【生理学PPT】_肺换气和组织换气
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1分子Hb： 1个珠蛋白 4个血红素 每个含有一个
Fe2+
成年人Hb（HbA）：22 胎儿Hb（HbF）：22
三、血液运输氧的基础 - Hb与O2结合
Hb与O2结合特征
1. 反应快、可逆、不需酶催化、受PO2的影响
PO2↑(肺)
Hb+O2
HbO2
Biblioteka Baidu
PO2↓(组织)
2. 氧合过程
Hb中的Fe2+与O2结合后仍为二价离子
二、 肺换 气
肺泡
O2
（一）肺换气过程
1. PO2/PCO2的变化 2. 换气时间: 0.25 s 3. 血液流经肺毛细血
管的时间（0.75 s)
肺换气有很大的扩 散储备能力
（二）影响气体交换的因素
1、气体分压差
（1） 肺泡通气量 通气量增大肺泡气PO2 更多的O2向血液扩散
（2） 肺毛细血管血流量 血流量 血液PO2 更多的O2 向血液扩散
PO2
氧的利用系数：血液流经组织时释放出来O2占氧含量的 百分比，安静时为25%，以心输出量5L，计算，组织消
耗250ml/min
Hb氧饱和度（％）
（2）氧离曲线分段 下段
范围: 15～40mmHg 特点: 很陡 意义: 可以认为是HbO2
与O2解离部分
当氧分压稍有降低时，HbO2大大下降，氧含量最少时 可为4.4ml%（释放出15ml O2），氧利用系数为75% ， 可以看做是氧的储备
PO2 130 PCO2 30
104
（三）气体交换的结构基础
结构基础：肺泡-毛细血管膜-呼吸膜
1. 肺泡(alveolus)：
3亿、70 m2、直径 0.2mm
2. 呼吸膜(respiratory membrane):
6层结构， 厚度0.6 m 两个功能区
薄侧：气体交换 厚侧：液体交换
支撑毛细血管 网
（二）环境与人体不同部位的气体分压
海平面各呼吸气的分压(mmHg)
空气 3肺.泡7 气 4动7脉血 4静7脉血 4组7 织 573
PO2 PCO2 合计 159
170640 170600 47060 70360 47
PN2
0.3 40 40
46 50
700
H2O
597 569 573
573
Expired air
（3） 化学反应的速度
合；
血液：O2扩散入血浆后，与血红蛋白结
经过一段时
血浆中HCO3-先进入红细胞，
间后，才释放CO2。
2、呼吸膜
（1） 呼吸膜厚度
呼吸膜越厚 气体扩散速率越慢
气体交换越少
肺纤维化、肺水肿、血流加速 呼吸膜增厚
（2） 呼吸膜面积
交换
呼吸膜面积 扩散速率 气体
肺不张、肺实变、肺气肿、肺叶切除、 肺毛细血管关闭、阻塞 面积减小
由于溶解的氧仅占1.5％，所以Hb氧容量、 Hb氧含量和Hb氧饱和度可以看成是全血的
4. Hb对O2亲和力的影响因素
O2+Fe2+
去氧Hb (T型） 氧和Hb （R型）
5. HbO2和去氧Hb的颜色
紫绀：去氧血红蛋白>50g/L，缺O2的标志
CO中毒
氧容量 －
氧含量 ↓
饱和度 ↓
有无缺氧 有
有无紫绀 无
一、O2和CO2在血液中的存在形式
合计
血液中O2和CO2的含量（ml/100 ml） 物理溶解 化学结合
动脉血
0.31
20
O2 20.31
静脉血
0.11
15.2
15.31
CO2
动脉血
2.53
46.4
48.93
静脉血 52.91
2.91
50.0
第二节 氧的运输
一、主要运输形式-化学结合 二、运输工具-血红蛋白（hemoglobin，Hb）
3. Hb和O2结合的量
1g Hb 可结合1.39ml O2 （实际1.34 ml)
（1） Hb的氧容量：100ml血液中Hb所能结合的最大O2量 （2） Hb的氧含量：100ml血液中Hb实际所能结合的O2量
Hb(g)×1.34＝？ （3）Hb氧饱和度= Hb氧含量/ Hb氧容量的百分比
动脉血：98%；静脉血：75％
第二节 肺换气和组织换气
一、 气体交换原理和结构基础
（一）气体扩散的原理：单纯扩散
气体扩散速率（D）单位时间气体分子扩散量
D
P•T•A•S
d•√MW
影响气体扩散的因素：
1.气体分压差（ΔP）- 动力
2.扩散系数—自身因素 （S/√MW）
