气体交换生理学

✧气体交换的界面：

肺换气-肺泡膜

组织换气-毛细血管

✧气体交换的方式：扩散(Diffusion）

✧气体交换的动力：气体分压差

气体分压(Partial Pressure, PP)：混

合气体中各气体组分所产生的压力

✧气体扩散速率：单位时间内气体扩

散的容积

✧公式：

∆P，气体分压差

T，温度

A，为气体扩散面积

S，气体分子溶解度

D，气体扩散的距离

MW，气体的分子量✧气体分子的相对扩散速率

与气体分子量的平方根成反比

与在液体中的溶解度成正比

✧气体扩散系数（Diffusion Coefficient）：

溶解度与分子量平方根的比值

CO2在血浆中的溶解度（51.5）约为O2

（2.14）的24倍

CO2的分子量（44）略大于O2（32）

CO2的扩散系数是O2的20倍

✧气体扩散速率与呼吸膜厚度成反比✧呼吸膜(Respiratory Membrane）

6层

平均厚度0.6 μm

✧肺毛细血管直径5 μm

红细胞可以直接接触血管壁

✧呼吸膜增厚会影响肺换气

肺纤维化、肺水肿

✧气体扩散速率与呼吸膜面积成正比

正常成年人3亿个肺泡，总

面积70m2

安静状态下，用于气体交

换的呼吸膜面积为40m2 呼吸膜面积改变

劳动或运动时增加：血流

加快，肺毛细血管开放的

数量和程度增加，有效扩

散面积增加

疾病时减少：肺不张、肺

实变、肺气肿、肺叶切除

或肺毛细血管阻塞

Blood capillary

Time for exchange

P O2

Time

0.75 sec

40

100

Saturated very quickly

Reserve diffusive Capacity of the

lung

45 mm Hg P CO2

✧概念：每分钟肺泡通气量（V A）和肺血

流量（Q)的比值（ V A /Q）

✧正常成年人安静时

✧V A 4.2L/min，

✧Q 5L/min，

✧V A /Q 0.84

✧V A /Q异常

✧V A/Q过大意味着通气过大，血流相对不足

V/Q减小则意味着通气不足，血流相对过多

✧V A/Q 异常引起缺氧更明显

动静脉血液之间PO2差更大

CO2的扩散系数是O2的20倍

反射性引起的肺通气增强更有利于CO2的排出✧V A/Q作为换气功能的指标

肺气肿病人V A /Q增大或减小的情况都会出现

✧直立时从肺底到肺尖血流和肺泡通气量都减少

血流减少速度更快

V A/Q比值逐渐增高

✧不明显影响肺换气功能

呼吸膜面积远大于需要量

✧气体的分压和分压差

✧在肺和毛细血管进行的气体交换

✧影响肺换气的因素

呼吸膜的厚度

呼吸膜的面积

V A /Q

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