性物質(zhì)的主要作用是降低肺泡液–氣界面的表面張力，這種作用的生理意義：有助于維持肺泡的穩(wěn)定性;減少肺組織液生成，防止肺水腫;降低吸氣阻力，減少吸氣做功。
2)胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性：胸廓的彈性阻力來(lái)自胸廓的彈性成分。當(dāng)肺容量約為肺總量的67%時(shí)，胸廓無(wú)變形不表現(xiàn)出彈性阻力;當(dāng)肺容量小于肺總量的67%時(shí)，胸廓被牽引向內(nèi)其彈性阻力向外，是吸氣的動(dòng)力，呼氣的阻力;當(dāng)肺容量大于肺總量的67%時(shí)，胸廓被牽引向外其彈性阻力向內(nèi)，是吸氣的阻力，呼氣的動(dòng)力。所以胸廓彈性阻力的作用視其位置而定。胸廓的彈性阻力也可用胸廓的順應(yīng)性表示。正常人胸廓的順應(yīng)性也是0.2L/cmH2O。
3)肺和胸廓的總彈性阻力和順應(yīng)性：因?yàn)榉魏托乩蚀?lián)排列，所以肺和胸廓的總彈性阻力是二者彈性阻力之和，如以順應(yīng)性來(lái)表示，則肺和胸廓的總順應(yīng)性(CL+chw)為0.1L/cmH2O。
(2)非彈性阻力：氣道阻力是非彈性阻力的主要成分，而慣性阻力和粘滯阻力都很小，可忽略不計(jì)。氣道阻力主要受氣道管徑大小的影響，平靜呼吸時(shí)氣道阻力主要發(fā)生在直徑2mm細(xì)支氣管以上的部位。使氣道平滑肌舒張的因素有：跨壁壓增大、肺實(shí)質(zhì)的牽引、交感神經(jīng)興奮、PGE2、兒茶酚胺類(lèi)等;使氣道平滑肌收縮的因素有：副交感神經(jīng)興奮、組胺、PGF2α、內(nèi)皮素等。
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