MỘT SỐ VẤN ĐỀ HÔ HẤP:
SUFACTANT, MÀNG PHỔI, ĐIỀU HÒA HÔ HẤP
Bài viết đề cập đến 3 vấn đề chính:
1.Vai trò của chất surfactant (chất hoạt diện)
2.Màng phổi và cơ chế tạo áp suất âm trong khoang màng phổi
3.Điều hòa hô hấp
Tài liệu tham khảo:
I.Nhắc lại:
- Sức căng bề mặthiểu đơn giảm là nó có xu hướng kéo xẹpcác phế nang nhỏ, phồng vỡ các phế nang lớn.
II.Surfactant:
- Không hoà tan trong nước mà trải trên bề mặt lớp dịch lót phế nang.
- Tế bào biểu mô phế nang type 2 bài tiết.
- Surfactant được hình thành khá muộn trong thai nhi (bài tiết vào khoảng tháng thứ 6-7 bào thai), và trẻ sơ sinh không có đủ lượng surfactant thì có thể xuất hiện suy hô hấp và tử vong.
+ Hợp chất phospholipid, protein và ion canxi.
+ Quan trọng nhất là Dipalmitol phosphatidyl cholin: làm giảm sức căng bề mặt. Các DPPC được tổng hợp trong phổi từ các axit béo ( được chiết xuất từ máu hoặc tự tổng hợp trong phổi). Tổng hợp nhanh và chuyển nhanh thành surfactant. Nếu dòng máu không tới được một vùng phổi do thuyên tắc mạch thì surfactant có thể bị cạn kiệt.
+ Surfactant apoprotein và ion canxi: giúp phospholipid trải rộng trên bề mặt lớp dịch lót phế nang.
III.Vai trò của chất surfactant
1.Ảnh hưởng lên tính đàn hồi của phổi: Giảm sức căng bề mặt của lớp dịch lót phế nang 2-14 lần. sức căng bề mặt thấp trong phế nang làm tăng độ giãn nở của phổi và làm giảm công mở rộng phổi trong mỗi nhịp thở.
2.Tăng sự ổn định của phế nang: Các phế nang vốn đã không ổn định do chúng có thể xẹp do nhiều nguyên nhân (thường hình thành khi có bệnh). Trong việc sắp xếp các phế nang, có một su hướng các phế nang nhỏ --> xẹp xuống đẩy không khí sang các phế nang lớn và làm nó căng lên. Như vậy surfactant có xu hướng làm giảm quá trình này giữ ổn định các phế nang nhỏ và phế nang lớn.
|  |
2.Ảnh hưởng lên việc ngăn sự tích tụ dịch phù trong phế nang (giúp giữ khô phế nang):
- Sức căng bề mặt có xu hướng kéo xẹp các phế nang, đồng thời chúng còn có xu hướng kéo dịch ra khỏi mao mạch để vào lòng phế nang. Bằng việc giảm áp lực bề mặt này, surfactant đã ngăn cản sự rò rỉ dịch.
3.Ảnh hưởng lên sự trao đổi khí (hòa tan khí): do tạo lớp dịch lót phế nang tạo nên một mặt thoáng với khí phế nang--> làm các phân tử khí trên mặt thoáng có khuynh hướng bị kéo xuống và vào mao mạch máu hơn (tạo điều kiện tốt cho sự trao đổi khí).
Hậu quả khi mất surfactant là gì?
-Trên cơ sở chức năng trên, những điều chúng ta nghĩ tới:Phổi cứng (độ giãn nở phổi thấp), nhiều vùng xẹp phổi, các phế nang chứa đầy dịch rò rỉ-->những đặc trưng sinh lý bệnh của hội chứng suy hô hấp ở trẻ sơ sinh và bệnh lý do thiếu surfactant--> điều trị cho những trẻ sơ sinh này bằng việc phủ surfactant tổng hợp vào phổi.
