生理学第五章 呼吸
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呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓有节律的扩大与缩小，称为呼吸运动。参与呼吸运动的肌肉，统称为 呼吸肌。 1.呼吸肌 主要的吸气肌为隔肌和肋间外肌。 2.呼吸的类型 在不同的条件下由于呼吸肌的主次、多少和用力程度不同，呼吸运动呈现不同的 形式。 （1）平静呼吸和用力呼吸：人体在安静时进行平稳而均匀的呼吸运动，称为平静呼吸。 （2）胸式呼吸和腹式呼吸：由于隔肌收缩和舒张引起腹部的起伏，这种以隔肌舒缩活动为主的呼吸运 动称为腹式呼吸。 3.呼吸频率 胸部的一次起伏就是一次呼吸，即一次吸气一次呼气。
第一节 第二节 第三节
肺通气
气体交换 气体在血液中的运输 呼吸运动的调节
第四节
呼吸的概念与呼吸的全过程
机体在维持生命活动时，细胞不 断地消耗O2，并产生CO2。为满足机体
新陈代谢的需求，机体通过呼吸从外
界环境摄取新陈代谢所需要的O2，排出
代谢产生的CO2。机体与外界环境之间
的这种气体交换的过程称为呼吸
气流和组织的惯性所产生的阻止肺通气的力。豁滞阻力来自呼吸时组织相对位移所发生的摩擦，如 肺与胸廓间、肺叶之间产生的摩擦。气道阻力来自气体流经呼吸道时气体分子间和气体分子与气道 壁之间的摩擦，是非弹性阻力的主要成分，占80%－90%非弹性阻力是在气体流动时产生的，并随流 速加快而增加，故为动态阻力。健康人，平静呼吸时的总气道阻力为1－3cm H20/(L/S)，主要发生
第一节 肺通气
（二）呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化
1.肺内压
肺内压是指肺泡内的压力。
2.胸膜腔内压
（1）胸膜腔：覆盖于肺表面的脏层胸膜和紧贴于胸廓内壁的 壁层胸膜在肺根处相互延续，在胸腔两侧各形成一个密闭的腔隙， 称为胸膜腔。 （2）胸膜腔内压的测定：胸膜腔内压可以用两种方法测定。 一种是直接法，将与检压计相连的针头刺入胸膜腔内，直接测定 胸膜腔内的压力。另一种是间接法，即以食管内压代表胸膜腔内 压。 （3）胸膜腔内负压的形成原因：胸膜腔内负压是出生后发展 起来的。 （4）胸膜腔负压的生理意义：首先，由于胸膜腔负压的牵拉 作用，可使肺总是处于扩张状态而不至于萎陷，并使肺能随着胸 廓的扩大而扩大；其次，胸膜腔负压还增加了腔静脉和胸导管等 大静脉与大淋巴管的管壁内外压力差，从而有利于胸腔内静脉血 液和淋巴液的回流。
第一节 肺通气
3.胸廓的弹性阻力
胸廓也具有弹性，呼吸运动时也会产生弹性阻力。但是，因胸廓弹 性阻力增大而使肺通气发生障碍的情况较为少见，所以临床意义相对较 小。胸廓处于自然位置时的肺容量，相当于肺总容量的67%左右，此时胸 廓毫无变化，不表现有弹性阻力。肺容量小于总量的67%，胸廓被牵引向 正面
第一节 肺通气 二、
肺通气的阻力
（一）弹性阻力和顺应性
1.肺弹性阻力 肺具有弹性，在肺扩张变形时所产生的弹性回缩力，其方向与肺 扩张的方向相反，因而是吸气的阻力，即肺弹性回缩力是肺的弹性阻 力。肺弹性阻力来自肺组织本身的弹性回缩力和肺泡的表面张力所产 生的回缩力，两者均使肺具有回缩倾向，故成为肺扩张的弹性阻力。 由于表面张力较大，足以使肺泡难以张开，这就会给呼吸带来一 定的影响：
内而缩小，其弹性阻力向外，是吸气的动力，呼气的阻力;肺容量大于肺
总容量的67%时，胸廓被牵引向外而扩大，其弹性阻力向内，成为吸气的 阻力，呼气的动力。所以胸廓的弹性回缩力既可能是吸气的阻力，也可 能是吸气的动力，视胸廓的位置而定。 侧面
第一节 肺通气
（二）非弹性阻力
非弹性阻力包括惯性阻力、赫滞阻力和气道阻力。惯性阻力是气流在发动、变速、转向时因
在鼻(约占总阻力50％)、声门(约占25％)及气管和支气管(约占Fra Baidu bibliotek5％)等部位，仅10%的阻力发生在
口径小于2mm的细支气管。
第一节 肺通气 三、
肺通气功能的评价
（一）肺容量
肺容量是指在不同状态下肺所
容纳的气体量（图5－4） 。
图5-4 肺容量图解
第一节 肺通气
