新第七章呼吸系统的功能

影响弹性阻力的因素：
①肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺 纤维化和感染等原因→肺弹性阻力↑(肺顺应性 ↓)→吸气困难。
②肺气肿时→肺弹性成分破坏→肺回缩力↓→ 肺弹性阻力↓(肺顺应性↑)→呼气困难。
故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好。 ③肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病 变等原因→弹性阻力↑(顺应性↓)→但引起通气 障碍的情况较少。
(二)肺通气量 ⒈每分通气量＝潮气量×呼吸频率(次/分)
= 6～8L/min
最大通气量=最大限度潮气量×最快呼吸频率(次/分)
= 70～
通气贮存量百1分2比0L=/m——i—最n—大——通—最—气—大量—通—-—每气—分—量—通——气—量— ×100%
≥93%(反映通气贮备能力)
2.肺泡通气量＝(潮气量-无效腔量)×呼吸频率
大气压对其影响极小。
形成因素：
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)
迫使脏层胸膜外移使肺扩张 迫使脏层胸膜回位 两种方向相反作用力的代数和 胸内压＝大气压－肺回缩力 胸内压＝0－肺回缩力
结论： 胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相
互抵消的代数和，经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的 压力。
扩散速率与分压差、温度、气体溶解度、扩散面积
呈正比；与扩散距离、分子量的平方根呈反比。
气体的溶解度/分子量的平方根之比为扩散系数。扩
散系数大，扩散速率快。
二、气体交换的过程
换气动力：分压差
换气方向：
分压高→分压低
换气结果：
肺：Ｖ血 组织：Ａ血
↓
↓
Ａ血 Ｖ血
O2
CO2
肺
组织
()
一 肺 换 气
()
肺通气的原动力。 直接动力：肺内压与
吸气运动
呼气运动
外界大气压间的压力 差。
呼吸运动
(一)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：胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。
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：严重腹水、腹腔有巨大肿块、
(2)频率：
妊娠、肥胖。
(4)特点：
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。 ③平静呼吸时，肋间外肌所起的作用＜膈肌。
(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
◇PGF2α→气道平滑肌收缩；PGE2→气道平滑 肌舒张。
◇过敏反应时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。
二、肺通气功能的评价
(一)肺容积和肺容量
肺总量：肺所能容纳的最大气体量称为 肺总量。
肺总量＝潮气量＋补吸气量＋补呼气量＋ 余气量
成分：二棕榈酰卵磷脂 (DPL或DPPC)。
作用： a.降低肺泡表面张力 → 降低吸气阻力；
b. 减 少 肺 泡 内 液 的 生 成 →防止肺水肿的发生；
c.维持肺泡内压的稳定性→防止肺泡破裂或萎缩。
临床：
●成人肺炎、肺血栓 等→表面活性物质↓→
吸气 肺泡表面积↑
(呼气) (↓)
肺不张。
DPL分散
(二)非弹性阻力
⑴气道阻力的特点： ①只在呼吸运动时产生：
流速快→阻力大 ②与气体流动形式有关：
层流→阻力小 湍流→阻力大 ③与气道半径的4次方成反比： （R∝1／r4）
⑵影响气道阻力的因素：
①跨壁压：呼吸道内压力高→跨壁压大→管 径被动扩大→阻力↓。
②肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用： 小气道的弹性组织对无软骨支持的细支气管保 持通畅。
平静呼气初:肺内压 > 大气压=0.3～0.4kPa→气出肺 平静呼气末:肺内压 = 大气压──────→气流停
用力呼吸时:肺内压的升降变化有所增加。
如：故意闭住声门而作剧烈呼吸运动。
2.胸膜腔内压
(1)概念：胸内压是指胸膜腔内的压力。 (2)测定方法：
间接法：用气囊测定食管内压以间接反映胸内压； 直接法：