B. Màng phổi và cơ chế tạo áp suất âm trong khoang màng phổi
I. Màng phổi và khoang màng phổi
- Màng phổi có 2 lá tạo bởi mô liên kết xơ mỏng và được lợp bởi một lớp trung biểu mô, có nhiều mao mạch máu và mao mạch bạch huyết:
+ Lá thành (màng phổi thành): dính sát vào mặt trong thành ngực, cơ hoành.Được chi phối bởi dây thần kinh hoành và thần kinh liên sườn.
+ Lá tạng (Màng phổi tạng) bao mặt ngoài phổi.Chi phối bởi TK giao cảm và phó giao cảm.
- Hai lá áp sát và liên tục với nhau ở rốn phổi tạo thành khoang ảo-bình thường không có khoảng trống nào mà chúng áp sát vào nhau với một lớp dịch rất mỏng.
- Sự tạo ra và tái hấp thụ dịch được cần bằng. Được tiết ra từ lá thành, hấp thu bởi hệ thống mạch bạch huyết lá tạng (một phần nhỏ được hấp thu bởi mao mạch ở lá thành) và tuân theo luật Starling: chi phối bởi áp lực thẩm thấu, áp lực keo huyết tương, áp lực thủy tĩnh, áp lực đàn hồi của lá thành và lá tạng.
- Mạch máu: màng phổi được nuôi dưỡng bởi hai hệ thống tuần hoàn:
+ Lá thành: các nhánh tách ra từ các động mạch liên sườn, vú trong và động mạch hoành.
+ Lá tạng: hệ thống các mao mạch của động mạch phổi.
|  |
II. Cơ chế tạo áp suất âm
- Áp suất trong khoang màng phổi khi nghỉ ngơi có giá trị khoảng 756mmHg thấp hơn áp suất khí quyển (760 mmHg) nên gọi là áp suất âm.
|  |
Cơ chế tạo áp suất âm:
(1) Tính chất đàn hồi của phổi và lồng ngực là yếu tố chính tạo nên áp suất âm trong khoang màng phổi.Cụ thể:
-Nhu mô phổi có tính đàn hồi lớn, luôn có xu hướng co nhỏ về phía rốn phổi. Do đó theo tính chất vật lý nếu càng bị kéo căngra thì lực đàn hồi co lại càng lớn --> Phổi ở thì hít vào bị căng giãn ra do đó nhu mô phổi (lá tạng bị kéo theo)có xu hướng co về phía rốn phổi: càng giãn nở to thì lực đàn hồi co về phía rốn phổi càng lớn--> có vai trò lớn trong việc tống khí ra trong thì thở ra.
-Trong khi lồng ngực là một khoang kín và cứng , kém đàn hổi hơn rất nhiều so với mô phổi. Ở thì hít vào lồng ngực tăng kích thước, lá thành bám sát vào thành ngực nên xu hướng hướng ra ngoài (ra xa so với rốn phổi), còn lá tạng thì có xu hướng co lại gần rốn phổi--> 2 lácó xu hướng tách xa nhaulàm cho thể tích trong khoang màng phổi tăng lên(Theo định luật vật lý, trong một bình kín nếu nhiệt độ không thay đổi, áp suất trong bình sẽ giảm khi thể tích của bình tăng lên) -->áp suất khoang ảo đã âm lại càng âm hơn.
- Khi hít vào hết sức có thể xuống tới -30 mmHg, khi thở ra hết sức còn khoảng -1 mmHg.
- Cuối thì thở ra bình thường khoảng -4mmHg.Cuối thì hít vào bình thường khoảng -6mmHg.
(2) Còn dựa vào sự tăng trưởng kích thước của lồng ngực ở đứa trẻ sau khi sinh:
- Kích thước của lồng ngực thường tăng nhanh hơn phổi vì thế khiến cho thành ngực và lá thành có xu hướng tách khỏi lá tạng.
