第一节 肺通气　

一、肺通气的原理

　　肺与外界环境之间的气体交换过程，称为肺通气(pulmonary ventilation)。

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（呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小）则是肺通气的原动力。

（1）呼吸运动的过程及型式

吸气肌主要有膈肌和肋间外肌，呼气肌主要是肋间内肌和腹肌。吸气肌收缩可使胸廓容积增大，肺内气压降低，引起吸气过程。平静呼吸（安静状态下的呼吸运动）时吸气是主动的，呼气是被动的，即吸气动作是由吸气肌收缩引起，而呼气动作则主要是吸气肌舒张引起，而不是呼气肌收缩。用力呼吸（深呼吸）时，吸气和呼气都是主动的。主要由膈肌完成的呼吸运动称腹式呼吸，主要由肋间外肌完成的呼吸运动称为胸式呼吸。正常生理状况下，呼吸运动是胸式和腹式的混合型式。

　　（2）肺内压：指肺泡内的压力。在呼吸暂停、声带开放、呼吸道畅通时，肺内压与大气压相等。吸气之初，肺容积增大，肺内压下降，低于大气压，空气入肺，至吸气末，肺内压与大气压相等。反之，呼气之初，肺容积减小，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。平静呼吸时肺内压的变化：吸气时肺内压较大气压低１～2mmHg，呼气时肺内压较大气压高１～2mmHg。因此，肺泡气与大气之间的压力差是肺通气的直接动力，利用这一原理，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（artificial respiration）。

　　（3）胸膜腔内压：

　　①概念：胸膜腔是由胸膜壁层与胸膜脏层所围成的密闭的潜在腔隙，其间仅有少量起润滑作用的浆液，无气体存在。胸膜腔内的压力称为胸膜腔内压。

　　②大小：正常情况下，胸膜腔内压总是低于大气压，故也称为胸膜腔负压。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，故胸膜腔内压是由肺的回缩造成的。

　　③形成机制：由于婴儿出生后胸廓比肺的生长快，而胸腔的壁层和脏层又粘在一起，故肺处于被动扩张状态，产生一定的回缩力。吸气时回缩力大，胸膜腔内压绝对值大；呼气时，胸膜腔内压绝对值变小。

　　④意义：保持肺的扩张状态和促进血液及淋巴液的回流（导致胸腔内静脉和胸导管扩张）。

　　2.肺通气的阻力：包括弹性阻力和非弹性阻力，平静呼吸时弹性阻力是主要因

　　（1）弹性阻力：指胸廓和肺的弹性回缩力（主要来自肺），其大小常用顺应性表示。

　　①顺应性（compliance）：是指在外力作用下弹性组织的可扩张性，容易扩张者，顺应性大，弹性阻力小；难扩张者，顺应性小，弹性阻力大。顺应性=1/弹性阻力。

　　肺的顺应性可用单位压力的变化引起多少容积的改变来表示，它与肺弹性阻力（包括肺组织弹性回缩力和肺泡的液–气界面形成的表面张力）成反变关系，顺应性越小表示肺越不易扩张。在肺充血、肺纤维化时顺应性降低。

　　②肺表面活性物质：是一种脂蛋白混合物，主要成分是二软脂酰卵磷脂（dipalmitoyl phosphatidyl choline，DPPC；或dipalmitoyl lecithin，DPL）和表面活性物质结合蛋白（surfactant-associated protein，SP），前者约占60%以上，后者约占10%。DPPC由肺泡Ⅱ型细胞合成并分泌，形成单分子层分布在肺泡液–气界面上，密度随肺泡的张缩而改变。SP主要也是由肺泡Ⅱ型细胞合成并分泌，在维持DPPC的功能和DPPC的分泌、清除以及再利用等过程中具有重要作用。肺表面活性物质的作用是降低肺泡液–气界面的表面张力。肺表面活性物质的生理意义：a.有助于维持肺泡的稳定性；b.减少肺间质和肺泡内的组织液生成，防止肺水肿的发生；c.降低吸气阻力，减少吸气做功。肺泡表面活性物质缺乏将出现：肺泡的表面张力增加，大肺泡破裂小肺泡萎缩，新生儿呼吸窘迫综合征等病变。

