杂谈

呼吸道漫游记

发布时间:2014-10-21 作者:福建省福州肺科医院 发布者:福建省福州肺科医院 阅读 : 331

 "五.一"长假的一个早晨,懵懂中听到一声哨响,接着是导游小姐柔美的解说词:你去过“肺腑” 吗?这里的世界很精彩,要闯过 “五关”,穿越气道“灌木丛”、“沼泽地”;可以看到“万木植物园”,可以看到白细胞和病原菌的惊心动魄的搏斗。但是,这里的世界也很无奈,要跟许多莫明的微生物擦肩而过,弄不好会被粘液粘住,咳一声把你抛到九霄云外!怎样?有兴趣去 “漫游”一番吗?好,那就从这儿开始吧……

  这里山路十八弯,要进入“肺腑”,首先要闯过气道“五关”。因为呼吸系统是由鼻、咽、喉、气管、支气管和肺组成的。肺是进行气体交换的场所,其余则是气体的通道,所以称呼吸道。鼻、咽和喉为上呼吸道,气管、支气管为下呼吸道,肺则为呼吸系终末器官。
肺“开窍于鼻”,现在我们已经到了肺的“大门口”-鼻子。鼻子包括外鼻、鼻腔和鼻窦三个部分。外鼻所处的位置非常重要,让人“五官端正”;外鼻
下端向两侧膨出,称鼻翼。鼻翼有两个孔道,我们称它为鼻腔;鼻腔前部为鼻前孔,与外界相通;后部为鼻后孔,与鼻咽部相连。好,现在我们进去吧。
  大家注意了,这里是第一关-鼻腔。吸入性气流在这里汇集后,到鼻孔内沿着弯曲达60°~130°的主鼻道,经过鼻咽部,再向下转90°才进入气道。鼻腔前面覆盖皮肤,长有“灌木丛生”的鼻毛,后面布满粘膜,是分泌粘液的“沼泽地”,鼻毛和粘液有阻挡和吸附飞尘和微生物的作用。因此,我们要避开这些障碍才能进入。
  “导游小姐,这里怎么这么温暖?”对,因为鼻腔有丰富的血管,对吸入的空气有湿润、加温的作用。同时,当鼻腔受到有害气体刺激或微生物感染时,就会出现粘膜充血肿胀和分泌过多现象,这就可能发生鼻炎了。这里的粘膜还富有嗅神经末梢,是嗅觉的感受部分,当我们闻到臭味时,就会屏住呼吸,以示拒绝接受。好,大家再往里看。这一个个小“房间”叫鼻窦,它也可温暖、湿润吸入的空气,歌唱家很需要它的支持,因为它像音箱,会起到共鸣的作用。如果我们感冒了,引起了鼻窦炎,那“感冒声”就出来了。
  下面是第二关-咽部。你们瞧,它上宽下窄,是进入肺部的“咽喉要塞”。它的上部为鼻咽,再进去一些为口咽,下部为喉咽,其前下方通喉部。
大家小心了,这里有两条通道,靠前面有软骨构成支架的那一条叫气管,靠后面那一条叫食管。食管是“大块吃肉、大碗喝酒” 食物进入的通道,掉进去会被胃肠消化掉。但也不要过分紧张,生理结构奥妙得很,等下就会看到。
  现在看第三关-喉,也就是我们通常说的喉咙。它上通咽下连气管,由软骨作支架,外附着喉肌,内有粘膜覆盖。先生们摸摸,脖子上不是有个“喉结”吗?这就是喉部最大的软骨-甲状软骨,此外还有一些其他软骨。会厌软骨像一片树叶一样,当我们吞咽时,会厌软骨就会自动封闭喉咙,防止食物进入气管,这就是生理结构的奥妙,不然就“够呛”。
  你知道我们是怎么发音的吗?瞧,喉腔里有一对声带,当呼出的气体通过声门时,声带振动便发出声音。因此,当我们上呼吸道有炎症或过敏时,喉部粘膜发生水肿声带充血,声音便嘶哑了,严重时还会呼吸困难,甚至窒息。

  跨越风的“隧道”

  前面三道关是上呼吸道,下面就要进入下呼吸道了。
好,现在进入第四关-气管。大家在这里好像处在大风环境一样吧,是的。因为这里是呼吸系的主要通道,健康成人平和状态下,每分钟呼吸16~20次算,进出气量约为8~10升。因此,它是一条风的“隧道”。气管是一条圆形的管腔,它由10多个马蹄形的软骨通过纤维组织和平滑肌连结而成。