- Mặt khác áp suất khí quyển thông qua đường dẫn khí tác động vào các phế nang luôn làm phổi nở thêm và bám sát theo thành ngực. Do tính chất đàn hồi của mô phổi nên phổi lại có xu hướng co nhỏ lại không theo độ nở của thành ngực. Sự co kéo ngược chiều nhau (lồng ngực nở to ra, mô phổi co nhỏ lại) --> tạo ra áp suất âm trong khoang màng phổi.
- Một yếu tố nữa góp phần tạo áp suất âm trong khoang màng phổi là dịch màng phổi được bơm liên tục vào các mạch bạch huyết.
III. Ý nghĩa
1.Với hô hấp:
- Chức năng thông khí:Áp suất âm trong khoang màng phổi làm cho phổi dễ dàng nở ra bám sát với thành ngực( do lá tạng luôn dính sát vào lá thành)--> làm cho phổi đi theo các cử động của lồng ngực một cách dễ dàng.
- Chức năng trao đổi khí: làm cho hiệu suất trao đổi khí đạt được cao nhất vì khi hít vào không khí vào phổi nhiều nhất là lúc áp suất âm nhất và máu về phổi nhiều nhất (tăng tưới máu phổi) tạo nên sự trao đổi khí tốt nhất nhờ sự tương đồng giữa thông khí và tưới máu phổi.
2.Với tuần hoàn:
- Áp suất âm trong khoang màng phổi làm cho lồng ngực có áp suất thấp hơn các vùng khác nên máu về tim và máu lên phổi dễ dàng, làm nhẹ gánh cho tim phải.
C.Điều hòa hô hấp
- Hô hấp được duy trì tự động, nhịp nhàng là nhờ có trung tâm hô hấp ở hành nãophát xung động làm cho các cơ hô hấp co, giãn theo một nhịp nhất định
- Quá trình điều chỉnh hô hấp cho phù hợp với nhu cầu thay đổi của cơ thể, cũng như duy trì mức độ hoạt động đều đặn nhịp nhàng của bộ máy hô hấp được gọi là điều hoà hô hấp.
- Điều hoà hô hấp sẽ làm hoạt động của các trung tâm hô hấp tăng lên hay giảm đi tuỳ lúc, do đó làm thay đổi cường độ hô hấp.
--->Như vậy điều hoà hô hấp chính là điều hoà hoạt động của các trung tâm hô hấp.
I. Cấu tạo và hoạt động của các trung tâm hô hấp
1. Cấu tạo các trung tâm hô hấp
- Trung tâm hô hấp do nhiều nhóm nơron ở đối xứng hai bên, nằm rải rác ở hành não và cầu não hợp thành và có tính tự động.
- Trung tâm hô hấp nằm ở hành não: nằm trong chất xám phía dưới nhân dây X và phía trong của nhân dây XII.
- Có 2 trung tâm hô hấp nằm ở hai bên hành não, bình thường chúng có liên hệ ngang với nhau để chỉ huy hô hấp:
+ Nếu cắt bỏ một bênhành não thì hô hấp của cơ thể cùng bên ngừng.
+ Nếu chẻ dọc hành não rồi kích thích từng bên sẽ thấy hô hấp của hai nửa cơ thể không đều nhau nữa.
- Mỗi trung tâm hô hấp lại gồm ba phần nhỏ:
+ Trung tâm hít vào(nhóm nơron hô hấp lưng) ở phía trước hành não-chủ yếu gây hít vào.
+ Trung tâm thở ra (nhóm nơron hô hấp bụng ) ở phía sau ở hành não- gây hít vào hoặc thở ra tuỳ nơron (chủ yếu thở ra).
+ Trung tâm điều chỉnh thở: ở phía trên ở cầu não. có tác dụng điều chỉnh cả tần số thở lẫn kiểu thở.
