肺通气原理

考研生理--肺通气原理，肺通气是气体在外界大气和肺泡之间的交换过程，物理原理是气体总是从压力高的地方向压力低的地方流动，还介绍了实现条件、肺通气的动力、肺通气阻力知识。

肺通气原理

• 定义：气体在外界大气和肺泡之间的交换过程
• 物理原理：气体总是从压力高的地方向压力低的地方流动
• 实现条件：肺泡与外界大气之间存在一定的压力差
• 肺通气的动力
  • 原动力：呼吸肌的节律性收缩和舒张
  • 直接动力：胸廓的扩大和缩小产生的周期性压力差
  • 呼吸运动
    • 呼吸肌
      • 吸气肌
        • 主要：膈肌、肋间外肌
        • 辅助：斜角肌、胸锁乳突肌
      • 呼气肌
        • 主要：肋间内肌、腹肌
    • 平静呼吸
      • 吸气
        • 主动过程
        • 膈肌、肋间外肌收缩
      • 呼气
        • 被动过程
        • 膈肌、肋间外肌舒张
    • 用力呼吸
      • 吸气
        • 主动过程
        • 膈肌、肋间外肌、辅助吸气肌参与
      • 呼气
        • 主动过程
        • 吸气肌舒张
        • 肋间内肌、腹肌收缩
    • 腹式呼吸
      • 膈肌舒缩
      • 引起腹腔内器官位移，造成腹部起伏
    • 胸式呼吸
      • 肋间外肌舒缩
      • 引起胸部明显起伏
  • 肺内压
    • 吸气时
      • 肺容积：增大
      • 肺内压：降低
      • 结果：外界气体进入肺内
      • 吸气末：肺内压升高到与大气压相等
    • 呼气时
      • 肺容积：减小
      • 肺内压：升高
      • 结果：气体流出肺部
      • 呼气末：肺内压降低到与大气压相等
  • 胸膜腔内压
    • 胸膜腔特性：脏层胸膜和壁层胸膜之间的密闭的、潜在的、无气体和仅含少量浆液的腔隙
    • 浆液的作用
      • 胸膜腔负压的形成：浆液分子之间的内聚力使两层胸膜紧贴在一起，不易分开
      • 减小摩擦：在两层胸膜之间起润滑作用
    • 胸膜腔内压特性：随呼吸运动而发生周期性波动，始终低于大气压，若以大气压为0计，则胸膜腔内压为负压
    • 平衡关系：胸膜腔内压=肺内压+（-肺回缩压）
    • 主要决定因素：肺回缩压
    • 生理意义
      • 扩张肺：使肺能随胸廓的张缩而张缩
      • 有利于回流：作用于胸腔内的腔静脉和胸导管，使之扩张
      • 降低气道阻力
    • 注意事项
      • 胸膜腔内保持负压的一个重要前提是胸膜腔须保持其密闭性
• 肺通气阻力
  • 定义：肺通气过程中遇到的阻力
  • 分类
    • 弹性阻力（约占70%）
      • 肺弹性阻力
      • 胸廓弹性阻力
    • 非弹性阻力（约占30%）
      • 气道阻力
      • 惯性阻力
      • 组织的黏滞阻力
  • 弹性阻力与顺应性
    • 弹性阻力：抵抗外力作用所引起的变形的力
    • 顺应性：弹性组织在外力作用下发生变形的难易程度
    • 顺应性与弹性阻力互为倒数
    • 肺的弹性阻力
      • 来源
        • 肺组织本身的弹性阻力：来自弹性纤维和胶原纤维，占肺总弹性阻力的1/3
        • 肺泡表面张力产生的回缩力：占肺总弹性阻力的2/3
      • 肺泡表面张力的影响
        • 回缩力与肺泡半径成反比
        • 肺泡内的气体将流入大肺泡内，引起小肺泡萎陷关闭而大肺泡则过度膨胀
        • 表面张力过大，会降低肺顺应性，增加吸气阻力，甚至会造成肺水肿
        • 由于肺泡内液-气界面存在肺表面活性物质，所以上述情况实际上不会发生
      • 肺表面活性物质
        • 来源
          • 肺泡Ⅱ型细胞
            • 二棕榈酰卵磷脂（DPPC）
            • 表面活性物质结合蛋白（SP）
        • 主要成分
          • 脂质
            • 占比：90%
            • 主要组成：DPPC（60%以上）
          • 蛋白质
            • 占比：10%
            • 主要组成：SP
        • 分子特点
          • DPPC
            • 非极性疏水脂肪酸
            • 极性端