③气道管壁平滑肌舒缩活动： 迷走N→ACh+M受体→收缩→气道阻力↑ 交感N→NE+β2受体→舒张→气道阻力↓ 非NE非ACh共存递质的调制(如神经肽） ④高气压：如深潜水环境下，由于气体密度 增大，气道阻力增大，呼吸减慢加深，增加了 呼吸肌作功和能量消耗。
⑤化学因素的影响：
◇儿茶酚胺→气道平滑肌舒张。
肺泡内压力(P)： 与表面张力(T)成正比；
与肺泡半径(r)成反比。
∴肺泡表面张力的作用： a.肺泡回缩→肺通气（吸气）阻力； b.肺泡内压不稳定→肺泡破裂或萎缩； c.促肺泡内液生成→产生肺水肿。
Ⅱ.表面活性物质：
来源：肺泡Ⅱ型细胞分泌， 单分子层分布于肺泡液-气 界面上，其密度随肺泡的 张缩而改变。
肺水肿→呼吸膜厚度↑→通
透性↓→气体交换↓；特别在
运动时，∵耗氧量↑肺血流速↑
（=气体交换时间↓），呼吸膜厚 度↑→气体交换↓↓。
COO2 2
⑵面积：肺气肿、肺不张、
肺叶切除→呼吸膜面积↓→
气体交换↓。
2.通气/血流比值
=
0.2L/cmH2O
‖
肺内压与胸膜腔内压之差
因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应测单位肺容量下的 顺应性，即比顺应性。
比顺应性=测—得——的—肺——顺——应—性——（——L—/c—m——H—2—O—） 肺总量（L）
②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
肺内压＜大气压， 气体经呼吸道入肺
肺内压＞大气压， 气体经呼吸道出肺
吸气
呼气
②用力呼吸：
用力吸气时，辅助吸气肌也参加，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 （肋间内肌+腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。
③人工呼吸：
基本原理：使肺内与外界大气压间产生压力差 方法：负压吸气式(压胸法) 正压吸气式( 口对口呼吸法，呼吸机)
3.为什么用生理盐水扩张肺阻力较小？ 4.无效腔对肺泡通气量有何影响？ 5.为什么说时间肺活量更能反映肺通气功能？
第三节 肺换气和组织换气
一、气体交换的原理
原理：扩散。 动力：膜两侧的气体分压差。 条件：气体的理化特性、膜通透性和面积、分压差。 速率：= 扩散速率（D）
= 分压差×温度×气体溶解度×扩散面积 扩散距离×√分子量
第七章 呼吸系统的功能
第二节 肺 通 气 第三节 肺换气和组织换气 第四节 气体在血液中的运输 第五节 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：
第二节 肺 通 气
肺通气的概念： 肺通气的结构：
血管网
呼 黏液腺 加湿、变温、过滤、清洁
吸 纤毛
道
迷走N→ACh+M受体→收缩→气道阻力↑
(5)生理意义：
纽带作用； 维持肺处于扩张状态； 促进血液和淋巴液的回流。
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，方能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍的 常见原因。
弹 胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关
性
阻 肺力 通
肺弹性阻力
肺泡表面张力：2/3 肺弹性回缩力：1/3
(一)影响肺换气的因素
1.呼吸膜的厚度和面积 正常呼吸膜非常薄，通透性与面积极大(70-80m2)。
①血液流经肺毛细血管全长约需0.7s，而完成气体交换的时间
仅需0.3s(≈前1/3段)=气体交换的时间储备；
②安静状态时仅有40m2参与气体交换=气体交换的面积储备。
⑴厚度：肺纤维化、尘肺、 6层＜1μm厚
二
组 织 换 气
三、影响气体交换的因素
气体扩散速率
分压差×温度×气体溶解度×扩散面积
=
扩散距离×√分子量 ——————O—2、——CO—2—扩—散—速——率—（——D—）—的—比——较——————————————
分子量 血浆溶解度 肺泡气 A血 V血 D
(mFra Baidu bibliotek/L) （kPa） （kPa） （kPa）
平滑肌 (故哮喘病人夜间发作较多)
交感N→NE+β2受体→舒张→气道阻力↓
(拟交感药物治疗哮喘)
注:体液因素(组织胺、5-HT、缓激肽等)→强烈收缩 呼吸肌：与肺通气的动力有关 胸膜腔：其负压与肺扩张有关
一、肺通气的原理
呼吸肌
收缩
舒张
胸廓
扩张
缩小
肺脏
扩张
缩小
原动力：呼吸运动是 肺内压＜大气压 肺内压＞大气压
气
阻 非 气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关
力弹
性 黏滞阻力
阻
常态下可忽略不计