- Mỗi trung tâm là tập trung của những nơron mà sợi trục đi đến trung tâm vận động của các cơ hô hấp ở sừng trước của tuỷ sống.
|  |
- Ngoài ba trung tâm hô hấp đã nêu còn có một vùng nhận cảm hoá học nằm rất gần trung tâm hít vào.
2. Hoạt động của các trung tâm hô hấp
a. Nhóm nơron hô hấp lưng – Trung tâm hít vào
- Vị trí: nằm trải suốt hành não chủ yếu trong bó nhân đơn độc- là điểm đến của dây phế vị (X) và dây thiệt hầu (IX), đem cảm giác từ các receptor cảm thụ về hóa học, áp suất ở ngoại vi và nhiều loại rceptor ở phổicũng như các tín hiệu giác quan về trung tâm hô hấp. có vai trò cơ bản nhất điều hoà nhịp hô hấp.
- Tự động phát xung động thành nhịp gây co cơ liên sườn ngoài, cơ hoành, gây hít vào với tần số 15-18lần/phút.
- Xung động gây hít vào "tăng dần" không phải là một bùng nổ ào ạt gây hít vào gấp. Các xung trước thưa sau nhanh dần: gây từ từ hít vào trong hai giây rồi đến giây thứ ba thì đột nhiên ngừngvàgây thở ra, rồi lại bắt đầu chu kỳ mới, cứ thế sẽ gây hít vào từ từ chứ không phải kiểu hít vào gấp như ngáp cá.
- Điều hoà tốc độ hít vào có thể nhanh hoặc chậm, làm cho thời gian hít vào có thể ngắn hay dài, thời gian càng ngắn thì tần số thở càng cao.
b. Nhóm nơron hô hấp bụng: Chức năng cả hít vào lẫn thở ra
- Có cả nơron gây hít vào và nơron gây thở ra.
- Nhóm này nằm phía trước và phía sau của nhóm lưng, cách nhóm lưng 5mm.
- Khi hô hấp bình thường, nhóm nơron này không hoạt động(Chỉ hoạt động khi gắng sức). Nên bình thường thở ra là do tín hiệu hít vào của nhóm nơron lưng bị tắt gây ra.
- Khi cần tăng thông khí (gắng sức) thì tín hiệu từ nhóm nơron lưng lan sang nhóm nơron bụng (khi này trung tâm mới tham gia điều khiển hô hấp).
c. Trung tâm điều chỉnh thở
- Nằm ở nhân parabrachialis (trung khu pneumotaxic (trung khu điều hoà hô hấp) )tại phần lưng và trên của cầu não, liên tục gửi xung động đến vùng hít vào làm ngừng xung động gây hít vào của nhóm nơron này.
- Xung động điều chỉnh mà mạnh thì chỉ hít vào ngắn nửa giây đã thở ra ngay( nhịp thở nhanh, tần số cao).
- Xung động điều chỉnh yếu thì động tác hít vào kéo dài tới 5 giây hoặc hơn, ngực căng đầy không khí mới chuyển sang thở ra (nhịp thở chậm).
d. Vùng nhạy cảm hoá học ở trung tâm hô hấp
- Receptor tại trung ương: Nằm ở hành não, nhạy cảm với ion H+, CO2 tạo synap trực tiếp với trung tâm hít vào.
+ Các nơron của vùng này đặc biệt rất nhạy cảm đối với ion H+ nhưng ion này rất khó qua hàng rào máu – não, hàng rào của máu - dịch não tuỷ, cho nên tác dụng ít hiệu lực hơn carbon dioxid.
+ CO2 thấm được qua các hàng rào máu – não rất nhanh tác dụng của carbon dioxid chỉ là gián tiếp, có tác dụng mạnh là do:
Ở mô não: CO2 + H2O nhờ CA tạo thành --> H2CO3 -- > H+ + HCO3¯
H+ sinh ra tác động rất mạnh lên vùng nhạy cảm hoá học gây tăng thông khí.