        • 分布
          • 肺泡内侧面
        • 生理功能
          • 降低肺泡表面张力
          • 减小肺泡回缩力
          • 维持肺泡稳定性
          • 减少肺组织液生成
          • 防止肺不张
          • 增大肺顺应性
          • 减小肺弹性阻力
          • 减小吸气阻力
        • 临床意义
          • 肺炎/肺血栓疾病：可能导致肺不张
          • 早产儿：可能导致新生儿呼吸窘迫综合征
          • 肺表面活性物质缺乏：可能导致肺顺应性降低
          • 肺充血/肺组织纤维化/肺表面活性物质减少：可能导致肺顺应性降低
          • 气肿：可能导致肺顺应性增加
    • 肺顺应性（C）和肺弹性阻力
      • 定义
        • 跨肺压的变化（ΔP）与肺容积的变化（ΔV）之比
      • 静态顺应性
        • 无气流时的肺顺应性
      • 滞后现象
        • 呼气和吸气时顺应性曲线不重叠
    • 胸廓弹性阻力
      • 来源
        • 胸廓的弹性成分
      • 胸廓在自然位置
        • 肺容量为肺总量的67%
        • 不表现弹性阻力
      • 胸廓被牵引向内缩小
        • 弹性阻力向外
        • 吸气的动力、呼气的阻力
      • 胸廓被牵引向外扩大
        • 弹性阻力向内
        • 吸气的阻力、呼气的动力
    • 胸廓顺应性（Cchw）
      • 定义
        • 跨胸壁压的变化（ΔP）与胸腔容积的变化（ΔV）之比
      • 正常人的胸廓顺应性
        • 0.2L/cmH2O
      • 胸廓顺应性降低的情况
        • 肥胖
        • 胸廓畸形
        • 胸膜增厚
        • 腹腔内占位性病变
    • 总弹性阻力和总顺应性
      • 肺和胸廓串联
        • 总弹性阻力是两者之和
      • 平静呼吸时的总顺应性（Ct）
        • 0.1L/cmH2O
  • 非弹性阻力
    • 惯性阻力
      • 定义：气流在发动、变速、换向时产生的阻力
    • 黏滞阻力
      • 定义：呼吸时组织相对位移产生的摩擦
    • 气道阻力
      • 定义：气体流经呼吸道时，气体分子之间和气体分子与气道壁之间的摩擦
      • 平静呼吸时，气道阻力主要来源
        • 鼻（约占50%）
        • 声门（约占25%）
        • 气管和支气管（约占15%）
        • 口径<2mm的细支气管（约占10%）
      • 影响气道阻力的因素
        • 跨壁压
        • 肺实质对气道壁的牵引作用
        • 自主神经调节
          • 交感神经：兴奋舒张支气管，气道阻力减小
          • 副交感神经：兴奋导致支气管痉挛，气道阻力增加
        • 化学因素
          • 舒张支气管的化学物质
            • 儿茶酚胺
            • PGE2
          • 收缩支气管的化学物质
            • PGF2α
            • 组胺
            • 白三烯
            • 内皮素
            • 吸入气CO2含量增加
  • 弹性阻力和非弹性阻力鉴别
    • 弹性阻力
      • 比例：占总通气阻力的70%
      • 阻力类型：静态阻力
      • 阻力来源
        • 肺的弹性阻力
          • 肺泡内侧面表面张力产生的回缩力（占2/3）
          • 肺组织本身的弹性阻力
        • 胸廓的弹性阻力
      • 计算公式
        • 肺顺应性
        • 胸廓顺应性
      • 总阻力：总顺应性=0.1L/cmH20
    • 非弹性阻力
      • 比例：占总通气阻力的30%
      • 阻力类型：动态阻力
      • 阻力来源
        • 气道阻力
        • 惯性阻力
        • 组织的黏滞阻力
      • 计算公式
        • 气道阻力R ∝ 1/r^4（r为气道半径）
      • 总阻力：总气道阻力=1~3cmH2O·s/L