Sinh lý học Hô hấp ứng dụng của Nunn & Lumb, ấn bản thứ 9. CHƯƠNG 1. GIẢI PHẪU CHỨC NĂNG CỦA ĐƯỜNG HÔ HẤP

Sinh lý học Hô hấp ứng dụng của Nunn & Lumb, ấn bản thứ 9. Nunn and Lumb’s Applied Respiratory Physiology 9th Edition.
Chủ biên: Andrew Lumb, Caroline Thomas. Nhà xuất bản ELSEVIER. Biên dịch: Ts.Bs. Lê Nhật Huy, Ths.Bs. Lê Đình Sáng. ISBN-13: 978-0702079085
Ấn bản tiếng Việt của cuốn sách này được dịch & chia sẻ vì mục đích lan toả tri thức, hoàn toàn phi lợi nhuận, duy nhất trên các website sachyhoc.com & yhoclamsang.net của THƯ VIỆN MEDIPHARM. NGHIÊM CẤM THƯƠNG MẠI HOÁ bản dịch tiếng Việt của cuốn sách này dưới bất cứ hình thức nào.

CHƯƠNG 1. GIẢI PHẪU CHỨC NĂNG CỦA ĐƯỜNG HÔ HẤP

Functional anatomy of the respiratory tract
Andrew Lumb, MB BS FRCA; Caroline Thomas, BSc MBChB MRCS(Ed) FRCA
Nunn and Lumb’s Applied Respiratory Physiology, 1, 1-13.e2

Chương này không nhằm mục đích mô tả toàn diện về giải phẫu hệ hô hấp (respiratory anatomy) mà chỉ tập trung vào những khía cạnh phù hợp nhất để giúp người đọc hiểu rõ về mặt chức năng sinh lý. Giải phẫu sinh lý các cơ hô hấp (respiratory muscles) được trình bày chi tiết trong Chương 5.

Miệng, Mũi Và Hầu Họng

Con người thường có thể hít thở thông qua mũi hoặc miệng, hai con đường dẫn khí luân phiên này sẽ hội tụ tại họng miệng (oropharynx). Thở bằng mũi là trạng thái sinh lý bình thường và mang lại hai ưu điểm lớn so với thở bằng miệng: lọc các hạt vật chất bằng hệ thống lông mũi (vibrissae) và làm ẩm luồng khí hít vào hiệu quả hơn. Quá trình làm ẩm thông qua đường mũi đạt hiệu suất cao nhờ vách ngăn mũi và các cuốn mũi (turbinates) làm tăng diện tích bề mặt niêm mạc tiếp xúc để hỗ trợ quá trình bay hơi; đồng thời tạo ra dòng chảy rối (turbulent flow), giúp tối ưu hóa sự tiếp xúc giữa niêm mạc và không khí.

Tuy nhiên, mũi tạo ra sức cản luồng khí lớn hơn đáng kể so với miệng, đặc biệt trong các trường hợp tắc nghẽn mũi do polyp, quá phát sùi vòm họng/VA (adenoids) hoặc sung huyết niêm mạc mũi. Sức cản của mũi có thể khiến bệnh nhân bắt buộc phải chuyển sang thở bằng miệng, và trên thực tế, nhiều trẻ em cũng như người lớn chỉ thở hoàn toàn hoặc thở một phần qua miệng ngay cả khi đang nghỉ ngơi. Với mức độ vận động gắng sức tăng lên ở người lớn khỏe mạnh, thể tích thông khí phút (respiratory minute volume) tăng theo, và khi đạt mức khoảng 35 L/phút, luồng khí bắt đầu đi qua đường miệng. Việc chủ động điều hướng luồng khí vào đường mũi hoặc đường miệng nằm dưới sự kiểm soát của hệ thần kinh chủ ý và được thực hiện bởi khẩu cái mềm (soft palate), lưỡi (tongue) và môi (lips). Chức năng của các cấu trúc này được quan sát rõ nhất thông qua mặt cắt dọc giữa.

Hình 1.1, A, minh họa tư thế bình thường khi thở qua đường mũi: miệng khép kín nhờ sự khép của môi, và lưỡi nằm tựa vào khẩu cái cứng. Khẩu cái mềm cách xa thành sau họng. Hình 1.1, B, cho thấy trạng thái thở bằng miệng gắng sức, ví dụ như khi chủ động thổi không khí qua miệng mà không bịt mũi. Lúc này, khẩu cái mềm trở nên căng cứng, cong lên trên và ra sau để nằm tựa vào một dải cơ thuộc cơ khít hầu trên (superior constrictor of the pharynx) được gọi là gờ Passavant (Passavant’s ridge). Dải cơ này kết hợp cùng với khẩu cái mềm tạo thành cơ vòng khẩu cái hầu (palatopharyngeal sphincter). Cũng cần lưu ý rằng, các lỗ của vòi hầu nhĩ hay vòi Eustache (pharyngotympanic tubes) nằm phía trên cơ vòng khẩu cái hầu và chủ thể chỉ có thể làm phồng các vòi này khi thực hiện động tác bịt mũi. Khi áp lực trong khoang miệng tăng lên, lực này có xu hướng đẩy khẩu cái mềm ép sát vào thành sau họng để hoạt động như một cơ chế van. Sự kết hợp giữa cơ vòng khẩu cái hầu và hoạt động dạng van của khẩu cái mềm tạo ra một lực cản rất mạnh, có thể dễ dàng chịu được áp lực tại miệng vượt quá 10 kPa (khoảng 100 cmH2O).

