Thông khí ở phổi để trao đổi khí giữa phế nang và khí trời .
Khuếch tán khí oxy và khí cacbonic giữa phế nang và máu tại phổi .
Chuyên chở oxy và khí cacbonic trong máu và dịch cơ thể đến hoặc rời khỏi tế bào .
Trao đổi khí giữa dịch cơ thể và tế bào .

Các giai đoạn trên luôn luôn được điều hòa bởi trung tâm hô hấp để hô hấp thích ứng với nhu cầu của cơ thể mỗi lúc .

Mục đích chính của hô hấp là dùng oxy hấp thụ được, đốt các thực phẩm trong tế bào để lấy năng lượng, và khí cacbonic sinh ra trong quá trình này sẽ được thải ra ngoài .

2. Nhắc lại về cơ thể học và mô học

Các bộ phận trong phần cơ học hô hấp có nhiệm vụ thông khí phổi sẽ được khảo sát trong mục này .

2.1.Lồng ngực

Là một lồng kín, đáy là cơ hoành. Gồm các bộ phận: cố định (cột sông), di chuyển được (xương sườn, xương ức) và cử động (các cơ hít vào và thở ra). Để thực hiện nhiệm vụ trong cơ học hô hấp, lồng ngực phải kín và đàn hồi .

2.2.Các cơ hô hấp

Làm thay đổi thể tích lồng ngực .

Chia làm hai nhóm

Cơ hít vào:
- Bình thường: cơ hoành, cơ liên sườn ngoài.
- Gắng sức: cơ lệch, cơ răng trước, cơ ức đòn chũm, cơ má, cơ lưỡi, cơ cánh mũi
Cơ thở ra:
- Bình thường: các cơ co vào trong lúc hít vào, khi giãn nghỉ sẽ gây thở ra .
- Gắng sức: cơ liên sườn trong, cơ thành bụng trước .

Có hai đường thần kinh ảnh hưởng .
- Tự ý: theo bó vỏ sống đến tế bào thần kinh vận động ở sừng trước tủy sống .
- Không tự ý: đường bụng bên .

2.3.Màng phổi

Gồm hai lá tạng và lá thành. Lá tạng dính sát vào phổi, lá thành dính sát vào lồng ngực, ở giữa là một khoang ảo, có vài mililít dịch nhầy giúp hai lá trơn trợt lên nhau dễ dàng .

2.4.Đường dẫn khí

Theo chức năng và giải phẫu học được chia làm: –

Đường hô hấp trên: mũi, miệng, hầu và thanh quản .
Đường hô hấp dưới: gồm đường hô hấp trung tâm và đường hô hấp nhỏ .

Khí phân phối đến phổi qua khí quản, phế quản và các tiểu phế quản .

Khí quản là thế hệ số không của đường hô hấp. Hai phế quản chính trái, phải là thế hệ thứ nhất. Và sau đó cứ mỗi lần phân chia là một thế hệ. Có từ 20 đến 23 thế hệ trước khi đến phế nang . Thế hệ thứ 10 bắt đầu có tiểu phế quản. Thế hệ thứ 16 là tiểu phế quản tận cùng. Các thế hệ 17, 18, 19 là các tiểu phế quản hô hấp. Thế hệ 20, 21, 22 là ống phế nang. Từ thế hệ số 0 đến thế hệ 16, các đường dẫn khí chỉ có nhiệm vụ dẫn khí. Từ thế hệ 17 trở đi, trên đường dẫn khí đã có các phế nang, thực hiện việc trao đổi khí .

Một trong những vấn đề quan trọng nhất của đường dẫn khí, là giữ cho lòng ống mở rộng để khí đi qua dễ dàng. Có những vòng sụn, bao quanh chu vi 5/6 khí quản, giữ cho khí quản không bị xẹp xuống, ở phế quản, vòng sụn ngắn hơn, và đến tiểu phế quản thì hoàn toàn biến mất. Các tiểu phế quản có đường kính nhỏ hơn 1,5 – lmm không có vách sụn cứng giữ cho khỏi xẹp. Do đó, chúng nở theo áp suất xuyên phổi (transpulmonary pressure) vốn làm nở phế nang, cho nên khi phế nang nở lớn, tiểu phế quản cũng nở lớn .

Thành của tiểu phế quản làm bằng toàn cơ trơn (cơ Reissessen), chỉ trừ ở vùng xa nhất, tiểu phê quẳn hô hấp, chỉ có vài sợi cơ trơn .

Co cơ trơn gây nghẽn tắc .

Hệ thần kinh giao cảm trực tiếp điều hành cơ trơn tiểu phế quản, bặng sợi thần kinh thì rất yếu vì số lượng ít. Tuy nhiên toàn bộ đường dẫn khí được tiếp xúc với epineph- rin và norepinephrin lưu hành trong máu mỗi khi hộ giao cảm kích thích tủy thượng thận .

Cả hai chất này, nhất là cpinephrin tác động lên thụ thể p₂ gây giãn phế quản .

Hệ thần kinh phó giao cảm có các nhánh đi từ dây X vào mô phổi. Các dây thần kinh này tiết acetylcholin và khi kích thích sẽ làm co thắt tiểu phế quản ở mức độ nhẹ đến trung bình. Khi đã co tiểu phế quản sẩn như trong suyễn, thì kích thích hệ thần kinh phó giao cảm lại càng làm co hơn. Dùng các chất đồng vận P₂ hoặc kháng cholinergic để chữa tắc nghẽn .

Hệ thần kinh phó giao cảm đôi khi bị kích thích bởi những phản xạ phát sinh trong phổi .

Phần lớn là do kích thích niêm mạc đường hô hấp như khí độc, bụi, khói thuốc, hơi lạnh hay viêm tiểu phế quản .

Ngoài ra, các chất gây phản xạ phó giao cảm làm co mạch của đường dẫn khí (khói, bụi, S0₂, hơi axít) cùng có thể gây phản ứng tại chỗ làm co tiểu phế quản .

Tiểu phế quản cũng có phân xạ co thắt khi những động mạch phổi nhỏ bị thuyên tắc .

