气管的气管生理学

气管和支气管不仅是吸入氧气、呼出二氧化碳和交换气体的主要通道。还有调节呼吸的作用。吸气时，肺部和支气管扩张，气体通过气管和支气管进入肺部。当气体体积达到一定体积时，引起位于气管和支气管平滑肌的感受器兴奋，冲动从迷走神经传到延髓呼吸中枢，抑制吸气中枢，停止吸气，转为呼气。呼气时，肺和支气管回缩，减弱了对气管和支气管感受器的刺激，解除了对吸气中枢的抑制，于是吸气中枢再次兴奋，开始另一个呼吸循环。呼吸时，由于气管、支气管腔增宽，胸腔扩张，膈肌减小，呼吸道内压力低于外界压力，有利于气体吸入。另一方面，呼气时，呼吸道内压力高于外界，气体排出。正常情况下，气管、支气管管腔通畅，气道阻力小，气体交换充分。动脉氧分压10.7 ~ 13.3 kPa(80 ~ 100 mmHg)，二氧化碳分压4.6~6.0kPa(35~45mmHg)，氧饱和度95%以上。气管、支气管疾病，如炎症，由于黏膜肿胀、分泌物增多，气管、支气管管腔变窄，气道阻力增加，阻碍气体交换，所以氧分压降低，二氧化碳分压升高，血氧饱和度也降低。清洁功能:

气管和支气管上皮内每个纤毛细胞顶端伸出约200根长约5μm的纤毛，与粘膜表面的杯状细胞和粘膜下腺体分泌的粘液和浆液形成粘膜纤毛运输系统。随空气吸入的灰尘、细菌等颗粒沉积在粘液层上，粘液层通过纤毛有节奏的拍打，由下而上运动，将其推向喉咙，被咳出。据测量，纤毛每分钟摆动1000~1500次，每次摆动可推动粘液层约16μm，传递速度可达每分钟1~3cm。睫状搏动频率，CBF)对温度的变化相当敏感。低温降低CBF，高温增加CBF。正常的纤毛运动依赖于粘膜表面的粘液层，气道每天分泌约100~200ml粘液维持正常的纤毛运动。当感染或吸入有害气体影响粘液分泌或损害纤毛运动时，可影响呼吸道的清洁功能。此外，虽然吸入的气体主要在口鼻和咽部加热加湿，但气管和支气管也能对吸入的气体持续加热加湿，使气体进入肺泡时湿度可达84%左右，温度与体温相当；如果室外温度高于体温，呼吸血流可以将吸入的气体冷却到体温水平。免疫功能:

包括非特异性免疫和特异性免疫。除了粘膜纤毛运输系统的清洁功能和粘膜内巨噬细胞对入侵微生物的吞噬消化作用外，还有一些非特异性的可溶性因子，包括溶菌酶、补体、转铁蛋白和α1-抗胰蛋白酶。溶菌酶可以溶解和杀死细菌；补体被抗原抗体复合物激活后，具有溶菌、杀菌、灭活病毒的作用。转铁蛋白有很强的抗菌作用；α1-抗胰蛋白酶能抑制多种酶的活性，从而抵抗和减轻炎症时这些酶对组织的损伤。特异性免疫包括体液免疫和细胞免疫。呼吸道含有参与体液免疫的各种球蛋白，包括IgA、IgG、IgM和IgE，其中IgA最多，主要是分泌型IgA。呼吸细胞免疫主要产生各种淋巴因子，如巨噬细胞移动抑制因子、巨噬细胞激活因子、淋巴毒素、转移因子和趋化因子。防御性咳嗽和屏气反射:

气管和支气管的粘膜下层富含感觉传入神经末梢，主要来自迷走神经。机械或化学刺激沿此神经传入延髓，然后传出神经支配声门和呼吸肌，引起咳嗽反射。先深吸气，然后声门关闭，呼吸肌强烈收缩，肺内压力和胸膜腔压力迅速上升，然后声门突然打开。由于气压差很大，呼吸道内的空气以极高的速度冲出，排出呼吸道内的分泌物或异物，具有保持呼吸道清洁畅通的作用。孩子咳嗽能力弱，呼吸道分泌物排出能力差。感染时分泌物增多，容易滞留在下呼吸道。另外，突然吸入冷空气和刺激性化学气体时，反射性引起呼吸暂停、声门关闭和支气管平滑肌收缩的屏气反射，使有害气体难以进入，使下呼吸道不受伤害。