氣道反應性（airway responsiveness）是指氣道對各種物理、化學、變應原或運動的反應程度。正常人的氣道對微量刺激并不引發平滑肌收縮或僅發生微弱收縮反應；然而，某些哮喘患者在同樣的刺激下可能會表現出敏感而過強的支氣管平滑肌收縮反應，導致氣道縮窄和氣道阻力增加，從而引發咳嗽、胸悶和喘證等癥狀。氣道高反應性是哮喘病的一個重要特征，它是氣道存在炎癥的間接反映。
影響因素
氣道炎癥機制
氣道慢性炎癥可能導致氣道膽堿能性的敏感性增強，從而產生氣道高反應性。氣道炎癥包括變應性因素和非變應性因素。除了IgE介導的變應性炎癥反應外，還有許多非變應性因素如呼吸道病毒感染、細菌感染、某些非過敏抗體（如IgG4）、某些非過敏介質（如補體）、滲透壓的改變等物理因素、某些藥物等化學刺激等，這些非變應性因素均可激活肥大細胞，從而改變氣道反應性。由于氣道炎癥可導致的氣道平滑肌呈易激性，使氣道處于肌肉痙攣易激狀態，從而導致氣道高反應性。氣道炎癥的其他變化如滲出增加、粘膜水腫、腺體分泌亢進、上皮損傷等均可加劇氣道高反應性。
遺傳因素
與氣道高反應性關系更為密切的是遺傳因素，研究證明在哮喘患者的無癥狀直系親屬中氣道高反應性者較對照組明顯增高。在有哮喘家族史而無臨床癥狀的正常兒童，其氣道對乙酰甲膽堿和組胺的反應性也有不同程度的增高，某些特應性患者在未發生哮喘以前就可表現出氣道高反應性，這些現象提示了哮喘患者的氣道高反應性受到遺傳基因和的控制。研究表明某些遺傳基因或IgE遺傳模式制約著患者氣道反應性的高低。
氣道神經受體的影響
迷走神經緊張度增高與哮喘病患者的氣道反應性增高有密切關系。已知M膽堿受體至少有M1、M2、M3三個亞型。氣道粘膜下腺體、肺泡壁、副交感神經節均存在豐富的M1膽堿受體。M1受體激動時，主要借助Gp/q蛋白激活磷脂酶C，促使內質網Ca釋放，進而促使蛋白激酶活性提高，神經節傳導加速，乙酰膽堿釋放增加，結果導致氣道高反應性。M2膽堿受體位于膽堿能神經節后纖維末梢部位與交感神經末梢部位，屬于抑制性反饋調節受體。M2膽堿受體激動時，可抑制膽堿能神經節后纖維釋放乙酰膽堿和交感神經纖維釋放去甲鹽酸腎上腺素，哮喘患者在氣道炎癥的作用下M2受體功能障礙，降低了對M受體的抑制性調節作用，使氣道反應性增高。此外在肺和支氣管中還發現有非腎上腺素能非膽堿能的C神經纖維的活性增強，從而釋放神經肽類遞質，使平滑肌收縮、粘液過度分泌和血管滲透性增加。
氣道平滑肌的改變
氣道平滑肌細胞的易激性增加是導致哮喘病患者的氣道對特異性和非特異性刺激均呈高反應性的主要機制之一，這些刺激物可通過各種途徑作用于處于易激狀態的氣道平滑肌細胞相關受體或感受器而引起氣道高反應性。在長期慢性發作的哮喘病患者，氣道平滑肌細胞的肥大可導致平滑肌增厚并使管壁變厚，是氣道重塑的重要特征，也是導致氣道高反應性持續惡化的主要因素。
氣道表面滲透壓的改變
哮喘病患者吸入生理鹽水或蒸餾水都會誘導氣道高反應性，而吸入生理鹽水則不會誘發此反應，表明氣道粘膜表面液體滲透壓的改變可影響氣道的反應性。運動、過度換氣、環境空氣的濕度甚至氣壓的變化均可引起氣道內滲透壓的改變，從而影響氣道反應性。
其他影響因素
藥物的影響
任何改變氣道平滑肌舒縮反應和氣道炎性反應的藥物均對氣道反應性有明顯的影響，或使氣道反應性增高，或使氣道反應性降低。某些藥物如β2受體阻滯劑心得安等可增加氣道高反應性。糖皮質激素、β2受體激動劑、抗膽堿藥、抗過敏藥和色苷酸鈉等都可不同程度的降低氣道反應性，因此在氣道反應性測試前必須停用這些藥物，以免影響檢測結果。
性別和年齡的關系
性別和年齡也可能影響氣道反應性。盡管女性的基礎呼吸阻力略高于男性，但在氣道反應閾值方面，男女之間并無顯著性差異。對于年齡與氣道反應性之間的關系，現有研究尚未得出明確結論，有些報告顯示50歲以上的老年人與年輕人相比，氣道反應性有增高的傾向。
