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22.2: 呼吸
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22.2: 呼吸

呼吸,吸气再呼气的过程涉及胸壁,肺和移动它们的肌肉的协调运动。两个在呼吸中起重要作用的肌肉群是位于肺部正下方的横膈膜和位于肋骨之间的肋间肌。当膈肌收缩时,它向下移动,增加了胸腔的体积,为肺部扩张创造了更多的空间。当肋间肌收缩时,肋骨向上移动并且肋骨管扩张,类似地扩张胸腔。

每一个肺被两层被称为肺泡膜的膜所包围,这两层膜被液体分开。这种液体会产生一种粘着力,当胸腔扩张时,它会导致肺部伸展。肺部容积的增加降低了压力。当压力降到大气压力以下时,就会产生一个压力梯度,使空气从高压大气进入低压肺。

当膈肌和肋间肌放松时,肺的体积减小,肺的压力增加。当压力超过大气压时,产生的压力梯度将空气推出体外。这样,保持了吸气和呼气的循环。

压力-体积关系

Boyle定律指出,在封闭空间的给定温度下,气体的压力随着容器体积的减小而增大。换句话说,压力与体积成反比。这一规律,再加上气体从高压区到低压区的运动,解释了为什么当隔膜收缩时空气会进入肺部。

肺如何增加容积?

横膈膜收缩,向下移动并增加胸腔容积,但这如何增加肺容积?虽然支气管和细支气管是僵硬的,不会膨胀(尽管它们可能会变得阻塞或发炎),肺泡,肺部的微小气囊,允许肺体积增加。

限制性与阻塞性疾病

肺部疾病减少了进出肺部的气体流量,可分为限制性和阻塞性两类。限制性疾病,如肺纤维化(肺瘢痕),限制了肺的扩张。阻塞性疾病,如哮喘、肺气肿和慢性支气管炎,阻塞气道,限制气体交换。

表面活性剂

肺泡内表面衬有含有表面活性剂的液体,表面活性剂是磷脂和脂蛋白的混合物。表面活性剂降低肺泡液的表面张力,防止肺泡塌陷,使肺泡更容易充气。

早产婴儿的肺部有时不能产生足够的表面活性剂,导致呼吸窘迫综合征(RDS)。如果没有足够的表面活性剂,需要大量的能量来保持肺泡的开放,并反复充满空气,这使得患有RDS的婴儿呼吸困难。


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