Còn có vài yếu tố tại chỗ ảnh hưởng Ịên sự co phế quản. Hai chất quan trọng nhất là histamin và<SRSA (slow reactive substance of anaphylaxis). Cả hai đều do tương bào nhả ra khi có phản ứng dị ứng, nhất là do phân hoa .

Trong trường hợp hô hấp bình thường, khí đi vào phổi rất dễ dàng chỉ cần một khuynh áp < 1cm nước là đủ để khí đi ra, vào phổi.

Nơi gây nhiều sức cản nhất là ở những đường hô hấp trên và lớn, chiếm 50% sức cản. Đặc biệt là ở mũi và các phế quản lớn gây thở miệng mỗi khi vận động. Miệng, hầu, thanh quản chiếm 25%. Các đường dẫn khí dưới chiếm phần còn lại, trong đó có kháng lực của các đường dẫn khí nhỏ < 2mm đường kính, tiểu phế quản thế hệ thứ 8 trở đi, chỉ chiếm ro – 20% tổng kháng lực đường dẫn khí. Lý do, là vì có rất ít phế quản lớn so với 65.000 tiểu phế quản tận cùng. Tuy nhiên, cũng có những điều kiện bệnh lý mà phế” quản nhỏ sẽ làm tăng sức cản đường dẫn khí rất nhiều. Đó là vì chúng có đường kính nhỏ nên dễ bị tắc nghẽn và vòng cơ trơn dễ gây co thắt .

Như vậy, kháng lực của đường dẫn khí tùy vào:

Thể tích phổi: khi phổi giãn nở, các thành phần đàn hồi của phổi kéo nở đường dẫn khí và ngược lại khi thể tích phổi giảm .
Độ co cơ trơn tiểu phế quản Reissessen dưới ảnh hưởng của hệ giao cảm, phổ giao cảm, hệ thần kinh qua trung gian chất vaso- active intestinal polypeptide (VIP)
Mức độ phì đại niêm mạc .
Lượng dịch tiết trong lòng ống .

2.5.Phổi

Đơn vị chức năng là phế nang. Phố nang được mao mạch phổi bao bọc như một mạng lưới. Có độ 300.10⁶ phế nang ở người và diện tích tiếp xúc giữa phế nang và mao mạch phổi là 70m² – 90m². Biểu mô phế nang gồm hai loại tế bào:

Loại 1: là tế bào lót nguyên thủy, mẫn cảm với mọi đột nhập có hại vào phế nang .
Loại 2: tiết chất hoạt diện .

Có thể có những loại tế bào biểu mô khác, ở phổi còn có đại thực bào phế nang phổi, tế bào lympho, tương bào, dưỡng bào (mast cell) .

Có hai hệ thống máu đến phổi:

Máu đen từ tâm thất phải theo động mạch phổi, chia ra thành mao mạch phổi bao quanh phế nang, thực hiện trao đổi khí, thành máu đỏ, theo tĩnh mạch phổi về tâm nhĩ trái .
Hệ thống máu đỏ xuất phát từ động mạch cuông phổi, nuôi mô phổi và cuống phổi .

Sau khi nuôi xong, thành máu đen, cũng theo tĩnh mạch phổi về tim trái nên lầm giảm độ bão hòa 0₂ của máu về tim trái.

3.Khái niệm về cơ học hô hấp

Khí cũng như nước, đi từ nơi có áp suất cao đến nơi có ấp suất thấp. Muốn đem khí vào phổi thì áp suất khí quyển (P_k) phải lớn hơn áp suất phế nang (P ) và muon đưa khí ra thì áp suất phế nang phải lớn hơn áp suất khí quyển. Khi hai áp suất này bằng nhau thì không có sự lưu chuyển khí .

Bình thường áp suất của không khí là cố định, muốn tạo ra sự chênh lệch áp suất thì áp suất phế nang phẳi thay đổi. Trong thì hít vào các cơ hô hấp co, làm lồng ngực giãn nở ra, áp suất trong lồng ngực giảm, làm các phế nang giãn ra, áp suất trong phế nang nhỏ hơn áp suất không khí nên không khí tràn vào phổi. Còn trong thì thở ra, các cơ hô hấp giãn ra, lồng ngực thu hẹp lại, áp suất trong lồng ngực tăng, các phế nang xẹp lại, áp suất
trong phế nang tăng, lớn hơn áp suất không khí, nên khí bị đẩy ra ngoài. Vậy động tác hô hấp là tạo ra sự chênh lệch áp suất giữa không khí và phế nang.

Như vậy, có hai cách để tạo chênh lệch áp suất là:

Áp suất phế nang nhỏ hơn áp suất khí quyển: khí trời ùa vào phế nang, đó là kiểu thở âm tự nhiên .
Áp suất phế nang Iđn hơn áp suất khí quyển: kiểu thở dương, đó là kiểu thở nhân tạo .

Kiểu thỏ của người binh thường là thở âm, nhưng phổi lại hoàn toàn thụ động: lồng ngực tăng thể tích, áp suất âm trong màng phổi sẽ làm phổi nở lớn theo làm áp suất không khí trong phế nang thấp hơn áp suất khí quyển, khí ùa vào phổi .

3.1.Tác dụng của các cơ hô hấp

3.1.1.Các cơ hô hấp làm tăng, giảm thể tích lồng ngực .

Các cơ hô hấp co lại khi có kích thích của hệ thần kinh, chủ yếu là từ trung tâm hô hấp, nhưng cũng có thể từ vỏ não đi xuống, hoặc từ tủy sống do lệnh của thoi cơ .

Các cơ hô hấp có thể làm thay đổi thể tích lồng ngực bằng ba cách:

Tăng đường kính trước sau bằng cách nâng xương sườn và xương ức ra phía trước .
Tăng đường kính trên dưới do kéo cơ hoành xuống .
Tăng đường kính ngang: không quan trọng .

