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靜態肺部順應性的滯後性:受肺泡表麵張力的影響

來源:心肺複健網 ,作者江湖RT 瀏覽 497 次 發布時間:2023-08-03

靜態順應性是指在沒有氣體流動的情況下測量的體積變化除以壓力變化。


這樣的定義表明,要測量靜態順應性,隻需要停止氣體流動即可。在現實中,這通常不是真的。假設你正在測量順應性。在吸氣後關閉呼吸道的那一刻,你會注意到壓力下降,這是由於氣體在具有不同時間常數的肺單位之間重新分布造成的。當然,你會說,這不是一個"靜態"的過程,並選擇在記錄測量結果之前等待幾秒鍾。然而,隨著時間的推移,你可能會注意到所測得的肺部體積在減少。這是由於其中包含的氣體正在被吸收到肺循環中。因此,在活的人類有機體中,永遠不會有真正靜態的壓力-體積關係可以記錄下來,並建議用“準靜態”來描述它們。


生理學家在過去很少關注呼吸的力學問題,以至於現在沒有關於正常人胸部和肺部壓力-體積特征的充分數據記錄。他們采集了正常男性,用軟木塞堵住他們的鼻孔,並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,然後在進行屏氣之前從肺活量計中吸入已知體積的氣體)。通過這些操作,證明了以下關係。

它展示了經典的肺順應性曲線,在低和高容量時順應性較差,但在FRC之上,即在正常潮氣量的範圍內是最佳的。


靜態肺部順應性的滯後性


在正常情況下(即沒有填充生理鹽水),肺並不是一個理想的係統,也就是說,在膨脹時投入的能量在放氣時不會返回。其結果是,充氣和放氣具有不同的壓力-體積關係,它們之間的差異被稱為"滯後",這裏有一篇優秀文章Escolar&Escolar(2004)。


"吸氣時施加到肺部的能量在呼氣時不會被恢複。消散能量的特性被稱為滯後性。


一個更精煉、更令人難忘的定義。


"吸氣時任何給定壓力下的肺容積都小於呼氣時任何給定壓力下的肺容積"


由於電阻的影響,在動態PV回路中出現這樣的情況是合乎邏輯的(後麵會有更多的介紹),但即使在靜態順應性測量中也可以看到。這裏,Harris(2004)的圖表展示了使用超注射器方法的靜態PV回路的滯後現象。添加的標簽表明,對於相同的壓力變化,呼氣順應性更低。


為什麽會出現這種情況?有四個主要原因。


一:塌陷的肺泡的壁粘在一起,需要增加機械能才能打開。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一步充氣。正因為如此,在肺泡完全充氣後,肺泡的壓力-體積關係會發生變化。


二:肺泡表麵張力的影響:放氣的肺的表麵張力比完全充氣的肺低,因為肺泡表麵活性劑的分子擠得更近,增加了它們在氣液界麵的濃度,從而降低了表麵張力。舒展良好的肺泡表麵的這些磷脂分子相距更遠,這增加了表麵張力,使肺的順應性降低。因此,在給肺部充分充氣後,放氣曲線的順應性較低,即在壓力大幅變化的情況下,體積變化不大。


三:應力鬆弛指的是隨著拉伸發生的肺實質的能量損失。這類似於滯後的經典定義,即由於某物不完美的彈性而導致的未恢複的能量數量。不完善的肺部拉伸,消耗能量,然後將其浪費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後再釋放。


測量過程中的氣體吸收其實並不是肺實質本身的屬性,而是測量的一個偽影。如上所述,靜態肺順應性的測量在每一步都有一定的內在停頓,這使得一些氣體被吸收,導致體積和壓力的明顯變化。


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