- Receptor tại ngoại biên (quai động mạch chủ và xoang cảnh) : Nhạy cảm với ion H+, CO2, O2, tín hiệu truyền về trung tâm hô hấp qua dây IX, X.
- Tăng PCO2 máu động mạch trong phạm vi thông thường từ 35 đến 60-80 mmHg có thể làm tăng thông khí phế nang lên tới mười lần, còn sự giảm pH máu từ 7,5 xuống 7,3 (tăng ion H+) ảnh hưởng không đáng kể đối với lưu lượng thông khí.
- Nếu CO2 tác dụng dài ngày đối với cơ thể, thì tác dụng đó chỉ rất mạnh vài giờ đầu, sau giảm dần, sau một hai ngày chỉ còn chừng một phần năm hiệu lực lúc đầu. Người ta giải thích hiện tượng thích nghi đó một phần là do thận điều chỉnh lại nồng độ ion H+ trở về bình thường.
- Như vậy, tác dụng của tăng nồng độ CO2 được chia thành hai giai đoạn trong điều hoà hô hấp : Giai đoạn cấp tính tác dụng rất mạnh và giai đoạn mạn tính tác dụng yếu sau vài ngày thích nghi.
- Vai trò thứ nhât cuả hệ hô hấp là trao đổi khí O2 và CO2 giữa không khí trong khí quyển với máu và mô. Ngoài ra còn đống vai trò quan trọng trong điều hòa pH cơ thể.
- Hệ hô hấp được chia thành cấu trúc đảm bảo thông khí và cấu trúc đảm nhận việc trao đổi khí.
- Bình thường nhịp thở trong một phút là 14-18 lần, thay đổi theo giới, tuổi và theo mức độ chuyển hoá của cơ thể.
- Trung tâm hít vào phát xung động thì trung tâm thở ra bị ức chế.
- Trung tâm điều chỉnh thở liên tục phát xung động ức chế có chu kỳ trung tâm hít vào.
- Hoạt động của các trung tâm hô hấp tăng hoặc giảm để đáp ứng với nhu cầu oxy của cơ thể là do ảnh hưởng của nhiều yếu tố tác động lên trung tâm hô hấp.
(1) Vai trò của CO2
- Ở nồng độ bình thường, CO2 có tác dụng duy trì nhịp hô hấp cơ bản. CO2 thấp quá sẽ gây ngừng thở (cấp cứu người ngất bằng hỗn hợp carbogen 95% O2 và 5% CO2 tốt hơn O2 nguyên chất).
- Khí CO2 tăng kích thích tăng hô hấp--> Tăng thông khí làm cho tăng đào thải CO2 khỏi cơ thể. Khi nồng độ CO2 trong không khí thở tăng cao hơn trong phế nang thì dù có tăng hô hấp cũng không thải được nhiều CO2 hơn nữa, do đó xuất hiện những triệu chứng nhiễm độc CO2 như nhức đầu, buồn nôn, rối loạn tuần hoàn, hôn mê...
Cơ chế:
- Tác động gián tiếp qua H+ vào vùng nhạy cảm hoá học ở trung tâm hô hấp (đọc thêm trên phần Vùng nhạy cảm hoá học ở trung tâm hô hấp).
- Tác động trực tiếp vào các receptor nhận cảm hoá học ở xoang động mạch cảnh và quai động mạch chủ mà gây nên phản xạ tăng hô hấp.
- Ở trẻ sơ sinh, do tuần hoàn nhau thai bị cắt, cơ thể chưa thải được CO2 và do cử động, CO2 trong máu tăng kích thích trung tâm hít vào gây nên tiếng khóc chào đời.
(2) Vai trò của O2
- Khi giảm phân áp oxy trong không khí -->phân áp oxy trong phế nang cũng giảm theo:
+ Khi phân áp oxy trong không khí thở còn cao ở mức xấp xỉ 100 mmHg thì độ bão hoà oxy của máu chỉ giảm ít (từ 95% xuống 90%) và sự thiếu oxy lúc này ít có tác dụng làm tăng thông khí.