3.1.2.Động tác hô hấp

3.1.2.1.Động tác hít vào

Hít vào bình thường do hai cơ chính:

Cơ hoành là cơ hô hấp chính, chiếm khoảng 75% sự thay đổi thể tích của lồng ngực. Dây thần kinh vận động là C₃ – C₅ đi theo thằn kinh hoành. Cơ hoành có điểm gốc ngay giữa tâm, các điểm gắn bám vào quanh đáy lồng ngực. Cơ hoành cong vòng trên gan và lên xuống như một piston với khoáng di chuyển từ 1,5 đến 7 cm Cứ lcm.di chuyển của nó, thể tích lồng ngực thay đổi 200cm³ .
Cơ liên sườn ngoài: là cơ hít vào quan trọng. Cơ này chạy chéo ra phía trước và xuống dưới, từ xương sườn này đến xương sườn khác. Xương sườn quay chung quanh trục cột sông như bản lề, nến khi các cơ này co ngắn lại, chúng nâng các xương sườn dưới lên, đưa xương ức ra phía trước làm tăng đường kính trước sau của lồng ngực .

Cơ này còn làm cho khoảng liên sườn không bị lõm vào khi hít vào do áp suất lồng
ngực giảm .

Dây thần kinh vận động xuất phát từ T1 – T11 .

Chỉ cần một trong hai cơ hô hấp trên là đủ hô hấp lúc nghỉ ngơi .

Hít vào gắng sức, các cơ tham gia là:

Các cơ lệch, răng trước, ức đòn chũm, là những cơ hít vào phụ, làm tăng đường kính trước sau khi gắng sức
Một số cơ khác giúp hít vào bằng cách giảm kháng lực luồng khí: cơ cánh mũi, cơ má, cơ lưỡi.. .

3.1.2.2. Động tác thở ra

Thở ra bình thường

Là quá trình thụ động, nghĩa là không có cơ nào phải co lại để đẩy khí ra, mà khi các cơ hít vào giãn nghỉ, thì các mô đàn hồi của phổi và lồng ngực vốn bị căng giãn sẽ co về vị trí cũ. Bụng sẽ đẩy cơ hoành lên. Nhờ đó, ta có sự thở ra .

Thở ra gắng sức, các cơ tham gia là:

Cơ liên sườn trong: chạy chéo xuống phía dưới và ra phía sau nên khi co lại sẽ kéo lồng ngực xuống dưới và xẹp vào trong .Thần kinh vận động: T₁ – T₁₁.
Cơ thành bụng trước cũng làm kéo lồng ngực xuống dưới và vào trong, .tăng áp suất trong bụng nên đẩy cơ hoành lên trên .Thần kinh vận động: T₆ – T₁₁ và L₁ .

Khi khó thở, các cơ gắng sức mới hoạt động .

3.1.3.Các phương pháp khảo sát cơ hô hấp

Các phương pháp khảo sát cơ hô hấp bao gồm quan sát bằng mắt, soi vòm cơ hoành, điện cơ, đo các áp suất hít vào và thở ra tối đa và thể tích khí .

Đơn giản nhất là quan sát bằng mắt .Tình trạng liệt cơ hoành có thể chẩn đoán khi bụng xẹp xuống trong thời gian hít vào.Soi vòm cơ hoành cho thây trực tiếp cử động nghịch của cơ hoành khi bị liệt (cơ hoành nâng lên khi hít vào). Làm test hít hơi bằng mũi (sniff test) sẽ cho thây rõ hơn tình trạng liệt cơ hoành .
Phương pháp đo điện cơ hoành. Trước khi có biểu hiện lâm sàng về sự mệt mỏi, điện cơ hoành đã có sự thay đổi: các sóng với tần số thấp (10 – 40 Hz) tăng lên, các sóng với tần số cao giảm xuống .
Đo áp suất ở miệng lúc hít vào tối đa (P.max) vầ thở ra tối đa (P max). Đo bằng đồng hồ hay các biến tử thích hợp. Trị số trung bình của P max khi đo ở mức đung tích cặn cơ năng là 66 – 120 cm H₂0. Phụ nữ chỉ bằng 65 – 75% trị số của nam .
- Đây là một test nhạy bén và đơn giản nhất để khám phá bệnh cơ thần kinh trong khi phổi vẫn còn bình thường. Các áp suất này cũng giảm trong nghẽn tắc đường hô hấp mạn tính .
Đo thể tích khí. Dung tích sống giảm và khí cặn có thể tăng ở bệnh nhân có bệnh cơ thần kinh vì lực cơ bị giảm. Tổng dung lứợng phổi bình thường ở giai đoạn đầu của bệnh,

3.2.Tính đàn hồi của phổi và lồng ngực Chất hoạt diện

3.2.1. Phổi

Vị trí ban đầu của phổi khi không chịu tác dụng của một ngoại lực nào là co xẹp . Khuynh hướng co xẹp này tạo nên lực đàn hồi của phổi bao gồm hai yếu tố:

Các sợi đàn hồi ở khắp phổi bị căng giãn, luôn luôn muốn co ngắn lại: chiếm 1/3 lực đàn hồi của phổi .
Do sức căng bề mặt của lớp dịch lót phế nang luôn luôn muốn làm giâm diện tích mặt thoáng, chiếm 2/3 lực đàn hồi của phổi .Lực này bị chất hoạt diện chi phối, Bình thường phổi ở trạng thái nở do bị kéo theo lồng ngực .

Chúng ta sẽ bàn kỹ về chất hoạt diện trong phế nang .

Chất hoạt diện là một hợp chất trong đó ba thành phần chủ yếu là dipalmytyl phosphatidylcholin, surfactant, apoprotein và ion canxi được tế bào II của biểu mồ phế nang tiết ra .

Chất hoạt diện có ba vai trò chính:

3.2.1.1 .Ảnh hưởng lên khuynh hướng co xẹp của phổi (tính đàn hồi cửa phổi)

Chất hoạt diện có khả năng làm giảm sức căng bề mặt của lớp dịch lót phế nang bằng cơ chế như sau. Trong mỗi phế nang, lớp dịch lót phế nang tạo nên một mặt thoáng .

