呼吸机制

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原始作者(年代):Kamashi Pandirajan
最后更新:2022年7月5日
修正:24

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的过程灵感(吸气)然后过期(呼出)对于向组织提供氧气和排出体内二氧化碳至关重要。吸气是通过肌肉的主动收缩——比如膈肌——而呼气往往是被动的,除非是被迫的。

在本文中,我们将研究通风生理学吸气和呼气的过程,安静呼吸和用力呼吸的区别,以及它们的临床相关性。

肺和呼吸

肺外表面和胸壁之间的空间被称为胸壁胸膜的空间。这通常是填满胸膜液体形成一个密封,通过表面张力将肺紧贴胸壁。这种密封确保当胸腔扩张或缩小时,肺的大小也相应地扩张或缩小。

在呼吸过程中,肌肉的收缩和放松改变了胸腔的容积。当胸腔和肺一起运动时,v形就改变了体积肺部的变化,反过来改变压力在肺里。

波义耳氏定律说明气体的体积与压力成反比(当温度恒定时)。因此:

  • 当胸腔的容积增加时-肺容量增加,肺内压力降低。
  • 当胸腔的容积减小时-肺的体积减小,肺内的压力增加。

图1 -波义耳定律的证明:体积增大导致压力减小。

灵感的过程

灵感是通风的阶段,其中空气进入肺部。它是由吸气肌的收缩引起的:

  • 隔膜-平坦,扩大胸腔的上下尺寸。
  • 外肋间肌-提升肋骨和胸骨,扩大胸腔的前后尺寸。

吸气肌的活动导致吸气量的增加体积胸腔的。当肺被胸膜紧贴胸壁时,它们的体积也会增加。

根据波义耳定律,肺容量的增加会导致肺活量的减少压力在肺里。肺外环境的压力现在是更大的而不是肺部的环境,也就是说空气进入肺部沿着压力梯度向下

图2 -休息时吸气和呼气过程示意图。

被动过期过程

呼气是指空气从肺部排出的通气阶段。它是由放松吸气肌的:

  • 隔膜-放松回到静止位置,缩小胸腔的上下尺寸。
  • 外肋间肌-放松以压低肋骨和胸骨,缩小胸腔的前后尺寸。

吸气肌的放松导致呼吸的减少体积胸腔的。先前扩大的肺组织的弹性后坐力使它们恢复到原来的大小。

根据波义耳定律,肺体积的减小会导致肺活量的增加压力在肺里。肺里的压力现在更大的在外部环境中,意味着空气流动肺部的压力梯度

强迫呼吸

强迫呼吸是一种主动的呼吸方式,利用额外的肌肉来快速扩张和收缩胸腔的体积。它最常见于运动时。

活跃的灵感

主动吸气包括收缩附件的肌肉呼吸(除了那些安静的吸气,隔膜和外肋间肌)。所有这些肌肉的作用都是增加胸腔的容积:

  • 不等边三角形-提升上肋骨。
  • 胸锁乳突肌-抬高胸骨。
  • 胸大肌和胸小肌-向外拉肋骨。
  • 前锯肌-提升肋骨(当肩胛骨固定时)。
  • 背阔肌提升下肋骨。

活动过期

主动呼气利用了几块胸腹肌的收缩。这些肌肉的作用是减少胸腔的体积:

  • 前外侧腹壁-增加腹内压力,推动隔膜进一步向上进入胸腔。
  • 内肋间-压迫肋骨。
  • 最深处的肋间-压迫肋骨。

图3 -用力呼气时利用前侧壁肌肉。

临床相关性:膈麻痹

膈神经支配膈肌的运动神经。如果神经受损,就会导致横膈膜瘫痪。膈神经麻痹的原因包括:

  • 机械创伤-手术中神经的结扎或损伤。
  • 压缩-因为胸腔里的肿瘤。
  • Guillian-Barre综合症-自身免疫引起的肌肉无力,通常由感染引起。
  • 神经肌肉疾病-如多发性硬化症或运动神经元疾病。

横膈膜麻痹产生矛盾的运动。受影响的隔膜在吸气时向上运动,在呼气时向下运动。单侧膈肌麻痹通常是无症状的通常是在x光检查中偶然发现的。如果两侧麻痹(称为双侧膈肌麻痹),患者可能会出现运动耐受性差、矫形和疲劳。肺功能检查显示严格的赤字

膈肌麻痹的处理有两个方面。首先,必须找出根本原因并加以治疗(如果可能的话)。在一个单方面的膈肌麻痹的患者通常不需要呼吸支持,除非他们已经有明显的肺部疾病或有症状。在一个两国瘫痪时,患者可能需要通气支持,如无创正通气,或在更严重的情况下,插管和有创通气。

图3 -胸部x线片显示右侧膈肌麻痹。