生理学第五章呼吸

肺泡表面活性物质(DPPC) 化学成分：二棕榈酰卵磷脂。 分布：以单分子层分布于肺泡内的液-气界面上， 其密度随肺泡张缩而改变。 生理作用：降低肺泡表面张力。 生理意义：维持肺泡容积的相对稳定。根据 Laplace定律:肺泡回缩力(P)与肺泡表面张力(T) 成正比，而与肺泡的半径(r)成反比，即： P＝2T/r
CO2＋H2O
碳酸酐酶
H2CO3
HCO3-＋H+
由组织进入血液的大部分C02，最后是以 KHCO3的形式存在与红细胞内，以NaHCO3的形 式存在与血浆中。即以碳酸氢盐的形式由血 液运输至肺部。 在肺部上述反应反向进行： H+＋HCO3H2C03 C02＋H20
（一）血红蛋白与氧的可逆结合
特点：可逆、受PO2的影响；反应迅速、不需酶 的催化。 当表浅毛细血管床血液中去氧Hb达50g/L以 上，呈青紫色称紫绀(一般是缺O2的标志)。
临床常见缺氧及紫绀
（二）氧解离曲线及其影响因素：
1.氧解离曲线： 表示Hb氧饱和 度与PO2关系的 曲线。以PO2为 横座标， Hb氧 饱和度为纵座 标，绘制出的 曲线，即氧解 离曲线。
2.气体的分压
（二）气体交换的过程 1. 肺换气的过程:
2.组织换气的过程
二、影响肺泡气体交换的因素 (一)呼吸膜厚度和面积 （ 1 ）厚度：肺纤 维化、尘肺、肺水 肿→呼吸膜厚度 O2 ↑→通透性↓→气 体交换↓； （ 2 ）面积：肺气 肿、肺不张、肺叶 CO2 切除→呼吸膜面积 ↓→气体交换↓。
2.肺内压 概念：指气道和肺泡内气体的压力。 呼吸过程肺内压的变化如图所示：其中吸 气末和呼气末的肺内压等于大气压。
3.胸膜腔内压 概念：指胸膜腔内的压力，简称胸内压也称胸内 负压。用连有水检压计的针头刺入胸膜腔内直接 测定。
胸内压成因 胸膜腔指脏层胸膜与壁层胸膜间密闭的潜 在腔隙，腔内有少量浆液。
3.肺活量、用力肺活量和用力呼气量 肺活量：指在最大吸气后，从肺内所能呼出 的最大气量。它是补吸气量、潮气量和补呼 气量三者之和。正常成年男性平均约为 3500ml，女性约为2500ml。 用力肺活量：指在最大吸气后，尽力尽快呼 气所能呼出的最大气量。 正常情况下用力肺活量略小于在没有时 间限制下测得的肺活量。
（三）肺通气量 概念：肺通气量指单位时间内进出肺的气量。 1.每分通气量 概念：每分通气量指每分钟吸入或呼出的气量。 每分通气量＝潮气量×呼吸频率 ＝6～8L/min 2.肺泡通气量 概念：是指每分钟进入肺泡或由肺泡呼出的气 体量。 肺泡通气量＝(潮气量-无效腔气量)×呼吸频率 = 4.2L/min
用力呼气量(时间肺活量)：指在最大吸气后 再尽力尽快呼气时，在一定时间内所能呼出 的气量，分别计算出第1s、2s、3s末呼出的 气量，以及所占用力肺活量的百分数。正常 成年人分别为83％、96％、99％。是评价的 通气功能的较好指标，其中第一秒末呼出的 气量称为一秒用力呼气量，为临床所常用。 4.肺总容量：肺所能容纳的最大气量，即为 肺总容量，它等于肺活量与残气量之和。 正常成年男性平均约5000ml，女性约3500ml。
二、二氧化碳的运输
(一)物理溶解： 从组织进入血液的C02，以物理溶解 的形式仅占总量5％。 (二)化学结合：95％ 绝大部分仍是化学结合的形式。化学结合的C02 可分为两种： 碳酸氢盐:约占总量的87％； 氨基甲酸血红蛋白:约占总量的7％。 1．碳酸氢盐: 当血液流经组织时,C02扩散入血液, 先溶解于血浆,使血浆中的PC02 升高。
生理无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔 正常情况下肺泡无效腔容积不大，故生 理无效腔与解剖无效腔几乎相等。
关于呼吸频率与潮气量的关系： （500-150）×12=4.2L／min （250-150）×24=2.4L／min （1000-150）×6=5.1L／min 浅而快呼吸的比深而慢呼吸肺泡通气量明显 减少。故从气体交换的效果看，适当深而慢 的呼吸．肺泡通气量加大，有利于气体交换。
防止液体在肺泡内积 聚： 肺泡表面张力↑ →使 肺泡回缩↑ →组织间 隙内静水压↓→毛细 血管滤出的液体过多 而引起肺水肿。 降低吸气阻力,减少吸 气作功。
