第5章呼吸

二、气体交换过程及影响因素
（一）肺换气
气 体 交 换 的 过 程
2、影响肺换气的因素
（一）肺换气的影响因素： 1、呼吸膜的厚度和扩散面积 气体扩散速度与呼吸膜面积成正比。正 常人肺总扩散面积约70m2，平静呼吸时气体
交换的呼吸膜约40m2，深呼吸时增大 。
正常呼吸膜非常薄， 平均厚度不到1μm，有 的仅约0.2μm，气体易 于扩散。
（一）Hb与O2的结合：
1、可逆结合、反应快
2、不是氧化、是氧合
氧和血红蛋白结合时，血红蛋白中的铁 没有发生电子转移，仍保持低价位，是一种 可逆过程，生理上称为氧合。
3、具有饱和性
1gHb最多可结合结合O21.34ml。
血红蛋白若以150g/L计，则每升血液Hb能结
合O2 1.34 ml/g×150g/L=201ml/L。
出的气量。正常成人约为1.0-1.5L，其大小 可反应肺功能。
6、功能残气量：为补呼气量和残气量之和。
正常成人约为 2.5L。 生理意义：缓冲呼吸过程中肺泡内O2和CO2 的急剧变化，有利于气体交换的正常进行。
7、肺活量：深吸气后作最大呼气所呼出的最
大气体量。其为潮气量、补吸乞量和补呼气 量之和，正常成人男性为3.5L，女性为2.5L。
吸道。约150ml。
肺泡无效腔：肺泡内有些部位得不到足够的
血液供应，不能充分进行气体交换，称为肺 泡无效腔。
解剖无效腔和肺泡无效腔合称生理无效腔。
（2）肺泡通气量：指每分钟进入肺泡能与血
液进行气体交换的有效通气量。
肺泡通气量＝(潮气量－无效腔气量)×呼吸频率
正常成人安静时每分肺泡通气量约为 4.2L，不同呼吸深度、频率对每分通气量 和肺泡通气量的影响不同：
发生摩擦形成的阻力。约占10%-20%
气道阻力：指气体通过呼吸道时，气体分子
之间，气体与呼吸道管壁之间发生的摩擦。 约占80%-90%
影响气道阻力的因素
（1）呼吸道口径：
呼吸道阻力∝1/气道半径4 。6次分支后的气 道口径小于2mm，受N-体液因素的调节。
（2）气流速度：速度与阻力呈反相关。 （3）气流形式：层流阻力小；涡流阻力大。
病理情况下，呼吸 膜面积减小（如肺气肿） 或呼吸膜厚度增加（如 肺炎、肺纤维化）都将 导致气体扩散量减少而 影响呼吸。
2、通气/血流比值 正常值为0.84，此比值时肺换气效率最高，比 值减少或增大都表示肺内气体交换效率下降。
（二）组织换气的影响因素:
1.组织细胞代谢水平
2.组织细胞与毛细血管的距离
第五章 呼 吸
1、概念： 机体与外界环境之间的气体交换 过程，称为呼吸。 2、呼吸的4个阶段：
①肺通气:肺与外环境的气体交换；
②肺换气：肺泡与肺毛细血管之间的气体交换； ③气体在血液中的运输； ④组织换气:血液与组织细胞之间的气体交换。
肺通气和肺换气合称外呼吸；
组织换气又称内呼吸。
3、呼吸的生理意义
3）肺泡壁弹性回缩力 当肺泡弹性纤维被破坏，如肺气肿时，弹性
阻力减小，呼气末肺内存留气体量增多，肺 通气效率降低。
2、 胸廓弹性阻力
肺容量占 肺总容量百分比
67％（自然位置） （平静吸气末）
胸廓容积 自然容积
胸廓弹性回位力 无
> 67％（ >自然位置）大于自然容积 （深吸气状态） < 67％ （ <自然位置）小于自然容积 （平静呼气末）
Hb氧容量：每升血液中，Hb所能结合的最
大O2量。
血氧容量：血液中总氧的最大量
（200ml/L）。通常就用Hb氧容量来表示， 简称氧容量。
Hb氧含量：每升血液中，Hb实际结合的O2
量。
A：194.5ml/L；V：144 ml/L。
血氧含量：每升血液中，血液总的含氧量。
通常就用Hb氧含量来表示，简称氧含量。
血氧饱和度=血氧含量/血氧容量×100%；
（二）气体扩散速率：单位时间内气体扩散的
容积称为该气体扩散的速率。
1、在大气中，气体扩散的速率与分压差呈正相
关。
2、在液体中气体扩散速率除与分压差呈正相关
外，还与气体的溶解度呈反相关，而与分子量 的平方根呈反相关。
气体扩散速率（D）=分压差· 溶解度/ √分子量
正常情况下，CO2扩散速度是O2的2倍，所以缺 氧比CO2潴留更常见。
CO2分压=0.04%×760=0.3mmHg
海平面空气、肺泡气、血液及组织中各种气体的分压 mmHg(kpa) PO2 PCO2 PN2 H2O 合计