　　（2）非弹性阻力：非弹性阻力包括气道阻力、惯性阻力和组织的粘滞阻力，其中气道阻力是非弹性阻力的主要成分。气道阻力受气流速度、气流形式和管径大小的影响，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、组织胺、PGF2、5–HT、过敏原等。

二、肺通气功能的指标

　　（一）肺容积和肺容量

　　1.肺容积

　　（1）潮气量(tidal volume,TV)：每次呼吸时吸入或呼出的气量。平静呼吸为400-600ml,平均500ml。

　　（2）补吸气量(inspiratory reserve volume,IRV)或吸气储备量：平静吸气末，再尽力吸气所能吸入的气量。成人约为1500-2000ml。

　　（3）补呼气量(exspiratory reserve volume,ERV)或呼气储备量：平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气量。成人约为900-1200ml。

　　（4）残气量(residual volume,RV)：在最大呼气末尚存留于肺内不能呼出的气量。成人约为1000-1500ml。

　　2.肺容量

　　（1）深吸气量(inspiratory capacity,FRC)：从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量, 深吸气量＝潮气量＋补吸气量。

　　（2）功能残气量(functional residual capacity,FRC)：平静呼气末尚存留于肺内的气量。功能残气量＝残气量＋补呼气量。成人约为2500ml。

　　（3）肺活量(vital capacity，VC)：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气量。等于潮气量＋补吸气量＋补呼气量。♂3500ml♀2500ml。

　　用力肺活量(forced vital capacity，FVC)：是指一次最大吸气后，尽力呼气所能呼出的最大气量。

　　用力呼气量（forced expiratory volume,FEV）：是指一次最大吸气后，再尽力尽快呼气时，在一定时间内所能呼出的气量；通常以它所占用力肺活量的百分数来表示。正常成人第1秒末、第2秒末、第3秒末呼出的气量占其用力肺活量的百分数分别为80%、96%和99%。

　　（4）肺总量(total lung capacity,TLC)：肺所能容纳的最大气量。肺总量=潮气量+补吸气量+补呼气量+残气量。♂5000ml♀3500ml。

　　（二）肺通气量和肺泡通气量

　　1．肺通气量

　　（1）每分通气量(minute ventilation volume)：是指每分钟进或出肺的气体总量，每分肺通气量=潮气量×呼吸频率。

　　（2）最大随意通气量(maximal voluntaly ventilation)：尽力做深呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大气量为最大随意通气量。

　　2．无效腔和肺泡通气量

　　（1）无效腔：每次吸入的气体，一部分将留在从上呼吸道至呼吸性细支气管以前的呼吸道内，这一部分气体不参与肺泡与血液之间的气体交换，故这部分呼吸道容积称为解剖无效腔。肺泡无效腔：进入肺泡的气体，因血流在肺内分布不均而未能与血液进行气体交换，未能发生交换的这一部分肺泡容量为肺泡无效腔。肺泡无效腔与解剖无效腔一起和称生理无效腔。健康人平卧时，生理无效腔等于或接近于解剖无效腔。

　　（2）肺泡通气量（alveolar ventilation）：是每分钟吸入肺泡内的新鲜空气量，等于（潮气量－无效腔气量）×呼吸频率。

　　潮气量和呼吸频率的变化，对肺通气和肺泡通气有不同的影响。如潮气量减少1/2，呼吸频率增加1倍，此时肺通气不变，而解剖无效腔占的比例比正常潮气量时大，所以肺泡通气量减少。从气体交换的效率看，深慢呼吸比浅快呼吸有利于气体交换。