SINH LÝ HÔ HẤP

o Tế bào Kulchitsky: tế bào thần kinh nội tiết, tiết hormone điều hoà trương lực cơ hô hấp => đây là tế bào chính trong ung thư tế bào nhỏ ở Phổi - Tế bào Clara – cả 2 vùng: tiết ra chất

SINH LÝ HÔ HẤP

A Cơ học phổi

I Giải phẫu phổi

Phổi chia làm 2 lá phổi: phổi phải và phổi trái Phổi phải có 3 phân thuỳ và phổi trái có 2 phân thuỳ Phổi được bao bọc bởi lá thành và lá tạng Lá thành bị chi phối bởi dây thần kinh somatic cho phép cảm nhận cảm giác và vị trí đau

 Viêm màng phổi gây nên cảm giác đau tăng dần khi hít vào Đặc điểm này giúp phân biệt với các bệnh lý của phổi (viêm phổi, tràn khí màng phổi, thuyên tắc phổi) và bệnh lý của tim

Khí quản chia làm 2 phế quản gốc ở carina thành phế quản phải và phế quản trái Phế quản bên phải rộng hơn, ngắn hơn và dốc hơn so với bên trái Khi có dị vật vào đường thở thường làm tắt khí quản bên phải phổi Mỗi đoạn phân thuỳ của phổi đều được điều kiển bởi một hệ thống thần kinh và mạch máu riêng không chia

sẻ với các nhánh khác xung quanh Điều này làm cho các đoạn phân thuỳ có thể thực hiện chức năng một cách độc lập, ngoài ra còn giúp ít về mặt điều trị ngoại khoa khi cắt bỏ một đoạn phân thuỳ mà không ảnh hưởng đến các khí quản quản trong trường hợp ung thư

Phế quản tiếp tục chia thành khoảng 10 phế quản thuỳ, phế quản tiểu thuỳ, tiểu quế quản tận, ống phế nang và phế nang Mỗi một đoạn phân thuỳ hô hấp bao gồm

- Động mạch phổi: mang máu đen từ tim phải

- Tĩnh mạch phổi: mang máu đỏ đến tâm nhĩ trái

- Động mạch phế quản: nguồn gốc từ động mạch chủ ngực mang máu đỏ đến nuôi nhu mô phổi, hợp với hệ tĩnh mạch azygous

- Mạch bạch huyết

- Các sợi tự động: nằm xung quanh các đoạn khí quản và mạch máu Các sợi này bao gồm sợi phó giao cảm từ thần kinh phế vị, điều phối hoạt động cơ trơn trên thành tiểu phế quản tận, và các sợi giao cảm, điều phối hoạt động cơ trơn mạch máu

- Đường dẫn khí được chia thành vùng dẫn khí và vùng hô hấp Sự phân chia này dựa trên sự khác biệt về mặt chức năng

a Tế bào hệ hô hấp

- Vùng dẫn khí

o Tế bào lông mao: làm ấm không khí, di chuyển dịch tiết ra khỏi phổi

o Tế bào Goblet: tiết dịch – giữ các dị vật và làm ẩm không khí

o Tế bào Kulchitsky: tế bào thần kinh nội tiết, tiết hormone điều hoà trương lực cơ hô hấp => đây là tế bào chính trong ung thư tế bào nhỏ ở Phổi

- Tế bào Clara – cả 2 vùng: tiết ra chất có chức năng giống surfactant – căng thành các tiểu phế quản => ngăn cản sự hẹp lòng

- Phế bào I: tế bào biểu mô có vảy – tham gia quá trình trao đổi khí

- Phế bào II: tế bào hình lập phương

o Tham gia quá trình giáng hoá của phổi => khi có tổn thương phổi, các

tế bào này tăng sinh và thoái hoái thành phế bào I

o Tiết surfactant

II Nguyên lý cơ bản hô hấp

Hô hấp có chức năng cơ bản là hấp thụ Oxy để sử dụng cho tế bào và thải CO2, bao gồm 2 quá trình riêng biệt nhưng lại liên quan mật thiết với nhau: nội hô hấp

và ngoại hô hấp

- Nội hô hấp: quá trình trao đổi khí giữa tế bào và máu

- Ngoại hô hấp: quá trình trao đổi khí giữa Oxy và CO2 trong phế nang.

