呼吸力學:通氣、容積與順應性
表面活性物質
表面活性物質是一層覆蓋在肺泡內壁、防止其塌陷的皂狀薄膜。正如洗潔精使水鋪展成薄層而不凝成水珠,表面活性物質打破了肺泡表面強烈的水分子牽拉,使這些微小的氣囊保持開放、易於充氣。
肺泡內襯著一薄層液體,任何氣液界面上的水分子都會相互牽拉——即表面張力——這往往會把小氣泡擠壓閉合。表面活性物質是由II型肺泡細胞產生的磷脂與蛋白質的混合物,它處於這層薄膜中,能顯著降低這種張力。
巧妙的是,表面活性物質在小肺泡中降低表面張力的程度大於在大肺泡中,因為肺泡縮小時其分子排列得更緊密。這穩定了肺:它阻止小肺泡向較大的鄰居排空,並防止斑片狀塌陷。
表面活性物質在胎兒發育晚期才出現。在它充足之前出生的早產兒會患新生兒呼吸窘迫症候群,肺僵硬而易塌陷;向氣道內給予替代性表面活性物質是一種挽救生命的治療。它還能降低呼吸功,並參與肺的免疫防禦。
一名28週出生的嬰兒可能需要在出生後數小時內透過氣管插管注入表面活性物質,此後僵硬的肺往往會容易得多地充氣。
替代性表面活性物質用於治療新生兒呼吸窘迫症候群。
根據拉普拉斯定律,使氣泡塌陷的壓力隨其半徑減小而升高。若沒有表面活性物質,小肺泡的塌陷壓會高於大肺泡而向其排空;表面活性物質這種依賴大小的作用消除了這種不穩定性。
又稱
另見