气道粘膜的功能与麻醉期间调控

1、气管黏膜的结构和功能气管黏膜的结构和功能 黏膜表面为假复层纤毛柱黏膜表面为假复层纤毛柱 状上皮，由纤毛细胞、杯状上皮，由纤毛细胞、杯 状细胞、基细胞、刷细胞状细胞、基细胞、刷细胞 和弥散的神经内分泌细胞和弥散的神经内分泌细胞 等组成。等组成。 气管黏膜的结构和功能气管黏膜的结构和功能 1、 纤毛细胞呈柱状，游离面有纤毛，每个细胞约有纤毛细胞呈柱状，游离面有纤毛，每个细胞约有300根，核卵圆根，核卵圆 形，位于细胞中部。纤毛向咽侧呈快速摆动，将黏液及附于其上的尘形，位于细胞中部。纤毛向咽侧呈快速摆动，将黏液及附于其上的尘 粒，细菌等异物推向咽部被咳出，故纤毛细胞有净化吸入空气的重要粒，细菌等异物

2、推向咽部被咳出，故纤毛细胞有净化吸入空气的重要 作用。作用。 2、 杯状细胞也甚多，其结构与肠道上皮的杯状细胞相似，顶部胞质杯状细胞也甚多，其结构与肠道上皮的杯状细胞相似，顶部胞质 内含大量黏原颗粒，细胞分泌的黏蛋白是一种大分子糖蛋白，它与管内含大量黏原颗粒，细胞分泌的黏蛋白是一种大分子糖蛋白，它与管 壁内腺体的分泌物在上皮表面共同构成一道黏液性屏障，粘附吸入空壁内腺体的分泌物在上皮表面共同构成一道黏液性屏障，粘附吸入空 气中的异物，溶解吸入的气中的异物，溶解吸入的SO2、CO等有害气体，随黏液咳出。等有害气体，随黏液咳出。 3、 基细胞呈锥形，位于上皮深部，是一种未分化的细胞，有增殖和基细胞

3、呈锥形，位于上皮深部，是一种未分化的细胞，有增殖和 分化能力，可分化形成前述两种细胞。分化能力，可分化形成前述两种细胞。 4、 刷细胞呈柱状，游离面有许多排列整齐的微绒毛，形如刷状。刷刷细胞呈柱状，游离面有许多排列整齐的微绒毛，形如刷状。刷 细胞的功能尚不清楚，可能有一定吸收作用。细胞顶部可见基粒，因细胞的功能尚不清楚，可能有一定吸收作用。细胞顶部可见基粒，因 此认为它可能是一种未成熟的纤毛细胞。有的刷细胞基部可见与传入此认为它可能是一种未成熟的纤毛细胞。有的刷细胞基部可见与传入 纤维构成的突触，故它还可能有感受刺激的功能。纤维构成的突触，故它还可能有感受刺激的功能。 气管及其以下分支的导气部

4、管壁上皮内还有弥散的神经内气管及其以下分支的导气部管壁上皮内还有弥散的神经内 分泌细胞，细胞呈锥体形，散在于上皮深部，胞质内有许分泌细胞，细胞呈锥体形，散在于上皮深部，胞质内有许 多致密核心颗粒，故又称小颗粒细胞。多致密核心颗粒，故又称小颗粒细胞。 免疫细胞化学研究证明，细胞内含有多种胺类或肽类物质，免疫细胞化学研究证明，细胞内含有多种胺类或肽类物质， 如如5-羟色胺、蛙皮素、降钙素、脑啡肽等，分泌物可能通羟色胺、蛙皮素、降钙素、脑啡肽等，分泌物可能通 过旁分泌作用，或经血液循环，参与调节呼吸道血管平滑过旁分泌作用，或经血液循环，参与调节呼吸道血管平滑 肌的收缩和腺体的分泌。肌的收缩和腺体的分

5、泌。 固有层结缔组织中的弹性纤维较多，使管壁具有一定弹性。固有层结缔组织中的弹性纤维较多，使管壁具有一定弹性。 固有层内也常见淋巴组织，它与消化管管壁内的淋巴组织固有层内也常见淋巴组织，它与消化管管壁内的淋巴组织 一样，也有免疫性防御功能。浆细胞分泌的一样，也有免疫性防御功能。浆细胞分泌的IgA与上皮细与上皮细 胞产生的分泌片结合形成分泌性胞产生的分泌片结合形成分泌性IgA，释放入管腔内，可，释放入管腔内，可 抑制细菌繁殖和病毒复制，减弱内毒素的有害作用。抑制细菌繁殖和病毒复制，减弱内毒素的有害作用。 呼吸道粘液纤毛清除防御系统呼吸道粘液纤毛清除防御系统 一、呼吸道粘液纤毛清除防御系统的组成一

