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靜態(tài)肺部順應(yīng)性的滯后性:受肺泡表面張力的影響

來源:心肺復(fù)健網(wǎng) ,作者江湖RT 瀏覽 1918 次 發(fā)布時(shí)間:2023-08-03

靜態(tài)順應(yīng)性是指在沒有氣體流動(dòng)的情況下測量的體積變化除以壓力變化。


這樣的定義表明,要測量靜態(tài)順應(yīng)性,只需要停止氣體流動(dòng)即可。在現(xiàn)實(shí)中,這通常不是真的。假設(shè)你正在測量順應(yīng)性。在吸氣后關(guān)閉呼吸道的那一刻,你會注意到壓力下降,這是由于氣體在具有不同時(shí)間常數(shù)的肺單位之間重新分布造成的。當(dāng)然,你會說,這不是一個(gè)"靜態(tài)"的過程,并選擇在記錄測量結(jié)果之前等待幾秒鐘。然而,隨著時(shí)間的推移,你可能會注意到所測得的肺部體積在減少。這是由于其中包含的氣體正在被吸收到肺循環(huán)中。因此,在活的人類有機(jī)體中,永遠(yuǎn)不會有真正靜態(tài)的壓力-體積關(guān)系可以記錄下來,并建議用“準(zhǔn)靜態(tài)”來描述它們。


生理學(xué)家在過去很少關(guān)注呼吸的力學(xué)問題,以至于現(xiàn)在沒有關(guān)于正常人胸部和肺部壓力-體積特征的充分?jǐn)?shù)據(jù)記錄。他們采集了正常男性,用軟木塞堵住他們的鼻孔,并測量他們肺活量不同部分的氣道壓力(受試者完全呼出氣體,然后在進(jìn)行屏氣之前從肺活量計(jì)中吸入已知體積的氣體)。通過這些操作,證明了以下關(guān)系。

它展示了經(jīng)典的肺順應(yīng)性曲線,在低和高容量時(shí)順應(yīng)性較差,但在FRC之上,即在正常潮氣量的范圍內(nèi)是最佳的。


靜態(tài)肺部順應(yīng)性的滯后性


在正常情況下(即沒有填充生理鹽水),肺并不是一個(gè)理想的系統(tǒng),也就是說,在膨脹時(shí)投入的能量在放氣時(shí)不會返回。其結(jié)果是,充氣和放氣具有不同的壓力-體積關(guān)系,它們之間的差異被稱為"滯后",這里有一篇優(yōu)秀文章Escolar&Escolar(2004)。


"吸氣時(shí)施加到肺部的能量在呼氣時(shí)不會被恢復(fù)。消散能量的特性被稱為滯后性。


一個(gè)更精煉、更令人難忘的定義。


"吸氣時(shí)任何給定壓力下的肺容積都小于呼氣時(shí)任何給定壓力下的肺容積"


由于電阻的影響,在動(dòng)態(tài)PV回路中出現(xiàn)這樣的情況是合乎邏輯的(后面會有更多的介紹),但即使在靜態(tài)順應(yīng)性測量中也可以看到。這里,Harris(2004)的圖表展示了使用超注射器方法的靜態(tài)PV回路的滯后現(xiàn)象。添加的標(biāo)簽表明,對于相同的壓力變化,呼氣順應(yīng)性更低。


為什么會出現(xiàn)這種情況?有四個(gè)主要原因。


一:塌陷的肺泡的壁粘在一起,需要增加機(jī)械能才能打開。相反,充氣良好的肺泡則相對有彈性,需要相對較少的能量來進(jìn)一步充氣。正因?yàn)槿绱耍诜闻萃耆錃夂螅闻莸膲毫?體積關(guān)系會發(fā)生變化。


二:肺泡表面張力的影響:放氣的肺的表面張力比完全充氣的肺低,因?yàn)榉闻荼砻婊钚詣┑姆肿訑D得更近,增加了它們在氣液界面的濃度,從而降低了表面張力。舒展良好的肺泡表面的這些磷脂分子相距更遠(yuǎn),這增加了表面張力,使肺的順應(yīng)性降低。因此,在給肺部充分充氣后,放氣曲線的順應(yīng)性較低,即在壓力大幅變化的情況下,體積變化不大。


三:應(yīng)力松弛指的是隨著拉伸發(fā)生的肺實(shí)質(zhì)的能量損失。這類似于滯后的經(jīng)典定義,即由于某物不完美的彈性而導(dǎo)致的未恢復(fù)的能量數(shù)量。不完善的肺部拉伸,消耗能量,然后將其浪費(fèi)在改變其膠原蛋白和彈性纖維的形狀上,而不是將其儲存起來以后再釋放。


測量過程中的氣體吸收其實(shí)并不是肺實(shí)質(zhì)本身的屬性,而是測量的一個(gè)偽影。如上所述,靜態(tài)肺順應(yīng)性的測量在每一步都有一定的內(nèi)在停頓,這使得一些氣體被吸收,導(dǎo)致體積和壓力的明顯變化。


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