气道屏障功能与机械通气

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1、气道屏障功能与机械通气山东大学齐鲁医院王可富气道屏障功能与机械通气山东大学齐鲁医院王可富概述应用呼吸机目前已成为被广泛接受的常规治疗手段，正逐渐应用于临床的多个领域，人们对它的认识也在不断深入和提高。呼吸机对机体的影响是复杂的。一方面可以通过改善呼吸功能，纠正呼吸衰竭达到治疗的目的；另一方面又由于其非生理的呼吸状态给机体带来不利的影响，因此重视气道屏障保护功能对预防机械通气病人并发症的发生具有十分重要的意义。气道湿化及防御功能吸入的空气是在经过鼻咽部，口咽部和气管时被加温加湿的。在到达第一级和第二级支气管时温度达到体温并被水蒸气饱和。呼气时大约有四分之一在吸气时被加

2、上的热量和水分被回收。为准备下一次呼吸，身体会从系统储备中提取热量和水分补充给气道粘膜。粘液纤毛转运系统起着保护气道免受吸入病原体侵害的作用。下气道的分泌物把病原体吸附并由粘液纤毛转运系统把它们移出气道以便被吞咽下去。这个系统受到吸入的湿度的影响。由于吸入气体的湿度不足会导致转运系统缓慢下来并可能造成分泌物积聚，延长病原体体内停留的时间和小气道部分闭合。吸气时气体温度与湿度调节32°C鼻咽和口咽31mg/L,相对湿度90%36°C气管42mg/L,相对湿度100%37°C等温饱和界面(ISOTHERMICSATURATIONBOUNDARY)44mg/L,相对湿度1

3、00%22°C室内空气10mg/L,相对湿度50%吸气时气体温度与湿度调节在吸气阶段，空气被加温加湿。大约四分三(75%)的热量和水分来自鼻咽和口咽粘膜，剩下的四分一(25%)由气管粘膜提供。例如：我们呼吸的典型的室内空气为22°C和绝对湿度10mg/L(相对湿度50%)。当它们通过鼻咽和口咽时被加温到32°C左右（含有31mg/L的水蒸气，即相对湿度为90%。）气管进一步给这些空气加温加湿到大约36°C和42mg/L，即相对湿度100%。吸进的空气在到达支气管的时候将会达到37°C并含有44mg/L的水分。也就是说达到深层体温并被水蒸气饱和。我们把肺脏内达到这一水

4、平的位置叫做“等温饱和界面IsothermalSaturationBoundary”(ISB)。鼻咽腔横切面示意图鼻咽腔内具有非常大的表面积可供湿热交换。鼻中隔的大腔隙里有很多血管通过，有丰富的毛细血管床与吸入空气之间的扩散距离很小，是一个十分有效的空气调节系统。呼气时，湿热的回吸收25%的热量和水分在呼气时回收1,2大部分是在鼻咽和口咽回收1.Ingelstedt,1996.2.Cole,199333°C30mg/L,85%RH呼气时，湿热的回吸收在呼气期间，四分一(25%)在吸气时被加上的热量和水分会被回收。大部分是在鼻咽和口咽回收，没被回收的热量和水分(例如：

5、75%丢失在室内)必须由系统储备来补充以准备下一次呼吸。上气道也能过滤空气传播的病原体以防止它们到达下气道。如果污染物真的到达下气道，它们就由粘液纤毛转运系统移走。气道防御机制通过粘液与纤毛运动系统将吸附吸入的病原体失效或运走。防护系统的效率取决于吸入气体的温度和湿度。气道屏障功能示意图气道防御机制粘液纤毛系统包括三层：1)第一层包括有纤毛上皮细胞，杯状细胞和粘膜下腺，覆盖着从鼻咽到细支气管(16层分支)。每一个纤毛上皮细胞具有250条毛发状结构叫做纤毛，这些纤毛在一层薄薄的低粘稠度的液体内以大约每秒10-15次的速度来回摆动。2)这一层叫做水合层或溶胶层。这一层的

6、厚度十分重要，因为纤毛几乎全部都处在这一层之中。(纤毛作鞭子状摆动)。3)第三层是漂浮在溶胶层上面的粘液层。这层粘胶状的粘液层直接暴露在吸入的空气中并通过它粘粘的表面吸附吸进的病原体。这些粘液经由纤毛的运动不断地被拉向口咽部。当纤毛拉动这些粘液块移动时，粘液块会被拉长然后弹向被拉的方向。气道屏障功能示意图呼吸道的廓清功能：-呼吸道分泌的粘液和纤毛的运动，-肺表面活性物质气道防护机制气道防御机制粘液吸附污染物并使其失去作用纤毛拨动粘液和污染物上行使之被吞咽下去。粘液纤毛转运系统CourtesyofSpinger-Verlag,1992气道防御机制通过这张粘液纤毛转运系

7、统的电镜照片(放大2400倍)，我们可以看到在纤毛层(粗毛地毯状)上面的粘液。在粘液里可看到象白点一样的纤毛顶尖。粘液吸附吸入的病原体并使其失去作用。纤毛摆动粘液和吸附在里面的污染物从下气道上行到能够被吞咽的位置。气道防御机制电镜照片显示一个杯状细胞正在分泌出粘液作为对病原体侵入的反应，纤毛正向粘液的方向摆动过来并准备把它拿起来并运走。CourtesyofSpinger-Verlag,1992纤毛的运动向前摆动(1-3)伸展与粘液接触向前运动回摆(4-8)与粘液脱离与溶胶层一道折回原来的位置纤毛的运动纤毛在溶胶层里以十分协调的方式移动粘液，当每条纤毛向前摆动时(