(一)肺通气的动力

呼吸肌的收缩和舒张所引起的呼吸运动是肺通气的原动力,由呼吸运动所造成的肺内压与大气压之间的压力差则是实现肺通气的直接动力。

  1. 呼吸运动 由呼吸肌舒缩所引起的胸廓扩大和缩小,称为呼吸运动,包括吸气运动和呼气运动。呼吸运动分为平静呼吸和用力呼吸两种类型。
  1. 平静呼吸和用力呼吸:人体在安静时平和而均匀的呼吸,称平静呼吸。它由膈肌和肋间外肌的舒缩引起。平静吸气时,膈肌收缩,膈顶下降,胸廓上下径增大,同时肋间外肌收缩,牵动肋骨上提并略外展, 胸骨也随着向前上方移动,使胸廓前后径和左右径增大。胸廓扩大,肺随之扩张而容积增大,引起吸气;平静呼气时,膈肌和肋间外肌舒张, 膈顶、肋骨和胸骨均回位,使胸廓和肺容积缩小,产生呼气。平静呼吸的特点是:吸气是主动过程,而呼气是被动过程。

人体在劳动或运动时,用力而加深的呼吸运动,称为用力呼吸。它与平静呼吸不同的是:用力吸气时,除膈肌和肋间外肌收缩加强外,其他辅助吸气肌(如胸锁乳头肌、胸大肌等)也参加收缩,使胸廓进一步扩大,吸气量增加。用力呼气时,除吸气肌舒张外,尚有肋间内肌和腹

肌等呼气肌参加收缩,使胸廓和肺容积更加缩小,呼气量增加。因此, 用力呼吸时吸气和呼气都是主动过程。

  1. 胸式呼吸和腹式呼吸:由肋间肌舒缩引起肋骨和胸骨的运动, 表现为胸壁的起伏,这种以肋间肌舒缩为主的呼吸运动,称为胸式呼吸。膈的升降,可引起腹内压周期性变化,导致腹壁起伏,这种以膈肌舒缩为主的呼吸运动,称为腹式呼吸。正常成人为混合型呼吸。在妊娠后期或有腹水、腹腔肿瘤时,膈活动受限,可呈胸式呼吸;胸膜炎或胸腔积液等疾病,肋间肌活动减弱,呈腹式呼吸。

  2. 呼吸频率:每分钟呼吸运动的次数,称为呼吸频率。正常成人安静状态下呼吸频率为 12~18 次/min。它可因年龄、性别、肌肉活动和情绪变化等不同而变化。

  1. 肺内压及其周期性变化肺内压是指肺泡内的压力。在呼吸过程中,肺内压呈周期性变化:平静吸气之初肺内压比大气压低 0.13 ~ 0.27kPa(1~2mmHg),空气顺气压差进入肺泡,肺内压逐渐升高,至吸气末肺内压等于大气压;平静呼气之初肺内压比大气压高 0.13~0.27kPa

(1~2mmHg),肺泡气体顺气压差被排出,肺内压逐渐降低,至呼气末肺内压又等于大气压。正是由于呼吸过程中肺内压呈现出这种周期性升降,造成肺内压与大气压之间的压力差,这一压力差成为实现肺通气的直接动力。

肺内压变化的幅度与呼吸快慢,深浅及呼吸道是否通畅有关。若呼吸浅慢,呼吸道通畅,则肺内压变化幅度较小,反之,呼吸深快,呼吸道不够通畅,则肺内压变化幅度增大。

  1. 胸膜腔和胸膜腔内压正常呼吸过程中肺为什么能随胸廓的张缩而张缩呢?除因肺具有可扩张性外,还与胸膜腔的特征和胸膜腔内压的作用有关。

胸膜腔是由胸膜壁层和脏层所围成的密闭潜在腔隙。胸膜腔内没有气体,仅有少量浆液。浆液分子的内聚力使两层胸膜贴附在一起而不易分开,故使肺能随胸廓的张缩而张缩。

胸膜腔内的压力称为胸膜腔内压。测量结果表明(图 5-2),无论吸气或呼气时,胸膜腔内压均低于大气压为负压。平静呼气末为-0.40~- 0.67kPa(-3~-5mmHg);平静吸气末为-0.67~-1.33kPa(-5~-10mmHg)。

胸膜腔负压,主要由肺回缩力造成(图 5-2)。在吸气末或呼气末, 肺内压都等于大气压。大气压通过胸膜脏层作用于胸膜腔,按理胸膜腔内压应等于大气压,但由于肺具有回缩力,此力的作用方向与大气压对胸膜腔的作用方向相反,抵消了一部分大气压对胸膜腔的作用。因此, 胸膜腔内压实际上应是:胸膜腔内压=大气压-肺的回缩力。假设大气压值为 0,则胸膜腔内压=-肺的回缩力。可见,胸膜腔负压是由肺回缩力形成的。吸气时,肺扩张的程度增大,肺回缩力增大,胸膜腔负压增大; 呼气时,肺扩张程度减小,肺回缩力减小,胸膜腔负压减小。