  成年人气管长度约10~12厘米,如果从门齿算起到气管分叉部,约有27厘米长。气管覆盖着粘膜上皮细胞,上皮细胞之间,有能分泌粘液的杯状细胞,粘膜下层也有一些腺体。粘液中除含有一般粘蛋白外,还有分泌性免疫球蛋白A和溶菌酶等。它们分别不同程度地起着抑制、溶解或杀菌、中和病毒等作用。粘膜上皮细胞表面都有纤毛,每个纤毛细胞都有1800多对纤丝,它们进行着快速而有节奏的协调摆动,从而把进入气道的飞尘及一些微生物的粘液流推向喉头,以便把它咳出去这就是痰液。
  现在已经到了气管分叉部,马上就要进入第五关了。瞧,右边这条粗短、陡直的为右主支气管;左边这条细长、较倾斜的为左主支气管。所以异物或微生物容易落入右主支气管。
  支气管好像一颗倒立的树,在肺内不断分支越分越细,总共可达23~25级,所以称支气管树。由于支气管的软骨是一种不连续的软骨片,所以,当支气管越分越细小时,软骨组织也逐渐减少,平滑肌就逐步增多,至细支气管时,软骨消失,仅有平滑肌。平滑肌受神经支配,当一种叫迷走神经的兴奋时,平滑肌收缩,支气管管腔变小,就发生呼吸困难,支气管哮喘就是由于感染或过敏等引起平滑肌痉挛性收缩而引起的。如果用了解除痉挛的药物,交感神经兴奋,平滑肌舒张,呼吸道通畅,哮喘就得到改善。

  初探奥秘的“肺腑”

  我们将要进入奥秘的“肺腑”了。不妨先参观一下它的外貌。
肺腑像两个半圆椎形,藏在胸腔内,立于心脏的两旁,有“相辅之官”的称谓。肺的顶端叫肺尖,下为肺底,肺底下面有横膈膜,把胸腔和腹腔隔开。大家瞧,肺还有“肺门”呢,它在左右肺的内侧,是肺部血管、神经和淋巴管出入的门户。
  肺的“基层单位”叫肺小叶,它是由每一个细小支气管及其分支所属的肺组织组成。毛细支气管的“下属”是细小支气管,再分支下去叫呼吸性细支气管,最后与肺泡管和肺泡囊相通,每一个肺泡囊与好多个的肺泡相连。
说起肺泡那可厉害呢。成人的肺泡总数估计约3亿~6亿个,如果将它铺展开,总面积约40~100平方米,有一个单元房间那么大,这样有利于气体交换。同时还有很大一部分肺泡处“待业”状态。因此,肺部需要手术,切掉一侧肺脏,乘下一半还可以代偿,完全没有问题。
  好,现在来看看是怎么呼吸的吧。
  人体为维持生活所需要的能量,必须吸进氧气呼出二氧化碳,这就是呼吸过程。它包含有两个阶段,即:外呼吸与内呼吸。所谓外呼吸:指的是外界的空气与肺泡内气体之间的交换,包括肺内气体与肺毛细血管内气体的交换;内呼吸:是指血液与组织细胞之间的气体交换。
  你见过风箱吗?其实外呼吸就是一种机械式的风箱式的动作。俗话说:“一个好汉三个帮”。肺本身不能自动扩张与收缩,它必须依靠胸部的骨骼、肌肉、肺的弹力和横膈膜的升降来共同完成。你不妨深吸一口气看看,你感觉到没有,肋骨向上平举了吧,胸廓的前后径是不是增大了?好,再把气呼出来,这时原来扩展的肺部因弹力组织的退缩,肺容积缩小,相应地使胸廓也变小,肺泡内压升至高过大气压力,气体便由肺内排到肺外。当然,还有许多“无名英雄”参与活动。比如,支气管在呼吸运动中也有它的“功劳”,吸气时它引伸和扩大,使气体便于通过;呼气时缩短变小,把空气“挤出”。如果它不幸患了气管炎,呼吸就会受到影响。
  你瞧,在肺脏这里,有亿万毛细血管紧密地依附在肺泡周围。这些纤细的毛细血管,仅能容许一个红细胞通过,可是从整体来说,却能将气体交换的面积扩展到70平方米的广阔区域。红细胞通过肺毛细血管所需要的时间,平常情况下只需要0.75秒,运动时更短,只要0.34秒。所以我们要提倡运动,以增加氧气的吸入和二氧化碳的排出,提高维持人体所需要的能量,增强人体抵抗了力。