Bình thường, các phân tử nằm trên mặt thoáng chịu sức hút của lớp dịch phía dưới vốn lớn hơn so với sức hút của phân tử không khí nằm phía trên mặt thoáng, nên chúng có khuynh hướng bị kéo xuống, tạo nên sức căng bề mặt. Chính dây là tác nhân gầy nên 2/3 lực đàn hồi của phổi làm phổi co rút lại. Chất hoạt diện khi trải trên mặt thoáng của lớp dịch lót phế nang, sẽ làm giảm sức căng bề mặt vì không bị lực hút của các phân tử nước trong lớp dịch lót phế nang. Do đó, chất hoạt diện làm sức căng bề mặt giảm từ 2 đến 14 lần nhỏ hơn, nên phổi ít có khuynh hướng co rút. bỊê^í^ô.ng có chất hoạt diện, khuynh hựớng co rút cua phổi sẽ rất lớn (áp suất âm trong màng phổi có thể tăng lên từ +20 đến +30mmHg). ở một số trẻ sơ sinh, nhít là thiếu tháng, tiết không đủ chất hoạt diện Làm phổi rất khó nở trong những nhịp thở ban đầu Nếu không điều trị ngay, trẻ chết vì không thông khí đủ. Đó là bệnh màng trong hay hội chứng suy hô hấp cấp .

3.2.1.2.Ảnh hưởng lên sự ổn định của các phế nang

Trong một câu trúc hình cầu như phế nang, khi đường kính không đổi, ta có một trạng thái cân bằng theo định luật Laplace

Trong đó: r

p là áp suất khí trong phế nang, làm nở phế nang .
T là lực căng thành, chủ yếu là do lớp dịch lót phế nang gây ra, vì chúng tạo nên một sức căng bề mặt luôn luôn có khuynh hướng làm giảm diện tích mặt thoáng tức là làm co rút phế nang .
r là bán kính phế nang .

Qua hệ thức trên ta thấy khi r giảm, thì nếu T không đổi, p phải tăng .

Nhưng vì các phế nang trong cơ thể không bao giờ có kích thước bằng nhau nên p trong các phế nang có đường kính nhỏ sẽ cao hơn các phế nang lớn, do đó khí sẽ dồn qua phế nang lớn. Kết quả là ở phổi có hàng loạt phế nang, ống phế nang phồng lớn và một loạt phế nang bị xệp. Điều này xảy ra ở bệnh màng trong khi thiếu chất hoạt diện . Nhưng nhờ có chất hoạt diện nằm trên lớp dịch lót phế nang, trải mỏng ra khi phế nang lớn, tụ lại khi phế nang nhỏ, giúp T giảm khi r giảm, và. làm T tăng khi r tăng. Nhờ vậy mà p không đổi dù r thay đổi. Kết quả là p bằng nhau ở mọi phế nang có kích thước khác nhau, giúp cho sự tồn tại của các phế nang có kích thước khác nhau trong phổi .

3.2.1.3. Vại trò của chạt hoạt diện trong việc ngăn sự tích tụ địch phù trong phế nang

Sức căng bề mặt của dịch trong phế nang không những làm co rút phế nang mà còn cỏ khuynh hướng kéo dịch vào phế nang .

Trong phổi bình thường, khi lượng chất hoạt diện đầy đủ, sức căng bề mặt vẫn còn có một khả năng kéo dịch vào trong phế nang với một áp lực tương đương với -3 mmHg .

Nếu thiếu chất hoạt diện, lực kéo này có thể lên đến -10 mmHg đến -20 mmHg, làm cho một lượng dịch lớn ra khỏi mao quản phế nang, gây phù phổi, suy hô hấp như trong bệnh màng trong .

Các tình trạng bệnh lý làm giảm chất hoạt diện: Sinh non trước tháng thứ 7 của thai kỳ: Có thể dùng các kích thích tố vỏ thượng thận để tăng tạo chất hoạt diện cho những trẻ có nguy cơ bị sinh non. Kích thích tố tuyến giáp cũng làm tăng các hạt trong tế bào II .

Người lớn:

Sau khi mổ tim dùng tim phổi nhân tạo và ngưng tuần hoàn phổi .
Nghẽn tắc động mạch phổi .
Thở oxy liều cao, dài ngày .

3.2.2.Lồng ngực

Cũng là một câu trúc đàn hồi .

Lồng ngực luôn luôn bị phổi kéo vào trong, đo đó khi ta mở lồng ngực và phổi, làm mất sự liên kết giữa lồng ngực và phổi, phổi sẽ xẹp lại và lồng ngực phình ra .

Khi phổi ở trong tình trạng bệnh lý làm giảm tính đàn hồi, thì lực tác dụng kéo lồng ngực vào trong cũng giảm. Kết quả là bệnh nhân sẽ có một lồng ngực phình tròn (barrel- chest) như trong bệnh khí phế thũng .

Cách đo tính đàn hồi của phổi và lồng ngực Biểu diễn bằng suất đàn (compliance) là độ tăng thể tích khi tăng một đơn vị áp suất .

Tính đàn hồi của phổi có thể bị thay đổi do bệnh lý. Tính đàn hồi này có thể đo bằng cách: xác định suất đàn của phổi tĩnh (Cst) vốn được định nghĩa là tỉ lệ giữa sự thay đổi thể tích phổi với thay đổi áp suất xuyên phổi khi không có luồng khí .

Trị số trung bình của suất đàn phổi tĩnh là 0,301/cm H₂0. Suất đàn cao hay thấp đều là bất thường. Suất đàn phổi tĩnh đo trong lúc không có luồng khí, nên các yếu tố đường dẫn kill và ngoài phổi không được tính tới .

Suất đàn phổi tĩnh phản ánh tính chất đàn hồi của nhu mô phổi. Vì suất đàn phổi thay đổi theo thể tích nên thường đo ở một thể tích được quy định, đó là mức dung tích cặn cơ năng, sau khi thở ra bình thường .

Suất đàn phổi tĩnh thường .được sử dụng hơn suất đàn lồng ngực, vì phần lớn các bệnh tác động lên phổi. Tuy nhiên đo suất đàn lồng ngực có thể có ý nghĩa xác định nguyên nhân bệnh lý do lồng ngực trong hội chứng hạn chế thông khí, khi cố nhu mô phổi bình thường .

Suất đàn tĩnh của toàn hệ thống hô hấp Cst(RS) thì gồm suất đàn tĩnh của phổi Cst(L) và của lồng ngực Cst(W) .