Chức năng sinh lý hô hấp của phổi bao gồm

- Thông khí: sư di chuyển của khí giữa atmosphere và các thành phần khí trong phổi

- Tưới máu phổi: di chuyển của tuần hoàn máu trong phổi

- Khuếch tán: sự di chuyển của khí giữa phế nang và mao mạch phổi

Về mặt cơ tham gia hô hấp, cơ hoành là một cơ rất quan trọng trong hô hấp Đây là một cơ hình vòm và được chi phối bởi các đoạn tuỷ cổ 3, 4, 5

 Trong chấn thương cột sống cổ, bệnh nhân không thể hít thở do tổn thương các đoạn tuỷ cổ này

- Thì hít vào: Cơ hoành đi co lại => đi xuống, các tạng trong ổ bụng bị đẩy xuống => tăng thể tích lồng ngực cả 2 chiều => Yêu cầu ATP (chủ động) Trong trường hợp liệt cơ hoành, cơ hoành di chuyển lên trên thay vì đi xuống do thay đổi

áp suất trong lồng ngực => di động nghịch thường

- Thì thở ra: Cơ hoành giãn => đi lên => không yêu cầu ATP (thụ động) Phổi

có tính chất đàn hồi và có xu hướng trở lại vị trí cân bằng của nó sau khi nở ra trong thì hít vào Vậy nếu thở ra chủ động, cấc cơ thành bụng như cơ thẳng bụng,

cơ chéo trong co => tăng áp lực ổ bụng => đẩy cơ hoành lên trên

a) Phân biệt các loại áp suất trong phổi:

- Màng phổi tạng – visceral pleura: dính chặt vào nhu mô phổi

- Màng phổi thành – parietal pleura: dính chặt vào thành ngực Giữa lớp lá màng phổi thành và

lá màng phổi tạng hình thành một khoang ảo

Phân biệt các áp suất trong phổi

- Áp suất trong phế nang – intra alveolar pressure

- Áp suất trong khoang màng phổi – intrapleural pressure: thường âm (- 4 đến -5 mmHg)

 Lý do:

o Tính đàn hồi của phổi: phổi luôn có xu hướng co lại về rốn phổi

o Thành ngực: luôn có xu hướng giãn ra

- Áp suất xuyên phổi – transpulmonary pressure: là độ chênh lệch áp suất giữa phế nang và khoang màng phổi

 Như vậy, sẽ có 2 cách làm nở phế nang:

o Cách 1: tăng áp lực trong lòng phế năng

o Cách 2: làm âm thêm áp suất khoang màng phổi

 Áp suất xuyên thành = áp suất phế nang – áp suất màng phổi Ý nghĩa:

o 0: cân bằng

o Dương: nở phế nang

o Âm: xẹp phổi

 Ví dụ:

o Ở trạng thái không có thông khí, áp suất trong phế nang bằng 0

 Ptranspulmonary = Palv – PIp = 0 – (- 4) = 4 Như vậy, áp suất xuyên phổi sẽ là +5 Ý nghĩa: ở trạng thái bình thường phổi phồng lên một chút => luôn luôn có khí trong phế nang – khí cặn

 Tràn khí hoặc tràn dịch màng phổi: làm tăng áp suất trong khoang màng phổi => Ptranspulmonaryâm => phế nang không giãn

nỡ được => khó thở

- Áp suất xuyên thành ngực – transthoracic pressure: là độ chênh lệc giữa áp suất giữa khoang màng phổi và atsmosphere:

o Ptransthoracic = PIp – Patp

- Áp suất xuyên hô hấp – trans-respiratory pressure: là độ chênh lêch áp suất giữa phế nang và atmosphere:

o Ptran-respiratory = Palv – Patp

b) Tính đàn hồi và độ giãn nỡ phổi

- Tính đàn hồi: nhu mô phổi tính chất co giãn Nghĩa là càng kéo dãn nhu mô phổi thì nhu mô phổi lại có xu hướng co lại về vị trí ban đầu