+ Chỉ khi nồng độ oxy xuống thấp dưới mức 60 mmHg mới có tác dụng làm tăng thông khí, lúc đầu làm tăng độ sâu của thở, sau làm tăng cả số lần thở.
- Phân áp O2 thấp tác động vào các cảm thụ hoá học của động mạch cảnh và quai động mạch chủ làm trung tâm hô hấp tăng tính mẫn cảm với CO2 do vậy có tác dụng trong điều hoà hô hấp.
|   |
- Những receptor nhận cảm áp suất và hoá học trong cơ thể cũng có tác dụng điều hoà hô hấp. Huyết áp tăng ở quai động mạch chủ và xoang động mạch cảnh tác động vào các receptor nhận cảm áp suất ở đây làm giảm hô hấp và ngược lại.
(4) Vai trò của thần kinh cảm giác nông
- Kích thích những dây thần kinh cảm giác nông, nhất là dây V, sẽ có tác dụng làm thay đổi hô hấp. Kích thích nhẹ làm thở sâu, kích thích mạnh làm ngừng thở.
- Cử động khớp dù là tích cực hay thụ động đều làm tăng hô hấp do kích thích các dây thần kinh cảm giác xuất phát từ cơ, gân, khớp và có ý nghĩa tăng thông khí khi vận cơ.
(5) Vai trò của dây X
- Phản xạ Hering –Breuer : Khi hít vào, các phế nang và tiểu phế quản giãn ra, kích thích các đầu cảm thụ sức căng của dây X nằm trong phổi, gây tín hiệu ức chế truyền về trung tâm hít vào. Càng hít vào nhiều ức chế càng tăng, cho tới khi trung tâm hít vào bị ức chế hoàn toàn, các cơ hít vào giãn ra, phổi xẹp lại, không kích thích các đầu dây X nữa, trung tâm hít vào được giải phóng lại hoạt động.
- Chỉ khi thở sâu với mức thể tích lưu thông lên tới 1,5 lít mới gây phản xạ này nên tác dụng bảo vệ phổi khỏi bị quá căng phồng, ít có vai trò trong điều hoà nhịp thở cơ bản.
- Khi cắt đứt cả hai dây X, hô hấp sẽ chậm lại cho tới một tần số rất thấp--> dây X có tác dụng trung gian quan trọng trong cơ thể tự duy trì hoạt động nhịp nhàng của trung tâm hô hấp tức là duy trì sự kế tục giữa hai thì hít vào và thở ra.
(6)Vai trò của thân nhiệt:
- Tăng thân nhiệt làm tăng chuyển hoá trung tâm hô hấp, kích thích tăng tần số hô hấp: Sốt hay kèm theo tăng nhịp thở, trung bình thân nhiệt cứ tăng 1oC thì nhịp thở tăng 2-3 lần trong mỗi phút.
(Sốt hay kèm theo nhịp tim nhanh. Nhìn chung cứ nhiệt độ tăng 1oC thì nhịp tim tăng từ 10 đến 15 nhịp mỗi phút.)
(7)Vai trò của các trung tâm thần kinh khác
- Trung tâm nuốt hưng phấn sẽ ức chế hô hấp thức ăn không đi vào đường dẫn khí được.
- Vỏ não và một số trung tâm cấp cao khác qua đường thần kinh vỏ não – tủy chi phối hoạt động các cơ hô hấp, sự thay đổi cảm xúc thông qua hệ limbic cũng làm thay đổi nhịp hô hấp tuy nhiên tác dụng này chỉ xuất hiện và duy trì trong một giới hạn nhất định.
---Bài viết còn nhiều thiếu sót mong bạn đọc góp ý thêm---
--- Theo dõi tại: http://kienthucykhoacuatoi.blogspot.com---
Tài liệu tham khảo:
