第二节小气道有多小
说到气道,大家脑子里闪过的第一个念头也许是一根长在两肺之间的长长的管道。但在医学上,气道是一个重要而且结构复杂的概念。通俗来讲,气道是肺器官中的分支状结构,大体上可分为大气道和小气道。这里的大小单纯就是指气道的内部直径大小。一般把气管和主支气管称为大气道,而在临床上,通常将内径小于2mm的小支气管和细支气管称为小气道(图1-2-1)。日常生活中,2mm相当于一根细细的面条,那么这么细小的气道究竟有哪些特点和功能呢?它的改变是否会引起人体患病呢?大气道和小气道除了内径大小还有哪些不同呢?
图1-2-1图1-2-1小气道
首先让我们先了解一下小气道的功能和特点。小气道,顾名思义,是气流通过的管道,因此它的主要功能是气体交换。除此之外,小气道功能检查可以帮助病人早日发现自身的疾病,及早接受治疗。
小气道的特点主要包括分布特点、本身特点、解剖特点和功能特点四个方面。
一、小气道的分布特点
要讨论小气道的分布就不得不介绍一下肺器官的整体结构。肺是一种呈分支状结构的器官,从气管(1级气道)到肺泡(23级气道)客服细分为很多节段,分级越高,管径就越细,但气道的总截面积却大大增加。
具体来说,气管与16根4级亚段支气管的总截面面积约为2.5cm2,但从第5级支气管开始,小支气管的总截面面积开始增加。7级小支气管分支包含根,总截面面积上升到19.6cm2,约为气管的8倍。更高级的支气管多达6万余根终末细支气管,总面积达到了cm2,是气管总截面面积的72倍。
二、小气道解剖特点
1.管腔纤细:小气道管腔内径小于2mm,不断分支后,管径最小仅0.06mm左右。
2.管壁菲薄:小气道粘膜厚度随气道内径缩小而变薄,外周为松软稀疏的网状结缔组织,内仅含少量弹性纤维和胶原纤维。
3.软骨组织缺如:气道分支在延伸到终末细支气管阶段后是没有软骨组织的。
4.纤毛上皮细胞减少:随着气道分支,假复层纤毛柱状上皮逐渐变为单层纤毛柱状上皮,到达小气道时,粘膜层为单层纤毛柱状上皮和单层纤毛立方上皮。
5.无纤毛细支气管分泌细胞增多:此时具有分泌稀薄液体的功能。
6.平滑肌相对增多:在终末细支气管,平滑肌厚度占管壁总厚度的20%。
7.总横截面积大:气管的横截面积约为5cm2,至终末细支气管水平,总横截面积可达cm2以上。
8.网状结构形成:管壁弹力纤维呈辐射状向外伸展,与周围肺泡壁的弹力纤维相衔接,形成网状结构,小气道的口径大小直接受肺容量的大小影响。
三、小气道本身特点
小气道具有气流阻力小,但易阻塞的特点。在平静吸气时,空气进入狭窄的鼻咽部,产生涡流。由于小气道已无软骨支持,在嵌入肺组织后,管腔通畅性与软骨性气道不同,易于受胸腔的压力变化的影响。到气管、大支气管分叉处,涡流更明显,气道阻力上升。随着支气管分支越细,到了7级以上的小气道部分时,管径总截面面积迅速增加,空气分散形成层流,气流阻力骤然下降,使吸入的空气均匀地分布到所有的肺泡内。故当小气道有炎症或痰液阻塞、气道外压大于气道内压时,很容易造成闭合、萎陷。阻塞性肺部疾病,如支气管炎、肺气肿等,病变多从小气道开始。
四、小气道生理功能特点
1.小气道阻力小:由于大小气道的总横截面积相差很大,在气道内的阻力就不一致,正常人气道总阻力80%是来自大气道,而小气道的阻力只是气道阻力的20%以下。
2.气流速度慢:吸入气体从狭窄的气道进入时产生涡流,经过横截面积增加的小气道时,气体分散,形成层流,速度逐渐变慢,这样有利于吸入的空气均匀地分布到所有肺泡中。
3.通气与血流比例的调节控制:在神经系统和体液的调节下,通过小气道平滑肌的舒张与收缩和小气道口径的改变,可控制进入肺泡内的气体流量,同时调节气体分布。
4.病变特点:鉴于小气道的解剖特点,炎症或烟尘刺激可导致小气道病变,包括管腔阻塞、粘膜溃疡、炎性细胞浸润、杯状细胞增多、平滑肌肥厚和结缔组织增生等改变。
通过对小气道功能和各方面特点的简单了解,我们可以发现,小气道虽然细小,但对于人体呼吸功能保持正常和健康至关重要。
那么与小气道相比,占据肺部更大比例的大气道有哪些结构功能差异呢?大气道和小气道的重要结构差异是小气道的总截面积比大气道的总截面积大几个数量级。两个横截面的流量相同,但是由于气体的线速度是流量除以横截面积,因此在小气道中,气体速度要小得多。因此小气道充分发展了层流。在大气道中,气体的线速度相当大,并且气流也变得更大。充分发展的层流是唯一与气体密度无关的流动方式,因此气体密度的变化对小气道阻力几乎没有影响。但气体密度会影响大气道阻力。
小气道和大气道之间的另一个生理差异是小气道的液体膜具有表面活性剂的特性,表面张力低,特别是在呼气时。这种低表面张力可防止小气道在肺容积低时关闭,因此可以预测,如果表面活性剂的最低表面张力为5dynes/cm,将其替换为表面张力为40dynes/cm的血清或粘液时,表面张力约为25dynes/cm。小气道可能会不稳定从而塌陷。如果塌陷严重,将导致气体滞留和残留量增加。在正常肺中,小气道关闭时,气体残留。由于终末细支气管关闭,残留量随年龄增长而增加,因此细支气管末端可能是导致夹气,从而导致哮喘的原因。
通过这篇文章,你对自己的大气道和小气道是否有了更清晰的认识呢?让我们随着自己的呼吸,感受气体流经大气道和小气道的舒畅感吧!