6、、呼吸道粘液纤毛清除防御系统的组成 粘液纤毛清除防御系统（以下简称粘液纤毛系统）位粘液纤毛清除防御系统（以下简称粘液纤毛系统）位 于传导性气道上皮，分布于鼻腔的后于传导性气道上皮，分布于鼻腔的后2/3部分；鼻窦；鼻部分；鼻窦；鼻 咽部；气管；支气管；细支气管。咽部；气管；支气管；细支气管。 气道粘液纤毛清除功能是呼吸道重要的防御机制。它气道粘液纤毛清除功能是呼吸道重要的防御机制。它 包括柱状上皮细胞、纤毛、粘液层、浆液层、杯状细胞和包括柱状上皮细胞、纤毛、粘液层、浆液层、杯状细胞和 浆液细胞。粘膜表面由柱状上皮细胞与杯状细胞等紧密结浆液细胞。粘膜表面由柱状上皮细胞与杯状细胞等紧密结 合而成合而

7、成 ,附着于纤丝交织成的基础上附着于纤丝交织成的基础上 ,柱状上皮细胞与杯状柱状上皮细胞与杯状 细胞之比约为细胞之比约为 5 1,在粘膜上皮层下有不规则排列的基细在粘膜上皮层下有不规则排列的基细 胞和中间细胞组成的假复层上皮细胞。胞和中间细胞组成的假复层上皮细胞。 在纤毛上漂浮着在纤毛上漂浮着2um厚的凝胶层（也称粘液层），主厚的凝胶层（也称粘液层），主 要由杯状细胞和粘液腺细胞分泌；其下有要由杯状细胞和粘液腺细胞分泌；其下有6um后的低稠度后的低稠度 的溶胶层（也称浆液层），由浆液腺细胞分泌的溶胶层（也称浆液层），由浆液腺细胞分泌 。粘液层。粘液层 和浆液层构成了粘液毯。粘液层是一种有和浆液

8、层构成了粘液毯。粘液层是一种有“粘弹性粘弹性”的凝的凝 胶样半固体，具有一定的粘度可吸附吸入的外来颗粒、病胶样半固体，具有一定的粘度可吸附吸入的外来颗粒、病 原菌、微生物等。纤毛只在溶胶层中摆动。原菌、微生物等。纤毛只在溶胶层中摆动。 粘液纤毛系统的功能粘液纤毛系统的功能 气道粘液纤毛清除功能气道粘液纤毛清除功能 (MCC)是气道的重要防御机制之是气道的重要防御机制之 一一 ,它与许多肺疾病尤其是肺部感染存在密切关系它与许多肺疾病尤其是肺部感染存在密切关系 。 清除功能中位移作用的实现主要依赖柱状纤毛细胞顶端向清除功能中位移作用的实现主要依赖柱状纤毛细胞顶端向 气道腔面伸出的纤毛。而媒介作用的

9、实现主要依赖气道上气道腔面伸出的纤毛。而媒介作用的实现主要依赖气道上 皮表面覆盖的粘液毯。皮表面覆盖的粘液毯。 通过一定频率的纤毛摆动和粘液毯的更新，侵入气道的颗通过一定频率的纤毛摆动和粘液毯的更新，侵入气道的颗 粒被转运和清除，阻止了病原菌在气道的粘附、生长与繁粒被转运和清除，阻止了病原菌在气道的粘附、生长与繁 殖，预防了感染的发生。粘液毯具有防止上皮脱水、离子殖，预防了感染的发生。粘液毯具有防止上皮脱水、离子 失衡、毒性物质穿透等屏障作用。还能分泌免疫球蛋白失衡、毒性物质穿透等屏障作用。还能分泌免疫球蛋白A、 补体、干扰素、溶菌酶等免疫活性物质，对各种抗原起屏补体、干扰素、溶菌酶等免疫活性

10、物质，对各种抗原起屏 障作用障作用 。使黏膜经常保持湿润，对吸入的气体加温和加。使黏膜经常保持湿润，对吸入的气体加温和加 湿。湿。 人呼吸的相关参数人呼吸的相关参数 正常成人每天要吸入正常成人每天要吸入10000-12000L空气，鼻腔及口、咽空气，鼻腔及口、咽 部黏膜表面积很大，部黏膜表面积很大，血液血液循环很旺盛，能使吸入空气加温、循环很旺盛，能使吸入空气加温、 加湿、或促使超过体温的吸入气体散热。因而在一般情况加湿、或促使超过体温的吸入气体散热。因而在一般情况 下，由于呼吸道的调节作用，无论吸入气体的成分、性质下，由于呼吸道的调节作用，无论吸入气体的成分、性质 如何，当达到肺泡时，都能被

