西醫(yī)綜合考綱重點(diǎn)記憶:肺通氣的動(dòng)力和阻力
根據(jù)最新醫(yī)學(xué)考研西醫(yī)綜合考試大綱中要求,肺通氣的動(dòng)力和阻力是考綱考點(diǎn),下面醫(yī)學(xué)全在線小編就為大家詳細(xì)的闡述一下關(guān)于肺通氣的動(dòng)力和阻力的知識(shí)點(diǎn)詳解,希望對(duì)大家有所幫助!
肺通氣(pulmonary ventilation)是肺與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。實(shí)現(xiàn)肺通氣的器官包括呼吸道、肺泡和胸廓等醫(yī)學(xué) 全在.線提供jfsoft.net.cn。呼吸道是溝通肺泡與外界的通道;肺泡是肺泡氣與血液氣進(jìn)行交換的主要場(chǎng)所;而胸廓的節(jié)律性呼吸運(yùn)動(dòng)則是實(shí)現(xiàn)通氣的動(dòng)力。
肺通氣的動(dòng)力
氣體進(jìn)入肺取決于兩方面因素的相互作用:
一是推動(dòng)氣體流動(dòng)的動(dòng)力;一是阻止其流動(dòng)的阻力。前者必須克服后者,方能實(shí)現(xiàn)肺通氣,正如心室射血的動(dòng)力必須克服循環(huán)系統(tǒng)的阻力才能推動(dòng)血液流動(dòng)一樣。
氣體進(jìn)出肺是由大氣和肺泡氣之間存在著壓力差的緣故。在自然呼吸條件下,此壓力差產(chǎn)生于肺的張縮所引起的肺容積的變化?墒欠伪旧聿痪哂兄鲃(dòng)張縮的能力,它的張縮是由胸廓的擴(kuò)大和縮小所引起,而胸廓的擴(kuò)大和縮小又是由呼吸肌的收縮和舒張所引起。當(dāng)吸氣肌收縮時(shí),胸廓擴(kuò)大,肺隨之?dāng)U張,肺容積增大,肺內(nèi)壓暫時(shí)下降并低于大氣壓,空氣就順此壓差而進(jìn)入肺,造成吸氣(inspiration)。反之,當(dāng)吸氣肌舒張和(或)呼氣肌收縮時(shí),胸廓縮小,肺也隨之縮小,肺容積減小,肺內(nèi)壓暫時(shí)升高并高于大氣壓,肺內(nèi)氣便順此壓差流出肺,造成呼氣(expiration)。呼吸肌收縮、舒張所造成的胸廓的擴(kuò)大和縮小,稱為呼吸運(yùn)動(dòng)。呼吸運(yùn)動(dòng)是肺通氣的原動(dòng)力。
肺通氣的阻力
肺通氣的動(dòng)力需要克服肺通氣的阻力方能實(shí)現(xiàn)肺通氣。
阻力增高是臨床上肺通氣障礙最常見的原因。肺通氣的阻力有兩種:彈性阻力(肺和胸廓的彈性阻力),是平靜呼吸時(shí)主要阻力,約占總阻力的70%;非彈性阻力,包括氣道阻力,慣性阻力和組織的粘滯阻力,約占總阻力的30%,其中又以氣道阻力為主。
彈性阻力
用同等大小的外力作用時(shí),彈性阻力大者,變形程度小;彈性阻力小者,變形程度大。一般用順應(yīng)性(compliance)來度量彈性阻力。順應(yīng)性是指在外力作用下彈性組織的可擴(kuò)張性,容易擴(kuò)張者順應(yīng)性大,彈性阻力小;不易擴(kuò)張者,順應(yīng)性小,彈性阻力大。可見順應(yīng)性(C)與彈性阻力(R)成反變關(guān)系:
C=1/R
順應(yīng)性用單位壓力變化(△P)所引起的容積變化(△V)來表示,單位是L/cmH2O,即 C=[(△V/△P)L ]/[cmH2O ]。
⑴肺彈性阻力和肺順應(yīng)性:肺具有彈性,在肺擴(kuò)張變形時(shí)所產(chǎn)生的彈性回縮力,其方向與肺擴(kuò)張的方向相反,因?yàn)槭俏鼩獾淖枇,即肺彈性回縮力是肺的彈性阻力。肺的彈性阻力可用肺順應(yīng)性表示:
跨肺壓是肺內(nèi)壓與胸膜腔內(nèi)壓之差。
