肺顺应性和弹性在疾病状态下可能发生变化;
空气流动所需的压力梯度是由骨骼肌收缩产生的。正常情况下,大约3-5%的身体能量消耗用于安静的呼吸。在运动中,呼吸所需的能量大大增加。对呼吸所需工作量影响最大的两个因素是肺的可伸展性和气道对气流的阻力。
充分的通气取决于肺部正常扩张的能力。呼吸的大部分工作都是为了克服弹性肺和胸腔对拉伸的阻力。临床上,肺的伸展能力称为顺应性(compliance)。
顺应性(compliance)是指必须施加在物体上使其变形的力的大小;
在肺中,我们可以将顺应性表示为施加在肺上的给定力或压力(P)引起的容积(V)的变化:∆V/∆P。高顺应性的肺容易伸展,就像顺从的人容易说服一样。低顺应性肺需要从吸气肌获得更多的力量来拉伸它。
顺应性(compliance)是弹性度(弹性反冲)的倒数,即抵抗变形的能力;
弹性也指物体在变形力消除后恢复到原来形状的能力。一个容易伸展的肺(高顺应性)可能已经失去了它的弹性组织,当拉伸力被释放(低弹性)时,它不会回到静止容积。你可能在旧运动短裤上经历过类似的事情。经过多次洗涤,弹性腰带很容易拉伸(high compliance,高顺应性),但缺乏弹性,使短裤无法保持在腰部。
类似的问题发生在呼吸系统。例如,肺气肿(emphysema )是一种疾病,通常在肺组织中发现的弹性蛋白纤维被破坏。弹性蛋白的破坏导致肺部表现出高顺应性,在吸气时容易拉伸。然而,这些肺的弹性也降低了,所以在呼气时不会反冲(recoil)到休息位置(resting position)。
要理解弹性反冲(elastic recoil)对呼气的重要性,可以想象一个充气的气球和一个充气的塑料袋。气球与正常肺相似。它的弹性壁挤压气球内部的空气,从而增加内部空气压力。当气球的颈部向大气打开时,弹性反冲会使空气从气球中流出。
另一方面,充气的塑料袋就像肺气肿(emphysema )患者的肺。它顺应性高(high compliance),容易充气,但弹性反冲小。如果充气塑料袋向大气中打开,大部分空气仍留在塑料袋内。要把袋子里的空气抽出来,你必须用手捏它。肺气肿患者收缩呼气肌(主动呼气)以排出弹性反冲无法排出的空气。