3.2.3.Các áp suất trong hô hấp

3.2.3.1.Áp suất trong màng phổi (Ppl)

Theo định luật vật lý, trong một bình kín, nếu nhiệt độ không thay đổi thì áp suất sẽ giảm khi thể tích tăng. Lồng ngực cũng là một cấu trúc kín và cứng, nên khi phổi bị căng giãn ở kỳ hít vào, do có tính đàn hồi sẽ có khuynh hướng co rút, làm tăng thể tích của khoang ảo giữa hai lá phổi, gây nên một áp suất âm tại đây gọi là áp trong màng phổi .

Khi phổi càng nở lớn (hít vào) thì phổi co rút càng mạnh nên áp suất càng âm, và 1 khi phổi xẹp bớt (thở ra) thì áp suất bớt âm hơn .
Sau khi hít vào bình thường, áp suất âm trong màng phổi bằng -6 mmHg, hít vào hết sức -30 mmHg .
Sau khi thở ra bình thường, áp suất âm trong màng phổi bằng -2,5 ramHg, thở ra hết sức -0,5 inmHg hay đương .

Người ta không đo trực tiếp áp suất âm trong màng phổi v) nhiều biến chứng nguy hiểm. Đo áp suất thực quản và xem như tương đương .

Áp suất âm trong màng phổi dùng để tính suất đàn của phổi và trong khảo sát thực nghiệm về cơ học hô hấp .

Ý,nghĩa sinh lý của áp suất âm trong màng phổi:

Sự cần thiết của áp suất âm: bình thường, lồng ngực phải kín, để có áp suất âm vốn làm lá tạng luôn luôn dính vào lá thành, Làm phổi đỉ theo cử động lồng ngực .Nếu có một lỗ thủng trên thành ngực, thì khí
trời tràn vào làm mất áp suất âm trong màng phổi, nên phổi co về phía thủng, phổi xẹp lại và bệnh nhân bị ngạt .
Tác dụng tốt của áp suất âm lên hoạt động tim phải .
- Áp suất âm màng phổi làm cho lồng ngực có áp suất thấp hơn nên máu về tim dễ .
- Nếu hen, khó thở ra gây thở ra gắng sức, áp suất trong màng phổi và trong lồng ngực trở nên dương, máu về khó, tĩnh mạch phồng lên .
Với trao đổi khí: Khi hít vào khí nhiều nhất, áp suất âm nhất, máu về nhiều nhất, sự trao dổi khí tốt hơn nhờ sự xứng hợp giữa thông khí và tưới máu tại phổi .

3.2.3.2.Áp suất phế nang (Palv)

Hít vào làm phổi giãn ra, thể tích phổi tăng lên, nên áp suất khí trong phế nang giảm xuống -1 đến -3 mmHg, không khí ùa vào, nâng áp suất lên bằng áp suất khí quyển, chấm dứt kỳ hít vào. Hít vào cố sức có thể làm áp suất phế nang giảm đến -60 đến – 100 mmHg .

Thở ra bình thường: Áp suất phế nang được nâng lên +1 đến +3 mmHg, khí ừ a ra.

Thở ra cố sức làm áp suất phế nang lên đến +150 đến + 200 mmHg .

3.2.4.Công của hô hấp

Chỉ tính cho sự hít vào. Còn thở ra nếu không gắng sức là thụ động .

Muốn đạt kết quả hô hấp như trên, cơ thể đã phải dùng các công:

3.2.4.1.Công thắng đàn hồi

Để thắng sức đàn hồi của phổi và lồng ngực. Tăng khi xơ cứng phổi và lồng ngực

3.2.4.2.Công thắng lực kháng của mô

Để kháng lại lực dính và quán tính của phổi và lồng ngực .

3.2.4.3.Công thắng lực ma sát

Khi đi qua đường dẫn khí của phổi và của các mô. Lực này bình thường không đáng kể nhưng sẽ tăng cao trong:

Các trường hợp nghẽn tắc đường dẫn khí, bệnh nghẽn tắc kinh niên đường hô hấp .
Khi thở nhanh:
- Bình thường công hô hấp tiêu hao 2 – 3% tổng năng lượng tiêu dùng của cơ thể .
- Hoạt đọng nặng: tiêu hao 3 – 4% tổng năng lượng .
- Khi bệnh lý tăng kháng lực hay tính đàn hồi, làm công hô hấp tiêu hao lớn hơn hay bằng 1/3 tổng năng lượng cơ thể, có thể tử vong .

4.Kết quả của cơ học hô hấp

Để khảo sát hiện tượng và kết quả của cơ học hô hấp, ta dùng:

4.1.Phế động ký

Ghi cử động của lồng ngực qua trung gian sự thay đổi thể tích của trống Marey .Trên giản đồ ta thấy: đoạn hít vào ngắn hơn, dốc hơn đoạn thở ra, chỉ sau lúc thở ra mới có giai đoạn nghỉ .
Ngày nay, phế động kỹ điện tử dùng nguyên tắc đo sự thay đổi tổng trở, dùng hai kim cắm hai bên lồng ngực sẽ ghi được sự thay đổi thể tích lồng ngực .

4.2.Hô hấp ký

Ghi lại sự thay đổi thể tích phổi trong các kỳ hô hấp bình thường và gắng sức.