(2)胸廓的弹性阻力： 胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织 所形成。胸廓的弹性阻力的作用方向，则视 胸廓扩大的程度而异: ①胸廓处于自然位置时(肺总容量≈67 ％)，不表现有弹性回缩力； ②胸廓缩小时(肺总容量＜67％)，胸廓 的弹性回缩力向外=吸气的动力，呼气的阻力； ③胸廓扩大时(肺总容量＞67％)，胸廓 的弹性回缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。
第二节 肺换气与组织换气 概念： 呼吸气体交换是指肺泡和血液之间、 血液和组织之间的氧和二氧化碳的交换过程。 方式：扩散 动力：气体分压差是气体扩散的动力。 一、气体交换的原理与过程 （一）气体交换的原理 1.气体扩散的动力 按照物理学原理，浓度较高一侧的气体可 向浓度较低一侧扩散。故脂溶性的O2、CO2和N2 等气体分子可自由扩散，扩散方向取决于各气 体本身的浓度差。
①外呼吸：指外界空气 与肺泡之间的气体交换 (肺通气)和肺泡与肺毛 细血管之间的气体交换 (肺换气)； ②气体在血液中的运输； ③内呼吸(组织换气)： 指细胞通过组织液与血 液间的气体交换过程， 也称组织换气。
第一节 肺 通 气 概念：肺通气指肺与外界环境之间的气体交换 过程。 结构：包括呼吸道、肺泡和胸廓等。呼吸道是 气体进出肺泡的通道，肺泡是进行气体交换 的场所。 动力：胸廓的节律性的呼吸运动产生肺通气的 原动力。
2.非弹性阻力 概念：指气流通过呼吸道时产生的气道阻力。 组成：气道阻力、惯性阻力和粘滞阻力。约占 总阻力的30％。 气道阻力：概念：指气流通过呼吸道时气 体分子之间和气流与管壁间的摩擦力。正常情 况下，气道阻力占80％-90％。
影响因素：气道阻力受气流速度、气流形式、 气道的口径等因素影响。 气道口径是影响气道阻力的重要因素，气 道口径主要受三方面因素影响： 气道内外压力差， 自主神经调节平滑肌的舒缩， 体液中化学物质影响气管平滑肌的舒缩。
呼
吸
肌
①平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。 ②用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。
形式: 按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸； 按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合 式呼吸。 •腹式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。 胸式呼吸:严重腹水、妊娠、肥胖、腹 腔有巨大肿块。 混合呼吸:正常成人。 频率: 成人:12～18次/分 婴儿:60～70次/分
概 述 概念：机体与外界环境之间的气体交换过程 称为呼吸。 机体活动所需要的能量和维持体温的热量， 最终都是来自体内营养物质的氧化。在氧化 过程中，需要不断消耗氧并产生二氧化碳。 因此，机体必须不断地从外界摄取氧气并将 二氧化碳排除体外。它是维持机体新陈代谢 和功能活动所必须的基本生理过程之一。 过程：呼吸的全过程由三个环节组成：
肺 内 压 肺 回 缩 力 (大 气 压) (肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力) 使肺扩张 使肺回缩
胸内压＝大气压－肺回缩力 胸内压＝－肺回缩力
生理意义: (1)维持肺与小气道处 于扩张状态。不致因回 缩力而使肺完全塌陷。 （2）有助于静脉血和 淋巴液的回流。位于胸 腔内的腔静脉、胸导管 等由于管壁薄，胸内负 压可使其被动扩张，管 内压下降，有利于回流。 当胸膜腔的密闭性受到破坏时，空气立即进入胸 膜腔形成气胸。
(二)肺通气的阻力
呼吸运动产生的动力 , 在克服肺通气所遇到的 阻力后 , 才能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障 碍的常见原因。
1.弹性阻力: 概念：外力作用于弹性物体使之变形时所遇到 的阻力。 构成：肺的弹性阻力和胸廓的弹性阻力，是平 静呼吸时的主要阻力，约占肺通气总阻力的 70％。 (1)肺的弹性阻力： 来源：肺弹性纤维回缩力:1/3 肺泡表面张力:2/3 弹性阻力大→不易变形→肺不易扩张 弹性阻力小→易变形 → 肺容易扩张