CO2的扩散系数是O2的20倍 3.扩散面积（A)、扩散距离（d）、温度（T）—外在因素
平卧位 VA/Q比值改善
身材高大 呼吸膜面积
DL
运动 呼吸膜面积、 VA/Q比值改善
三、 组织换气
（一）组织换气的驱 动力：
毛细血管血液与 组织液之间气体的分压差
（二）影响组织气体 交换的因素：
1. 离毛细血管
O2
的距离
2. 组织的血流量
3. 组织的代谢 率
组织
CO2
一、 氧气和二氧化碳在血液中的存在形式 二、 氧的运输 三、 二氧化碳的运输
严重贫血 ↓ ↓ － 有 无
高原RBC增多 ↑ － ↓
－ 有
Hb氧饱和度（％）
三、氧解离曲线及影响因素 （一）氧解离曲线
定义 氧分压与Hb氧
结合量或Hb饱和 度的关系曲线
PO2
（二）氧离曲线特点
Hb氧饱和度（％）
上段
范围: 60～100 mmHg
特点: 平坦
意义: 可以认为是Hb
与O2的结合部位, PO2的变化对氧饱和 度影响不大,
高原/高空/呼吸道疾病 时，不致发生明显缺氧
PO2(mmHg) ：70 饱和度（%） ：94 氧含量ml% ：
PO2
100 150 97.4 100 19.4
Hb氧饱和度（％）
（2）氧离曲线分段 中段
范围: 40～60mmHg
特点: 较陡
意义: 可以认为是混合 静脉血的PO2，血氧含 量为14.4ml%（释放出 5ml O2）
3、通气/血流比值
每分钟肺泡通气量与每分钟肺血流量的比值
4200 ＝ VA/Q＝
5000
（500-150）× 12
＝0.84
70×75
肺各部的V/Q比值
（三）肺扩散容量（diffusion capacity of
lung, DL) 在单位分压差下，每分钟通过呼吸膜进行
扩散的气体的毫升数。
衡量呼吸气体通过呼吸膜的一种指标
PO2
2. 影响氧离曲线的因素
左移
右移
HbO2(%)
PO2
(1) pH和PCO2的影响
pH降低或PCO2升高，Hb对氧的亲和力降低， P50增大，曲线右移；反之，左移
H↑(组织)
R型
T型
H↓ (肺)
促进肺毛细血管血液的氧合，又有利于组织 毛细血管内血液释放O2
(2) 温度的影响
温度↑－曲线右移－促进O2释放（H+） 注意手术时，代谢减少，温度下降的问题
Fe2+
成年人Hb（HbA）：22 胎儿Hb（HbF）：22
三、血液运输氧的基础 - Hb与O2结合
Hb与O2结合特征
1. 反应快、可逆、不需酶催化、受PO2的影响
PO2↑(肺)
Hb+O2
HbO2
Biblioteka Baidu
PO2↓(组织)
2. 氧合过程
Hb中的Fe2+与O2结合后仍为二价离子
二、 肺换 气
肺泡
O2
（一）肺换气过程
1. PO2/PCO2的变化 2. 换气时间: 0.25 s 3. 血液流经肺毛细血
管的时间（0.75 s)
肺换气有很大的扩 散储备能力
（二）影响气体交换的因素
1、气体分压差
（1） 肺泡通气量 通气量增大肺泡气PO2 更多的O2向血液扩散
（2） 肺毛细血管血流量 血流量 血液PO2 更多的O2 向血液扩散
PO2
氧的利用系数：血液流经组织时释放出来O2占氧含量的 百分比，安静时为25%，以心输出量5L，计算，组织消
耗250ml/min
Hb氧饱和度（％）
（2）氧离曲线分段 下段
范围: 15～40mmHg 特点: 很陡 意义: 可以认为是HbO2
与O2解离部分
当氧分压稍有降低时，HbO2大大下降，氧含量最少时 可为4.4ml%（释放出15ml O2），氧利用系数为75% ， 可以看做是氧的储备
PO2 130 PCO2 30
104
（三）气体交换的结构基础
结构基础：肺泡-毛细血管膜-呼吸膜
1. 肺泡(alveolus)：
3亿、70 m2、直径 0.2mm
2. 呼吸膜(respiratory membrane):
6层结构， 厚度0.6 m 两个功能区
薄侧：气体交换 厚侧：液体交换
支撑毛细血管 网
（二）环境与人体不同部位的气体分压
海平面各呼吸气的分压(mmHg)
空气 3肺.泡7 气 4动7脉血 4静7脉血 4组7 织 573
PO2 PCO2 合计 159
170640 170600 47060 70360 47
PN2
0.3 40 40
46 50
700
H2O