心理因素
精神緊張、氣憤和恐懼也可增加氣道高反應性。迷走神經的張力增強是介導心理因素誘發氣道高反應性的神經機制。由于哮喘患者的膽堿能神經敏感性增高，在此基礎上某些心理因素可導致迷走神經張力增高，誘發或加重氣道高反應性。
氣道反應性的晝夜變化
研究表明無論是正常人或哮喘病患者的氣道反應性都顯示這樣規律，凌晨明顯高于下午，哮喘患者多在夜間或清晨時發作即可能與此規律有關。而氣道高反應性的晝夜變化則可能與血中鹽酸腎上腺素、皮質激素等濃度的改變以及迷走神經張力等因素有關。
氣候因素
氣候因素與哮喘的發作有關，包括氣溫、氣壓、空氣濕度、風向、陰雨和大霧等氣候因素。這些因素可同時對氣道反應性產生影響。尤其是海洋空氣中氯化鈉的增加或空氣濕度所導致氣道內滲透壓的改變可以增加氣道反應性。一般認為，氣候的突然變化較氣候參數的絕對值對氣道反應性的影響更大。因此通常的做法是，盡量不在氣候突然變化期間進行測定。
吸煙和呼吸道感染
吸煙者的氣道反應性常高于非吸煙者。呼吸道病毒或細菌感染，能引起氣道粘膜損傷、水腫、粘膜下的刺激感受器敏感性增加等，致使氣道反應性增高。近期有呼吸道感染者，建議控制感染6周后測定。
測定試驗
氣道反應性測定，過去稱支氣管激發試驗(bronchial provocation test，BPT)，是用以測試支氣管對吸入刺激性物質產生收縮反應程度的方法。通常情況下，氣道反應性測定采用標準的霧化器霧化吸入一定量的激發劑，比較吸入前后的肺通氣功能指標，如第一秒用力呼氣量（FEV1）、呼吸阻力(airway resistance，Rrs）或峰流速值（PEF）等的變化來衡量氣道對刺激的反應程度。
吸入激發試驗
吸入激發試驗是最常用的試驗方法。常用的試驗激發劑包括組胺和乙酰甲膽堿，這兩種藥物對氣道平滑肌的收縮效應基本一致。組胺和乙酰甲膽堿之所以被廣泛應用，其優點在于依次遞增的濃度、劑量等有一定的規范，簡單易行，敏感性高，較為安全。與組胺相比，乙酰甲膽堿在體內滅活快，即使大劑量使用，全身反應輕微，更為安全。乙酰甲膽堿雖較組胺更理想，但因組胺的價格優勢，國內至今仍經常使用組胺。此外，還可采用生理鹽水或蒸餾水進行氣道反應性測定。采用高滲或低滲溶液進行激發的特點是比較安全，價格低廉，但敏感性稍差。特異性支氣管激發試驗可用于確認患者的氣道是否對特定吸入性過敏原過敏。
運動激發試驗
運動激發試驗旨在診斷和評價運動性哮喘的嚴重程度。在室內環境中，病人要以盡可能大的運動量運動6-8分鐘。當吸入干燥空氣時，如壓縮的醫用空氣或冷空氣，激發試驗時間可減少4分鐘。病人應通過口呼吸，因此需要一個鼻夾。因為哮喘病人對運動后不適感的程度不同，心率是測量運動強度的理想方法。通過監測心率，適當地調整運動量，保證安全。在運動激發試驗中，運動后的呼氣峰值流速（PEF）和一秒用力呼氣量（FEV1）比運動前下降至少15%就可診斷為運動性哮喘。如果應用特異性傳導（SGaw）或最大呼氣中期流速(FEF25-75，FEF50)評價運動性哮喘，降低35%或以上具有診斷意義。一般在運動后3-12分鐘可以記錄到PEF、FEV1和SGaw的最低值。用這個數值計算肺功能下降的百分數，評價運動性哮喘的嚴重程度。
過度通氣激發試驗
借助患者的過度通氣來進行激發試驗。過度通氣激發試驗一般吸入經冷卻（-20℃）的空氣，因此也稱冷空氣激發試驗。也可吸入室溫空氣進行激發。為防止患者過度通氣致使肺泡CO2濃度過低，通常以吸入5% 的CO2進行過度通氣激發。有條件者可監測呼出氣體的CO2濃度來調節吸入的CO2量。正常人在深吸氣時可使氣道平滑肌舒張，肺傳導性增加。但哮喘病人在深吸氣時則可出現反常的短暫氣道平滑肌肌肉痙攣和明顯的氣道狹窄，并且快速深吸氣較慢速深吸氣引起氣道管徑縮窄性改變更加明顯，在靜息狀態下，哮喘病人深吸氣引起的氣道通氣障礙與哮喘病情的嚴重程度相關。因過度通氣綜合征所需條件所限，目前國內還未得到推廣。
