5 第五章 呼吸 生理学复习要点详解+习题

第五章呼吸复习要点'一、呼吸的概念及呼吸器官呼吸是指机体与生存环境之间进行气体交换的全过程，分内呼吸与外呼吸以及气体的运输三个环节。

内呼吸（细胞呼吸）是细胞在分解营养物质过程申消耗O2、释放能量，同时产生CO2和水的生物氧化反应，通常也将组织细胞及组织液与血液之间进行的气体交换（即组织呼吸）看作内呼吸的组成部分。

外呼吸（即肺呼吸）是机体由大气摄取氧并排放二氧化碳的过程，包括肺的通气和换气两方面。

呼吸全过程需要呼吸系统、血液与心血管系统的共同作用才能实现。

呼吸功能的生理意义：维持血液中氧分压和二氧化碳分压的稳态，为组织细胞新陈代谢提供基本保障。

中枢神经系统通过对肺通气的调控，使呼吸功能随时适应机体的需要。

呼吸器官胸廓和肺是人类呼吸系统中最基本的器官。

肺是实现气体交换的关键器官，主要由树状分支的支气管、3 亿多肺泡和丰富的毛细血管网络等构成。

胸廓是驱动气体出入肺的“通气泵”，由胸廓骨架和呼吸肌构成。

胸膜腔为胸廓与肺之间的密闭、潜在腔隙，两层胸膜相互贴附，内有少量浆液。

胸膜腔内压力通常低于大气压，是维持肺扩张的基础。

1·呼吸道呼吸道即气道，是气体出入肺的通路。

常以气管为界，将鼻、咽、喉和气管以上称作上呼吸道；而气管以下结构称为下呼吸道。

下呼吸道呈树状逐级分支，形成气管树。

终末部位为气体交换区域称呼吸区，主要为肺泡囊和肺泡等。

呼吸道不仅是呼吸气流的通道，同时具有对吸人气体进行加温、湿化、过滤、清洁和防御反射等保护功能。

"呼吸道口径受神经体液控制：①神经控制：呼吸道平滑肌受交感与副交感神经双重支配，两者均具有紧张性活动。

交感神经通过去甲肾上腺素，经β2型肾上腺素能受体使支气管平滑肌舒张，气道口径扩大，通气阻力减小；副交感神经通过乙酷胆碱，经M型胆碱能受体使支气管平滑肌收缩，气道口径缩小，增大通气阻力，并可使粘膜腺体分泌增多。

②体液控制：儿茶酚胺类物质、PGE2等可使气道平滑肌舒张；PGE2α和过敏反应时由肥大细胞释放的组胺和慢反应物质等使气道平滑肌收缩。

吸人气中CO2含量增加可反射性地引起支气管收缩，增加气道阻力。

气道粘膜上皮细胞还可合成释放一些生物活性物质影响气道平滑肌活动。

2·肺泡I型肺泡上皮细胞与多层膜性结构构成呼吸膜，是肺内气体与血液交换时经过的膜性间隔。

呼吸膜平均厚度仅约0.5μm，气体交换总面积可达70m2，便于O2和CO2已跨膜扩散。

Ⅱ型肺泡上皮细胞可以合成和分泌肺表面活性物质。

肺表面活性物质成分复杂，其中主要功能物质为脂质中的二棕榈酰卵磷脂（DDPG）。

肺表面活性物质分子具有亲水和疏水双重性质，以单分子层垂直排列于肺泡腔气-液交界面，减弱了液体分子之间的相互作用力，降低肺泡液的表面张力，从而稳定肺泡内压，阻止毛细血管滤过作用，保持肺泡干燥，便于气体交换。

正常时肺泡表面活性物质处于不断更新的状态，如这一过程发生障碍，肺泡表面张力将增大，导致肺泡不易扩张充气，肺通气阻力增加，发生肺不张，妨碍肺通气，甚至出现肺水肿，影响换气过程。

