呼吸系统包括气体的通道(气道)和气体交换的场所。气道包括气管、支气管、细支气管等,其中气管和支气管具有透明软骨环的支撑性结构,不易受周围组织的牵拉或挤压而变形;细支气管没有软骨环结构,管壁薄,与周围的肺泡结构紧密相连,容易受到牵拉或挤压而变形。
气道内外的压力差称为跨壁压,如果把整个肺看作一个单室模型,气道内任何一点的跨壁压等于气道内压-胸内压。平静吸气时,气道内压力自气管→支气管→细支气管依次降低,但胸廓扩张使胸内压变得更低(更负),因而跨壁压是增大的,其方向指向胸膜腔,细支气管受牵拉而扩张,至吸气结束时细支气管达最大扩张状态。平静呼气时,气道内的压力自细支气管→支气管→气管依次降低,至气道开口处(通常是口鼻腔)压力降为0,即大气压水平。
生理情况下的平静呼吸是不存在等压点的,因为平静呼吸时胸内压始终保持负值,跨壁压的方向指向胸膜腔,细支气管始终受牵拉而处于扩张状态。正常人用力呼气时,胸膜腔内压和气道内压均高于大气压,在呼出气道上,压力由肺泡小气道至中央气道逐渐下降,通常将气道内压与胸腔,胸膜腔内压相等的气道叫做等压位。等压点下游端(通向鼻腔的一端)的气道内压低于低于胸膜腔内压气道可被压迫正常人的气道,等位点位于有环状软骨支撑的大气道,即使气道外压力大于气道内压也不会出现大气道闭合。
等压点学说最初由Mead和Turner提出。以等压点为界,将胸腔内气道划分为两个部分:上游气道(呼气气流的上游)和下游气道(呼气气流的下游)。上游气道靠近肺泡,其气道内压力超过胸膜腔内压力,总跨壁压方向指向气道外,气道内压力随流速方向逐渐降低,直到等压点处跨壁压为零;下游气道靠近气道开口,其气道内压力小于胸膜腔压力,总跨壁压方向指向气道内,气道受总跨壁压的作用,可发生变窄甚至陷闭(如图1)。
正常人用力呼气时,胸膜腔内压和气道内压均高于大气压,在呼出气道上,压力由肺泡小气道至中央气道逐渐下降,通常将气道内压与胸腔,胸膜腔内压相等的气道叫做等压位。等压点下游端(通向鼻腔的一端)的气道内压低于低于胸膜腔内压气道可被压迫正常人的气道,等位点位于有环状软骨支撑的大气道,即使气道外压力大于气道内压也不会出现大气道闭合。
等压点出现在呼气期间,此时,患者正在呼气(气体流动方向是从肺泡往口腔),气道的上游是肺泡侧,下游是鼻腔侧。所以等压点上移,是指等压点向肺泡方向移动。
是的。等压点通常出现在呼气时,并且是用力呼气时。大家迷惑上移为什么不叫下移,很可能就是没有注意到呼气时这三个字。我们共同回顾一下呼吸的过程。
吸气时,呼吸肌收到来自中枢的指令发生收缩,即肋间肌、膈肌收缩,胸廓扩张。此时,胸内负压增大,可达-7cmH2O。胸内负压有利于牵引肺泡扩张,此时肺泡容积变大,压力减小,当气道内压小于大气压,吸气就开始了。而气道内压都是正值。所以几乎不存在气道内压和胸内压相等的可能性。
呼气时,呼吸肌放松,胸廓弹性回缩,胸内压开始负得更少,此时,肺泡弹性回缩,容积变小,压力变高,当气道内压高于大气压时,呼气就开始了。在一些疾病状态下,如慢支炎、肺气肿患者,由于外周气道的狭窄或阻塞,若平静呼气不能呼出足够多的气体,留在肺内的气体增多,必须用力呼气才能接近机体的需要。用力呼气时,胸廓进一步缩小,胸内压也不断增高,甚至由负转正,这时就可能出现气道上有一个点,这个点的气道内压和胸内压相等。
等压点上移为什么不好?因为大多数气道都有环状软骨支撑。如果等压点落在这样的位置,有软骨撑着即使气道内外压力相等,气道也不会被压闭。而随着等压点移向肺泡,软骨会逐渐变少,直至消失。如果等压点移动到没有完整软骨支撑的气道上,用力呼气时该气道就会被压闭。患者就会不用力,呼出的气体不够;用力,呼出的气体也不够,造成呼气末更多气体残留在肺内,这就是所谓的残气量增加。
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