空 气 159(21.2) 0.3(0.04) 597(79.6) 3.7(0.5) 760(101.3) 肺泡气 104(13.9) 40(5.3) 569(75.8) 47(6.3) 760(101.3) 动脉血 100(13.3) 40(5.3) 573(76.4) 47(6.3) 760(101.3) 静脉血 40(13.9) 组 织 30(4.0) 46(6.1) 573(76.4) 47(6.3) 706(94.1) 50(6.7) 573(76.4) 47(6.3) 700(93.4)
8、用力呼气量FEV：也称为时间肺活量，它 是指最大吸气后，以最快速度用力呼气，记 录第1、2、3秒末呼出气量占肺活量的百分比。 正常成人第1、2、3秒末呼出的气量分别占肺 活量的80％、96％、99％。其中第1秒末的用 力呼气量意义最大，低于60％为不正常。
9、肺总量TLC：肺所能容纳的最大气量， 它等于肺活量与残气量之和。正常男性约 为5L，正常女性约为3.5L。 肺总量：=肺活量+残气量 =深吸气量+功能残气量 =潮气量+补吸气量+补呼气量+残气量
（二）肺内压与胸膜腔内压
1. 肺内压
人工呼吸：通过人工方法改变肺内压，建立
肺内压与大气压之间的压力差，以维持肺通 气。
2.胸膜腔内压
胸膜腔：位于两层胸膜之间的潜在、密闭的
腔隙，其内仅少量浆液。
胸膜腔内压（胸膜腔负压）
胸膜腔负压的形成
•以胸膜腔密闭且含浆液为条件 •胸廓生长>肺生长 •胸廓容积>肺容积
肺纤维化(fibrosis)
肺不张(atelectasis)
跨肺压(cmH2O) （肺内压-胸内压）
临床意义:
肺水肿,肺不张,肺纤维化→肺顺应性↓→吸气
困难
肺气肿→弹性阻力↓→肺顺应性↑→回缩力↓→
呼气困难。
（二）非弹性阻力
包括惯性阻力、黏滞阻力和气道阻力。惯性
阻力可忽略不计。
黏滞阻力：指呼吸时，胸廓、肺等组织移位
临床意义：一般情况下气道阻力只占呼吸总
阻力的1/3左右，但是气道阻力的增加却是临 床上通气障碍最常见的病因。如临床上的哮 喘。
三、肺通气功能的评定指标
（一）肺容量：指肺容纳气体的量。
1、潮气量：平静呼吸时每次吸入或呼出的气
量。正常成人约为0.4-0.6L，平均0.5L
2、补吸气量：平静吸气末再尽力吸气所能增
•胸廓将肺拉大
•肺回缩 胸内负压
（1）胸内负压的形成
胸内负压由作用于胸膜脏层的肺内压和肺 回缩力共同作用形成的。
胸膜腔内压＝肺内压－肺回缩力
在吸气和呼气末，肺内压等于大气压，为０， 所以胸膜腔内压＝－肺回缩力 呼气末：-3 ～ -5mmHg； 吸气末：-5 ～ -10 mmHg
可见，胸膜腔负压是由肺的回缩力造成的。
向内 （吸气阻力） 向外 （吸气动力）
3.肺与胸廓的顺应性
顺应性：表示弹性组织在外力作用下的可扩
张性。
顺应性与弹性阻力成反比。
肺弹性阻力增加，顺应性降低 ，则吸气困难 肺弹性阻力减小，顺应性增大，则呼气困难
正常及几种异常情况下顺应性曲线
肺 容 积 (升 ) 肺气肿（emphysema） 正常
加的吸气量。正常成人约为1.5-2.0L。
3、深吸气量：为潮气量和补吸气量之和。它
是决定最大通气潜力的一个重要因素，表示 吸气贮备能力的大小
4、补呼气量：平静呼气末再尽力呼气所能增
加的各出气量。正常成人约为0.9-1.2L，表 示呼气贮备能力的大小。
5、残气量：最大呼气后，肺内仍残留不能呼
应性； ★使相通的大小肺泡内压不稳定； ★促进肺部组织液生成，使肺泡内液体积聚。
2）肺泡表面活性物质：肺泡Ⅱ型细胞能合 成分泌一种脂蛋白 。 作用：
①使肺回缩力减小，减少吸气阻力，有利于 肺扩张，防止肺不张。
②调节大小肺泡内压，维持大小肺泡容积稳 定。 ③减少肺部组织液的生成，防止肺泡内液体 聚集，有利于肺泡处气体交换。
正常成人为：70~120L
通气贮备百分比：
最大通气量-每分平静通气量
通气贮备百分比 =
最大通气量
×100%
正常：93%以上，若﹤70%，表示肺通气贮
备功能不良。
2、无效腔与肺泡通气量：
（1）无效腔：从鼻到肺泡之间无气体交换功
能的管腔。包括解剖无效腔和肺泡无效腔。
解剖无效腔：从鼻至终末细支气管以前的呼
肺与胸廓在被牵张时的弹性回缩力是吸气 的阻力。
1. 肺弹性阻力
肺弹性阻力 肺泡壁弹性回缩力（占1/3）
肺泡表面张力（占2/3）
1）肺泡表面张力：指肺泡内液－气界面 使肺泡表面积缩小的力。肺泡回缩压与表 面张力成正比，与肺泡半径成反比。
肺泡表面张力的负面影响：
★阻碍肺泡扩张，增加吸气的阻力，降低肺顺
第二节
包括两个部分：
Байду номын сангаас
气体交换
肺换气：肺泡和肺毛细血管之间的气体交换； 组织换气：体循环毛细血管和组织液之间的