第二節 小氣道有多小
說到氣道,大家腦子裡閃過的第一個念頭也許是一根長在兩肺之間的長長的管道。但在醫學上,氣道是一個重要而且結構複雜的概念。通俗來講,氣道是肺器官中的分支狀結構,大體上可分為大氣道和小氣道。這裡的大小單純就是指氣道的內部直徑大小。一般把氣管和主支氣管稱為大氣道,而在臨床上,通常將內徑小於2mm的小支氣管和細支氣管稱為小氣道(圖1-2-1)。日常生活中,2mm相當於一根細細的麵條,那麼這麼細小的氣道究竟有哪些特點和功能呢?它的改變是否會引起人體患病呢?大氣道和小氣道除了內徑大小還有哪些不同呢?
圖1-2-1 小氣道
首先讓我們先了解一下小氣道的功能和特點。小氣道,顧名思義,是氣流通過的管道,因此它的主要功能是氣體交換。除此之外,小氣道功能檢查可以幫助病人早日發現自身的疾病,及早接受治療。
小氣道的特點主要包括分布特點、本身特點、解剖特點和功能特點四個方面。
一、小氣道的分布特點
要討論小氣道的分布就不得不介紹一下肺器官的整體結構。肺是一種呈分支狀結構的器官,從氣管(1級氣道)到肺泡(23級氣道)客服細分為很多節段,分級越高,管徑就越細,但氣道的總截面積卻大大增加。
具體來說,氣管與16根4級亞段支氣管的總截面面積約為2.5cm2,但從第5級支氣管開始,小支氣管的總截面面積開始增加。7級小支氣管分支包含2050根,總截面面積上升到19.6 cm2,約為氣管的8倍。更高級的支氣管多達6萬餘根終末細支氣管,總面積達到了180 cm2,是氣管總截面面積的72倍。
二、小氣道解剖特點
1.管腔纖細:小氣道管腔內徑小於2mm,不斷分支後,管徑最小僅0.06 mm左右。
2.管壁菲薄:小氣道黏膜厚度隨氣道內徑縮小而變薄,外周為鬆軟稀疏的網狀結締組織,內僅含少量彈性纖維和膠原纖維。
3.軟骨組織缺如:氣道分支在延伸到終末細支氣管階段後是沒有軟骨組織的。
4.纖毛上皮細胞減少:隨著氣道分支,假復層纖毛柱狀上皮逐漸變為單層纖毛柱狀上皮,到達小氣道時,黏膜層為單層纖毛柱狀上皮和單層纖毛立方上皮。
5.無纖毛細支氣管分泌細胞增多:此時具有分泌稀薄液體的功能。
6.平滑肌相對增多:在終末細支氣管,平滑肌厚度佔管壁總厚度的20%。
7.總橫截面積大:氣管的橫截面積約為5 cm2,至終末細支氣管水平,總橫截面積可達100 cm2以上。
8.網狀結構形成:管壁彈力纖維呈輻射狀向外伸展,與周圍肺泡壁的彈力纖維相銜接,形成網狀結構,小氣道的口徑大小直接受肺容量的大小影響。
三、小氣道本身特點
小氣道具有氣流阻力小,但易阻塞的特點。在平靜吸氣時,空氣進入狹窄的鼻咽部,產生渦流。由於小氣道已無軟骨支持,在嵌入肺組織後,管腔通暢性與軟骨性氣道不同,易於受胸腔的壓力變化的影響。到氣管、大支氣管分叉處,渦流更明顯,氣道阻力上升。隨著支氣管分支越細,到了7級以上的小氣道部分時,管徑總截面面積迅速增加,空氣分散形成層流,氣流阻力驟然下降,使吸入的空氣均勻地分布到所有的肺泡內。故當小氣道有炎症或痰液阻塞、氣道外壓大於氣道內壓時,很容易造成閉合、萎陷。阻塞性肺部疾病,如支氣管炎、肺氣腫等,病變多從小氣道開始。
四、小氣道生理功能特點
1.小氣道阻力小:由於大小氣道的總橫截面積相差很大,在氣道內的阻力就不一致,正常人氣道總阻力80%是來自大氣道,而小氣道的阻力只是氣道阻力的20%以下。
2.氣流速度慢:吸入氣體從狹窄的氣道進入時產生渦流,經過橫截面積增加的小氣道時,氣體分散,形成層流,速度逐漸變慢,這樣有利於吸入的空氣均勻地分布到所有肺泡中。
3.通氣與血流比例的調節控制:在神經系統和體液的調節下,通過小氣道平滑肌的舒張與收縮和小氣道口徑的改變,可控制進入肺泡內的氣體流量,同時調節氣體分布。
4.病變特點:鑑於小氣道的解剖特點,炎症或煙塵刺激可導致小氣道病變,包括管腔阻塞、黏膜潰瘍、炎性細胞浸潤、杯狀細胞增多、平滑肌肥厚和結締組織增生等改變。
通過對小氣道功能和各方面特點的簡單了解,我們可以發現,小氣道雖然細小,但對於人體呼吸功能保持正常和健康至關重要。
那麼與小氣道相比,佔據肺部更大比例的大氣道有哪些結構功能差異呢?大氣道和小氣道的重要結構差異是小氣道的總截面積比大氣道的總截面積大幾個數量級。兩個橫截面的流量相同,但是由於氣體的線速度是流量除以橫截面積,因此在小氣道中,氣體速度要小得多。因此小氣道充分發展了層流。在大氣道中,氣體的線速度相當大,並且氣流也變得更大。充分發展的層流是唯一與氣體密度無關的流動方式,因此氣體密度的變化對小氣道阻力幾乎沒有影響。但氣體密度會影響大氣道阻力。
小氣道和大氣道之間的另一個生理差異是小氣道的液體膜具有表面活性劑的特性,表面張力低,特別是在呼氣時。這種低表面張力可防止小氣道在肺容積低時關閉,因此可以預測,如果表面活性劑的最低表面張力為5 dynes/cm,將其替換為表面張力為40 dynes/cm的血清或粘液時,表面張力約為25 dynes/cm。小氣道可能會不穩定從而塌陷。如果塌陷嚴重,將導致氣體滯留和殘留量增加。在正常肺中,小氣道關閉時,氣體殘留。由於終末細支氣管關閉,殘留量隨年齡增長而增加,因此細支氣管末端可能是導致夾氣,從而導致哮喘的原因。
通過這篇文章,你對自己的大氣道和小氣道是否有了更清晰的認識呢?讓我們隨著自己的呼吸,感受氣體流經大氣道和小氣道的舒暢感吧!