臨牀執業醫師助理考點:肺通氣的動力
氣體進出肺是由大氣和肺泡氣之間存在着壓力差的緣故。在自然呼吸條件下,此壓力差產生於肺的張縮所引起的肺容積的變化。可是肺本身不具有主動張縮的能力,它的張縮是由胸廓的擴大和縮小所引起,而胸廓的擴大和縮小又是由呼吸肌的收縮和舒張所引起。當吸氣肌收縮時,胸廓擴大,肺隨之擴張,肺容積增大,肺內壓暫時下降並低於大氣壓,空氣就順此壓差而進入肺,造成吸氣(inspiration)。反之,當吸氣肌舒張和(或)呼氣肌收縮時,胸廓縮小,肺也隨之縮小,肺容積減小,肺內壓暫時升高並高於大氣壓,肺內氣便順此壓差流出肺,造成呼氣(expiration)。呼吸肌收縮、舒張所造成的胸廓的擴大和縮小,稱為呼吸運動。呼吸運動是肺通氣的原動力。
呼吸運動引起呼吸運動的肌為呼吸肌。使胸廓擴大產生吸氣動作的肌肉為吸氣肌,主要有膈肌和肋間外肌;使胸廓縮小產生呼氣動作的是呼氣肌,主要有肋間內肌和腹壁肌。此外,還有一些輔助呼吸肌,如斜角肌、胸鎖乳突肌和胸背部的其它肌肉等,這些肌肉只在用力呼吸時才參與呼吸運動。
(1)吸氣運動:只有在吸氣肌收縮時,才會發生吸氣運動,所以吸氣總是主動過程。膈形狀似鐘罩,靜止時向上隆起,位於胸腔和腹腔之間,構成胸腔的底。膈肌收縮時,隆起的中心下移,從而增大了胸腔的上下徑,胸腔和肺容積增大,產生吸氣。膈下移的距離視其收縮強度而異,平靜吸氣時,下移約1-2cm,深吸氣時,下移可達7-10cm.由於胸廓呈圓錐形,其橫截面積上部較小,下部明顯加大。因此,膈稍稍下降就可使胸腔容積大大增加。據估計,平靜呼吸時因膈肌收縮而增加的胸腔容積相當於總通氣量的4/5,所以膈肌的舒縮在肺通氣中起重要作用。膈肌收縮而膈下移時,腹腔內的`器官因受壓迫而使腹壁突出,膈肌舒張是時,腹腔內臟恢復原們畫面為膈肌舒縮引起的呼吸運動伴以腹壁的起伏,所以這種型式的呼吸稱為腹式呼吸 (abdominalbreathing)。
肋間外肌的肌纖維起自上一肋骨的近脊椎端的下緣,斜向前下方走行,止於下一肋骨近胸骨端的止緣。由於脊椎的位置是固定的,而胸骨可以上下移動,所以當肋間外肌收縮時,肋骨和胸骨都向上提,肋骨下緣還向外側偏轉,從而增大了胸腔的前後徑和左右徑,產生吸氣。肋間外肌收縮越強,胸腔容積增大越多。在平靜呼吸中肋間外肌所起的作用較膈肌為小。由肋間肌舒縮使肋骨和胸骨運動所產生的呼吸運動,稱為胸式呼吸(thoracicbreathing)。腹式呼吸和胸式呼吸常同時存在,其中某種型式可佔優勢;只有在胸部或腹部活動受到限制時,才可能單獨出現某一種型式的呼吸。
(2)呼氣運動:平靜呼氣時,呼氣運動不是由呼氣肌收縮所引起,而是因膈股長肋間外肌舒張,肺依靠本身的回縮力量而回位,並牽引胸廓縮小,恢復其吸氣開始前的位置,產生呼氣。所以平靜呼吸時,呼氣是被動的。用力呼吸時,呼氣肌才參與收縮,使胸廓進一步縮小,呼氣也有了主動的成分。肋間內肌走行方向與肋間外肌相反,收縮時使肋骨和胸骨下移,肋骨還向內側旋轉,使胸腔前後、左右縮小,產生呼氣。腹壁肌的收縮,一方面壓迫腹腔器官,推動膈上移,另一方面也牽拉下部的肋骨向下向內移位,兩者都使胸腔容積縮小,協助產生呼氣。
(3)平靜呼吸和用力呼吸:安靜狀態下的呼吸稱為平靜(平和)呼吸(eupnea)。其特點是呼吸運動較為平衡均勻,每分鐘呼吸頻率約12-18次,吸氣是主動的,呼氣是被動的。機體活動時,或吸入氣中的二氧化碳含量增加或氧含量減少時,呼吸將加深、加快,成為深呼吸或用力呼吸,這時不僅有更多的吸氣肌參與收縮,收縮加強,而且呼氣肌也主動參與收縮。在缺氧或二氧化碳增多較嚴重的情況下,會出現呼吸困難(dyspnea),這時,不僅呼吸大大加深,而且出現鼻翼扇動等,同時主觀上有不舒服的困壓感。
綜上所述,可將肺通氣的動力概括如下:呼吸肌的舒縮是肺通氣的原動力,它引起胸廓的張縮,由於胸膜腔和肺的結構功能特徵,肺便隨胸廓的張縮而張縮,肺容積的這種變化又造成肺內壓和大氣壓之間的壓力差,此壓力差直接推動氣體進出肺
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