呼吸是肺的主要功能,但非唯一功能。肺所完成的呼吸以外的功能称为肺的非呼吸功能。这些功能有酸碱平衡功能、代谢功能、滤过功能和防御功能等。
一、酸碱平衡维持正常的动脉血pH值对细胞功能和代谢具有重要的意义。呼吸系统通过控制CO2的排出,快速调节动脉血pH值。
动脉血pH值下降后,通过中枢化学感受器刺激呼吸中枢,从而增加肺泡通气量,降低PaCO2。这在糖尿病酮症酸中毒的病人表现尤为明显,病人通气量明显增加,呈现深大呼吸,即是对代谢性酸中毒代偿的结果。当病人存在代谢性碱中毒时,则出现相反的表现而引起PaCO2代偿性升高。
慢性呼吸性酸碱失衡时,将出现代偿性代谢因素改变。如处于高原乏氧状态时,PaO2降低刺激通气量增加导致PaCO2慢性下降,肾脏代偿性排出碳酸氢盐增加以保持动脉血pH值正常。而当呼吸衰竭引起PaCO2慢性升高时,肾脏保持碳酸氢盐以维持酸碱平衡。
二、代谢功能在肺内有许多与肝脏相同的酶系统,用来合成、激活和分解一些具有生物活性的物质。肺可制造某些物质供局部利用,其中有重要生理作用的是肺表面活性物质,其它还有肺栓塞或变态反应时,肥大细胞释放的5-羟色胺和组织胺。肺还可合成一些化学物质如缓激肽、前列腺素及肝素等入血,引起局部或远离器官的反应。
肺有激活某些物质的作用,已肯定的是血管紧张素。血液流经肺循环时,肺血管内皮细胞将活性低的血管紧张素I转化为活性高的血管紧张素II。肺还可灭活血中的一些物质,包括去甲肾上腺素、5-羟色胺、缓激肽、前列腺素和白介素等。
肺具有蛋白水解系统,能水解纤维凝块;在肺上皮内含有纤维蛋白溶酶激活剂能活化纤维蛋白溶酶原;且肺内富含肝素和促凝血酶原激酶,因此肺脏可能在凝血功能的调节中起重要作用。
肺内的细胞色素P-酶系统有一定活性,但与肝脏相比对药物代谢影响很小。
三、过滤作用较大的异物包括血栓入血后经静脉系统进入肺内将被肺阻挡。理论上肺的滤过孔径为70mm,实际上则大得多。目前推测异物可能是经动静脉短路越过肺脏。
四、防御功能肺脏能抵御吸入的空气中的颗粒和经空气传播的细菌及病毒,保护末梢支气管和肺泡。在上呼吸道,鼻毛可以阻挡较大的颗粒的进入,而鼻甲沟的形状则使许多颗粒直接撞击在粘膜上或因重力而沉积在粘膜上。这样直径大于10mm的颗粒几乎完全从鼻腔空气中清除掉。直径在2~10mm的颗粒可通过鼻腔而进入气管、支气管和细支气管,但这里管壁粘膜有分泌粘液的杯状细胞和纤毛上皮细胞。所分泌的粘液覆盖在纤毛上。许多纤毛有力地、协调地和有节奏地摆动,将粘液层和附着于其上的颗粒向咽喉方向移动,到达咽部后,或被吞咽或被咳出。直径小于2mm的小颗粒进入呼吸性细支气管、肺泡管和肺泡后被巨噬细胞吞噬。
整个气道和肺泡遍布巨噬细胞,它们吞噬吸入的颗粒和微生物,释放蛋白酶杀死细菌。肺含有a1-抗胰蛋白酶,具有灭活蛋白酶保护自身免受伤害的作用。巨噬细胞释放出具有高度活性的氧化剂,包括氧自由基。肺能产生超氧化物歧化酶保护肺脏免受损害。肺粘膜能分泌IgA,有助于杀灭微生物。
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