Là quá trình lưu thông không khí giữa khí quyển và các phế nang được thực hiện thông qua các động tác hô hấp, cơ chế được giải tích qua định luật Boyle – Định luật diễn tả mối liên quan giữa thể tích và áp suất.

1. Động tác hít vào

 

 

 

● Hít vào thông thường: Đây là động tác chủ động, cần năng lượng cho co các cơ hô hấp. cơ hoành, cơ bậc thang, cơ răng to, cơ liên sườn trong và ngoài. Kích thước lồng ngực tăng cả ba chiều, áp suất trong lồng ngực và phổi giảm làm không khí đi từ môi trường vào phổi

Tăng chiều trên dưới do hai vòm cơ hoành sẽ phẳng ra và hạ thấp về phía bụng. Hạ thấp 1 cm có thể làm tăng thể tích lồng ngực lên 250 cm³. Hít vào bình thường cơ hoành hạ thấp 1,5 cm

 

Tăng chiều trước sau và ngang do các cơ liên sườn co lại, xương sườn chuyển từ tư thế nghỉ chếch ra trước và xuống dưới sang tư thế nằm ngang hơn và đưa ra trước.

● Hít vào gắng sức huy động thêm cơ hít vào phụ, cơ hoành hạ thấp 7 - 8 cm, thể tích lồng ngực tăng 1500 - 2000 cm³, thể tích không khí hít vào thêm khoảng 1500- 2000 ml.
cơ ức đòn chũm, cơ ngực, cơ chéo

2.  Động tác thở ra

● Thở ra thông thường: Đây là động tác thụ động, các cơ hít vào giãn, các xương sườn hạ xuống, các vòm hoành lại lồi lên phía trên lồng ngực. Lồng ngực trở về vị trí ban đầu , dung tích lồng ngực giảm làm áp suất của phổi tăng lên, đẩy không khí ra ngoài.

● Thở ra gắng sức: Đây là động tác tích cực, cần co thêm các cơ thành bụng, kéo xương sườn xuống thấp hơn nữa, ép thêm vào các tạng bụng, dồn cơ hoành lồi thêm lên phía trên làm dung tích lồng ngực tiếp tục giảm, ép vào phổi đẩy thêm khoảng 1000-1200 ml khí ra ngoài.

Càng hít vào  áp suất càng âm
- Khi hít vào hết sức có thể xuống tới -30 mmHg.
- Khi thở ra hết sức còn khoảng -1 mmHg.
Ở thì thở ra, phổi thu nhỏ lại thì lực đàn hồi giảm xuống và áp suất bớt âm hơn, giảm bớt lực tách giữa lá thành và lá tạng, thể tích khoang ảo, áp suất âm dần trở về trạng thái ban đầu, càng thở ra áp suất âm càng bớt âm 
- Ở cuối thì thở ra bình thường khoảng -4 mmHg.
- Ở cuối thì hít vào bình thường khoảng -6 mmHg.

3. Các yếu tố ảnh hưởng đến chức năng thông khí phổi bao gồm: Sức căng bề mặt phế nang, sức cản của đường dẫn khí và độ đàn hồi của phổi.

Lưu lượng khí tỷ lệ nghịch với sức cản đường dẫn khí. Chịu ảnh hưởng bởi hệ phó giao cảm, cơ trơn đường dẫn khí. Trong COPD- chronic obtructive pulmonary disease, viêm phế quản mạn, hen: Sức cản tăng, giảm lưu lượng khí.

Độ đàn hồi của phổi chịu ảnh hưởng của sức căng bề mặt phế nang và khả năng chun giãn của phổi. Độ đàn hồi giảm trong lao phổi, giảm chất hoạt diện, phù phổi, liệt cơ hô hấp, khí phế thũng...

4. Một số động tác hô hấp đặc biệt

- Rặn: Là động tác thở ra gắng sức, gây co mạnh  cơ hoành và cơ thành bụng, tạo sức ép vào các tạng trong ổ bụng phối hợp với sự  co của các cơ bàng quang, trực tràng, tử cung.