1)肺靜態(tài)順應(yīng)性曲線:測(cè)定肺順應(yīng)性時(shí),進(jìn)行分步吸氣(或打氣入肺)或分步呼氣(或從肺內(nèi)抽氣),每步吸氣或呼氣后,屏氣醫(yī)學(xué).全在.線jfsoft.net.cn,放松呼吸肌,測(cè)定肺容積的變化和胸膜腔內(nèi)壓(因?yàn)檫@時(shí)呼吸道內(nèi)沒有氣流流動(dòng),肺內(nèi)壓等于大氣壓,所以只測(cè)胸膜腔內(nèi)壓就可知道跨肺壓)。然后繪制容積-壓力(V-P)曲線,就是肺的順應(yīng)性曲線。因?yàn)闇y(cè)定是在屏氣無氣流的情況下進(jìn)行的,所在是肺靜態(tài)順應(yīng)性。曲線的斜率反映不同肺容量下順應(yīng)性或彈性阻力的大小。曲線斜率大,順應(yīng)性大,彈性阻力小;曲線斜率小,則意義相反。正常成年人在平靜呼氣末,肺容積約為肺總量的40%左右時(shí),肺順應(yīng)性正好位于曲線的中段,此段斜率最大,故平靜呼吸時(shí)肺彈性阻力小,呼吸省力。此時(shí)健康成年人CL約為0.2L/cmH2O。當(dāng)肺充血、肺組織纖維化化或肺泡表面活性物質(zhì)(見后文)減少時(shí),肺的彈性阻力增加,患者吸氣困難;肺氣腫時(shí),肺彈性成分大量破壞,肺回縮量減小,彈性阻力減小,患者呼氣困難。
2)比順應(yīng)性:肺順應(yīng)性還受肺總量的影響。肺總量大的,其順應(yīng)性較大;反之,較小,F(xiàn)舉例說明。設(shè)若用0.5kPa(5cmH2O)的壓力將1L的氣體注入一個(gè)人的兩肺,計(jì)算得出全肺順應(yīng)性為0.2L/cmH2O。如果左、右兩肺的容積和順應(yīng)性是一樣的,那么同樣0.5kPa的壓力,將同樣1L氣體送入肺內(nèi),每側(cè)肺容量?jī)H增加0.5L,計(jì)算出每側(cè)肺的順應(yīng)性只有 0.1L/cmH2O,而不是0.2L/cmH2O。這是因?yàn)槲胪热莘e的氣體,在肺總量較大者,其擴(kuò)張程度較小,彈性回縮也也較小,彈性阻力小,僅需較小的跨肺壓變化即可,順應(yīng)性大;而在肺總量較小者,其擴(kuò)張程度大,彈性加縮力也大,彈性阻力大,需較大的跨肺壓變化,故順應(yīng)性小。由于不同個(gè)體間肺總量存在著差別,在比較其順應(yīng)性時(shí)必須排除肺總量的影響,進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化,測(cè)定單位肺容量下的順應(yīng)性,即比順應(yīng)性(specific compliance)。比順應(yīng)性=測(cè)得的肺順應(yīng)性(L/cmH2O)/肺總量(L)。
3)肺彈性阻力的來源:肺彈性阻力來自肺組織本身的彈性加回縮力和肺泡內(nèi)側(cè)的液體層同肺泡內(nèi)氣體之間的液-氣界面的表面張力所產(chǎn)生的回縮力,兩者均使肺具有回縮傾向,故成為肺擴(kuò)張的彈性阻力。
肺組織的彈性阻力主要來自彈力和膠原纖維,當(dāng)肺擴(kuò)張時(shí),這些纖維被牽拉便傾向于回縮。肺擴(kuò)張?jiān)酱,?duì)纖維的牽拉程度也越大醫(yī).學(xué).全.在.線jfsoft.net.cn,回縮力也越大,彈性阻力也越大,反之則小。
可見擴(kuò)張充氣的肺比擴(kuò)張充生理鹽水的肺所需的跨肺壓力大得多,前者約為后者的3倍。這是因?yàn)槌錃鈺r(shí),在肺泡內(nèi)襯液和肺泡氣之間存在液-氣界面,從而產(chǎn)生表面張力。球形液-氣界面的表面張力方向是向中心的,傾向于使肺泡縮小,產(chǎn)生彈性阻力。而充生理鹽水時(shí),沒有液-氣界面,因此不存在表面張力作用,僅肺組織的彈性回縮所產(chǎn)生的阻力作用。由此可見,肺組織的彈性阻力僅約占肺總彈性阻力的1/3,而表面張力的約占2/3。因此,表面張力對(duì)肺的張縮有重要的作用。
根據(jù)Laplace定律,P=2T/r(P是肺內(nèi)的壓力,T是肺泡表面張力,r是肺泡半徑)。如果大、小肺泡的表面張力量樣的,那么,肺泡內(nèi)壓力將隨肺泡半徑的大小而反變。小的肺泡,壓力大;大的肺泡,壓力小。如果這些肺泡彼此連通,結(jié)果小肺泡內(nèi)的氣體將流入大肺泡,小肺泡塌陷,大肺泡膨脹,肺泡將失去穩(wěn)定性。但實(shí)際并未發(fā)生這種情況,這是因?yàn)榉闻荽嬖谥档捅砻鎻埩ψ饔玫谋砻婊钚晕镔|(zhì)的緣故。