  看不见的战线

  现在我们将要“参观”的是微观世界。这里有形形色色的微生物,有默默无闻的“健康卫士”-白细胞,也有妄图夺命的“隐形杀手”。我们可以在这里看到“卫士”与“杀手”搏斗的情景,大千世界,变化万千。
人们常说:“一方水土养一方人”,人体内的微生态环境也是一样。在这个环境里,也有生命因子和无生命因子。生命因子如细菌、病毒、寄生虫等,无生命因子包括微生物与其宿主的代谢产物和细胞崩解产物等。而外环境中的温度、营养、水分、气体、酸碱度、生物的理化特性等等,都是微生物群赖以生存和繁殖的生态环境条件。微生态环境失调,“水土不服”就会出“毛病”。
人是宿主个体,是微生态环境的最大生态空间。在这个生态空间中,呼吸系统像其他系统一样,只是一个生态区,而鼻、咽、喉、气管、支气管、肺,又是这个生态区的亚结构单位,众多的微生物群落在这里定居。微生物依自己的特性,哪里适合那里就是它的原籍生态环境,其他部位则是外籍生态环境。同样是上呼吸道生态环境,其又可分为许多生态点。当生态点只有一个物种生存时,那就是一维生态位,多物种存在时就是多维生态位。
  当婴儿“哇哇”坠地时,鼻、咽部并没有细菌。但由于“尘世”的熏陶,母体或周围人群的“传授”,出生12小时左右就可在鼻、鼻咽及喉咙检出一般需氧菌。接着又借助哺乳等机会,各种微生物迅速定居到婴儿体内,婴儿便成为一个宿主个体。微生物群与宿主“和平共处”、相互依存,形成了协调的微生态环境。
  大家知道,动植物都有它喜好的栖息地或产地,这就是微生态环境的特异性。这一块“宝地”是某一种微生物的原籍生境,而对另一种微生物来说却是外籍生境。例如鼻咽部是流感噬血杆菌的原籍生境,而肠道却是它的外籍生境。然而,季节变化与带菌率的变化有明显的关系。在夏季,一些细菌像肺炎链球菌、流感噬血杆菌、溶血性链球菌等等种群,大部分局限于鼻咽,而冬季及早春则有“迁徙”至鼻腔或气管的倾向;在寒冷潮湿季节比炎热干燥季节,鼻咽区的肺炎链球菌较多,而流感噬血杆菌则较少。这也许说明为什么一些呼吸道疾病与季节变化有关。
  你知道吗?我们体内约有一百亿亿个这样那样的细胞,而真正属于自己的只占10%,90%却是“寄生”在我们体内的各种微生物。这些微生物群起到了机体内屏障的作用。它们在呼吸道各个态位点中的特定细胞外生长繁殖,与宿主“同呼吸,共生存”。这些微生物吸收我们体内的营养,其释放出的酶35%为宿主所利用,可谓“营养与共,息息相关”。有的甚至能与生态位点的细胞表面的受体结合,阻碍外籍生态环境的微生物袭击,有的会刺激宿主生成免疫力,制造生物抗生素等,保持宿主体内微生态平衡。
  这里说个真实的故事。那是1950年,我国有位著名的医学家遇到的一个病例。一个18岁的男青年,因患“鼠咬热”而住院。经检验,其病原菌为鼠型链丝杆菌,对青霉素、链霉素敏感。经大剂量用药后,病情一度好转,但旋即恶化死亡。为什么?究其原因,那是因为大量抗生素应用后,消灭了“鼠咬热”的病原菌,但同样也杀死了有益的微生物,引起体内微生态失调,又发生了肺炎杆菌败血症,从而夺去了患者年轻的生命。当时这些医学家就已语重心长地指出:“在光辉的抗生素降临以后,我们必须注意其给人类带来的阴影:扰乱正常微生物群和引起菌群失调。”因此,不能滥用抗生素,否则菌群失调,效果不堪设想。
  好,现在来看看这个世界的精彩场面,我们不妨选择吞噬细胞与结核杆菌搏斗的特写镜头来进行观察。