- Ho: Xảy ra khi phế quản bị kích thích.Hít vào sâu, đóng thanh môn lại, rồi thở ra tạo áp suất lớn trong lồng ngực, sau đó thanh môn đột ngột mở ra, một luồng không khí có áp suất cao bật nhanh qua miệng đẩy các vật lạ, đờm... trong đường hô hấp ra ngoài.

- Hắt hơi: Xảy ra khi bị kích thích ở mũi (ngửi phải hơi có tính kích thích), viêm mũi, lạnh. Giống ho, nhưng luồng không khí có áp suất cao đi qua mũi đẩy vật lạ ra ngoài.

- Nói: Khi thở ra gây rung động thanh đới nhờ cử động phối hợp của lưỡi, môi phát thành âm, có ý nghĩa lớn vì nó biểu hiện hoạt động chức năng cao cấp của bộ não loài người.

- Ngáp

- Nấc

Các thể tích, dung tích hô hấp và lưu lượng thở

1. Các thể tích hô hấp

-TV: thể tích khí lưu thông trong một lần hít vào hoặc thở ra bình thường.

-IRV: thể tích dự trữ hít vào là thể tích khí hít vào thêm sau hít vào bình thường.

-ERV: thể tích dự trữ thở ra là thể tích khí thở ra tối đa sau thở ra bình thường.

-RV: thể tích khí cặn đo theo nguyên tắc pha loãng khí (nitơ hoặc heli).

2. Các dung tích hô hấp là tổng của hai hay nhiều thể tích thở.

- VC (hay SVC): dung tích sống là thể tích tối đa huy động được trong một lần hô hấp, thể hiện khả năng của cơ thể đáp ứng về mặt hô hấp với các hoạt động gắng sức.
Phụ thuộc vào tuổi, giới, chiều cao, nam cao hơn nữ, giảm ở người già và  một số bệnh phổi hay ngực (tràn dịch màng phổi, u phổi, gù, vẹo lồng ngực…); tăng lên nhờ luyện tập.

- FVC: dung tích sống thở mạnh là thể tích khí thu được do thở ra thật nhanh, thật mạnh và thật hết sức sau khi hít vào thật hết sức. Người bình thường FVC hơi thấp hơn VC một chút.

- IC: dung tích hít vào thể hiện khả năng hô hấp thích ứng với nhu cầu cung cấp O2­ tăng lên của cơ thể. Bình thường khoảng 2000 – 2500 ml.

- FRC: dung tích cặn chức năng bình thường khoảng 2000 ml đến 3000 ml.
Thể tích khí này pha trộn với lượng không khí mới hít vào taọ hỗn hợp khí để trao đổi với máu. FRC tăng lên trong một số bệnh gây khí phế thũng phổi hoặc giãn phế nang như hen phế quản, bệnh bụi phổi ở giai đoạn nặng (FRC tăng làm cho khí hít vào pha trộn càng nhiều, nồng độ O2 càng thấp, hiệu suất trao đổi khí với máu càng nhỏ).

- TLC: dung tích toàn phổi, khoảng 5 lít, thể hiện khả năng chứa đựng của phổi.

3.  Các lưu lượng thở

● Lưu lượng thở là lượng thể tích khí được huy động trong một đơn vị thời gian (lít/phút hoặc lít/giây), nói lên khả năng hay tốc độ huy động khí đáp ứng nhu cầu cơ thể và sự thông thoáng của đường dẫn khí.

Đo dung tích sống thở mạnh và phân tích đồ thị FVC theo thời gian sẽ cho biết các thông số về lưu lượng khoảng, lưu lượng điểm

Lưu lượng khoảng bao gồm FEV₁ và FEF (MEF)

Thể tích thở tối đa giây đầu tiên – FEV₁ là thể tích khí lớn nhất có thể thở ra được trong một giây đầu tiên. Người bình thường FEV₁ chiếm khoảng 75% dung tích sống. Tỷ số được gọi là tỷ số Tiffeneau. Tiffeneau giảm khi FEV1 giảm, đánh giá khả năng làm việc của phổi, mức độ đàn hồi của phổi, lồng ngực và cơ hoành.

Lưu lượng tối đa trung bình trong một khoảng nhất định của FVC: ký hiệu là FEF hoặc MEF cùng với khoảng phần trăm của FVC đã thở ra.

