气管是连接喉部与支气管之间的一段管道结构,既是空气进入肺部的通道,也具有抵御异物、湿化空气 、调节空气温度的作用。气管位于食管的前方,呈后面略扁的圆筒形。成年男性、女性的气管平均长度分别为 10.3cm和 9.7cm。气管起自环状软骨的下缘,止于胸骨角平面的气管隆嵴,并在此分叉形成左、右主支气管,分叉处也被称为气管杈。
气管的管壁由内向外主要由黏膜层、黏膜下层和外膜构成。黏膜层主要为纤毛柱状上皮细胞,纤毛可向咽喉部的方向摆动,从而将吸入的灰尘和细菌等与气管分泌的黏液混合形成痰液,并运送回咽喉部。痰液刺激咽喉部产生咳嗽反射,将灰尘和细菌咳出,起到保护自身的作用。气管外膜主要由 14 ~ 16 个缺口向后的“C”字形透明软骨环构成,气管软骨主要起到支撑作用,并具有一定的弹性,从而保持了气管腔道持续的开放状态,以保证呼吸能顺利进行。
若将气管形容为大树的树干,那么支气管就是树干分出的层层枝杈。因此,各级的支气管也常被形象地描述为支气管树。
气管与支气管
气管自隆嵴以下分出一级分支,即左、右主支气管,其下再分出叶支气管(二级分支)、段支气管(三级分支),以及小支气管、细支气管至呼吸性细支气管(共约二十级分支),最终连接于肺泡。右主支气管长 2 ~ 3cm,其与气管延长线的夹角仅为 20°~ 30°,故误吸的异物也容易坠入其中。前六级的支气管壁也像气管壁一样有软骨环起支撑作用,但随着分级增加,软骨环逐渐消失,代之以平滑肌。
肺是人体的呼吸器官,位于胸腔内,胸腔左右各有一侧肺。肺的外形整体呈上尖下宽的圆锥形。其中左肺由于覆盖于心脏前方,因此左肺前缘下部有心切迹,同时由斜裂分为了上、下两叶。右侧肺则由斜裂和水平裂分为了上、中、下三个肺叶。每一级肺段支气管所属的肺组织被称为肺段,是肺部基本的解剖单位。肺段之间有少量的结缔组织和血管,也是临床上常用的肺段切除的标志。左肺分为 8 个肺段,右肺分为 10 个肺段。肺最基本的功能单位是肺泡,其是肺部进行气体交换的场所。肺泡的膜非常薄,不到 1μm,因此氧气可以迅速进入血液。
肺的表面覆盖有一层透明的膜,即脏层胸膜,胸膜下是肺的实质。正常情况下肺实质呈粉红色海绵状,质地柔软而有弹性。通常,成年男性的肺重 1000 ~ 1300g,气体容量 5000 ~ 6500ml;成年女性的肺重 800 ~ 1000g,气体容量则略小于成年男性。
呼吸是人体与外界环境进行气体交换的过程,也是人赖以生存最基本的运动形式。正常人每分钟呼吸频率为 12 ~ 20 次。呼吸的过程分为外呼吸和内呼吸。外呼吸包括肺通气过程和肺换气过程。内呼吸则是指组织细胞与毛细血管之间进行气体交换的过程。
物理学原理认为气体总是从压力高的地方流向压力低的地方,所以气体的进出肺必然会让肺内外存在一定的压力差。肺外的大气压在一定的海拔高度内都是相对恒定的,发生变化的只能是肺内的气体压力,而肺内压的变化则取决于呼吸运动带来的胸廓具有节律性的扩张和收缩,即吸气时胸廓扩张,肺内压减小,气体由外界进入肺;呼气时胸廓缩小,肺内压增大,气体由肺内排出。
根据参与呼气运动的相关肌肉的用力程度不同,我们可以将呼吸运动分为腹式呼吸和胸式呼吸。腹式呼吸时,以膈肌的收缩和舒张为主,膈肌的舒缩会引起腹腔内脏的移动,导致腹部的明显起伏,故称为“腹式呼吸”。而以肋间外肌的舒缩为主时,胸廓则会出现明显起伏,故称为“胸式呼吸”。
在呼吸过程中,也会遇到一些阻力,若这些阻力异常增大,则可能导致各种疾病的发生。我们通常将这些分为弹性阻力和非弹性阻力。前者主要来自肺本身的弹性和胸廓的弹性;后者则主要来自气道、气体惯性和组织的黏滞性。肺的弹性阻力主要由肺泡的张力产生,而肺能产生一种表面活性物质,减小肺泡的张力,防止肺泡过度回缩而萎陷,就如同肥皂泡能在水面上维持不破,肺泡能保持扩张也依赖于这种表面活性物质。而当成年人发生肺炎、肺栓塞时,这种表面活性物质的分泌会减少,导致肺萎陷不张,使人感到呼吸困难。胸廓的弹性阻力主要来自胸廓内的弹性成分,肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚等会导致弹性阻力的增加。气道的阻力主要受到气流速度、气道口径、气流形式的影响,当气道被异物、肿瘤、痰液堵塞时,气流呈现湍流,气道口径减小,都会使气道阻力增大而影响肺的通气。
肺活量是常用的评价肺功能的一个指标,是指用尽力气呼出最大的肺内气体的量,反映了肺一次通气的最大能力。成年男性的肺活量通常在 3500ml左右,而成年女性在 2500ml左右。肺活量主要受身材、年龄、性别、体位、呼吸肌的强弱的影响,例如运动员的肺活量往往大于普通人,青年人的肺活量往往大于老年人。肺炎、肺纤维化等肺部疾病患者的肺活量会有相应减少。