运动对呼吸系统的影响PPT讲稿
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17
影響氣體擴散的因素（續）
3.擴散面積（surface area）：指肺泡與微血管接觸處 的面積。增加微血管開放的數量和增加心輸出量，皆 有利於擴散面積的增加；但肺氣腫（emphysema）不 利於氣體的擴散。
4.擴散距離（diffusion distance）：指呼吸膜（氣血 障壁）的厚度，肺水腫（pulmonary edema）不利於 氣體的擴散。
20
二氧化碳的運送
大約10％的CO2先溶解於血漿中，再被運送至肺臟。 最主要的運送方法為藉下列反應式，形成重碳酸根離子 （bicarbonate），約佔70％。 在組織中：CO2＋H2O → H2CO3 → H+＋HCO3－ 在肺泡中：H+＋HCO- → H2CO3 → CO2＋H2O 上述反應紅血球中可被碳酸酐酶（carbonic anhydrase） 的催化，故進行較快，但血漿中則較慢。 其餘的20％的CO2與紅血素結合，生成碳醯胺血紅素 （carbaminohemoglobin）。
O2自微血管向細胞擴散，CO2自細胞向微血管擴散
15
16
影響氣體擴散的因素
1.壓力梯度（pressure gradient）：自高壓向低壓處 擴散
2.擴散係數（diffusion constant,D）：D與氣體的溶 解度成正比，但與分子量的平方根成反比
例如： DO2 = 1 × √44 ＝ 1 × 6.63 ＝ 6.63 ＝20.4 DCO2 24 × √32 24 × 5.66 135.8
21
肺容積
人體的肺容積（lung volume）為評估肺功能的常用方 法，包括下列四個容積：
•潮氣容積（tidal volume, VT）：指在每一安靜呼吸的
9
10
11
胸膜 胸廓 中膈 心包膜 中央肌腱 橫膈 橫膈腳
12
輔助肌肉 外肋間肌
橫膈
內肋間肌
腹部肌肉
13
呼氣動作
呼氣（expiration）是一個被動的過程 主要的呼氣肌肉為腹部的肌群和內肋間肌（internal intercostals） 當橫膈鬆弛、肺臟和胸廓的彈性恢復力、腹肌的收縮 力皆會迫使橫膈上移，胸廓下降，使胸廓的容積因胸 腔的縱長和橫徑的變化而縮小。 劇烈運動時，呼氣動作可自被動轉為主動，此時腹肌 的收縮力更增加，使腹腔內臟朝向橫膈移動，進一步 減少胸廓的容積。
7
呼吸系統 換氣
循環系統 運送
周邊組織 利用
8
吸氣動作
吸氣（inspiration）是一個主動的過程 主要的吸氣肌肉為橫膈（diaphragm）和外肋間肌 （external intercostals），平靜吸氣僅依賴前者 的收縮（下移），使胸廓的縱長增加；若外肋間肌亦 收縮（上舉），則胸廓的橫徑亦增加。 因為肺臟以胸膜與胸廓相連，故可隨之而運動，因胸 廓容積的變大而擴增。 劇烈運動時，一些輔助吸氣肌包括胸鎖乳突肌、斜方 肌、前鋸肌、和提肩胛肌等亦參與收縮，額外地增加 胸廓和肺的容積。
14
氣體的交換
氣體的交換（gas exchange）指O2和CO2在肺泡或組織 細胞中循壓力梯度的擴散
肺泡的PO2=100～105毫米汞柱，PCO2＝40毫米汞柱 微血管（靜脈血）的PO2＝40～50毫米汞柱，PCO2＝46 毫米汞柱
O2自肺泡向微血管擴散，CO2自微血管向肺泡擴散 組織細胞的PO2＝30～40毫米汞柱，PCO2＝46毫米汞柱 微血管（動脈血）的PO2＝100毫汞柱，PCO2＝46毫米 汞柱
19
氣體的運送
98％的O2與紅血球中的血紅素（hemoglobin）結合， 其餘2％則溶解於血漿中。 由於血液中有4～6兆個紅血球，故其運送能力足以彌 補血漿之不足。 休息時，微血管中的血液與肺泡氣體接觸的時間約為 0.75秒，使得血氧飽和度達到98％。 運動時，血流速率增快，使得血液與肺泡氣體接觸時 間減短，此將降低血氧飽和度。
3
肺的解剖構造（續）
肺臟的微血管密度約為250～300 × 109 ，平均每一 個肺泡的周圍有1,800～2,000條微血管。 氣血障壁（air-blood barrier）為氣體擴散時必須 通過的層次，包括肺泡上皮、間質組織和微血管內皮 等。厚度約為0.5～4μm。 肺臟與胸廓（肋骨與肌肉）之間存在的空隙，稱為胸 膜腔，但由於該處為負壓（-10～-12毫米汞柱），故 使得壁胸膜（parietal pleura）和臟胸膜 （visceral pleura）緊密相連。