二、肺通气动力肺通气是肺与大气之间的气体交换，即气体经呼吸道出入肺泡的过程。

肺通气的实现是通气动力克服通气阻力的过程。

肺通气是保证肺泡气不断更新，为肺内气体交换提供基础。

1·肺内压的形成肺内压为肺泡内的气压，是驱动气流出入肺所需压力梯度形成的主要方面。

因为大气压相对稳定，只有肺内压的主动变化才能造成这种压力梯度。

当肺容量扩大时，肺内压下降并低于大气压，空气顺此压力差由大气环境被抽吸进入肺内，造成吸气。

反之，肺容量减小时，肺内压上升并高于大气压，肺内气体便顺此压力差被排挤流出，造成呼气。

肺本身无张缩能力，肺容量变化依赖胸廓的扩大和缩小，而胸廓的容量变化又是由呼吸运动引起的。

2·呼吸运动呼吸运动是呼吸肌节律性收缩与舒张所造成的胸腔容量变化的周期性运动。

在安静状态下，呼吸运动均匀平稳，呼吸频率约为12-18 次/分，称为平和呼吸，也称平静呼吸。

平和呼吸主要由膈肌和肋间外肌节律性活动完成，吸气动作是主动的，呼气动作是由于吸气肌舒张，膈顶上移，胸廓和肺回位到吸气前位置和容积所引起，所以是被动的。

因膈肌舒缩，腹腔脏器发生移位，腹壁起伏变化的呼吸形式称腹式呼吸；而因肋间肌舒缩引起胸廓变化的呼吸形式称为胸式呼吸。

当机体活动加强时，或吸入气中二氧化碳增加和氧减少时，呼吸运动增强而成为深呼吸或用力呼吸。

用力呼吸时吸气和呼气动作都是主动的。

3·胸膜腔内压胸膜腔内压简称胸内压，通常其压力低于大气压，称为负压，可视作维持肺扩张的一种作用力。

胸膜腔中仅有少量浆液，可在两层胸膜间起到内聚和润滑作用。

使肺能随胸廓的运动而张缩。

胸膜腔的密闭性和两层胸膜间浆液及其内聚力作用对于肺通气有重要的生理意义。

胸膜腔负压的产生：大气压经通气道以肺内压的形式作用于肺，使胸膜腔内压等于大气压，但肺本身具有的弹性回缩力与大气压作用力方向相反，抵消了大气压对胸膜腔的作用力，导致胸膜腔内的压力低于大气压。

若将海平面1 个大气压作0 位标准，则胸膜腔内压=0-肺弹性回缩力。

吸气时，肺被动扩张的程度大，肺弹性回缩力增大，胸膜腔负压增大；呼气时，肺被动扩张程度小，肺弹性回缩力也减小，胸膜腔负压相应减小。

胸膜腔内负压具有维持肺扩张的作用，可影响胸腔内右心房、腔静脉和胸导管内压力，有助于体循环静脉系统血液及淋巴液的回流。

三、肺通气阻力呼吸肌做功所克服的肺通气阻力70%来自弹性阻力，30%来自非弹性阻力。

1．弹性阻力弹性阻力为弹性体在外力作用下所产生的对抗外力使其发生变形而复位的力。

肺和胸廓在外力作用下发生变形时，都会产生向其自身原初容积恢复的趋势，造成肺通气过程的弹性阻力。

弹性阻力（R）与其顺应性（C）呈反变关系，用顺应性的倒数可作为器官弹性阻力的指标：:1弹性阻力（R）=顺应性（C）顺应性是指在外力作用下弹性结构(肺和胸廓等器官) 的可变形性。

在同样外力作用下，容易变形者顺应性大，反映弹性阻力小；否则弹性阻力大。

实践中，呼吸器官的顺应性以一定压力作用下所引起的器官容积变化量来表示：C X=△V/△P①肺弹性阻力与顺应性：呼吸过程中肺容积变化总是大于其自然容积，始终处于被动扩张状态，总是形成内向弹性回位力（即回缩力），与扩张肺作用力方向相反。

因此在呼吸过程中，肺弹性阻力虽然造成吸气的阻力，但却是呼气的动力。

肺弹性阻力2/3 来自肺泡气- 液界面产生的表面张力，1/3 来自肺组织本身的弹性回缩力，肺组织本身的弹性回缩力是弹力纤维和胶原纤维等造成的。

测定一系列跨肺压力变化下对应肺容积变化可绘制出肺的压力-容积曲线，反映肺的顺应性即弹性阻力大小。

健康成人肺顺应性（C L）约为2L/kPa。

②胸廓弹性阻力和顺应性；与肺有所不同，胸廓的弹性回位力既可成为吸气或呼气的阻力，也可成为吸气或呼气的动力。

胸廓对肺通气阻力的影响取决于其容积状态，胸廓自然容积相当于肺总量的67% 左右。

当胸廓被动压缩小于肺总量67% 时，胸廓产生向外扩张的回位力，成为吸气的动力、呼气的阻力；当胸廓被动扩张大于肺总量67%时，胸廓产生向内紧缩的回位力，成为吸气的阻力、呼气的动力。