Hình 1.1, C, minh họa sự tắc nghẽn của đường hô hấp trong quá trình thực hiện nghiệm pháp Valsalva (Valsalva manoeuvre). Đường thở bị bịt kín tại nhiều vị trí khác nhau: môi khép chặt, lưỡi tiếp xúc với khẩu cái cứng ở phía trước, cơ vòng khẩu cái hầu đóng kín, nắp thanh môn (epiglottis) ép sát thành sau họng, và các nếp thanh âm (vocal folds) khép chặt (có thể quan sát thấy ở đường giữa trong hình).

Trong quá trình nuốt, họng mũi (nasopharynx) bị tắc nghẽn do sự co thắt của cả cơ căng và cơ nâng khẩu cái mềm (tensor and levator palati). Thanh quản (larynx) được nâng lên cao khoảng 2 đến 3 cm nhờ sự co rút của các cơ dưới móng (infrahyoid muscles), cơ trâm hầu (stylopharyngeus) và cơ khẩu cái hầu (palatopharyngeus), giúp thanh quản nằm gọn dưới nắp thanh môn. Ngoài ra, các nếp phễu nắp (aryepiglottic folds) tiến sát lại gần nhau, gây bít tắc hoàn toàn lối vào thanh quản. Khả năng bảo vệ thanh quản cực kỳ hiệu quả này có thể chịu được áp lực vùng hầu họng lên tới 80 kPa (khoảng 800 cmH2O) – mức áp lực thường được tạo ra trong động tác nuốt.

Các bác sĩ lâm sàng có thể ước tính diện tích thiết diện ngang của đường hô hấp trên thông qua phim chụp X-quang thông thường, chụp cộng hưởng từ (MRI) như trong Hình 1.1, hoặc bằng phương pháp đo khẩu kính họng bằng âm vang (acoustic pharyngometry). Trong kỹ thuật âm vang, thiết bị sẽ tạo ra một xung âm thanh duy nhất kéo dài 100 µs và truyền dọc theo đường thở của đối tượng. Việc ghi lại thời gian và tần số của các sóng âm dội lại từ đường thở cho phép tính toán diện tích thiết diện ngang, sau đó diện tích này được biểu diễn dưới dạng hàm số của khoảng cách truyền âm dọc theo đường thở (Hình 1.2). Các kết quả đo khẩu kính họng bằng âm vang có sự tương quan chặt chẽ với hình ảnh MRI đường thở, và kỹ thuật này hiện đã phát triển đủ mức độ tin cậy để ứng dụng trong thực hành lâm sàng, chẳng hạn như ước tính kích thước đường thở ở bệnh nhân bị rối loạn hô hấp khi ngủ (sleep-disordered breathing) (Chương 14).

Hình 1.1: Hình ảnh chụp cộng hưởng từ (MRI) cho thấy mặt cắt dọc giữa của hầu họng ở một người bình thường. (A) Tư thế thở bằng mũi bình thường với đường thở miệng bị bít kín bởi môi và lưỡi. (B) Thở bằng miệng chủ ý với đường thở mũi bị bít kín do khẩu cái mềm được nâng lên và đẩy ra sau. (C) Nghiệm pháp Valsalva, trong đó đối tượng cố tình thở ra gắng sức chống lại một đường thở bị đóng kín. Thời gian thu nhận dữ liệu cho các bản chụp (A) và (B) mất 45 giây, do đó các điểm khác biệt về mặt giải phẫu giữa thì hít vào và thở ra sẽ không quan sát được. Cảm ơn Giáo sư M. Bellamy đã làm đối tượng tình nguyện. Chú thích: E: Nắp thanh môn; L: Thanh quản; NC: Khoang mũi; SP: Khẩu cái mềm; T: Lưỡi; VF: Nếp thanh âm.

Hình 1.2: Biểu đồ đo phản xạ âm vang bình thường biểu diễn diện tích thiết diện ngang của đường thở trong quá trình thở bằng miệng.

Thanh Quản

Trong quá trình tiến hóa ở loài cá phổi (lungfish), thanh quản xuất hiện với nhiệm vụ bảo vệ đường thở trong các hoạt động như ăn uống và tưới máu mang bằng nước. Mặc dù chức năng bảo vệ đường thở vẫn giữ vai trò tối quan trọng, thanh quản ở người ngày nay còn đảm nhiệm nhiều chức năng đa dạng khác, và tất cả các chức năng này đều liên quan đến một mức độ tắc nghẽn thanh quản nhất định.