力 惯性阻力
(一)弹性阻力 1.肺弹性阻力
①度量法：顺应性=1/弹性阻力 顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。
顺应性大=容易扩张=弹性阻力小 顺应性小=不易扩张=弹性阻力大
肺容积变化(△V)
肺顺应性(CL)= ──────── 跨肺压变化(△P)
= 4.2～6.3L/min 解剖无效腔：无气体交换能力的腔（从上呼吸道 →呼吸性细支气管）。 肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换 的肺泡腔。 生理无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔
在适度范围内，深而慢的呼吸对机体更为有利。
复习思考题
1.胸膜腔内负压是如何形成的？有什么生理意 义？
2.什么叫肺泡表面张力？肺泡表面活性物质有什 么生理意义？
(密集)
●6～7个月胎儿才开
始 分 泌 表 面 活 性 物 质 ，降表面张力的作用↓ (↑)
故早产儿可因缺乏表 面活性物质而发生肺
肺泡表面张力↑ (↓)
不张和新生儿肺透明 膜病→呼吸窘迫综合
肺泡回缩
(扩张)
征。
防肺泡破裂 (萎陷)
2.胸廓弹性阻力
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
————————————————————————————————————— O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 ∵——C—O—2的——扩——散—系——数——是—O—2—的——20—倍——，——在—同——等——条—件——下——，—C—O—2—的 扩散速率是O2的20倍；但在肺中，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。 ∴肺功能衰竭患者往往缺O2显著，CO2潴留不明显。
(3)压力：
平静吸气时:胸内压 < 大气压=0.7～1.3kPa 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)成因：
前提条件：
①有少量浆液的密闭腔； ②肺和胸廓是弹性组织； ③胸廓自然容积>肺容积； ④壁层胸膜紧贴于胸廓内壁,
肺活量＝补吸气量＋潮气量＋补呼气量 用力呼气量，即时间肺活量=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。 正常值：t1末=83％；t2末=96％；t3末=99％。 意义：反映肺活量容量的大小、呼吸所遇阻力的 变化，是评价肺通气功能的较好指标，阻塞性肺疾 患的时间肺活量↓。
肺容积和肺容量示意图
成人：12～18次/分
婴儿：60～70次/分
(3)过程：
①平静呼吸：
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
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
胸廓容积扩大， 肺在胸膜腔负压作用下被动扩张
(因肺无主动扩缩的组织结构)
胸廓容积缩小, 肺被动缩小
离体肺在充气和充水时（扩 张肺至相同容积），可见充气所 需的压力＞充水。
说明肺泡内液-气界面（表 面张力）是否存在，与肺的弹性
阻力有着密切关系。
肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子受力不均 匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向中心的→使 肺泡缩小。
根据Laplace定律: P(N/cm)＝—2—Tr—((N—c—m/—c)—m—)
肺总量＝肺活量＋余气量 成年男性平均约5000ml；女性约3500ml。 1.潮气量：400～600ml，平均500ml； 2.补吸气量：1500～2000ml； 3.补呼气量：900～1200ml； 4.余气量：1000～1500ml。
深吸气量＝潮气量＋补吸气量 功能余气量＝余气量＋补呼气量
5.肺活量和用力呼气量
扩大的程度而异：
①胸廓处于自然位置时(肺容量≈67％)，不
表现有弹性回缩力；
②胸廓缩小时(肺容量＜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(肺容量＞67％)，胸廓的弹
性回缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。
肺容量变化(△P)
胸廓顺应性＝ ──────── 跨壁压(△P)
=
0.2L/cmH2O