肺泡表面活性物質(zhì)(alveolar surfactant)是復(fù)雜的脂蛋白混合物,主要成分是二棕櫚酰卵磷脂(dipalmitoyl lecithin,DPL或 dipalmitoylphosphatidyl choline choline,DPPC),由肺泡Ⅱ型細(xì)胞合成并釋放,分子的一端是非極性疏水的脂肪酸,不溶于水,另一端是極性的易溶于水。因此,DPPC分子垂直排列于液-氣界面,極性端插入水中,非極性端伸入肺泡氣中,形成單分子層分布在液-氣界面上,并隨肺泡的張縮而改變其密度。正常肺泡表面活性物質(zhì)不斷更新,以保持其正常的功能。
肺泡表面活性物質(zhì)降低表面張力的作用,有重要的生理功能。表面活性物質(zhì)使肺泡液-氣界面的表面張力降至10-4N/cm以下,比血漿的5×10-4N/cm低得多,這樣,就減弱了表面張力對(duì)肺毛細(xì)血管中液體的吸引作用,防止了液體滲入肺泡,使肺泡得以保持相對(duì)干燥。此外,由于肺泡表面活性物質(zhì)的密度大,降低表面張力的作用強(qiáng),表面張力小,使小肺泡內(nèi)壓力不致過高,防止了小肺泡的塌陷;大肺泡表面張力則因表面活性物質(zhì)分子的稀疏而不致明顯下降,維持了肺內(nèi)壓力與小肺泡相等,不致過度膨脹,這樣就保持了大小肺泡的穩(wěn)定性,有利于吸入氣在肺內(nèi)得到較為均勻的分布。
成年人患肺炎、肺血栓等疾病時(shí),可因表面活性物質(zhì)減少而發(fā)生肺不張。初生兒也可因缺乏表面活性物質(zhì),發(fā)生肺不張和肺泡內(nèi)表面透明質(zhì)膜形成,造成呼吸窘迫綜合癥,導(dǎo)致死亡,F(xiàn)在已可應(yīng)用抽取羊水并檢查其表面活性物質(zhì)含量的方法醫(yī)學(xué)全在線網(wǎng)站jfsoft.net.cn,協(xié)助判斷發(fā)生這種疾病的可能性,采取措施,加以預(yù)防。例如,如果含量缺乏,則可延長(zhǎng)妊娠時(shí)間或用藥物(糖皮質(zhì)類固醇)促進(jìn)其合成。因此,了解肺泡Ⅱ型細(xì)胞的成熟過程及其表面活性物質(zhì)的代謝和調(diào)節(jié)有重要的理論和實(shí)際意義。
⑵胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性:胸廓也具有彈性,呼吸運(yùn)動(dòng)時(shí)也產(chǎn)生彈性阻力。但是,因胸廓彈性阻力增大而使肺通氣發(fā)生障礙的情況較為少見,所以臨床意義相對(duì)較小。胸廓處于自然位置時(shí)的肺容量,相當(dāng)于肺總是的67%左右,此時(shí)胸廓毫元變化,不表現(xiàn)有彈性回縮力。肺容量小于總量的67%,胸廓被牽引向內(nèi)而縮小,胸廓的彈性回縮力向外,是吸氣的動(dòng)力,呼氣的彈性阻力;肺容量大于肺總量的67%時(shí),胸廓被牽引向外而擴(kuò)大,其彈性回縮力向內(nèi),成為吸氣的彈性阻力,呼氣的動(dòng)力。所以胸廓的彈性回縮力既可能是吸氣的彈性阻力,也可能是吸氣的動(dòng)力,視胸廓的位置而定,這與肺的不同,肺的彈性回縮力總是吸氣的彈性阻力。
跨壁壓為胸膜腔內(nèi)壓與胸壁外大氣壓之差。正常人胸廓順應(yīng)性也是0.2L/cmH20。胸廓順應(yīng)性可因肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚和腹內(nèi)占位病變等而降低。
因?yàn)榉魏托乩膹椥宰枇Τ蚀?lián)排列,所以肺和胸廓的總彈性阻力是兩者彈性阻力之和,如以順應(yīng)性來表示,即:所以總順應(yīng)性為 0.1L/cmH20。
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