呼吸生理学

（6）气胸的发生:
胸壁、肺损伤，破坏了胸膜腔的密闭性，
气体进入胸膜腔；胸膜腔负压减小甚至消失； 肺因回缩力而萎陷；静脉血和淋巴液回流也受 阻，导致呼吸循环衰竭甚至死亡
2.呼吸时肺内压变化:
肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。 平静吸气初:肺内压 < 大气压=0.3～0.4kPa→气入肺 平静吸气末:肺内压 = 大气压──────→气流停
平 静 呼 吸
扩 张
肺 扩 张 肺内压＜大气压 吸 气 脏
缩 小 肺内压＞大气压 呼 气
(1)过程：
膈肌收缩使膈顶下移， 增大胸廓的上下径；肋 间外肌收缩使肋骨上提, 扩大胸廓前后、左右径 胸廓容积扩大，肺在胸膜 腔负压作用下被动扩张
①平静呼吸：
肺内压＜大气压， 气体经呼吸道入肺 吸 气
膈肌和肋间外肌舒张, 肋骨和膈肌弹性回位， 缩小胸廓上下、前后、 左右径
如支气管哮喘发作时：支气管平滑肌痉挛，呼气
时气道口径变小，阻力更大，表现为为呼气性的
呼吸困难更明显。
④化学因素的影响：
◇儿茶酚胺→气道平滑肌舒张。
◇肥大细胞释放的组胺→气道平滑肌收缩。 ◇吸入气CO2↑→反射性支气管收缩。
◇哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮素↑→气
道平滑肌收缩。
三、肺容量和肺通气量
呼气时:胸内压 < 大气压=0.4～0.7kPa 特点: ①平静呼吸时胸内压始终为负压； ②用力呼吸时负压变动更大； ③有时可为正压(如紧闭声门用力呼吸)。
（4）决定因素：肺的弹性回缩力
吸气→肺扩张→弹性回缩力增大，胸膜腔负压增大
呼气→肺缩小→弹性回缩力减小，胸膜腔负压减小
（5）生理意义:
维持肺的扩张状态不至于萎陷； 促进血液和淋巴液的回流。
胸廓容积缩小, 肺被动缩小 肺内压＞大气压， 气体经呼吸道出肺 呼 气
1.呼吸运动 (1)型式:
按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸； 按动作部位分: 混合呼吸:正常成人。 • 腹式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。 胸式呼吸:
(2)频率:
成人:12～18次/分 婴儿:60～70次/分
②用力呼吸：
用力吸气时，辅助吸气肌也参加。 用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌（肋间内 肌+腹壁肌）也收缩。
2.呼吸时胸膜腔内压变化：
（1）概念: 胸内压是指胸膜腔内的压力。（胸膜腔 负压）
（2）表示方法:
胸膜腔内压=肺内压-肺回缩力，吸气末或呼气末 时：肺内压=大气压（零），所以胸膜腔内压=-肺回 缩力
（3）由肺回缩力决定。吸气时增大， 呼气时减小。
（4）压力:
平静吸气时:胸内压 < 大气压=0.7～1.3kPa
当表浅毛细血管床血液中去氧Hb达5g/100ml以上， 呈蓝紫色称紫绀（一般是缺O2的标志）。 CO与Hb结合的能力是O2的210倍，当CO中毒时，大 量形成HbCO，使Hb失去与O2结合的能力而不能运输 O2 ，造成机体缺O2 。
2. O2与Hb结合的特征:
①反应快、可逆、受PO2的影响、不需酶的催化； ②是氧合，非氧化 ③1分子Hb可与4分子O2可逆结合
2.非弹性阻力——气道阻力（最主要）
⑴气道阻力影响因素:
①气流速度：只在呼吸运动时产生；
流速快→阻力大 ②气体流动形式： 层流→阻力小 湍流→阻力大
③气道半径：与其4次方成反比：
（R∝1／r4）
2.非弹性阻力——气道阻力（最主要）
⑴气道阻力影响因素:
③气道半径：与其4次方成反比：（R∝1／r4）
HbNH2O2+H++CO2 (2)反应特征:
在组织 在肺脏
HHbNHCOOH＋O2
①反应迅速且可逆，无需酶催化；
②CO2与Hb的结合较为松散； ③反应方向主要受氧合作用的调节: ④虽不是主要运输形式,却是高效率运输形式， ⑤带满O2的Hb仍可带CO2。
在 组 织 氧 与 二 氧 化 碳 运 输 形 式
(二) 肺通气量：单位时间内进出肺的气体总量 ⒈每分通气量：每分钟内进或出肺的气量（6~9L/min） 每分通气量＝潮气量×呼吸频率(次/分) 最大通气量=最大限度潮气量×最快呼吸频率(次/分)
反映肺通气功能的最大潜力。
2.肺泡通气量（有效通气量）
生理无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔
(二) 肺通气量：单位时间内进出肺的气体总量
O2 CO2
(三)通气/血流比值（V/Q） 每分肺通气量（VA）/每分肺血流量（Q）
1.VA/Q↑≈肺通气↑或肺血流↓→增大生理无效
腔→换气效率↓(如心衰、肺动脉栓塞) 2.VA/Q↓≈肺通气↓→增大功能性A-V短路→换 气效率↓（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）
●整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标；