Tần số hô hấp: 16 lần/phút
Thể tích lưu thông: thể tích khí trao đổi với bên ngoài mỗi lần hít vào hay thở ra bình thường = 0,4 .
Thể tích dự trữ hít vào: lượng khí có thể hít vào thêm khi cố gắng hết sức = 1,8 .
Thể tích dự trữ thỏ ra: lượng khí có thể thở ra thêm khi cố gắng hết sức = 1,3 .
Dung tích sống: lượng khí tối đa có thể huy động được = 3,5 .Dung tích sống là một chỉ số quan trọng,thay đổi theo giới, tuổi, chiều cao và dân tộc .Dung tích sống tùy thuộc vào:Vị trí lúc đo: nằm thấp hơn ngồi .Sức mạnh của cơ hô hấp .Tính đàn hồi của phổi và lồng ngực .Sức chứa của phế nang .Do đó, dung tích sống thường được dùng trong các bệnh viện để theo dõi sự tiến triển của các loại bệnh xơ cứng, phá hủy mô phổi,ứ dịch trong phế nang, ứ dịch trong màng phổi, liệt cơ hô hấp. Ngoài ra còn dùng kiểm tra sức khỏe, thông qua chức năng hô hấp .
Thể tích thông khí phút: Thể tích lưu thông X tần số hô hấp .
Thể tích thông khí phút tối đa: hít vào,thở ra mạnh hết sức, nhanh hết sức trong 12 giây rồi nhân với 5. Thể tích thông khí phút tối đa có thể gấp 20 – 25 lần so với thể tích không khí phút, cho thây khả năng dự trữ to lớn của phổi .
Thể tích thở ra tối đa trong một giây đầu(FEVj) (VEMS) : cũng với dụng cụ hô hấp ký, cho bệnh nhân hít vào hết sức,thở ra thật mạnh, thật nhanh và hết, ta sẽ đo được thêm ngoài thể tích một trị số của phổi có tính đến kháng lực của đường thở, đó là thể tích thở ra gắng sức trong.một giây đầu,vì ảnh hưởng của ma sát khi thd ra với vận tốc cao, khác lúc đo dung tích sông .
1. Đây là một phương pháp giản dị có thể dùng để thăm dò xác định độ nặng, theo dõi một lượng lổn đối tượng có nguy cơ bị các bệnh phổi có ánh hưởng đến sức cản của đường dẫn khí .Áp dụng việc đo thể tích khí thở ra tối đa trong một giây đầu:
2. Thiết lập chỉ số Tiffeneau (FEV/DTSX 100) để xác định độ nghẽn tắc, khám phá bệnh nghẽn tắc đường hô hấp kinh niên .
3. Chỉ số này bằng 85% ở người Việt Nam 20 tuổi và giảm dần theo tuổi .
4. Nếu chỉ số Tiffeneau nhỏ hơn 70% là có hội chứng nghẽn tắc .
5. Khám phá cơ địa dị ứng và tìm dị nguyên: Đo FEVj trước và sau khi phun dị nguyên (phải có thuốc cấp cứu) hoặc phun acetylcholin .
6. Nếu FEV, giảm < 20%: thể tạng hen suyễn .
7. Thăm dò mức độ phục hồi nghẽn tắc và chọn thuốc làm giãn phế quản. Nếu bệnh nghẽn tắc còn hồi phục được thì FEVj tăng >12 % và 200 mL sau thuốc giàn phế quản .

4.3.Khí cặn và các phương pháp đo thể tích khí cặn

Lúc thở ra hết sức, phổi vẫn không xẹp hoàn toàn mà vẫn còn chứa một lượng khí, gọi là khí cặn. Khí cặn có 3 vai trò:

Trao đổi khí với máu giữa hai giai
đoạn hít vào – thở ra .
Hòa lẫn khí cO và mới để làm 0₂ và
C0₂ không thay đổi đột ngột theo nhịp thở gây xáo trộn cho cơ thể .
Giữ cho phổi không xẹp, để dễ thay đổi thể tích .

Sau mỗi lần thở ra bình thường phổi còn chứa thể tích cặn (1 lít) và thể tích dự trữ thở ra (1,3 lít) gọi chung là thể tích cặn cơ năng .

Như vậy toàn bộ sức chứa của phổi bao gồm dung tích sống và thể tích cặn gọi là tổng dung lượng phổi .

Phương pháp đo thể tích cặn (RV)

Người ta thường đo dung tích cặn cơ năng (FRC) trừ cho thể tích dự trữ thở ra (ERC), để có thể tích cặn:

RV = FRC – ERC

Phương pháp chuẩn là phương pháp pha loãng helium. Dùng một hô hấp ký kín với thể tích (V) biết được, chứa đầy khí hélium với nồng độ ban đầu biết được (CiHe). Sau khi thở ra bình thường lập tức thở vào hô hấp ký .

Khí trong hô hấp ký bắt đầu hòa lẫn với khí trong phổi. Do đó hélium bị pha loãng bởi khí của FRC. Khi đã cân bằng, xác định nồng độ hélium cuối cùng (CfHe). Do khối lượng khí hélium không đổi, nên FRC được tính bằng công thức sau:

V(CiHe) = (V + FRC) CíHe

FRC = (CiHe/ClHe – 1)V

4.4.Khoảng chết – Cách đo

4.4.1.Vì sự trao đổi khí chỉ xảy ra tại phế nang, nên thể tích khí lập đầy khoảng còn lại của hệ hô hấp là đường dẫn khí không dùng để trao đổi với máu của mao mạch phổi .

Đó là khoảng chết của cơ thể .

Khoảng chết sinh lý là thể tích tất cả những vùng khí không dùng để trao đổi với máu tại mao quản phổi dù khí ở phế nang. ở người bình thường, khoảng chết cơ thể và khoảng chết sinh lý là mệt, nhưng nếu:

Có những phế nang đầy khí nhưng không có máu đến (do thuyên tắc mạch máu phổi) .
Hoặc lượng máu đến quá ít, hay khí đến quá dư để trao đổi thì khoảng chết sinh lý sẽ lớn hơn khoảng chết cơ thể, có khi gấp 10 lần (thí dụ khí phế thũng) .

4.4.2.Các cách đo khoảng chết cơ thể

Phương pháp rửa nitrogen
Phỏng tính: thể tích khoáng chốt (mL)bằng 2,2 mL cho mỗi kilo trọng lượng: cơ thể lý tưởng .
Tính theo phương trình Bohr
- PeC0₂ X KLT = P_aCO2 (KLT – KC) + PiCC₂ x KC
- Trong đó:
  - PeC0₂: phân áp C0₂ trong khí thở ra .
  - KLT : thể tích lưu thôngP_aC0₂: phân áp C0₂ trong khí phế nang .
  - KC : khoảng chết .
  - PiC0₂: phân áp C0₂ trong khí hít vào(không đáng kể)

Như vậy, lượng CO₂ thở ra bằng lượng khí C0₂ trong phế nang cộng khí CO₂ trong khoảng chết, nhưng vì PiCO₂ không đáng kể nên:

PeCO₂ x KLT = P_aCO₂ (KLT – KC)

Thay số vào:28 X 300 = 40 (500 – KC) Như vậy khoảng chết bằng 150mL .

Hoặc dùng toán đồ cho phép ước lượng tỉ lệ khoảng chết sinh lý trên thể tích lưu thông

(VD/VT) ở các mức P_aC0₂ và thông khí phútVE cụ thể .