5.溫度（temperature）：體溫升高，將會加速氣體的 擴散。
18
擴散容積
擴散容積（diffusion capacity）：指氣體自肺泡擴 散到血液中的量 休息時，每1毫米汞柱的壓力梯度可促成O2的擴散容 積為23毫升／分鐘；激烈運動時，則增至50～65毫升 ／分鐘（約3倍）。 增加O2的擴散容積之原因包括開放蟄伏的微血管，血 管擴張（小動脈），以及呼吸膜伸展（厚度↓）。
运动对呼吸系统的影响课件
右肺
左肺
2
肺的解剖構造
左肺有２葉，右肺有３葉。 右心室的血液經由肺動脈輸入肺臟，再經由肺靜脈流返左 心室，稱為肺循環（lung circulation）。 肺的氣管系統經過17次分枝後纔出現肺泡（alveolus）， 稱為呼吸性氣管。 人體約有３億個肺泡，總表面積約為90平方公尺，表面佈 滿微血管，為肺的構造和功能的單位，總表面積約為50平 方公尺。
4
肺尖 第一肋骨 壁胸膜 臟胸膜 肺韌帶 橫膈
5
ห้องสมุดไป่ตู้ 紅血球 微血管的內皮細胞
間質組織 肺泡的上皮細胞
6
呼吸的過程
人體的細胞需要藉呼吸作用來獲得氧氣，俾能進行細 胞的代謝和維持生命，共分為4個過程。 換氣（ventilation）：空氣出入肺泡進行O2和CO2的 交換，亦稱為外呼吸（external respiration）。 運送（transportation）：O2和CO2經由血液流運送至 肺部或全身各處的組織細胞。 擴散（diffusion）：O2和CO2在肺泡或細胞與血液之 間依壓力梯度移動，亦稱為內呼吸（internal respiration）。 利用（utilization）：細胞內進行營養分子的有氧 代謝
影響氣體擴散的因素（續）
3.擴散面積（surface area）：指肺泡與微血管接觸處 的面積。增加微血管開放的數量和增加心輸出量，皆 有利於擴散面積的增加；但肺氣腫（emphysema）不 利於氣體的擴散。
4.擴散距離（diffusion distance）：指呼吸膜（氣血 障壁）的厚度，肺水腫（pulmonary edema）不利於 氣體的擴散。
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二氧化碳的運送
大約10％的CO2先溶解於血漿中，再被運送至肺臟。 最主要的運送方法為藉下列反應式，形成重碳酸根離子 （bicarbonate），約佔70％。 在組織中：CO2＋H2O → H2CO3 → H+＋HCO3－ 在肺泡中：H+＋HCO- → H2CO3 → CO2＋H2O 上述反應紅血球中可被碳酸酐酶（carbonic anhydrase） 的催化，故進行較快，但血漿中則較慢。 其餘的20％的CO2與紅血素結合，生成碳醯胺血紅素 （carbaminohemoglobin）。
O2自微血管向細胞擴散，CO2自細胞向微血管擴散
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影響氣體擴散的因素
1.壓力梯度（pressure gradient）：自高壓向低壓處 擴散
2.擴散係數（diffusion constant,D）：D與氣體的溶 解度成正比，但與分子量的平方根成反比
例如： DO2 = 1 × √44 ＝ 1 × 6.63 ＝ 6.63 ＝20.4 DCO2 24 × √32 24 × 5.66 135.8
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肺容積
人體的肺容積（lung volume）為評估肺功能的常用方 法，包括下列四個容積：
•潮氣容積（tidal volume, VT）：指在每一安靜呼吸的
9
10
11
胸膜 胸廓 中膈 心包膜 中央肌腱 橫膈 橫膈腳
12
輔助肌肉 外肋間肌
橫膈
內肋間肌
腹部肌肉
13
呼氣動作
呼氣（expiration）是一個被動的過程 主要的呼氣肌肉為腹部的肌群和內肋間肌（internal intercostals） 當橫膈鬆弛、肺臟和胸廓的彈性恢復力、腹肌的收縮 力皆會迫使橫膈上移，胸廓下降，使胸廓的容積因胸 腔的縱長和橫徑的變化而縮小。 劇烈運動時，呼氣動作可自被動轉為主動，此時腹肌 的收縮力更增加，使腹腔內臟朝向橫膈移動，進一步 減少胸廓的容積。