FEF 0,2-1,2: Là lưu lượng trung bình thở ra ở quãng đầu của FVC
FEF 25-75 hoặc MMEF: Là lưu lượng trung bình thở ra ở quãng giữa của FVC,

- Lưu lượng tức thời tại một điểm xác định của FVC: ký hiệu là FEF đi cùng với một số % thể tích của FVC đã thở ra hoặc MEF đi cùng với số % thể tích của FVC còn lại trong phổi.

+ Lưu lượng đỉnh (PEF hay PF): đo tại điểm bắt đầu thở ra gắng sức sau khi đã hít vào hết sức, có giá trị gần bằng TLC và phụ thuộc vào khả năng gắng sức của đối tượng.
+ FEF 25 hoặc MEF 75: lưu lượng thở ra tại vị trí còn lại 75% của FVC.
+ FEF 50 hoặc MEF 50: lưu lượng thở ra tại vị trí còn lại 50% của FVC.
+ FEF 75 hoặc MEF 25: lưu lượng thở ra tại vị trí còn lại 25% của FVC.

● Thông khí phút (): là đo lưu lượng khí thở được trong một phút lúc nghỉ ngơi.

Thông khí tối đa phút ():  là lượng khí tối đa có thể huy động được trong một phút, đánh giá khả năng hô hấp trong lao động nặng, thể thao hoặc tình trạng gắng sức khác, khả năng dự trữ hô hấp, tính đàn hồi của phổi.
Để đo  chúng ta cho đối tượng đo thở nhanh và thở sâu trong khoảng 6 giây rồi quy ra trong 1 phút.

● Thông khí phế nang (A.): là mức không khí trao đổi ở tất cả các phế nang trong một phút, là mức thông khí có hiệu lực. Không khí thở ra là hỗn hợp của không khí đựng trong các phế nang có trao đổi khí với máu và không khí đựng trong đường dẫn khí không trao đổi khí với máu (được gọi là "khoảng chết" của bộ máy hô hấp).

- Khoảng chết giải phẫu: là khoảng không gian trong bộ máy hô hấp không có diện trao đổi khí với máu, bao gồm toàn bộ các đường dẫn khí.

- Khoảng chết sinh lý: là khoảng chết giải phẫu cộng thêm các phế nang không trao đổi khí với máu được (như xơ hoá phế nang, co thắt mao mạch và phế nang…).

- Thể tích không khí trong khoảng chết luôn luôn thay đổi vì các ống dẫn khí của bộ máy hô hấp không phải là những ống cứng rắn, trung bình khoảng 140 ml.

- Thở sâu có lợi hơn thở nông vì thở chậm và sâu thì không khí khoảng chết giảm, thông khí phế nang tăng, tăng hiệu quả trao đổi khí (phương pháp dưỡng sinh).

4. Rối loạn chức năng thông khí

Rối loạn chức năng thông khí hạn chế		VC hoặc FVC giảm so với số lý thuyết trên 20% TLC giảm
Rối loạn chức năng thông khí tắc nghẽn		FVC và FEV1 giảm Tiffeneau < 75%
Đánh giá mức độ thông thoáng	Phế quản lớn	FEF 0,2-1,2 ; FEF 25 hoặc MEF 75
	Phế quản vừa	FEF 25-75 hoặc MMEF	FEF 50 hoặc MEF 50
	Phế quản nhỏ		FEF 75 hoặc MEF 25

5. Tổng kết

Hoạt động của cơ hô hấp tạo ra sự thay đổi áp suất trong lồng ngực khi thở ra, hít vào.

Sự thay đổi thể tích tạo ra sự thay đổi áp suất trong phổi và khoang màng phổi, tạo điều kiện cho lưu thông không khí theo nguyên tắc từ nơi có áp suất cao đến nơi có áp suất thấp.

Sức cản của đường dẫn khí bình thường thấp. Kích thích phó giao cảm, histamin làm tăng co cơ trơn , tăng sức cản đường dẫn khí. Kích thích giao cảm, adrenalin, kháng histamin làm giãn cơ giảm sức cản đường hô hấp.

Sự đàn hồi của phổi lớn do thành phần chun giãn và chất surfactant.

Resource: sinh lý học