肺通气(呼吸过程)包含两个主要步骤:吸气和呼气。一次吸气和呼气构成一个呼吸周期。呼吸是由压力差异驱动的,空气沿着压力梯度流动,即从高压区域流向低压区域。吸气时,大气压大于肺泡内压,肺泡内压大于胸膜腔内压,从而空气流入肺部。呼气则是相反的过程,肺内压大于大气压,导致空气排出肺部。
在正常吸气过程中,通常使用两组肌肉:横膈肌和外肋间肌。当横膈肌收缩时,它向腹腔下移,使胸腔扩大;外肋间肌的收缩使肋骨向上和向外运动,使胸廓扩张,增加胸腔的体积。由于胸膜液的黏附作用,胸腔的扩张迫使肺部拉伸和扩张,增加体积导致肺泡内压降低,形成低于大气压的压力梯度,从而将空气推入肺部。如果需要更大的呼吸量,还可以使用其他肌肉。
正常呼气是被动的,即不需要能量将空气推出肺部。在吸气后,肺组织的弹性使肺组织回缩,且吸气后横膈肌和外肋间肌的放松,胸腔和肺的体积减小,导致肺内压升高,形成高于大气压的压力梯度,使空气离开肺部。
此外,呼吸还涉及肌肉收缩和松弛,以及如前一篇所述的与肺的物理特性有关的阻力、顺应性和表面张力等因素。
呼吸容量(respiratory capacity)
2. 肺活量(vital capacity,VC):表示一个人可以向肺部吸入或排出的气体量,是除了残气量外所有容积的总和(TV+ERV+IRV)。通常在 4000-5000ml之间。
3. 吸气容量(inspiratory capacity,IC):指在正常潮气量的呼气后,最大可吸入的气体量,是潮气量和吸气储备容量的总和(TV+IRV)。
4. 功能残气量(functional residual capacity,FRC):指在正常潮气量呼气后,肺内剩余的气体量,是呼气储备容量和残气量的总和(ERV+RV)。
这些容量的理解有助于评估肺部的功能和健康水平,对于了解个体的呼吸状况以及检测与呼吸系统相关的疾病非常重要。
呼吸死腔
1. 解剖性死腔(anatomical dead space):存在于气道中的一部分无法到达肺泡的气体,不参与气体交换。
2. 肺泡死腔(Alveolar dead space):存在于不能正常工作的肺泡中的空气,比如那些受疾病或异常血流影响的肺泡。
3. 总死腔(total dead space):解剖性死腔和肺泡死腔的总和,代表了呼吸系统中所有未参与气体交换过程的空气。