- Độ giãn nở: là khả năng giãn nở của phổi

 Càng nhiều sợi co giãn thì độ giãn nở càng giảm và ngược lại càng ít sợi co giãn thì độ giãn nở càng tăng

- Độ giãn nở của phổi = (chênh lệch thể tích phổi) / Ptranspulmonary

- Cơ chế hô hấp chính của phổi chính là sự thay đổi thể tích của khoang lồng ngực Lá tạng luôn dính chặt vào nhu mô phổi, lá thành dính chặt vào thành ngực

và 2 lá này dính vào nhau hình thành một khoang ảo chứa 10 – 15ml thanh dịch giúp cho 2 lá này trượt lên nhau khi hô hấp Dịch tiết ra bởi lá màng phổi thành và hấp thu bởi lá màng phổi tạng

 Vì sao khoang màng phổi lại có áp suất âm: Sự dãn ra của lồng ngực và tính đàn hồi của phổi tạo thành một áp suất cân bằng giữa lá tạng và lá thành Thể tích khoang lồng ngực luôn lớn hơn thể tích của phổi Chính vì vậy, phổi sẽ bị kéo dãn

ra bởi áp lực xuyên phổi ở trạng thái nghỉ Áp suất trong khoang màng phổi là áp suất âm bởi tính đàn hồi của phổi luôn có xu hướng co lại về hướng rốn phổi và lồng ngực có xu hướng giãn ra

- Như vậy trong thì hít vào, khoang lồng ngực càng giãn ra sẽ kéo theo phổi giãn ra Nhớ rằng, phổi có tính đàn hồi tức là càng kéo căng phổi thì phổi sẽ càng

có xu hướng trở lại hình dạng ban đầu => tức là khoang lồng ngực càng giãn thì phổi càng có xu hướng co lại => áp suất trong khoang màng phổi càng âm

- Ngược lại, trong thì thở ra, áp suất trong khoang màng phổi sẽ ít âm lại

- Hít vào bình thường khoảng -6 mmHg và thở ra bình thường -2,5 mmHg

Áp dụng lâm sàng:

- Tràn khí màng phổi: tức là có khí trong khoang màng phổi có thể do tổn thương

từ thành ngực hoặc từ nhu mô phổi làm cho lá thành và lá tạng tách rời ra => tạo thành một

áp suất dương => phổi sẽ co lại vào nhu mô phổi, thành ngực giãn ra xa nhu mô phổi Diễn tiến cuối cùng là xẹp phổi – Atelectasis

 Triệu chứng lâm sàng: khó thở, đau ngực Hình ảnh cận lâm sàng: lá tạng co kéo về phía rốn phổi để lại bên ngoài là khoảng vô mạch – khoảng vô mạch: khí bên trong khoang màng phổi tăng sáng không có mạch máu

 Mục đích của dẫn lưu màng phổi: là đưa khí trong khoang màng phổi ra ngoài nhằm trả lại áp suất âm trong khoang màng phổi

- Các bệnh lý nào làm thay đổi độ giãn nở phổi:

o Tăng độ giãn nở phổi: Khí phế thủng Đây là một thể của bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính Nguyên nhân chính thường là hút thuốc

 Khi CO và các chất độc trong khói thuốc khi đến phế nang, đại thực bào tiết ra enzym tiêu hoá lysosome và các enzym tiêu huỷ các mô đàn hồi ở vách phế nang

 Ở bệnh nhân hút thuốc nặng, khi các sợi đàn hồi ở vách phế nang bị tiêu huỷ làm cho các phế nang dính lại với nhau

 Mất mô đàn hồi => tăng độ giãn nở phổi Tức là phổi dễ giãn nở hơn, nhưng

vì sao bệnh nhân lại khó thở?

