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第五章 呼 吸

第一節 肺通氣

　　一、肺通氣的原理

　　氣體進出肺取決于推動氣體流動的動力和阻止氣體流動的阻力的相互作用，動力必須克服阻力，才能實現肺通氣。

　　1.肺通氣的動力：肺泡與外界環境之間的壓力差是肺通氣的直接動力，而呼吸運動則是肺通氣的原動力。

　　(1)呼吸運動：指呼吸肌的收縮和舒張引起的胸廓節律性擴大和縮小的過程。它包括吸氣運動和呼氣運動。

　　1)呼吸運動的過程：平靜吸氣時，膈肌和肋間外肌收縮，使胸廓容積增大，肺內氣壓降低，引起吸氣運動，是主動的過程;而平靜呼氣時，膈肌和肋間外肌舒張，使胸廓容積縮小，肺內氣壓升高，引起呼氣運動，因沒有呼氣肌的主動收縮所以是被動的過程。用力吸氣時，吸氣和呼氣均為主動的過程。

　　2)呼吸運動的型式：

　　①腹式呼吸和胸式呼吸：膈肌的收縮和舒張可引起腹腔內器官位移，造成腹部的起伏，這種以膈肌舒縮活動為主的呼吸運動稱為腹式呼吸。肋間外肌收縮和舒張時主要表現為胸部的起伏，這種以肋間外肌舒縮活動為主的呼吸運動稱為胸式呼吸。一般情況下，成年人的呼吸運動呈胸式和腹式混合式呼吸。

　　②平靜呼吸和用力呼吸：安靜狀態下的呼吸運動稱為平靜呼吸，呼吸頻率為每分鐘12～18次。當機體運動或吸入氣中CO2含量增加而O2含量減少或肺通氣阻力增大時，呼吸運動將加深加快，這種呼吸運動稱為用力呼吸或深呼吸。在缺氧、CO2增多或肺通氣阻力較嚴重的情況下，可出現呼吸困難。

　　(2)肺內壓：指肺泡內的壓力。在呼吸過程中，肺內壓呈周期性波動。吸氣時，肺內壓下降，低于大氣壓，氣體入肺，至吸氣末，肺內壓與大氣壓相等。反之，呼氣時，肺內壓升高，高于大氣壓，氣體出肺，至呼氣末，肺內壓與大氣壓相等。在人的自然呼吸停止時，可以用人為的方法改變肺內壓，建立肺內壓和大氣壓之間的壓力差來維持肺通氣，稱為人工呼吸。

　　(3)胸膜腔內壓:

　　1)概念：胸膜腔內的壓力稱為胸膜腔內壓。平靜呼吸時，胸膜腔內壓始終低于大氣壓，即為負壓，但在肺通氣阻力增大時，呼氣時胸膜腔內壓有可能高于大氣壓。

　　2)胸膜腔內壓的形成：是由兩種方向相反的力(肺內壓和肺回縮壓)的代數和形成，即胸膜腔內壓=肺內壓+(-肺回縮壓)。在吸氣末和呼氣末，肺內壓等于大氣壓，故胸膜腔內壓=大氣壓-肺回縮壓，若以大氣壓為0，這時胸膜腔內壓=-肺回縮壓，可見胸膜腔內壓是由肺的回縮造成的。肺回縮壓的產生是因為在生長發育過程中，胸廓的生長速度比肺快，又因為胸膜腔的存在，故肺始終處于被動擴張狀態，產生一定的回縮壓。平靜吸氣時回縮壓增大，胸膜腔內負壓更大;平靜呼氣時回縮壓降低，胸膜腔內負壓減小。

　　3)意義：保持肺的擴張狀態和促進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。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)彈性阻力和順應性：物體對抗外力作用所引起的變形的力稱為彈性阻力，其大小常用順應性來度量。順應性(compliance)指彈性物體在外力作用下發生變形的難易程度。順應性(C)與彈性阻力(R)成反變關系。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性來表示。

　　1)肺的彈性阻力和順應性：肺的彈性回縮力構成了肺擴張的彈性阻力。可用肺順應性表示肺的彈性阻力：

　　肺順應性(CL)=肺容積的變化(ΔV)/肺跨肺壓的變化(ΔP)(L/cmH2O)，式中跨肺壓指肺內壓和胸膜腔內壓之差。

　　①肺靜態順應性曲線：是指在被測者屏氣無氣體流動情況下測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性的大小。正常成人平靜呼吸時肺順應性約0.2L/cmH2O。

　　②比順應性：測定單位肺容量的順應性，即比順應性。

　　③肺彈性阻力的來源：肺彈性阻力包括肺組織彈性回縮力(1/3)和肺泡內的液–氣界面形成的表面張力(2/3)。肺組織的彈性回縮力來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，主要由肺泡Ⅱ型細胞產生，為復雜的脂蛋白混合物，主要成分是二棕櫚酰卵磷脂和表面活性物質結合蛋白。肺表面活性物質的密度隨肺泡的張縮而改變。

　　肺表面活性物質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性：胸廓的彈性阻力來自胸廓的彈性成分。當肺容量約為肺總量的67%時，胸廓無變形不表現出彈性阻力;當肺容量小于肺總量的67%時，胸廓被牽引向內其彈性阻力向外，是吸氣的動力，呼氣的阻力;當肺容量大于肺總量的67%時，胸廓被牽引向外其彈性阻力向內，是吸氣的阻力，呼氣的動力。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性表示。正常人胸廓的順應性也是0.2L/cmH2O。

　　3)肺和胸廓的總彈性阻力和順應性：因為肺和胸廓呈串聯排列，所以肺和胸廓的總彈性阻力是二者彈性阻力之和，如以順應性來表示，則肺和胸廓的總順應性(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。氣道阻力主要受氣道管徑大小的影響，平靜呼吸時氣道阻力主要發生在直徑2mm細支氣管以上的部位。使氣道平滑肌舒張的因素有：跨壁壓增大、肺實質的牽引、交感神經興奮、PGE2、兒茶酚胺類等;使氣道平滑肌收縮的因素有：副交感神經興奮、組胺、PGF2α、內皮素等。

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