1.潮气量 潮气量（tidal volume, TV）是指每次吸人或呼出的气量。正常成年人平静呼吸时潮气量 为400－600mL，平均约为500 mL。 2.补吸气量 补吸气量（inspiratory reserve volume, IRV）指平静吸气末，再用力吸气所能吸人的 气量。正常成年人补吸气量为1500－2000 mL。 3.补呼气量 补呼气量（expiratory reserve volume, ERV）指平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气 量。正常成年人补呼气量为900-1200mL。 4.深吸气量 深吸气量（inspiratory capacity, IC）指在平静呼气末做最大吸气时所能吸入的气量， 等于潮气量和补吸气量之和。
①阻碍肺泡扩张，降低肺泡顺应性，增加吸气阻力。 ②使不同大小肺泡的内压不稳定。根据物理学原理，某种液体所形成的液 泡的回缩力即液泡内部的压强(Ｐ)，与该液体的表面张力(Ｔ)成正比，与液泡 的半径r成反比。即Ｐ=2Ｔ/r。因此，即使是表面张力相同的同一液体，只要 所形成的液泡大小不同，小泡内的压强就会超过大泡；而且液泡越缩小，其中 压强越升高。这样，就会出现小肺泡萎陷关闭和大肺泡过度膨大的情况。 ③容易产生肺水肿。
第一节 肺通气
2.肺泡表面活性物质
通常以上情况不会出现。这是由于存在一种可降 低肺泡液体表面张力的物质，即肺泡表面活性物质 (pulmonary surfactant)。它是由肺泡Ⅱ型细胞合成 并释放的一种脂蛋白混合物。肺泡表面活性物质具有 降低表面张力的作用，有重要的生理意义。
①降低表面张力，减小吸气阻力。 ②维持肺泡容积的相对稳定。由于肺泡表面活性物质的 密度随肺泡半径的变小而增大，也随半径的增大而减小，所 以小肺泡表面活性物质的密度大，降低表面张力的作用强， 表面张力小，使小肺泡内压力不至过高，防止了小肺泡的塌 陷；大肺泡表面张力则因表面活性物质分子的稀疏而不致明 显下降，维持了肺泡内压力与小肺泡大致相等，不至过度膨 胀。 ③减少肺组织液的生成，防止肺水肿（图5-3）。
(respiration)
呼吸的全过程示意图
呼吸的概念与呼吸的全过程
空 气
呼 吸 道
肺 泡
O2
CO2
肺 毛 细 血 管
肺 静 脉
左 心
动 脉
组 O 2 织 毛 细 血 CO 2 管 组 织 细 胞
肺通气
肺换气
肺 动 脉
右 心
静 脉
组织换气
外呼吸
气体运输
(内呼吸)
第一节 肺通气 一、
肺通气的动力
（一）呼吸运动
第一节 第二节 第三节
肺通气
气体交换 气体在血液中的运输 呼吸运动的调节
第四节
呼吸的概念与呼吸的全过程
机体在维持生命活动时，细胞不 断地消耗O2，并产生CO2。为满足机体
新陈代谢的需求，机体通过呼吸从外
界环境摄取新陈代谢所需要的O2，排出
代谢产生的CO2。机体与外界环境之间
的这种气体交换的过程称为呼吸
气流和组织的惯性所产生的阻止肺通气的力。豁滞阻力来自呼吸时组织相对位移所发生的摩擦，如 肺与胸廓间、肺叶之间产生的摩擦。气道阻力来自气体流经呼吸道时气体分子间和气体分子与气道 壁之间的摩擦，是非弹性阻力的主要成分，占80%－90%非弹性阻力是在气体流动时产生的，并随流 速加快而增加，故为动态阻力。健康人，平静呼吸时的总气道阻力为1－3cm H20/(L/S)，主要发生
第一节 肺通气
（二）呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化
1.肺内压
肺内压是指肺泡内的压力。
2.胸膜腔内压
（1）胸膜腔：覆盖于肺表面的脏层胸膜和紧贴于胸廓内壁的 壁层胸膜在肺根处相互延续，在胸腔两侧各形成一个密闭的腔隙， 称为胸膜腔。 （2）胸膜腔内压的测定：胸膜腔内压可以用两种方法测定。 一种是直接法，将与检压计相连的针头刺入胸膜腔内，直接测定 胸膜腔内的压力。另一种是间接法，即以食管内压代表胸膜腔内 压。 （3）胸膜腔内负压的形成原因：胸膜腔内负压是出生后发展 起来的。 （4）胸膜腔负压的生理意义：首先，由于胸膜腔负压的牵拉 作用，可使肺总是处于扩张状态而不至于萎陷，并使肺能随着胸 廓的扩大而扩大；其次，胸膜腔负压还增加了腔静脉和胸导管等 大静脉与大淋巴管的管壁内外压力差，从而有利于胸腔内静脉血 液和淋巴液的回流。
