胸膜腔内压
胸膜腔(pleural cavity)是存在于胸膜脏层与壁层之间的密闭的、潜在的腔隙,内无气体,仅有少量浆液。这些浆液的作用有:在两层胸膜之间起润滑作用,减少在呼吸运动过程中两层胸膜间的摩擦;而浆液分子的内聚力又能使两层胸膜紧贴,肺就可以随胸廓的运动而张缩。因此,胸膜腔的密闭和两层胸膜间浆液分子的内聚力对于维持肺的扩张状态和肺通气具有重要意义。
胸膜腔内的压力称为胸膜腔内压(intrapleural pressure)。其数值可直接测定,通过将与检压计相连的注射针头斜刺入胸膜腔,从检压计的液面可直接读出胸膜腔内压力。由于直接法对机体有损伤,故一般用于动物实验中。在人体常采用间接测量法,让受试者吞下带有薄壁气囊的导管至下胸段食道。由于位于胸腔段的食道壁薄而柔软,因而在呼吸过程中食道与胸膜腔两者的压力变化值基本一致,食道内的压力可间接反映胸膜腔内压。
测量表明,胸膜腔内压通常比大气压低,为负压。平静呼气末胸膜腔内压约为-0.66~-0.40kPa(-5~-3mmHg),吸气末约为-1.33~-0.66kPa(-10~-5mmHg)。在关闭声门、用力吸气时,胸膜腔内压可降至-11.97kPa(-90mmHg);用力呼气时,可升高到14.63kPa(110mmHg)。
胸膜腔内负压是如何形成的?由于胸膜腔内没有气体,而少量的浆液所产生的压力可忽略不计。因此,胸膜腔内压只可能是作用于胸膜上的力形成的。而作用于胸廓的大气压因胸廓的阻挡,不可能作用于壁层胸膜,这样胸膜腔内压只能是由作用于脏层胸膜的力构成。因肺泡壁薄而柔软,作用于肺泡壁的力即可作用于脏层胸膜。这就是使肺泡扩张的肺内压和使肺泡缩小的肺回缩力,两者方向相反。这样,
胸膜腔内压=肺内压-肺回缩力。
在吸气末或呼气末,肺内压等于大气压。若以大气压为0,则
胸膜腔内压=-肺回缩力
由此可见,胸膜腔负压实际上是由肺回缩力造成的。吸气时,肺扩张,肺的回缩力增大,胸膜腔负压增大。呼气时,肺缩小,肺回缩力变小,胸膜腔负压也减小。在平静呼吸过程中胸膜腔内压总是负值。其原因是婴儿出生后自第一次呼吸开始,肺即充气而始终处于扩张状态;同时胸廓生长的速度比肺快,胸廓总是牵引着肺。这样在呼气胸廓缩小时,肺仍处于扩张状态。而在正常情况下,肺总是表现出回缩倾向,因而胸膜腔内压总为负值。
胸膜腔负压除维持肺的扩张,同时也作用于胸腔内的壁薄而可扩张性大的上、下腔静脉和胸导管,促进静脉血和淋巴液的回流。因此,临床上在胸膜破裂造成开放性气胸(pneumothorax)时,肺将因本身的回缩力而萎陷,使肺通气功能下降;同时静脉液和淋巴液回流受阻致循环血量减少。此时治疗的关键是使胸膜腔密闭以恢复胸内负压。