四、通气的肺内分布
人的肺总容量不过3~5L,但每日为了摄入O2和呼出CO2所必需的交换面积则高达70~80m2。唯有当肺脏被分隔为3亿左右的微小肺泡才能满足此要求。这样,吸入气必须经过20余代呼吸道分支才能抵达肺泡。
即使正常生理状况下,通气在肺内并非均匀分布。从残气位缓慢吸气时,虽然通气首先流向肺尖部,但肺尖部的通气量低于肺其他部位,较多吸入气流向基底。这种肺通气不均的原因是因为在胸腔不同位置胸腔内压(跨肺压)不同。当人站立或坐位时,肺尖部肺回缩力与地心引力(肺重量)共同作用,肺尖部跨肺压最负;肺底因肺重量本身抵消了弹性回力,跨肺压接近正值。也就是自肺尖向肺底跨肺压以0.025kPa/cm(0.25cmH2O/cm)逐渐增加。因为区域性压力的差异,使不同区域肺泡处于压力-容积曲线的不同位置。当从低肺容量(残气位)(图3-6A)吸气时,肺尖部分已较肺底部肺泡扩张,虽然该处负压较高,但流入气量较肺底部少。继续吸气达功能残气位(图3-6B)时,上下各部肺泡均被充张,但因上部区域肺已离开压力-容积曲线最陡峭部分,充气气量将小于基底区域的肺组织。当吸气达到肺总量位(图3-6C),虽肺尖、肺底间压力仍存在不同,但因均已处于曲线平坦部分,容积变化就很小了。
图3-6胸腔内压对通气分布的影响
A.低肺容量;B.功能残气位;C.肺总量位。
造成吸入气分布不均除跨肺压差别外,气道阻力、局部肺顺应性都有影响。
关闭容积(closing volume)的测定是对肺通气分布不均的一有力证明。受试者或吸纯氧或吸混有标志气体(氮、或133氙)的吸入到肺总量,然后缓缓均匀呼出至残气位,将氮气或标志气体浓度和肺容积记录制成图线(图3-7)。可见第一相因是气管支气管内气体,不混有氮气,第Ⅱ相为肺泡内气体开始排空,第Ⅲ相系肺内各区肺泡气均陆续排出,含氮或标志气均匀故曲线平坦,再继续呼气曲线突然出现一陡峭升高进入第Ⅳ相,这是由于肺基底部胸腔内压增高,小气道关闭,呼出气已非自基底部排出,肺尖部肺泡内含氮气浓度高于基底部,第Ⅳ期呼出气系由肺尖部排出故曲线出现转折。Ⅲ、Ⅳ相交界区域以下气量即为闭合气量及闭合总量(闭合气量与残气容积之和)。此项检查可用以了解小于2mm以下小气道的功能状态,为筛选小气道病变之用。临床日常工作中应用虽不十分普遍,但确能用以阐述通气分布不均的呼吸生理状态。
┃←关闭气量→┃
图3-7正常人的关闭容量曲线
一旦肺组织发生病变,如肺气肿,或气道狭窄、堵塞时,气体分布不均的现象更为显著。
五、通气功能障碍
当疾病过程影响呼吸系统的正常生理功能时,可表现为通气功能障碍。通气分布不均固然是非常常见,但不方便直接测定,通过常规肺功能检查,一般均概括为限制性与阻塞性通气功能障碍,或表明为二者同时存在的混合性通气障碍。简单归纳于表3-2中。
表3-2 通气功能障碍的表现
测试项目 | 限制性通气障碍 | 阻塞性通气障碍 |
肺活量VC | 减低 | 减低或正常 |
残气容积RV | 减低 | 增加 |
肺总量TLC | 减低 | 增加或正常 |
RV/TLC | 正常或稍增加 | 显著增加 |
FEV1/FVC | 正常或增加 | 降低 |
MMFR | 正常或减低 | 减低 |
第Ⅲ相斜率 | 正常或增加 | 增加 |
通过流量-容积曲线或闭合气量测定,可了解周围小气道的功能状态,但在急诊医学中涉及此方面内容较少,故从略。