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呼吸系統 換氣
循環系統 運送
周邊組織 利用
8
吸氣動作
吸氣（inspiration）是一個主動的過程 主要的吸氣肌肉為橫膈（diaphragm）和外肋間肌 （external intercostals），平靜吸氣僅依賴前者 的收縮（下移），使胸廓的縱長增加；若外肋間肌亦 收縮（上舉），則胸廓的橫徑亦增加。 因為肺臟以胸膜與胸廓相連，故可隨之而運動，因胸 廓容積的變大而擴增。 劇烈運動時，一些輔助吸氣肌包括胸鎖乳突肌、斜方 肌、前鋸肌、和提肩胛肌等亦參與收縮，額外地增加 胸廓和肺的容積。
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氣體的交換
氣體的交換（gas exchange）指O2和CO2在肺泡或組織 細胞中循壓力梯度的擴散
肺泡的PO2=100～105毫米汞柱，PCO2＝40毫米汞柱 微血管（靜脈血）的PO2＝40～50毫米汞柱，PCO2＝46 毫米汞柱
O2自肺泡向微血管擴散，CO2自微血管向肺泡擴散 組織細胞的PO2＝30～40毫米汞柱，PCO2＝46毫米汞柱 微血管（動脈血）的PO2＝100毫汞柱，PCO2＝46毫米 汞柱
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氣體的運送
98％的O2與紅血球中的血紅素（hemoglobin）結合， 其餘2％則溶解於血漿中。 由於血液中有4～6兆個紅血球，故其運送能力足以彌 補血漿之不足。 休息時，微血管中的血液與肺泡氣體接觸的時間約為 0.75秒，使得血氧飽和度達到98％。 運動時，血流速率增快，使得血液與肺泡氣體接觸時 間減短，此將降低血氧飽和度。
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肺的解剖構造（續）
肺臟的微血管密度約為250～300 × 109 ，平均每一 個肺泡的周圍有1,800～2,000條微血管。 氣血障壁（air-blood barrier）為氣體擴散時必須 通過的層次，包括肺泡上皮、間質組織和微血管內皮 等。厚度約為0.5～4μm。 肺臟與胸廓（肋骨與肌肉）之間存在的空隙，稱為胸 膜腔，但由於該處為負壓（-10～-12毫米汞柱），故 使得壁胸膜（parietal pleura）和臟胸膜 （visceral pleura）緊密相連。
5.溫度（temperature）：體溫升高，將會加速氣體的 擴散。
18
擴散容積
擴散容積（diffusion capacity）：指氣體自肺泡擴 散到血液中的量 休息時，每1毫米汞柱的壓力梯度可促成O2的擴散容 積為23毫升／分鐘；激烈運動時，則增至50～65毫升 ／分鐘（約3倍）。 增加O2的擴散容積之原因包括開放蟄伏的微血管，血 管擴張（小動脈），以及呼吸膜伸展（厚度↓）。
运动对呼吸系统的影响课件
右肺
左肺
2
肺的解剖構造
左肺有２葉，右肺有３葉。 右心室的血液經由肺動脈輸入肺臟，再經由肺靜脈流返左 心室，稱為肺循環（lung circulation）。 肺的氣管系統經過17次分枝後纔出現肺泡（alveolus）， 稱為呼吸性氣管。 人體約有３億個肺泡，總表面積約為90平方公尺，表面佈 滿微血管，為肺的構造和功能的單位，總表面積約為50平 方公尺。
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肺尖 第一肋骨 壁胸膜 臟胸膜 肺韌帶 橫膈
5
ห้องสมุดไป่ตู้ 紅血球 微血管的內皮細胞
間質組織 肺泡的上皮細胞
6
呼吸的過程
人體的細胞需要藉呼吸作用來獲得氧氣，俾能進行細 胞的代謝和維持生命，共分為4個過程。 換氣（ventilation）：空氣出入肺泡進行O2和CO2的 交換，亦稱為外呼吸（external respiration）。 運送（transportation）：O2和CO2經由血液流運送至 肺部或全身各處的組織細胞。 擴散（diffusion）：O2和CO2在肺泡或細胞與血液之 間依壓力梯度移動，亦稱為內呼吸（internal respiration）。 利用（utilization）：細胞內進行營養分子的有氧 代謝