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静态肺部顺应性的滞后性:受肺泡表面张力的影响

来源:心肺复健网 ,作者江湖RT 浏览 741 次 发布时间:2023-08-03

静态顺应性是指在没有气体流动的情况下测量的体积变化除以压力变化。


这样的定义表明,要测量静态顺应性,只需要停止气体流动即可。在现实中,这通常不是真的。假设你正在测量顺应性。在吸气后关闭呼吸道的那一刻,你会注意到压力下降,这是由于气体在具有不同时间常数的肺单位之间重新分布造成的。当然,你会说,这不是一个"静态"的过程,并选择在记录测量结果之前等待几秒钟。然而,随着时间的推移,你可能会注意到所测得的肺部体积在减少。这是由于其中包含的气体正在被吸收到肺循环中。因此,在活的人类有机体中,永远不会有真正静态的压力-体积关系可以记录下来,并建议用“准静态”来描述它们。


生理学家在过去很少关注呼吸的力学问题,以至于现在没有关于正常人胸部和肺部压力-体积特征的充分数据记录。他们采集了正常男性,用软木塞堵住他们的鼻孔,并测量他们肺活量不同部分的气道压力(受试者完全呼出气体,然后在进行屏气之前从肺活量计中吸入已知体积的气体)。通过这些操作,证明了以下关系。

它展示了经典的肺顺应性曲线,在低和高容量时顺应性较差,但在FRC之上,即在正常潮气量的范围内是最佳的。


静态肺部顺应性的滞后性


在正常情况下(即没有填充生理盐水),肺并不是一个理想的系统,也就是说,在膨胀时投入的能量在放气时不会返回。其结果是,充气和放气具有不同的压力-体积关系,它们之间的差异被称为"滞后",这里有一篇优秀文章Escolar&Escolar(2004)。


"吸气时施加到肺部的能量在呼气时不会被恢复。消散能量的特性被称为滞后性。


一个更精炼、更令人难忘的定义。


"吸气时任何给定压力下的肺容积都小于呼气时任何给定压力下的肺容积"


由于电阻的影响,在动态PV回路中出现这样的情况是合乎逻辑的(后面会有更多的介绍),但即使在静态顺应性测量中也可以看到。这里,Harris(2004)的图表展示了使用超注射器方法的静态PV回路的滞后现象。添加的标签表明,对于相同的压力变化,呼气顺应性更低。


为什么会出现这种情况?有四个主要原因。


一:塌陷的肺泡的壁粘在一起,需要增加机械能才能打开。相反,充气良好的肺泡则相对有弹性,需要相对较少的能量来进一步充气。正因为如此,在肺泡完全充气后,肺泡的压力-体积关系会发生变化。


二:肺泡表面张力的影响:放气的肺的表面张力比完全充气的肺低,因为肺泡表面活性剂的分子挤得更近,增加了它们在气液界面的浓度,从而降低了表面张力。舒展良好的肺泡表面的这些磷脂分子相距更远,这增加了表面张力,使肺的顺应性降低。因此,在给肺部充分充气后,放气曲线的顺应性较低,即在压力大幅变化的情况下,体积变化不大。


三:应力松弛指的是随着拉伸发生的肺实质的能量损失。这类似于滞后的经典定义,即由于某物不完美的弹性而导致的未恢复的能量数量。不完善的肺部拉伸,消耗能量,然后将其浪费在改变其胶原蛋白和弹性纤维的形状上,而不是将其储存起来以后再释放。


测量过程中的气体吸收其实并不是肺实质本身的属性,而是测量的一个伪影。如上所述,静态肺顺应性的测量在每一步都有一定的内在停顿,这使得一些气体被吸收,导致体积和压力的明显变化。