11、转为接近体温如何，当达到肺泡时，都能被转为接近体温(37)，相对，相对 湿度为百分之百湿度为百分之百(100%)的肺泡气。的肺泡气。 在普通环境中，成年男性静息时，每天从呼出气中消耗在普通环境中，成年男性静息时，每天从呼出气中消耗 250ml水分及水分及1466.5J（350cal）热量。吸入气愈干、愈）热量。吸入气愈干、愈 冷，则丢失水分及热量愈多。冷，则丢失水分及热量愈多。 长期吸入干燥、寒冷的气体可致呼吸道脱水、纤毛功能减长期吸入干燥、寒冷的气体可致呼吸道脱水、纤毛功能减 退，甚至患气管炎、支气管炎。如吸入与体温温度相似含退，甚至患气管炎、支气管炎。如吸入与体温温度相似含 饱和水蒸气的气

12、体，就可避免水分与热量的丢失。饱和水蒸气的气体，就可避免水分与热量的丢失。 气道粘膜功能的影响因素气道粘膜功能的影响因素 1、气道内环境随麻醉呼吸环路吸入混合气体而发生巨大、气道内环境随麻醉呼吸环路吸入混合气体而发生巨大 的变化，气道内温度和湿度的异常改变损伤气道粘膜，高的变化，气道内温度和湿度的异常改变损伤气道粘膜，高 浓度氧气及各种挥发性麻醉气体也经不同的机制损伤气道浓度氧气及各种挥发性麻醉气体也经不同的机制损伤气道 粘膜，气道粘膜的粘液纤毛运输系统是气管插管后机体保粘膜，气道粘膜的粘液纤毛运输系统是气管插管后机体保 留的最重要的自然防御系统，可清除外来有害粒子和病原留的最重要的自然防御系

13、统，可清除外来有害粒子和病原 微生物。微生物。 2、粘液纤毛运输系统是依靠细胞层，液体层，粘弹性、粘液纤毛运输系统是依靠细胞层，液体层，粘弹性 凝胶层之间协调关系，任一层成分的改变对粘液纤毛运输凝胶层之间协调关系，任一层成分的改变对粘液纤毛运输 系统的功能都有直接影响，其中纤毛细胞摆动频率对运系统的功能都有直接影响，其中纤毛细胞摆动频率对运 输系统起主要作用，液体层深度变化及粘液的粘弹性改变输系统起主要作用，液体层深度变化及粘液的粘弹性改变 均影响纤毛摆动频率均影响纤毛摆动频率(CBF)。 麻醉药物对气道粘膜的影响麻醉药物对气道粘膜的影响 已知吸入麻醉剂抑制气道粘膜的粘液纤毛运输功能，吸已知吸

14、入麻醉剂抑制气道粘膜的粘液纤毛运输功能，吸 入氟烷或安氟醚时产生剂量依赖的、可逆的粘液纤毛运输入氟烷或安氟醚时产生剂量依赖的、可逆的粘液纤毛运输 的抑制，的抑制，3MAC的氟烷、安氟醚和异氟醚均使人鼻纤毛上的氟烷、安氟醚和异氟醚均使人鼻纤毛上 皮皮纤毛摆动频率（纤毛摆动频率（CBF）明显下降。七氟醚对支气管）明显下降。七氟醚对支气管 粘膜纤毛粘液转运率有明显的与吸入浓度相关的抑制作用粘膜纤毛粘液转运率有明显的与吸入浓度相关的抑制作用 异丙酚静脉麻醉不抑制相反加快了支气管粘液运输速度，异丙酚静脉麻醉不抑制相反加快了支气管粘液运输速度， 依剂量增加纤毛摆动频率，故有保护气道粘膜的作用。依剂量增加纤

15、毛摆动频率，故有保护气道粘膜的作用。 瑞芬太尼临床用药浓度可以降低纤毛摆动频率，其作用随瑞芬太尼临床用药浓度可以降低纤毛摆动频率，其作用随 瑞芬太尼的浓度增加而加大。舒芬太尼、芬太尼对纤毛摆瑞芬太尼的浓度增加而加大。舒芬太尼、芬太尼对纤毛摆 动频率无影响。动频率无影响。 控制通气对气道的影响控制通气对气道的影响 干冷气体直接进入下呼吸道，可损伤气道粘膜上皮细胞，干冷气体直接进入下呼吸道，可损伤气道粘膜上皮细胞， 粘膜粘液分泌和纤毛运动受影响，气道自净能力降低或消粘膜粘液分泌和纤毛运动受影响，气道自净能力降低或消 失；失； 影响咳嗽功能；影响咳嗽功能； 气道失水增多（气道失水增多（800-100