4.5.Thông khí phế nang

Do có khoảng chết, nên lượng khí thật sự dùng để trao đổi bằng thể tích lưu thông trừ đi khoảng chết. Vậy thông khí phế nang mỗi phút là:

TKPN = TSHH x (KLT – KC)

Trong đó:TSHH: tần số hô hấp
- KLT: thể tích lưu thông
- KC: khoảng chết
- Ở nam thanh niên Việt Nam: TKPN = 16 X (400 – 120) = 6000mL

Thông khí phế nang là một trong những yếu tố chính quyết định nồng độ oxy và car-bonic trong phế nang và máu. Cho nên kết quả cuối cùng của cơ học hô hấp là phải dựa trên thông khí phế nang .

Từ đó trên thực tế ta có những vấn đề sau:Trên lý thuyết nếu khí lưu thông bằng khoảng chết sẽ không có khí mới vào phế nang. Nhưng thật sự thì khí phế nang và khoảng chết trao đổi với bên ngoài cùng một lúc nên dù khí lưu thông chỉ còn 60mL vẫn có sự thông khí phế nang, Cũng vì có khoảng chết mà kiểu thở nhanh và cạn sẽ có thông khí phế nang kém hơn kiểu thở chậm và sâu, dù có cùng một thể tích thông khí phổi. Lấy ví dụ hai kiểu thở

Do đó ở sinh vật, muốn làm hạ nhiệt bằng đường hô hấp, thì chúng thở nhanh và cạn, để tỏa được nhiệt mà không xáo trộn các nồng độ khí hô hấp. Những người lao động thở bằng mặt nạ, những bệnh nhân thở máy, thì công hô hấp đều phải tính thêm công để lấp đầy khoảng chết do các ống dẫn khí. Điều này làm cho đối tượng phải tăng công hô hấp nên dễ mệt. Cần phải đặc biệt chú ý khoảng chết củ a các máy, nhất là loại máy chế cho người nước ngoài có tầm vóc to sử dụng .

4.6.Điều kiện tiêu chuẩn của các thể tích

Vì thể tích khí thay đổi theo nhiệt độ và Iáp suất, lượng hơi nước cũng thay đổi theotừng điều kiện, nên các thể tích hô hấp đođược phải qui về những điều kiện tiêu chuẩnđể có thể so sánh được các kết quả với nhau .

Có ba tiêu chuẩn thường dùng:

STPD: (standard temperature, pressureand dry): 0°c, 760mmHg, p H₂0=0mmHg
BTPS: (body temperature, ambiantpressure, saturated with water vapor): 37°c, áp suất của môi trường, P H₂0 = 47 mmHg .
ATPS: (ambiant temperature, pressure,saturated with water vapor): nhiệt độ, áp suất của môi trường, bão hòa hơi nước ở nhiệt độ đó .

5.Vai trò của đường dẫn khí

Sau khi có sự vận động của các cơ hô hấp, nhờ tính đàn hồi của phổi và lồng ngực, áp suất ầm được gây ra trong phế nang sẽ làm khí đi vào phổi thông qua đường dẫn khí .

Đường dẫn khí làm thông phế nang với bên ngoài, nhưng chúng không phải chỉ là một ống dẫn khí đơn thuần mà còn làm nhiều chức năng quan trọng khác để bảo vệ sự hô hấp. Đó là: Làm ẩm khí đưa vào phổi để khí vào phổi được bão hòa hơi nước .
- Điều chỉnh nhiệt độ khí hít vào, do đó, dù nhiệt độ khí hít vào rất nóng hay lạnh, khi vào đến phế nang cũng gần bằng nhiệt độ cơ thể .
  - Hai chức năng trên nhằm bảo vệ phế nang mỏng manh không bị tác hại và chủ yếu là do mũi, hầu, miệng có nhiều mạch máu đám trách. Do đó, khi mở khí quản hoặc đặt ống nội khí quản phải chú ý làm ẩm và ấm khí đưa vào phổi bệnh nhân .
- Nhiều cơ chế ngăn cản vật lạ vào đường hô hấp: các chất tiết của khí quản có chứa immunoglobulin và những chất khác để chống nhiễm trùng và giữ cho niêm mạc bền vững .
- Các lông mũi, cơ chế xoáy lắng của mũi giúp mũi ngăn được các hạt lớn hơn l0um xuyên qua. Các hạt cỡ này bị dính vào màng niêm có chất nhày của mũi và hầu sẽ bị:
  - Các mô bạch huyết vùng hầu có tính miễn dịch rất mạnh chống lại .
  - Phản xạ hắt hơi tống ra ngoài .
  - Tiêm mao mũi đưa đến vùng hầu để khạc ra hoặc nuốt .
  - Các hạt từ 2 – 10)U.m thường rơi trên thành khí quản và phế quản. Chúng sẽ bị:
    - Dính vào lớp nhày, bị tiêm mao đưa lên vùng hầu với vận tốc l0mm/phút. Đây
      là một cơ chế làm sạch nhẹ nhàng, liên tục và quan trọng hơn phản xạ ho .
    - Ho là một phản xạ tối cần thiết cho sự sống, để giữ sạch đường dẫn khí. Phản xạ ho có: + Cảm giác kích thích khởi phát từ đường hô hấp đến phế nang .
      - Theo dây X .
      - Vào trung tâm ở hành não .
      - Gây ra chuỗi phản xạ theo các dây thần kinh đến các cơ hô hấp:
        Hít vào khoảng 2,5 .
        Nắp thanh quản đóng lại, hai dây thanh âm khép chặt .
        Cơ bụng co rất mạnh và những cơ thở ra phụ cũng co mạnh, nâng áp suất trong phổi lên đến 100 mmHg .
        Nắp thanh quân và dây thanh âm thình lình mở ra. Khí bị nén phóng ra ngoài với vận tốc lên đến 1.000 km/giờ .Điểm rất quan trọng là áp suất cao trong lồng ngực làm xẹp các đường dẫn khí, nên luồng khí chà xát các mặt trong của chúng, đem đi mọi vật lạ .
Phản xạ hắt hơi cũng như phản xạ ho nhưng dây hướng tâm là dây V và lúc tống khí ra, lưỡi gà hạ thấp nên phần lớn khí di qua mũi, làm sạch đường dẫn khí ở mũi .Các hạt nhỏ hơn 2um xuống tận phế nang .Nơi đây chúng sẽ bị các đại thực bào phế nang ăn – rồi đem lên lớp nhày của ống phế quân để khạc ra .
- Hoặc đem đến hạch bạch huyết .
- Hoặc bị tiêu hủy và chất tiêu hóa thấm vào khoang gian dịch .
- Đại thực bào còn giúp cho sự tân công miễn dịch .
- Khi đại thực bào nuốt một lượng lớn các chất như: khói thuốc lá, silic, abestos, chúng sè nhả các men của lysosom và các chất này gây viêm.
- Các cơ chế bảo vệ trên thường là hữu hiệu cao, nên khí đến phế nang thường vô trùng. .
- Nhưng ở các vùng ô nhiễm, các chất bụi độc hại vẫn còn nhiều ở phế nang gây ra những bệnh xơ phổi, cứng phổi đưa đến suy hô hấp và tử vong .
- Ở một số động vật, còn có phản xạ đóng đường dẫn khí, gây ngưng thở để không cho khí độc hay nước vào đường hô hấp .