 Nguyên nhân: hẹp lòng tiểu phế quản tận

 Ở phổi bình thường, các mô đàn hồi bám vào các phế quản, tiểu phế quản tận Chính vì thế, khi phổi giãn nở trong thì hít vào, cũng các mô đàn hồi

sẽ kéo làm tăng đường kính các phế quản và các tiểu phế quản Ngược lại, trong thì thở ra, phổi co lại làm cho đường kính của phế quản và tiểu phế quản giảm đi một chút

 Ở phổi bệnh nhân có khí phế thủng, các mô đàn hồi bị tiêu huỷ Chính vì thế, khi phổi giãn nở trong thì hít vào, việc thiếu đi các mô đàn hồi ở phế quản làm hẹp lòng phế quản và tiểu phế quản tận => giảm lượng khí đến phế nang Đặc biệt trong thì thở ra, phổi co lại dẫn đến càng hẹp lòng phế quản và tiểu phế quản tận => ngăn cản khí thoát ra ngoài phổi – trữ khí bên trong phế nang

 Như vậy, cơ chế chính và quan trọng nhất trong khó thở của bệnh nhân COPD là ở thì thở ra

 Triệu chứng lâm sàng: khó thở, lồng ngực giãn, giảm cử động thở, gõ vang,

rì rào phế nang giảm

 Hình ảnh cận lâm sàng: phổi tăng sáng, khoảng gian sườn giãn rộng, vùng hoành hạ thấp, giảm tuần hoàn phổi, cơ hoành nằm ngang

o Giảm độ giãn nở phổi: bệnh phổi hạn chế và xơ hoá phổi Phổi trở nên nhỏ hơn, lắng đọng collagen trong nhu mô phổi làm giảm độ giãn nở phổi => trong trường hợp này, đường kính của phế quản không thay đổi do còn tồn tại các mô đàn hồi Như vậy, điểm khác nhau giữa bệnh phổi hạn chế và bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính là bệnh nhân khó thở thì hít vào và giảm độ giãn nở phổi

c) Surfactant và sức căng bề mặt phế nang:

Cấu tạo phế nang bao gồm 3 lớp: Surfactant, biểu mô phế nang (phế bào type 1, phế bào type 2), lớp màng đáy

- Phế bào type 1: tế bào gai, mỏng, bao phủ 95% bề mặt của phế nang, đóng vai trò trong trao đổi khí

- Phế bào type 2: tế bào hạt, bao phủ 5% bề mặt còn lại và tiết ra surfactant

Lớp dịch lót phết nang – aveolar fluid tạo nên một mặt thoáng đối với khí trong phế nang Các phân tử nước này liên kết với nhau theo khuynh hướng đi xuống

Giữa lớp dịch lót phế nang và mặt thoáng phí trên là lớp surfactant

Nếu không có lớp surfactant này, các phân tử nước sẽ có khuynh hướng là tăng sức căng bề mặt và hậu quả cuối cùng là xẹp phế nang Chính vì vậy vai trò của surfactant rất quan trọng vì nó làm giảm sức căng bề mặt đảm bảo cho sự tồn tại phế nang

Áp suất trong phế nang P = 2T/r (T= sức căng bề mặt, r = bán kính phế nang) Kích thước các phế nang trong phổi là khác nhau Ví dụ với cùng một sức căng

bề mặt, thì áp suất trong phế nang có kích thước nhỏ hơn sẽ lớn hơn so với phế nang có kích thước to hơn vì áp suất tỉ lệ nghịch với bán kính

Như vậy, về mặt lâm sàng áp suất này còn gọi là áp xuất xẹp phổi vì áp suất lớn hơn sẽ đẩy khí từ phế nang có kích thước nhỏ sang phế nang có kích thước lớn

=>co phế nang nhỏ - giảm thông khí, phình phế nang lớn – tăng thông khí

 Tỉ lệ V/P (ventilation/perfusion – thông khí/tưới máu) sẽ tăng ở phế nang lớn và giảm ở phế nang nhỏ Với cùng một mao mạch phổi, khí ở trong phế nang

có kích thước lớn không thể trao đổi hết với máu do tăng thông khí, còn phế nang nhỏ do hiện tượng giảm thông khí nên khí trao đổi với máu mao mạch phổi sẽ rất thấp hoặc không có

 Giảm Oxy máu

 Khi phế nang co lại => tăng sức căng bề mặt => đồng thời phế nang sẽ kéo nước từ mao mạch phổi vào bên trong phế nang => hình thành dịch trong phế nang