16、0ml/d），分泌物易变粘稠而形），分泌物易变粘稠而形 成痰栓阻塞气道，影响通气功能；成痰栓阻塞气道，影响通气功能； 肺泡表面活性物质受到破坏，肺顺应性下降，引起或加重肺泡表面活性物质受到破坏，肺顺应性下降，引起或加重 炎症、缺氧；炎症、缺氧； 易诱发支气管痉挛；易诱发支气管痉挛； 易发生肺部感染等。易发生肺部感染等。 温度对气道的影响温度对气道的影响 1、气道内环境温度湿度的变化偏离核心体温气道内环境温度湿度的变化偏离核心体温3737和和100100 相对湿度越大，则气道粘膜损伤越大，对粘液纤毛运输系相对湿度越大，则气道粘膜损伤越大，对粘液纤毛运输系 统的影响也越大。统的影响也越大。 2 2

17、、气道内绝对湿度达到、气道内绝对湿度达到33mgH2O/L33mgH2O/L的国际标准才是安全的国际标准才是安全 的，但对于临床常规麻醉环路系统，吸入低温干燥的气体的，但对于临床常规麻醉环路系统，吸入低温干燥的气体 后，气道内温度湿度范围均远离这个标准，因此，对麻醉后，气道内温度湿度范围均远离这个标准，因此，对麻醉 环路必须采取湿化措施。环路必须采取湿化措施。 3 3、气体流量设置变化和使用人工鼻均是可利用的湿化措、气体流量设置变化和使用人工鼻均是可利用的湿化措 施，可增加气道内温度和湿度。施，可增加气道内温度和湿度。 麻醉机呼吸环路气体低流量可以增加气道内的温度和麻醉机呼吸环路气体低流量可以

18、增加气道内的温度和 湿度，人工鼻能补偿气体中、高流量时气道内吸入气温度湿度，人工鼻能补偿气体中、高流量时气道内吸入气温度 和湿度的降低。临床采用低流量麻醉技术和人工鼻对保护和湿度的降低。临床采用低流量麻醉技术和人工鼻对保护 病人气道粘膜有利。病人气道粘膜有利。 人工气道人工气道 人工鼻又称温湿交换过人工鼻又称温湿交换过 滤器（滤器（HME），是由数层），是由数层 吸水材料及亲水化合物制吸水材料及亲水化合物制 成的细孔网纱结构的过滤成的细孔网纱结构的过滤 装置，它能模拟鼻的功能，装置，它能模拟鼻的功能， 将呼出气体中的热和水气将呼出气体中的热和水气 收集并保留下来，吸气时收集并保留下来，吸气时

19、气体经过人工鼻，以温热、气体经过人工鼻，以温热、 湿化的状态带入气道内，湿化的状态带入气道内， 保证气道获得有效、适当保证气道获得有效、适当 的湿化；同时，它对细菌的湿化；同时，它对细菌 有一定的过滤作用，能降有一定的过滤作用，能降 低管路被细菌污染的危险低管路被细菌污染的危险 性。性。 理想的湿化器特点理想的湿化器特点 吸入气管的气体温度为吸入气管的气体温度为32-36，含水量，含水量33-43g/m3， （43g/m3即即37时湿度为时湿度为100%） 在较大非为的气体流量内，气体的湿度和温度不受影响，在较大非为的气体流量内，气体的湿度和温度不受影响， 特别是高流量气体通气时特别是高流量气

20、体通气时 容易使用和保养容易使用和保养 多种成分混合的气体都可以湿化多种成分混合的气体都可以湿化 自主呼吸和控制通气都可以使用自主呼吸和控制通气都可以使用 具有自身安全机制和报警装置，防止温度过高、过度脱水具有自身安全机制和报警装置，防止温度过高、过度脱水 和触电和触电 本身的阻力、顺应性和死腔不会对自主呼吸造成负面影响本身的阻力、顺应性和死腔不会对自主呼吸造成负面影响 吸入的气体能保持无菌吸入的气体能保持无菌 谢谢 谢谢 大大 家家 人呼吸的相关参数人呼吸的相关参数 正常成人每天要吸入正常成人每天要吸入10000-12000L空气，鼻腔及口、咽空气，鼻腔及口、咽 部黏膜表面积很大，部黏膜表面积很大，血液血液循环很旺盛，能使吸入空气加温、循环很旺盛，能使吸入空气加温、 加湿、或促使超过体温的吸入气体散热。因而在一般情况加湿、或促使超过体温的吸入气体散热。因而在一般情况 下，由于呼吸道的调节作用，无论吸入气体的成分、性质下，由于呼吸道的调节作用，无论吸入气体的成分、性质 如何，当达到肺泡时，都能被转为接近体温如何，当达到肺泡时，都能被转为接近体温(37)，相对，相对 湿度为百分之百湿度为百分之百(100%)的肺泡气。的肺泡气。 在普通环境中，成年男性静息时，每天从呼出气中消耗在普通环境中，成年男性静息时，每天从呼出气中消耗 250ml水分及水分及1