呼吸｜关节

胸部或者胸腔是一个密闭的系统，它充当的是通气的机械风箱。胸部的内面被几个结构与外部隔离，同时胸部还可保护心肺器官和较大的血管，充当颈椎的基础结构，并且为直接或者间接对头部、颈部和四肢施加作用的肌肉附着点提供位置。

胸腔内的关节

胸腔的形状在通气的过程中通过胸骨柄胸骨关节以及其他5组关节的各种程度的运动不断发生变化。

(一)胸骨柄胸骨关节

胸骨柄与胸骨体在胸骨柄胸骨关节接合在一起。这种纤维软骨关节被划分为不动关节，与耻骨联合的结构相似。

部分关节盘填满胸骨柄胸骨关节的凹处,并且在晚年完全骨化。在骨化之前,该关节可能适度地有助于胸腔扩张。

(二)胸肋关节

前7根肋骨的纤维前端在两边与胸骨的侧面接合在一起。从广义上讲，这些关节被称为胸肋关节不过，由于胸骨和肋骨之间存在软骨结构，所以每个胸肋关节在结构上被分为肋骨软骨连接和软骨胸骨连接。

肋骨软骨连接描绘的是每根肋骨前端的骨骼和软骨的过渡。没有任何囊和韧带来强化这些连接。肋骨的骨膜逐渐转变为软骨的软骨膜。

软骨胸骨连接允许轻微的运动。肋骨软骨的内侧端和胸骨上的凹形肋骨面之间形成软骨胸骨连接。第1软骨胸骨连接是一个不动关节，提供与胸骨相对稳固的连接。

不过，从第2-7个关节在本质上是滑液关节、允许进行轻微的滑动。

纤维软骨盘有时候会现，尤其是出现在较低的关节中，这些关节经常缺少关节腔。

每个滑液关节都被一个囊包围，而辐状韧带又强化了这些囊。

(三)软骨间关节

第5一10肋骨的软骨对立的边缘形成一个细小的滑液软骨间关节，软骨间韧带强化了这一关节。第11肋骨和第12肋骨在前面并未附着在胸骨上。

(四)胸肋关节和肋横突关节

肋骨后端通过胸肋(肋椎)关节和肋横突关节附着在脊柱上。胸肋关节将12根肋骨的头部连接到胸椎对应的骨干上。

肋横突关节将第1肋骨到第10肋骨的关节结节连接到对应胸椎的横突上。第11肋骨和第12肋骨通常缺少肋横突关节。

(五)胸廓椎间关节

胸椎柱内的运动主要发生在该区域的介体和小面关节上。用力通气有可能与这些关节上的适度运动相关。

通气时胸廓内体积的变化

(一)垂直变化

在吸气过程中，胸部的垂直径主要通过收缩以及随后的膈肌顶部的下降来增加。在平静呼气过程中，膈肌放松，使得顶部向上缩回直到其静止位置。

(二)前后和内外变化

肋骨和胸骨的上提和下压产生了胸腔前后直径和内外直径的变化。在不同的程度上，胸腔内的所有关节对这些直径的变化起到一定的作用。

在吸气过程中，肋骨体沿着一条基本与穿过肋横突关节和胸肋关节的旋转轴垂直的路径被提升。

向下倾斜的肋骨体向上向外旋转从而增加了前后直径和内外直径的胸腔体积。

后侧关节的轻微旋转促使肋骨体产生了相对较大的位移。这种机制在一定程度上与桶柄的旋转类似。在用力吸气过程中，肋骨移动与胸椎轻微的伸展联合在一起。

规定肋骨的特定运动路径部分取决于它的独特形状以及穿过肋横突关节和胸肋关节的旋转轴的空间定向。

上六根肋骨的旋转轴在水平面与额状面呈25°～35°,下六根肋骨的旋转轴在水平面与额状面呈35°～45°。

这种轻微的角度差异导致上部肋骨沿着前方稍微提升，从而有助于胸骨向前向上运动。

提升的肋骨和胸骨在与胸部关节相关的易弯曲的软骨结构中产生了轻度的屈曲和弯曲运动。

在胸肋关节中，弯曲的软骨中产生的扭曲储存了一部分用于提升肋骨的能量。

在呼气过程中,随着胸腔缩回到它相对收缩的状态，这种能量将被再次获得。

在呼气过程中，呼气肌肉放松，肋骨和胸骨能够回到它们吸气前的位置。

肋骨体下降以及胸骨向后下方运动,缩短了胸腔的前后直径和内外直径。在用力呼气过程中，肋骨运动伴随着胸椎的轻度屈曲。

阻止胸腔扩张的因素

吸气肌肉做的功必须克服肺组织和构成胸腔的结缔组织的天生弹性回弹。当吸入气体穿过广阔的气道时，需要做更多的功来克服吸入空气的阻力。

抵达肺泡的空气量取决于减少的肺泡压力，而这种压力在一定程度上是由肌肉收缩的净效应和阻止胸腔扩张的力学性能决定的。

几个因素可以极大地阻止胸腔扩张。例如，高龄与构成胸腔的关节和结缔组织的增加的僵硬度(对比柔量)有关。

疾病或者异常姿势也可能阻止胸腔扩张。例如,风湿性关节炎可能会提高胸肋关节软骨的僵硬度，从而对抗胸腔体积的增加。严重的脊柱侧凸或者驼背也可能限制胸腔扩张。

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