 Phù phế nang

Phổi có tất cả hơn 300 triệu phế nang với các kích thước khác nhau Mẹ tự nhiên giải quyết tất cả 3 vấn đề trên – sức căng bề mặt, kích thước phế nang, phù phế nang bằng surfactant Surfactant bao gồm 90% lipid và 10% protein

Surfactant có cấu tạo gồm 2 đầu: một đầu kị nước và một đầu ưa nước 2 lý do chính làm giảm sức căng bề mặt

- Cấu tạo của surfactant sẽ hình thành một lớp lót trên bề mặt lớp dịch phế nang một phần chìm vào trong lớp dịch lót phế nang, một phần nổi lên trên bề mặt

- Sự có mặt của surfactant làm giảm số lượng phân tử nước trên bề mặt lớp dịch lót phế nang

 Như vậy, sức căng bề mặt phế nang tỉ lệ nghịch với mật độ surfactant trên mỗi đơn vị diện tích: khi phế nang co nhỏ, mật độ surfactant tăng lên => giảm sức căng thành Ngược lại khi phế nang giãn, mật độ surfactant giảm xuống => tăng sức căng thành

 Bằng sự câng bằng này, surfactant quyết định tính sống còn của phế nang

 Áp suất ở tất cả các phế nang khác nhau về kích thước luôn bằng nhau

Ngoài ra, surfactant còn có protein A và protein D có khả năng miễn dịch Một đầu bám vào vi khuẩn còn 1 đầu bám vào tế bào đại thực bào giúp tiêu diệt vi khuẩn

Áp dụng lâm sàng

- Surfactant được bắt đầu tiết ra ở tuần 24 và tăng dần đến tuần 35 phôi thai

Sự sản xuất surfactant ở trẻ nhỏ phụ thuộc vào nồng độ glucocorticoid Đối với trẻ

em sinh dưới 35 tuần, lượng surfactant tiết ra ít hơn sẽ xuất hiện triệu chứng suy hô hấp trẻ em => xẹp phổi

- Chính vì làm giảm sức căng bề mặt, surfactant làm cho phế nang căng lên ngăn cản sự kéo nước từ mao mạch vào trong lòng phế nang => làm khô ráo phế nang => ngăn phù phổi

III Thể tích phổi và dung tích phổi:

- Thể tích khí lưu thông – Tidal volume (500ml): lượng khí hít vào thở ra bình thường

- Thể tích khí dự trữ hít vào – Inspiratory reserve volume (3600nl): lượng khí

có thể hít thêm sau khi hít vào bình thường

- Thể tích khí dự trữ thở ra – Respiratory reserve volume (1000ml): lượng khí thở ra tiếp sau khi thở ra bình thường

- Khí cặn – Residual volume (1200ml): lượng khí còn lại trong phổi sau khi thở ra tối đa

 Ý nghĩa của khí cặn trong phổi: nếu không có khí cặn, khi thở ra hết sức phế nang sẽ không chứa khí => xẹp hoàn toàn phế nang Như vậy, thành phế nang sẽ dính chặt lại với nhau rất khó tách ra trong kì hít vào tiếp theo Nhờ khí cặn mà phế nang không xẹp hoàn toàn và luôn luôn có sự trao đổi khí giữa phế nang và mao mạch Dung tích khí cặn không thể đo được bằng hô hấp ký mà đo bằng phương pháp Hilium Dilation Method

- Dung tích khí cặn chức năng – Functional residual capacity (2200ml): lượng khí còn lại trong phổi sau khi thở ra bình thường

- Dung tích sống – Vital capacity (4800ml): là lượng khí thở ra hết sức sau khi hít vào hết sức

- Dung tích toàn phổi – Total lung capacity (6000ml): thể tích các khí trong phổi sau khi hít vào tối đa

- Khoảng chết giải phẫu – Dead space (150ml): thể tích chứa bởi các ống dẫn khí

Áp dụng lâm sàng:

Các bệnh lý ảnh hưởng đến hô hấp kí

- Giảm dung tích sống:

o Thần kinh hoành – phrenic nerve: xuất phát từ C3, C4, C5 điều phối vận động cho cơ hoành

o Bất thường ở hệ thần kinh trung ương làm