第一节 肺通气
3.胸廓的弹性阻力
胸廓也具有弹性，呼吸运动时也会产生弹性阻力。但是，因胸廓弹 性阻力增大而使肺通气发生障碍的情况较为少见，所以临床意义相对较 小。胸廓处于自然位置时的肺容量，相当于肺总容量的67%左右，此时胸 廓毫无变化，不表现有弹性阻力。肺容量小于总量的67%，胸廓被牵引向 正面
第一节 肺通气 二、
肺通气的阻力
（一）弹性阻力和顺应性
1.肺弹性阻力 肺具有弹性，在肺扩张变形时所产生的弹性回缩力，其方向与肺 扩张的方向相反，因而是吸气的阻力，即肺弹性回缩力是肺的弹性阻 力。肺弹性阻力来自肺组织本身的弹性回缩力和肺泡的表面张力所产 生的回缩力，两者均使肺具有回缩倾向，故成为肺扩张的弹性阻力。 由于表面张力较大，足以使肺泡难以张开，这就会给呼吸带来一 定的影响：
内而缩小，其弹性阻力向外，是吸气的动力，呼气的阻力;肺容量大于肺
总容量的67%时，胸廓被牵引向外而扩大，其弹性阻力向内，成为吸气的 阻力，呼气的动力。所以胸廓的弹性回缩力既可能是吸气的阻力，也可 能是吸气的动力，视胸廓的位置而定。 侧面
第一节 肺通气
（二）非弹性阻力
非弹性阻力包括惯性阻力、赫滞阻力和气道阻力。惯性阻力是气流在发动、变速、转向时因
在鼻(约占总阻力50％)、声门(约占25％)及气管和支气管(约占Fra Baidu bibliotek5％)等部位，仅10%的阻力发生在
口径小于2mm的细支气管。
第一节 肺通气 三、
肺通气功能的评价
（一）肺容量
肺容量是指在不同状态下肺所
容纳的气体量（图5－4） 。
图5-4 肺容量图解
第一节 肺通气
1.潮气量 潮气量（tidal volume, TV）是指每次吸人或呼出的气量。正常成年人平静呼吸时潮气量 为400－600mL，平均约为500 mL。 2.补吸气量 补吸气量（inspiratory reserve volume, IRV）指平静吸气末，再用力吸气所能吸人的 气量。正常成年人补吸气量为1500－2000 mL。 3.补呼气量 补呼气量（expiratory reserve volume, ERV）指平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气 量。正常成年人补呼气量为900-1200mL。 4.深吸气量 深吸气量（inspiratory capacity, IC）指在平静呼气末做最大吸气时所能吸入的气量， 等于潮气量和补吸气量之和。
①阻碍肺泡扩张，降低肺泡顺应性，增加吸气阻力。 ②使不同大小肺泡的内压不稳定。根据物理学原理，某种液体所形成的液 泡的回缩力即液泡内部的压强(Ｐ)，与该液体的表面张力(Ｔ)成正比，与液泡 的半径r成反比。即Ｐ=2Ｔ/r。因此，即使是表面张力相同的同一液体，只要 所形成的液泡大小不同，小泡内的压强就会超过大泡；而且液泡越缩小，其中 压强越升高。这样，就会出现小肺泡萎陷关闭和大肺泡过度膨大的情况。 ③容易产生肺水肿。
第一节 肺通气
2.肺泡表面活性物质
通常以上情况不会出现。这是由于存在一种可降 低肺泡液体表面张力的物质，即肺泡表面活性物质 (pulmonary surfactant)。它是由肺泡Ⅱ型细胞合成 并释放的一种脂蛋白混合物。肺泡表面活性物质具有 降低表面张力的作用，有重要的生理意义。
①降低表面张力，减小吸气阻力。 ②维持肺泡容积的相对稳定。由于肺泡表面活性物质的 密度随肺泡半径的变小而增大，也随半径的增大而减小，所 以小肺泡表面活性物质的密度大，降低表面张力的作用强， 表面张力小，使小肺泡内压力不至过高，防止了小肺泡的塌 陷；大肺泡表面张力则因表面活性物质分子的稀疏而不致明 显下降，维持了肺泡内压力与小肺泡大致相等，不至过度膨 胀。 ③减少肺组织液的生成，防止肺水肿（图5-3）。
(respiration)
呼吸的全过程示意图
呼吸的概念与呼吸的全过程
空 气
呼 吸 道
肺 泡
O2
CO2
肺 毛 细 血 管
肺 静 脉
左 心
动 脉
组 O 2 织 毛 细 血 CO 2 管 组 织 细 胞
肺通气
肺换气
肺 动 脉
右 心
静 脉
组织换气
外呼吸
气体运输
(内呼吸)
第一节 肺通气 一、
肺通气的动力
（一）呼吸运动