胸廓的顺应性是单位跨胸壁压作用下的胸腔容积变化。

正常成人胸廓的顺应性大约也是22L/kPa。

肺和胸廓都是弹性空腔器官，两者关系犹如两个相互嵌套的气球，从弹性阻力角度看呈串联状态，所以肺和胸廓的总弹性阻力是两者弹性阻力之和。

2·非弹性阻力非弹性阻力是在气流形成时才形成的阻力，故为动态阻力。

包括气道阻力、粘滞性阻力和惯性阻力等。

平静呼吸时，气道阻力约占80% ~90% 。

①气道阻力是呼吸道内气体分子间以及气体分子与气道内壁间发生磨擦所造成的阻力。

呼气时略高于吸气。

气道阻力受气流形式、气流流速、气体密度和气道口径影响。

其中气道口径是影响气道阻力的多变因素，支气管以上气道的阻力约占总阻力的90% 。

②粘滞性阻力来自呼吸时各相关器官组织相对位移所发生的磨擦。

与呼吸速率呈正比，吸气量大、吸气速度快，粘滞性阻力增加。

③惯性阻力是气流在发动、变速、换向时因气流和组织惯性所产生的。

惯性阻力很小，可忽略不计。

四、肺容积和肺通气量1·肺容积肺容积是指肺在不同状态下容纳气体量的变化。

构成肺内气体最大容量的各基本肺量分别为潮气量、补吸气量、补呼气量和余气量(见下表)。

2·肺容量肺容量是肺通气时多项基本肺容积相组合的气量。

①深吸气量：平静呼气末再作深吸气，所能吸入的最大气量为深吸气量，相当于潮气量和补吸气量之和，是衡量肺最大通气潜力的一个指标。

②功能余气量：平静呼气末仍存留在肺内的气量为功能余气量，相当于余气量和补呼气量之和。

其意义在于缓冲呼吸过程中肺泡气成分的过度变化，使PO2和PCO2相对稳定。

③肺活量：是尽力深吸气后，所能呼出的肺内气体总量。

相当于潮气量、补吸气量和补呼气量之和。

肺活量反映一次肺通气的最大能力，可作为了解肺通气功能储备的指标。

④用力肺活量和用力呼气量：用力肺活量是在尽力深吸气后，再尽力、尽快呼出的肺内气体总量。

与肺活量不同的是，需在用力呼气时测得。

用力呼气量为最大深吸气后，在特定时间段呼出气量占用力肺活量的百分比，也称时间肺活量。

第1 秒末的用力呼气量最有意义，正常时约为用力肺活量的83%。

用力肺活量是动态指标，可反映呼气过程中肺通气所遇阻力的情况，是评价肺通气功能较好的指标。

⑤肺总量；是肺最大扩张时所能容纳的气量，相当于肺活量与余气量之和。

3·肺通气量①每分通气量：是指每分钟出或入呼吸系统的气体总流量，可反映个体呼吸系统的通气能力。

正常成人平静呼吸时呼吸频率12~18 次/min，潮气量约500ml，每分通气量为6~9L/min。

每分肺通气量(L/min) = 潮气量x 呼吸频率最大通气量为尽力作深快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大气流量，是估价个人运动量潜力的生理指标之一，可反映单位时间内机体充分调动呼吸系统能力的全部通气量。

②肺泡通气量：是每分钟进入肺泡，并能与血液进行有效交换的吸人气体总量，也称有效通气量。

肺泡通气量（L/min）= (潮气量-无效腔气量) x 呼吸频率在通气过程中，一部分潮气量滞留在解剖无效腔或死腔中，不参与与血液之间的气体交换，正常成人无效腔气量约为150ml。

即使进入肺泡内的气体，也可因肺内血流的分布不均而未能与血液进行气体交换，肺泡中这部分气体的空间称为肺泡无效腔。

肺泡无效腔与解剖无效腔合称生理无效腔。

潮气量和呼吸频率变化对肺通气量和肺泡通气量的影响不一致。

当潮气量减半和呼吸频率加倍或潮气量加倍而呼吸频率减半时，肺通气量均可保持不变，但肺泡通气量却可因解剖无。