常用方法
目前，采用的氣道反應性測定的方法及結果判斷的指標眾多。通過霧化吸入激發來測定氣道反應性的方法大致分為兩類：
傳統測定方法
傳統的測定方法是采用標準霧化器，霧化吸入由低濃度到高濃度的激發劑，同時利用肺功能儀測定FEV1等肺通氣功能指標，比較吸入前后該指標的下降幅度，來確定氣道對吸入激發劑反應的閾值。這類方法所采用的主要儀器包括：肺功能儀、標準霧化器、作為霧化驅動的空氣壓縮機或氧氣、計時器等。傳統的測定方法種類繁多，有Chai測定法（間斷吸入法）、Cockroft測定法（潮氣呼吸法）、Yan測定法和蓄積法等。
氣道反應性測定儀測定方法
20世紀80年代以來，專用的氣道反應性測定儀（如CHEST公司的Astograph）被廣泛使用，該儀器由自動霧化發生裝置、連續呼吸阻力測定裝置和計算機顯示（或描記）裝置等組成。受試者連續吸入由低到高濃度的激發劑的同時，儀器可自動而連續描記受試者的呼吸阻力（Rrs）的變化，結果由計算機處理后在屏幕上顯示并可輸出。顯示或輸出的結果包括呼吸阻力（Rrs）曲線和多項指標。該方法只需受試者平靜呼吸，測定時間短（10-15分鐘），較為安全，但儀器的價格較昂貴。
霧化裝置
注入霧化器中的激發劑溶液，經壓縮空氣（或氧氣）沖擊后，被霧化成細小顆粒，由霧化器出口排出。對霧化裝置的要求：（1）霧化顆粒的大小。霧化顆粒在氣道和肺內的沉積部位與霧化顆粒直徑有關，0.4-5μm的顆粒易沉積在下呼吸道；大于5μm的顆粒多沉積在口咽部；而小于0.4μm的顆粒雖可吸入肺內，但又會以氣溶膠的形態在呼氣時隨之排出，不易停留在下呼吸道。（2）單位時間內所產生的霧化顆粒量。單位時間內產生的霧化顆粒量不同，則同一濃度的激發劑吸入量也不同，引起的氣道收縮程度也有差異。合格的霧化裝置（包括霧化器及其匹配的壓縮空氣的壓力、流量等），其霧化顆粒直徑、單位時間內所產生的霧化顆粒量應保持恒定。標準的霧化器，如Wright霧化器通常采用DEVILBISS AP-50空氣壓縮機與之匹配，氣源壓力為3.5kgf/cm（50 psi，即每平方英寸壓力50磅），空氣流量為5～7L/min，這種霧化裝置的霧化量恒定在0.13±0.02ml/min，霧化顆粒直經在1.0-3.0μm之間，多用于潮氣呼吸法測定。手捏式霧化器，如Devilbiss 40霧化器，以手捏加壓霧化，每撳排出量為0.0025-0.0035ml，霧化顆粒80%在5μm以下，多用于計量法測定。
結果表達
傳統的測定方法所記錄的最主要是FEV1；而采用專用氣道反應性測定儀則為呼吸阻力（Rrs）。FEV1穩定、可靠、重復性好，是最理想的指標；而Rrs一般采用強力振蕩法來測定，更適用于專用測定儀所需的連續觀察，所以安全性能好。除上述指標外，呼氣流速峰值（PEF）也可作為觀察指標。由于PEF值與患者用力大小有關，人為誤差大，故不作推薦，但因其能用微型峰流速儀測定，一般用于簡易法的氣道反應性測定中。傳統的測定方法最常用的結果表達是PC20。P表示“激發的（provoking）”；C表示激發劑的“濃度（concentration）”；20表示通氣功能指標下降20%。所以，PC20即引起通氣功能指標（如FEV1）下降20%的激發劑濃度。PC20的單位是mg/ml。測定結果亦可用激發劑累積劑量表示，即PD20，D表示劑量（dose）。PD20的單位是μ摩爾。在PC20或PD20后加上FEV1或PEF等，以表明記錄的是何種通氣功能指標，例如PC20-FEV1、PD20-PEF等。采用專用氣道反應性測定儀所輸出的結果包括呼吸阻力（Rrs）曲線和多項指標。
參考資料 >
氣道反應性增高是什么意思.大眾養生網.2024-10-31
氣道反應性測定.創世中文網.2024-10-31
氣道反應性測定及臨床意義.人人文庫.2024-10-31