一、肺通气的机制

更新于 2026年10月17日 版权声明
一、肺通气的机制

(一)肺通气的动力

1.呼吸运动。肺通气的直接动力是肺内压与大气压之间的压力差。膈肌和胸廓的呼吸运动造成肺泡的收缩和舒张是导致胸膜腔内压力变化的决定因素,是肺通气的原动力。平静吸气过程依靠吸气肌收缩产生动力,为主动过程;平静呼气则依靠肺、胸廓弹性回缩产生动力,而呼气肌并不参与,为被动过程。呼吸肌根据其是否参与平静呼吸和对胸廓容积的影响,分为主要呼吸肌和辅助呼吸肌,主要呼吸肌有膈肌和肋间外肌,其中以膈肌为重要,成人膈肌在平静吸气时下降约2cm,最大吸气时约8cm,每下降1cm可使肺容积增大250ml;主要呼气肌有腹肌和肋间内肌,在用力呼气时,腹肌收缩增加腹内压,向上推挤膈肌,减小肺容积,协助呼气。

2.胸膜腔负压。胸膜腔是一个密闭的潜在性腔隙,其中含有少许浆液,胸膜腔内压为负压。由于胸膜腔负压的牵引,肺泡始终处于扩张状态,肺泡扩张和扩张后的弹性回缩对肺通气功能具有重要意义。正常人在平静呼吸时,胸膜腔内压=肺内压-肺弹性回缩力,其数值波动于-5~-8cmH2O,呼吸加强时波动加大。当气体进入胸膜腔造成气胸时,胸内负压减小或消失,肺会因为弹性回缩力作用而萎缩,形成肺不张。

(二)肺通气的阻力(https://www.daowen.com)

肺通气阻力分为弹性阻力和非弹性阻力两部分。在一般情况下,弹性阻力约占通气总阻力的70%,而非弹性阻力约占通气总阻力的30%。

1.弹性阻力。分为胸廓的弹性阻力和肺的弹性阻力两种,其特征为在气流停止的静止状态下依然存在,故属于静态阻力。胸廓与肺脏的弹性反映在压力与肺容量之间的依从关系,可以用压力—容量曲线来表示。胸廓处于自然中间位置时,即肺容量占肺总量的67%左右,无弹性回位力产生;呼气状态时,胸廓被压,小于其自然中间位置,其弹性回缩力向外,成为吸气动力和呼气阻力。吸气状态时,胸廓扩张至大于其自然中间位置,其弹性回缩力向内,成为呼气动力和吸气阻力。肺的弹性阻力由肺弹力纤维产生的弹性回缩力和肺泡表面活性物质形成的表面张力组成,其弹性方向始终向内,故为吸气的阻力和呼气的动力。弹性阻力的大小通常用顺应性来表示,二者互为倒数。顺应性指物体的易扩张性,易于扩张者顺应性大,不易扩张者顺应性小,肺顺应性曲线呈“S”形,曲线在较小和较大肺容积时相对平坦,在中等肺容积时陡直,平静呼吸时,肺容积处于曲线中段,此时肺顺应性最大,故呼吸最为省力。正常成年人肺的总顺应性约为0.2L/cmH2O,胸廓的顺应性亦为0.2L/cmH2O,由于肺和胸廓是两个串联的弹性体,二者倒数之和为总顺应性,约为0.1L/cmH2O。肺顺应性受肺容量、重力因素及肺内血液充盈程度等多种因素的影响。肺泡表面活性物质是由肺泡Ⅰ型细胞产生的,对降低肺泡表面张力、增加肺顺应性、调节肺泡的大小、减轻呼吸肌负担具有积极意义。在肺容积较小时,由其造成的表面张力可占总肺弹性阻力的2/3,随着肺容积的增大,表面张力的作用减小。

2.非弹性阻力。是由气道阻力以及呼吸运动时器官变形移位而产生的阻力组成。属于动态阻力,只有在气体流动时才存在,占通气阻力的30%,气道阻力是非弹性阻力的主要部分,约占非弹性阻力的80%~90%,指气体通过呼吸道时的阻力,定义为维持单位时间内气体流量所需的驱动力,呼吸过程中对气流的驱动压为大气压与肺内压之差,正常人在每秒钟内呼出或吸入1L气体需要1~3cmH2O的压力,故气道阻力为1~3cmH2O/(L·S)。气道阻力与呼吸管道长度、内径、肺容积、气流速度、气流形式、气体物理特性等都有关系,主要由大气道产生,第10级之前的大气道占总通气阻力的85%,直径小于2mm的小气道因分枝多,总截面积大,产生的气流阻力很小,但是由于呼吸道疾患常始发于小气道,而且小气道无软骨、肌肉支撑,极易受压而闭合,造成气体的断流。正常人平静呼吸时气流阻力主要来自层流,其中气道半径是层流阻力的决定因素,人体可通过多种神经体液调节机制来改变气道平滑肌的张力,从而改变气道半径的大小,调节气道阻力。

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