肺通气的原理

　　气体进出肺取决于推动气体流动的动力和阻止气体流动的阻力的相互作用，动力必须克服阻力，才能实现肺通气。

　　1.肺通气的动力：肺泡与外界环境之间的压力差是肺通气的直接动力，而呼吸运动则是肺通气的原动力。

　　(1)呼吸运动：指呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小的过程。它包括吸气运动和呼气运动。

　　1)呼吸运动的过程：平静吸气时，膈肌和肋间外肌收缩，使胸廓容积增大，肺内气压降低，引起吸气运动，是主动的过程;而平静呼气时，膈肌和肋间外肌舒张，使胸廓容积缩小，肺内气压升高，引起呼气运动，因没有呼气肌的主动收缩所以是被动的过程。用力吸气时，吸气和呼气均为主动的过程。

　　2)呼吸运动的型式：

　　①腹式呼吸和胸式呼吸：膈肌的收缩和舒张可引起腹腔内器官位移，造成腹部的起伏，这种以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动称为腹式呼吸。肋间外肌收缩和舒张时主要表现为胸部的起伏，这种以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动称为胸式呼吸。一般情况下，成年人的呼吸运动呈胸式和腹式混合式呼吸。

　　②平静呼吸和用力呼吸：安静状态下的呼吸运动称为平静呼吸，呼吸频率为每分钟12～18次。当机体运动或吸入气中CO2含量增加而O2含量减少或肺通气阻力增大时，呼吸运动将加深加快，这种呼吸运动称为用力呼吸或深呼吸。在缺氧、CO2增多或肺通气阻力较严重的情况下，可出现呼吸困难。

　　(2)肺内压：指肺泡内的压力。在呼吸过程中，肺内压呈周期性波动。吸气时，肺内压下降，低于大气压，气体入肺，至吸气末，肺内压与大气压相等。反之，呼气时，肺内压升高，高于大气压，气体出肺，至呼气末，肺内压与大气压相等。在人的自然呼吸停止时，可以用人为的方法改变肺内压，建立肺内压和大气压之间的压力差来维持肺通气，称为人工呼吸。

　　(3)胸膜腔内压:

　　1)概念：胸膜腔内的压力称为胸膜腔内压。平静呼吸时，胸膜腔内压始终低于大气压，即为负压，但在肺通气阻力增大时，呼气时胸膜腔内压有可能高于大气压。

　　2)胸膜腔内压的形成：是由两种方向相反的力(肺内压和肺回缩压)的代数和形成，即胸膜腔内压=肺内压+(-肺回缩压)。在吸气末和呼气末，肺内压等于大气压，故胸膜腔内压=大气压-肺回缩压，若以大气压为0，这时胸膜腔内压=-肺回缩压，可见胸膜腔内压是由肺的回缩造成的。肺回缩压的产生是因为在生长发育过程中，胸廓的生长速度比肺快，又因为胸膜腔的存在，故肺始终处于被动扩张状态，产生一定的回缩压。平静吸气时回缩压增大，胸膜腔内负压更大;平静呼气时回缩压降低，胸膜腔内负压减小。

　　3)意义：保持肺的扩张状态和促进血液及淋巴液的回流。

　　2.肺通气的阻力：肺通气的阻力可分为弹性阻力和非弹性阻力两类。弹性阻力包括肺的弹性阻力和胸廓的弹性阻力，是平静呼吸时的主要阻力，约占肺通气总阻力的70%;非弹性阻力包括气道阻力、惯性阻力和粘滞阻力，约占肺通气总阻力的30%，其中以气道阻力为主。

　　(1)弹性阻力和顺应性：物体对抗外力作用所引起的变形的力称为弹性阻力，其大小常用顺应性来度量。顺应性(compliance)指弹性物体在外力作用下发生变形的难易程度。顺应性(C)与弹性阻力(R)成反变关系。肺和胸廓均为弹性组织，也具有弹性阻力，其弹性阻力的大小也可用顺应性来表示。

　　1)肺的弹性阻力和顺应性：肺的弹性回缩力构成了肺扩张的弹性阻力。可用肺顺应性表示肺的弹性阻力：

　　肺顺应性(CL)=肺容积的变化(ΔV)/肺跨肺压的变化(ΔP)(L/cmH2O)，式中跨肺压指肺内压和胸膜腔内压之差。

　　①肺静态顺应性曲线：是指在被测者屏气无气体流动情况下测定并绘制得到的压力-容积曲线，曲线斜率反映不同肺容量下肺顺应性的大小。正常成人平静呼吸时肺顺应性约0.2L/cmH2O。

　　②比顺应性：测定单位肺容量的顺应性，即比顺应性。

　　③肺弹性阻力的来源：肺弹性阻力包括肺组织弹性回缩力(1/3)和肺泡内的液–气界面形成的表面张力(2/3)。肺组织的弹性回缩力来自肺组织的弹力纤维和胶原纤维。

　　在肺泡液–气界面上存在的肺表面活性物质，主要由肺泡Ⅱ型细胞产生，为复杂的脂蛋白混合物，主要成分是二棕榈酰卵磷脂和表面活性物质结合蛋白。肺表面活性物质的密度随肺泡的张缩而改变。

　　肺表面活性物质的主要作用是降低肺泡液–气界面的表面张力，这种作用的生理意义：有助于维持肺泡的稳定性;减少肺组织液生成，防止肺水肿;降低吸气阻力，减少吸气做功。

　　2)胸廓的弹性阻力和顺应性：胸廓的弹性阻力来自胸廓的弹性成分。当肺容量约为肺总量的67%时，胸廓无变形不表现出弹性阻力;当肺容量小于肺总量的67%时，胸廓被牵引向内其弹性阻力向外，是吸气的动力，呼气的阻力;当肺容量大于肺总量的67%时，胸廓被牵引向外其弹性阻力向内，是吸气的阻力，呼气的动力。所以胸廓弹性阻力的作用视其位置而定。胸廓的弹性阻力也可用胸廓的顺应性表示。正常人胸廓的顺应性也是0.2L/cmH2O。

　　3)肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性：因为肺和胸廓呈串联排列，所以肺和胸廓的总弹性阻力是二者弹性阻力之和，如以顺应性来表示，则肺和胸廓的总顺应性(CL+chw)为0.1L/cmH2O。

　　(2)非弹性阻力：气道阻力是非弹性阻力的主要成分，而惯性阻力和粘滞阻力都很小，可忽略不计。气道阻力主要受气道管径大小的影响，平静呼吸时气道阻力主要发生在直径2mm细支气管以上的部位。使气道平滑肌舒张的因素有：跨壁压增大、肺实质的牵引、交感神经兴奋、PGE2、儿茶酚胺类等;使气道平滑肌收缩的因素有：副交感神经兴奋、组胺、PGF2α、内皮素等。