肺内压与胸内压
在呼吸运动过程中,肺内和胸腔内部发生压力的变化。肺内的压力称肺内压; 在肺的外面而在胸壁之内的压力称为胸内压。胸壁内面紧贴一层壁胸膜; 肺的外表紧贴一层脏胸膜,故胸内压实际上是两层胸膜之间的压力,也称胸膜腔内压。
肺内压 肺的内部与外界空气经常相通,肺内压经常与大气压相等。只当胸廓运动而引起肺部张大或缩小时,肺内压乃暂时改变,其改变的程度取决于胸廓运动的大小和呼吸道的宽窄。在平静呼吸时,当胸廓扩大而开始吸气时,由于肺内容积增加,肺内压暂时下降,一般可降至比大气压低2~3mmHg,于是空气顺着压力差而由外界进入肺内。在吸气之末,肺内压升高而与大气压相等。当呼气开始,亦即胸廓开始缩小时,肺内压将略高于大气压(可高出2~3mmHg),于是肺内气体向外呼出,随后再次使肺内压与大气压相等。由此可见,肺内压与大气压之差乃是气体进出于肺的动力。
在用力呼吸时,肺内压的变化幅度加大。特别是在呼吸道障碍时,肺内压改变更大。如预先闭住声门而作用力吸气运动,则肺内压可以比大气压降低30~80mmHg;在同样情况下进行用力呼气时,则可使肺内压比大气压提高40~100mmHg。人们用力咳嗽时,常先闭声门,待胸廓缩小到相当程度时,再突然开放声门,其作用就在预先增加肺内压,加强呼气力量。
胸内压 这是指两层胸膜之间的所谓胸膜腔内的压力。正常情况下,胸膜腔内并无空气,仅有少量液体,在肺叶与胸壁移动时起着润滑作用。由于液体分子间具有内聚力,使得两层胸膜紧贴在一起,不能分开,而且当胸廓扩大或缩小时,必然要牵引肺脏跟着扩张或回缩。如用注射针头斜着刺破壁胸膜,并用检压计测量时,将见胸膜腔内压力比大气压低。一般把低于大气压的压力称为负压,负压越大表明比大气压低得越多。吸气时,胸廓和肺都扩大,胸内负压加大;反之,呼气时胸内负压减小。在临床上,胸内压可根据胸部食道内压进行间接估计,其数值与直接测量结果相近。人体直立时,胸内负压的实际数值随所测量的胸部位置而异:在接近肺顶部处较大,接近肺底部处较小,几乎与大气压相等,这是重力影响所致。
胸内负压的形成,一方面由于肺扩张后肺组织的回缩作用,另方面还由于胸壁组织的弹性作用,这可从胸壁破损、空气冲入胸膜腔时,肺叶立即回缩而胸壁立即弹开表现出来。在平静呼气的末期,呼吸肌处于松弛状态,这时肺的向内回缩力与胸壁的向外弹性力,方向相反而力量相等(见“肺通气阻力”的图),这是因为人在发育过程中,胸廓的容积变得大于肺的总容积;又因为胸腔是密闭的,于是肺被牵拉而使其容积大于其自然容积,而胸廓容积也因牵拉而小于其自然容积。在呼气末,肺的容积正在功能残气量的水平,其胸内负压的平均值约介于-3~-5mmHg之间。当在此基础上进行吸气时,胸内负压可增至-5~-10mmHg。胸廓越扩大,肺部越扩张,使得胸内负压可达-30mmHg。但当声门紧闭,胸廓竭力缩小时,胸内压可由负值而变为正值,直至110mmHg左右。
肺扩张后所造成的回缩力量,包括肺组织弹性纤维的回位和肺泡的表面张力两部分,二者都有利于被动的呼气。由于肺泡的内衬层存在有表面活性物质,减弱了肺泡的表面张力,又使肺泡能保持于稳定的扩张状态而不致萎陷(见“肺泡表面活性物质”)。在胸壁完整时,肺的回缩力量对于胸部的腔静脉和大淋巴管的容积具有明显的影响。因为这两种管壁很薄,经常受胸腔负压的牵引,以致管腔容积加大,管内压力降低,有利于体循环静脉血回心和淋巴液流入大静脉。
任何情况(无论胸壁或肺遭受损伤)造成胸膜破损,空气都将进入胸膜腔内。这种情况称为气胸。若胸膜破损伤口与大气相通,称为开放性气胸,胸内压与大气压相等,同侧肺叶萎陷,并间接使对侧肺叶受压。若两侧胸膜受损,则将使两侧肺叶萎陷,肺通气难以进行,可危及生命。在临床上为了治疗目的,有意注入一定量的空气于一侧胸膜腔内,造成闭锁性的人工气胸,由于腔内空气可逐渐被壁层胸膜上的毛细血管血液所吸收,气胸将自行消失。