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肺泡液-气界面的表面张力的作用及生理意义

来源: 比月亮睡得早一点 浏览 94 次 发布时间:2024-06-28

肺泡液-气界面存在表面张力。


近似于球形的肺泡内表面液层每一点上的合力方向朝向肺泡中心。见图1。


故肺泡表面张力有助于肺泡的回缩,是平静呼吸时,吸气的主要阻力。

图1气液界面和肺泡表面张力示意图


肺表面活性物质通过降低肺泡表面张力系数(单位长度表面张力)从而降低肺泡表面张力,减小肺泡回缩力,最终降低吸气阻力,减少吸气做功。


由于肺泡表面张力降低,故表面张力对肺毛细血管血浆和肺组织间液的“抽吸”作用减弱,阻止液体渗入肺泡,从而防止了肺水肿的发生。


另外,根据Laplace定律,肺泡内液-气界面的压强取决于两个因素,即肺泡内液气界面的表面张力系数(T,单位为N/m)和肺泡半径(r,单位为m)


p=2T/r


由上述公式可知,在T相同的情况下,肺泡半径r越大,则肺泡液气界面的压强越小;肺泡半径r越小,则肺泡内液-气界面的压强越大。


因此小肺泡内的气体将流入大肺泡内,引起小肺泡萎陷关闭而大肺泡则过度膨胀,肺泡将失去稳定性。

图2肺泡表面张力和肺内压及气流方向示意图


然而,机体并不会出现上述情况,这主要是由于小肺泡的肺表面活性物质分布密度大于大肺泡,故在r小的同时,T也小,因此大小肺泡的肺泡液-气界面的压强基本相同。见图3。

图3大小肺泡表面活性物质分布密度示意图


因此肺表面活性物质能够使肺泡内压力和容积保持相对稳定。


综上,肺表面活性物质的作用及生理意义为:


(1)降低肺泡液-气界面的表面张力,减小吸气做功。


(2)维持肺泡内压力和容积的稳定。


(3)防止肺水肿的发生。