597 569 573
573
Expired air
（3） 化学反应的速度
合；
血液：O2扩散入血浆后，与血红蛋白结
经过一段时
血浆中HCO3-先进入红细胞，
间后，才释放CO2。
2、呼吸膜
（1） 呼吸膜厚度
呼吸膜越厚 气体扩散速率越慢
气体交换越少
肺纤维化、肺水肿、血流加速 呼吸膜增厚
（2） 呼吸膜面积
交换
呼吸膜面积 扩散速率 气体
肺不张、肺实变、肺气肿、肺叶切除、 肺毛细血管关闭、阻塞 面积减小
由于溶解的氧仅占1.5％，所以Hb氧容量、 Hb氧含量和Hb氧饱和度可以看成是全血的
4. Hb对O2亲和力的影响因素
O2+Fe2+
去氧Hb (T型） 氧和Hb （R型）
5. HbO2和去氧Hb的颜色
紫绀：去氧血红蛋白>50g/L，缺O2的标志
CO中毒
氧容量 －
氧含量 ↓
饱和度 ↓
有无缺氧 有
有无紫绀 无
一、O2和CO2在血液中的存在形式
合计
血液中O2和CO2的含量（ml/100 ml） 物理溶解 化学结合
动脉血
0.31
20
O2 20.31
静脉血
0.11
15.2
15.31
CO2
动脉血
2.53
46.4
48.93
静脉血 52.91
2.91
50.0
第二节 氧的运输
一、主要运输形式-化学结合 二、运输工具-血红蛋白（hemoglobin，Hb）
3. Hb和O2结合的量
1g Hb 可结合1.39ml O2 （实际1.34 ml)
（1） Hb的氧容量：100ml血液中Hb所能结合的最大O2量 （2） Hb的氧含量：100ml血液中Hb实际所能结合的O2量
Hb(g)×1.34＝？ （3）Hb氧饱和度= Hb氧含量/ Hb氧容量的百分比
动脉血：98%；静脉血：75％
第二节 肺换气和组织换气
一、 气体交换原理和结构基础
（一）气体扩散的原理：单纯扩散
气体扩散速率（D）单位时间气体分子扩散量
D
P•T•A•S
d•√MW
影响气体扩散的因素：
1.气体分压差（ΔP）- 动力
2.扩散系数—自身因素 （S/√MW）
CO2的扩散系数是O2的20倍 3.扩散面积（A)、扩散距离（d）、温度（T）—外在因素
平卧位 VA/Q比值改善
身材高大 呼吸膜面积
DL
运动 呼吸膜面积、 VA/Q比值改善
三、 组织换气
（一）组织换气的驱 动力：
毛细血管血液与 组织液之间气体的分压差
（二）影响组织气体 交换的因素：
1. 离毛细血管
O2
的距离
2. 组织的血流量
3. 组织的代谢 率
组织
CO2
一、 氧气和二氧化碳在血液中的存在形式 二、 氧的运输 三、 二氧化碳的运输
严重贫血 ↓ ↓ － 有 无
高原RBC增多 ↑ － ↓
－ 有
Hb氧饱和度（％）
三、氧解离曲线及影响因素 （一）氧解离曲线
定义 氧分压与Hb氧
结合量或Hb饱和 度的关系曲线
PO2
（二）氧离曲线特点
Hb氧饱和度（％）
上段
范围: 60～100 mmHg
特点: 平坦
意义: 可以认为是Hb
与O2的结合部位, PO2的变化对氧饱和 度影响不大,
高原/高空/呼吸道疾病 时，不致发生明显缺氧
PO2(mmHg) ：70 饱和度（%） ：94 氧含量ml% ：
PO2
100 150 97.4 100 19.4
Hb氧饱和度（％）
（2）氧离曲线分段 中段
范围: 40～60mmHg
特点: 较陡
意义: 可以认为是混合 静脉血的PO2，血氧含 量为14.4ml%（释放出 5ml O2）
3、通气/血流比值
每分钟肺泡通气量与每分钟肺血流量的比值
4200 ＝ VA/Q＝
5000
（500-150）× 12
＝0.84
70×75
肺各部的V/Q比值
（三）肺扩散容量（diffusion capacity of
lung, DL) 在单位分压差下，每分钟通过呼吸膜进行
扩散的气体的毫升数。
衡量呼吸气体通过呼吸膜的一种指标
PO2
2. 影响氧离曲线的因素
左移
右移
HbO2(%)
PO2
(1) pH和PCO2的影响
pH降低或PCO2升高，Hb对氧的亲和力降低， P50增大，曲线右移；反之，左移
H↑(组织)
R型
T型
H↓ (肺)
促进肺毛细血管血液的氧合，又有利于组织 毛细血管内血液释放O2
(2) 温度的影响
温度↑－曲线右移－促进O2释放（H+） 注意手术时，代谢减少，温度下降的问题