(1)上段：PO2（60～ 100mmHg）。 特点：曲线较平坦。 表明PO2的变化对Hb氧 饱和度影响小。 意义：表示人对低 氧或呼吸性缺氧有很 大的耐受力。 如高原、高空或患呼吸系统疾病时 ,PO2 下降 （不低于60mmHg ）而Hb结合O2量变化不大。
下
中
上
(2)中段：PO2(40～ 60mmHg)。 特点：曲线较陡。 表明在这一范围内PO2 降低时，O2与Hb的解 离加速，Hb氧饱和度 下降显著。 意义：维持正常 时组织的氧供。
第三节
气体在血液中的运输
O2和CO2在血液中存在的形式: 物理溶解:气体直接溶解于血浆中。 特征:①量小,•起桥梁作用； ②溶解量与分压呈正比： 化学结合:气体与某些物质进行化学结合。 特征:量大,•主要运输形式。
动态平衡 物理溶解 化学结合
一、氧的运输: 物理溶解 (1.5%)和化学结合(98.5%)。 氧容量：每升血液中血红蛋白所能结合O2的 最大量（正常值为210ml）。 氧含量：每升血液中血红蛋白实际结合O2的 量（正常值：动脉血为210ml，静脉血为 150ml）。 氧饱和度：氧含量与氧容量的百分比。（氧 含量/氧容量×%）。 正常值：动脉血：100% 静脉血：75%
一、肺通气的原理 （一）肺通气的动力 1.呼吸运动 概念：指呼吸肌收缩与舒张引起胸廓的扩大和 缩小称为呼吸运动。呼吸运动是肺通气的原动力。 分类：吸气运动和呼气运 动。 主要的吸气肌有膈肌 和肋间外肌；辅助吸气肌 如斜角肌、胸锁乳突肌、 胸肌及背肌等。 主要的呼气肌有肋间 内肌和腹肌。
过程: (1)平静呼吸: (2)用力呼吸： 用力吸气时，除 膈肌、肋间外肌收缩 外，辅助吸气肌也参 加收缩，胸廓容积进 一步扩大。 用力呼气时，除 吸气肌舒张外，呼气 肌也参加收缩，胸廓 容积进一步缩小。 特点：
下
中
上
(3)下段：PO2(15～ 40mmHg) 表明：曲线坡度 更陡。 表明PO2稍有 下降, HbO2解离，血 氧饱和度就急剧下降， 放出大量的O2。 意义：维持活动 时组织的氧供。
2.影响氧离解曲线的因素 Pco2↑、pH↓、温度升 高、2,3-二磷酸甘油酸 （ 2,3-DPG ）↑→氧解离 曲线右移→表明对O2的亲和 力降低。 Pco2↓、pH↑、温度降 低 、 2,3- 二 磷 酸 甘 油 酸 （ 2,3-DPG ）↓→氧解离 曲线左移→表明对 O2 的亲和 力增加。
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（二）气体扩散速率: 概念:单位时间内气体扩散的容积。 影响因素：1.气体分压差 2.气体的分子量和溶解度 3.扩散面积和距离 4.温度
（三）通气（VA）/血流比值（Q） 概念：指每分肺泡通气量（VA）与每分肺血 流量（Q）的比值。 正常值：（VA）/（Q）＝0.84 意义:VA/Q↑≈肺通气↑或肺血流↓→增大 生理无效腔。 VA/Q↓≈肺通气↓或肺血流↑→部分 静脉血未经气体交换。
第五章
呼
通
吸
气
第一节：肺
第二节：肺换气与组织换气 第三节：气体在血液中的运输 第四节：呼吸运动的调节
目的要求： 掌握：呼吸运动；胸膜腔内压；潮气量； 功能残气量、肺活量和用力肺活量；肺 通气量（每分通气量、肺泡通气量）； 肺牵张反射；呼吸的化学感受性调节。 熟悉：呼吸过程的三个环节；气体的交 换；气体在血液中的运输形式。 了解：呼吸中枢。
(二)肺容量 是指肺容积中两项或两项以上的联合气量。 1.深吸气量：平静呼气末作最大吸气时所能 吸入的气量为深吸气量，等于补吸气量加潮 气量之和。 2.功能残气量：指平静呼气末肺内存留的气 量，即补呼气量与残气量之和。 作用：对呼吸时肺泡内Po2和Pco2变化起着缓 冲作用。 意义：使肺泡气和动脉血中Po2和Pco2不会随 呼吸发生大幅度的波动。
二、肺通气功能的评价 (一)肺容积：是指四种互不重叠的呼吸气量。
1.潮气量：每次平静呼吸时吸入或呼出的气 量。平静呼吸时约400～600ml,平均500ml。 2.补吸气量(吸气储备量)：平静吸气末，再 尽力吸入的气量。正常成人约1500～ 2000ml。 3.补呼气量(呼气储备量)：平静呼气末，再 尽力呼出的气量。正常成人约900～1200ml。 4.残气量：指最大呼气末存留于肺内不能再 呼出的气量。正常成人约1000～1500ml。