Thanh môn:

Trong lúc nuốt hay súc miệng, các phản xạ làm co cơ áp, đóng thanh môn để ngăn thức ăn hay nước vào phổi .
Trong bệnh nhân hôn mê, thanh môn có thể đóng không hoàn toàn và chất ói có thể bị hít vào khí quản, gây viêm phổi (aspi- ration pneumonia) .
Thanh quản là nơi đóng đường hô hấp nên bệnh lý nơi này rất nguy hiểm,
Ví dụ:
- Phù Quincke do dị ứng, gây phù thanh quản .
- Co cứng (tetany) do hạ Ca⁺⁺ máu đóng chặt thanh quản .
- 10% các trường hợp chết đuối là do phản xạ đóng thanh môn. Sau một lúc nín thở, cái hít đầu tiên đem nước vào làm thanh môn phản ứng bằng cách đóng chặt. Nạn nhân chết ngạt và không có nước trong phổi .
- Đường dẫn khí bên cạnh các công dụng trên, lại chiếm một thể tích khí không dùng để trao đổi với máu nên đã tạo ra khoảng chết cơ thể

6.Hô hấp nhân tạo

Khi bị tai nạn: điện giật, chết chìm hoặc trong các trường hợp khác, mà nạn nhân không tự thông khí được, ta phải làm hô hấp nhân tạo .

6.1.Không dụng cụ

Có rất nhiều phương pháp: Silvester: ép lồng ngực. Schafer: nằm sấp. Nelson-Schafer: nằm sấp, ép lồng ngực, nâng tay. Eve: treo trên giá, nâng 45°, 10 phút lần để làm cử động cơ hoành .

Nhưng phương pháp giản dị, hiệu quả nhất là hà hơi thổi ngạt, gồm các bước sau:

Giữ thông đường thở:
- Dùng ngón tay chùi sạch mọi chất nôn, vật lạ, răng giả ra khỏi đường hô hấp,
- Để đầu nạn nhân ngửa tối đa ra sau để cằm hướng lên trên. Da cổ phải thẳng. Một ngón cái ở miệng nạn nhân, giữ hàm dưới đưa ra phía trước và trên hoặc dùng tay móc hàm dưới theo hướng đã tả, để đưa đáy lưỡi ra xa thành họng, lưỡi không tụt ra sau được nữa .
- Phủ kín miệng nạn nhân bằng miệng người cứu hoặc thổi vào mũi. Bịt kín mQ.i hay miệng nạn nhân bằng ngón tay của người cứu. Thổi vào một lượng khí gấp đôi khí lưu thông, từ 12 – 20 lần/phút cho người lớn. Cái thổi đầu tiên sẽ giúp xác định còn nghẽn tắc hay không. Sức co đàn hồi của phổi và lồng ngực sẽ làm nạn nhân thở ra thụ động .
- Rời miệng nạn nhân, nghiêng đầu lắng nghe luồng khí đi qua. Rồi thổi tiếp .
- Nếu không làm khí vào phổi được, sửa lại vị trí đầu và hàm. Nếu vẫn không được thì lật nghiêng nạn nhân, đập mạnh vài cái vào giữa hai xương bả vai để có thể tống vật lạ ra ngoài. Chùi sạch miệng nạn nhân .
- Khí đi vào dạ dày có thể được tống ra bằng cách ép lên bụng nạn nhân .
- Xoa bóp tim nếu ngưng tim. Vì có hô hấp mà không có sự tuần hoàn thì não và tim cũng không có oxy .
- Kiểm soát sự hữu hiệu của phương pháp hồi sinh: tự thở, môi hồng, đồng tử co lại .
Phương pháp hà hơi thổi ngạt cung cấp cho nạn nhân một lượng khí lớn nhất so với các phương pháp khác, người cung cấp rảnh hai tay để giữ thông đường hô hấp. Khí vào phổi nạn nhân có 3,2% C0₂ nên có tác dụng kích thích trung tâm hô hấp .

6.2.Dùng dụng cụ

Dùng bóng cao sú với ống thông nội khí quản .
Máy hô hấp nhân tạo: Dùng mặt nạ che vừa mặt nạn nhân, cho khí vào phổi bằng áp suất dương và để khí ra tự nhiên hay dùng áp suất âm. Van an toàn giữ áp suất không vượt quá 14mmHg và -9 mmHg .
Dùng bồn nhựa hay loại bọc kín cơ thể ngoại trừ đầu, cho áp suất âm, dương tác động lên lồng ngực từng nhịp đều đặn : -10 đến -20cm H₂O khi hít vào, 0 – +5cm H₂0 khi thở ra .
Ngày nay có những máy nhỏ chỉ bọc quanh ngực. Điểm cần chú ý là khi sử dụng máy có áp suất dương, sự hồi máu vệ tim sẽ bị cản trở, cung lượng tim giảm gây tử vong .Mức chịu đựng tối đa là chênh lệch 20 mmHg giữa áp suất trong lồng ngực và nơi khác.

1. Khái niệm chung về hô hấp