  
 
  大家瞧,这就是结核杆菌。它长得多么细长,稍弯曲或挺直,两端钝圆,“身长”1~4微米,“体宽”0.3~0.6微米。有时单个散在,有时多条相互粘附在一起呈人、T、Y、V型排列,再多时还会像“菊花冠”样。它从进入肺泡通过淋巴系统到达血循环的最快时间只要6个小时,如果抄小路从肺部局部的毛细血管直接进入血循环的话,只要1个小时即可走遍全身。别看它小细菌一条,它一年可要吞掉全世界300万人口啊!
“魔高一尺,道高一丈”。当然,人体不能让它畅行无阻为所欲为。结核杆菌进入肺脏,人体就会响起“警报”,动员免疫系统起来与其作斗争。
下面请看白细胞与结核杆菌作殊死搏斗的“特写镜头”。
  瞧,这叫大单核细胞,它能吞噬结核杆菌。当体内还没产生针对结核杆菌免疫力的时候,它就能吞噬结核杆菌,不过能力不强,有时结核杆菌反而躲在吞噬细胞里头,成为它的避风港,繁殖后代;也有的吞噬细胞与结核杆菌搏斗时同归于尽。就这样前仆后继,经过大约3~12周左右,体内产生了针对结核杆菌的获得性免疫力,这下能力大增,不仅对结核杆菌,甚至对其它微生物也有一定的抵抗能力,这就是通常说的细胞免疫力。
  吞噬细胞有小吞噬细胞和大吞噬细胞之别。瞧,这种会随血液流动游走“巡逻”的属小吞噬细胞;镇守在肺脏、肝脏内不游走的是大吞噬细胞。你们看,由于结核杆菌的入侵,在肺部这里发生了炎症,这时体内分泌出一种化学吸引物质,告诉吞噬细胞这里出现了“紧急状态”,于是游走的吞噬细胞就穿透过血管腔,移向肺泡有炎症的部位集聚(趋向作用)。接着吞噬细胞根据细菌的脱氧核糖核酸(DNA)信息密码,发挥“识别作用”,确定吞噬的对象。好,场面出来了!瞧,吞噬细胞正对准“猎物”伸出伪足,把它包围起来。好,结核菌被“吃到”吞噬细胞内了,成了吞食小体的内容物了,细胞内的溶酶体参与了,细胞内暴发性地产生了氧依赖性杀菌物质,结核杆菌在这里被消化杀灭了!真够过瘾的!哎,漂亮!

  突遇非典病毒

  看过“特写镜头”,我们又来到了“病毒园”。
说起病毒,它的家族也算够大的了。据说能引发人类呼吸道感染疾病的病毒就有200多种。最常见的有流感病毒A、B型、副流感病毒1、2、3型、腺病毒、呼吸道合胞病毒、鼻病毒、冠状病毒、黄病毒、甲病毒、丝状病毒、麻疹病毒、埃可病毒、水痘病毒、人类间质性肺炎病毒、副粘病毒、巨细胞病毒、单纯疱疹病毒等等。
  大家看,这就是一时闹得沸沸扬扬的“非典”的罪魁祸首-冠状病毒。别看它“冠冕堂皇”的样子,可它的心地狠毒,所以世界卫生组织(WHO)命名它为严重急性呼吸道综合征(SARS)病毒。
  说起SARS病毒的发现,可费了一番周折。那还是前不久的事。国内外许多实验室采用电子显微镜技术、免疫学(荧光抗体及免疫组合)和分子生物学〔特异性聚合酶链反应或逆转录聚合酶链反应(RT-PCR)〕技术,结果从一种细胞内观察到细胞病变(CPE),电子显微镜下发现了特征性的冠状病毒颗粒。为了证实SARS病原,科学家给三组猴子感染不同种的病毒,结果感染新冠状病毒那一组猴子,出现了与人类SARS患者一样的病征。以上研究得到WHO的认可,为人类征服非典提供了非常有力的证据。
  我看到这里,突然发现冠状病毒一跃而起向我袭来,我吓出一身冷汗,毛孔一松,打了个喷嚏,一觉醒来,唉!原来还是一场“游园惊梦”!

(作者 刘坦业 原载《科学与文化》杂志.2003/9.10.)

 

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