(一)肺容量：肺所容纳的气体量
潮气量：每次呼吸时，吸入或呼出的气体量。（400~600ml） 功能残气量：平静呼气末，肺内所余留的气量。（2500ml） 肺活量：在做一次最深吸气后，尽力呼出的最大气量。（男 3500ml,女2500ml）。 时间肺活量：用力吸气后再用力并快速呼出的气体量占肺活量 的百分数。以第1秒用力呼气量最有意义。低于70%不正常。 注：时间肺活量是评价肺通气功能较好指标 肺总量：肺组织所能容纳 的最大气体量。 =肺活量+残气量
阻力； b. 减少肺泡内液的生成→防肺水 肿的发生 c. 维持大、小肺泡内压的稳定性 →防止肺泡破裂或萎缩
临床：
吸 气
(呼气)
●成人肺炎、肺血栓 等→表面活性物质↓→ 肺不张（肺泡萎陷）。
肺泡表面积↑
DPL分散
(↓ )
(密集)
●6～7个月胎儿才开 降表面张力的作用↓ (↑) 始分泌表面活性物质， 肺泡表面张力↑ (↓) 故早产儿可因缺乏表面 活性物质而发生肺不张 肺泡回缩 (扩张) 和新生儿肺透明膜病→ 呼吸窘迫综合征。 防肺泡破裂 (萎陷)
包括肺泡与血液、血液与组织细胞之间O2和CO2的交换 肺换气：肺泡与血液之间O2和CO2的交换 组织换气：血液与组织细胞之间O2和CO2的交换 动力：膜两侧的气体分压差。
二、肺换气与组织换气
换气动力：分压差 换气方向： 分压高→分压低 换气结果： 肺Ｖ血 ↓ Ａ血 组织Ａ血 ↓ Ｖ血
O2
CO2的运输
2.肺泡通气量＝(潮气量-无效腔量)×呼吸频率
解剖无效腔：从鼻到终末细支气管无气体交换功能，
称之。
肺泡无效腔：进入肺泡内的气体由于血流分布不均而
未能与血液进行气体交换的肺泡的容积，称之。 取决于呼吸的深度和呼吸的频率
浅而快的呼吸降低肺泡通气量， 深而慢的呼吸增大肺泡通气量
第二节
一、气体交换的过程
气体交换
第五章
概 第一节 第二节 肺
呼 吸
述 通 气
气 体 交 换
第三节
第四节
气 体 运 输
呼吸运动的调节
概 述
呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。 呼吸全过程：外呼吸、气体在血液中运输、内呼吸
概 述
意义：从外界吸入氧，呼出体内新陈代 谢过程中所产生的二氧化碳，维持机体 内环境中O2和CO2含量的相对稳定，确 保组织细胞代谢正常进行。
O2的运输
肺 换 气 过 程
肺泡和肺毛细血管：呼吸膜进行 O2：肺泡→肺毛细血管 CO2：肺毛细血管→肺泡 静脉血→动脉血（含O2多，含CO2少）
组 织 换 气 过 程
组织与血液： O2：血液→组织细胞 CO2：组织细胞→血液 动脉血→静脉血（含O2少，含CO2多）
三、影响气体交换的因素
(一)气体扩散速率 —————————————————————————————————————— 分子量 血浆溶解度 肺泡气 A血 V血 D —————————————————————————————————————— O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 ———————————————————————————————————————
非 气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关 弹 性 粘滞阻力 常态下可忽略不计 阻 力 惯性阻力
1.弹性阻力: (1)肺的弹性阻力 顺应性 =(1/弹性阻力)，与弹性阻力呈反比关系。
顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。
来源： 肺的弹性阻力 肺弹性组织回缩力:1/3
肺泡表面张力:2/3
Ⅰ.肺泡表面张力
三、CO2的运输
(2)反应特征: ①极快且可逆，反应方向取决PCO2差； ②RBC膜上有Cl-和HCO3-特异转运载体，Cl-转移入红细 胞维持电平衡,促进CO2化学结合的运输； ③需酶催化； ④在RBC内反应, 在血浆内运输（NaHCO3）。
•
CO2的运输
碳酸酐酶
⒉氨基甲酸血红蛋白的形式：7％ (1)反应过程：
在同等条件下，CO2的扩散速率是O2的20倍；但在肺中，
(ml/L) （KPa） （KPa） （KPa）
O2、CO2扩散速率（D）的比较
由于肺泡气和V血间分压差的不同，CO2的扩散速率实际
约为O2的2倍。
(二)呼吸膜
1.厚度（6层＜1μ m厚）：呼吸膜厚度↑（肺炎、肺 水肿、肺纤维化）→气体交换↓ 2.面积：呼吸膜面积↓（肺气肿）→气体交换↓。
但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性， 故临床上更应测肺脏各局部的VA/Q：
人体直立时肺局部的VA/Q
肺上区 VA（L/min）0.24 Q（L/min）0.07 VA/Q 3.4 肺下区 0.82 1.29 0.64
第三节
一、运输形式:
气 体 运 输
（一）物理溶解:气体直接溶解于血浆中。
第一节
肺
通
气
一、肺通气概念：气体经呼吸道进出肺的 过程。 气体进出肺有赖于推动气体流动的动 力和阻止其流动的阻力，只有推动气体流 动的动力克服了阻力之后才能实现肺通气。