第五章 呼 吸

︸ ︸ ︸ ︸ ︸ ︸ ︸ 呼吸:机体与外界环境之间的气体交换过程. O2 血液循环 组织 细胞 肺 O2 CO2 CO2 肺换气 肺通气 组织换气 细胞内代谢 ︸ ︸ 气体在血液 中的运输 外呼吸 内呼吸

第一节 肺通气 一.肺通气原理 肺通气: 肺与外界环境之间的气体交换过程。参与的器官有 呼吸道、肺泡和胸廓 肺通气: 肺与外界环境之间的气体交换过程。参与的器官有 呼吸道、肺泡和胸廓 肺通气的动力：气体进出肺源于肺泡和大气之间的压力差，此压力差来源于肺容积的变化。呼吸运动导致肺容积的变化。呼吸运动是肺通气的原动力。 1. 呼吸运动（Respiratory movement) 过程：膈肌收缩中心腱下移胸廓上下径扩大； 平静吸气时，膈肌下移1-2cm,增大容积相当 总通气量的4/5。 肋间外肌收缩肋骨上举胸腔前后,左右径增大

（2）呼气运动：膈肌和肋间外肌舒张 肺因本身的回缩力 而回位胸腔和肺容积缩小。 平静吸气时，呼气为被动过程。 2. 呼吸型式： （1）腹式运动呼吸和胸式呼吸 腹式呼吸, 胸式呼吸, 混合呼吸， 不论那一种形式的呼吸， 吸气运动均为主动过程；

（2）平静呼吸和用力呼吸： 平静呼吸：平稳均匀（12-18次/分）； 吸气主动呼气被动。 用力呼吸：呼吸加深加快； 参与的吸气肌和呼气肌增多，吸气和呼气 均为主动。 呼吸困难：呼吸大大加深，鼻翼煽动，主观上不舒服等。

2. 肺内压(intrapulmonary pressure) 指肺泡内的压力。 呼吸暂停时， 应与大气压相等。 平静吸气： 开始低于大气压1～2mmHg, 吸气末等于大气压。 平静呼气： 开始高于大气压1～2mmHg, 呼气末等于大气压。 呼吸过程中，肺内压的周期性 交替升降，造成肺内压与大气之 间的压力差，为推动气体进出肺 的直接动力。

3.胸膜腔和胸内压 胸膜腔 解剖： 特点：1.密闭 2.有少量液体: a.润滑, b.分子吸附作用 作用:使肺脏能够随着胸廓的运动而运动.

胸内压: 指胸膜腔内的压力。与大气压相比较为负值。 胸内负压的成因:有两种力通过胸膜脏层作用于胸膜腔： 肺内压使肺泡扩张，肺的弹性回缩力使肺泡缩小。 胸膜腔内压实际上是两种作用相反力的代数和。 胸内压 = 肺内压－肺回缩力 吸气末与呼气末（肺内压？）： 胸内压＝－肺回缩力 （约-5mmHg） 胸膜腔负压是肺的弹性纤维回缩力造成。 吸气时，肺扩张，肺的弹性回缩力 增大， 胸膜腔内压 更负； 呼气时，肺缩小，肺的弹性回缩力 缩小， 胸膜腔内压 减少。

平静吸气末：-10 ～ -5 mmHg, 用力吸气末可达-90 mmHg。 平静呼气末：-5 ～ -3 mmHg, 用力呼气末可达110mmHg。

胸膜腔负压的生理意义： 1.作用于肺，使肺处于扩张状态，有利与肺通气；当胸膜腔密闭性遭到破坏时（气胸），肺因弹性回缩而塌陷。肺通气功能障碍。（插图2－10） 2.作用于胸腔内其他脏器如壁薄而可扩性大的腔静脉、 胸导管等，影响静脉血和淋巴液的回流。

非弹性阻力: 惯性阻力、粘滞阻力、气道阻力 1.弹性阻力和顺应性 弹性阻力: 物体对抗外力作用引起变形的力。 (二）肺通气的阻力: 分类: 弹性阻力: 肺, 胸廓 非弹性阻力: 惯性阻力、粘滞阻力、气道阻力 1.弹性阻力和顺应性 弹性阻力: 物体对抗外力作用引起变形的力。 在同样大小外力作用下，弹性阻力越大，变形程度越小；弹性阻力越小，变形程度越大。 顺应性：用于度量弹性阻力的大小。指在外力作用下弹性组织的可扩张性。易扩张者，弹性阻力小，顺应性大。 顺应性与弹性阻力成反变关系。 （插图2－17） C = 1/R （弹性阻力）

肺的弹性阻力和顺应性: 肺容积变化(△V) 跨肺压的变化(△P) (肺内压－胸腔内压） 肺顺应性（CL)＝ L/cmH2O 比顺应性：排除个体间肺总容量的差别 测得的肺顺应性 肺总量 比顺应性 ＝

肺弹性阻力的来源: 肺组织的弹性回缩力：肺组织具弹力和胶原纤维， 肺扩张牵拉时产生弹性阻力。 肺泡内衬液与肺泡气之间夜－气界面产生的表面张力 肺泡上皮的表面,有一薄层液体分子层,它与肺泡内气体形成了液－气界面.由于液体分子之间存在着吸引力,因而产生了使液体表面趋于缩小的力,这种力称为表面张力.它可使肺泡回缩,萎陷. 实验表明不存在表面张力时（冲满生理盐水的肺），肺的弹性阻力仅占肺总弹性阻力的1/3。

根据Laplace定律: P = 2T/r P－肺泡回缩力， r－肺泡半径， T－表面张力 假设大小肺泡的表面张力一样，肺泡内压将随肺泡的半径而变化。小肺泡大压力，大肺泡小压力。

表面活性物质： 来源：肺泡II型上皮细胞合成和释放 主要成份：二软酯酰卵磷脂 作用： 降低肺泡表面张力， 防止肺泡因回缩而塌陷； 维持各种大小不一 的肺泡容量的稳定性； （因其密度随肺泡半径变化而变化） 防止肺泡毛细血管中 的液体渗入肺泡。 （减弱表面张力对肺毛细血管中液体的吸引作用） （插图2－18）

2. 非弹性阻力 惯性阻力: 粘滞阻力: 气道阻力: 来自气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. 为非弹性阻力的主要成份.(80-90%)

气道阻力可用单位时间内推动一定量气体流动 所需的压力表示. 总气道阻力= △P/V/t 影响因素: 跨壁压, 肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用， 自主神经活动， 化学因素的影响。（插图2－16） 1－3种因素随呼吸运动发生周期性变化，气道阻力也随之变化。吸气时？呼气时？ 弹性阻力占总阻力的70%, 非弹性阻力占总阻力的30%.

二. 肺通气功能的指标 （一) 肺容量和肺容积 1. 肺容积: 包括四个互不重叠的基本容积。全 部相加等于肺的最大容量。 1. 肺容积: 包括四个互不重叠的基本容积。全 部相加等于肺的最大容量。 (1) 潮气量:平静呼吸时每次吸入或呼出的气体量. 500ml,运动时 (2) 补吸气量:平静吸气末再尽力吸气所能吸入的气 体量. 1500-2000ml (3) 补呼气量:平静呼气末再尽力呼气所能呼出的气 体量.900-1200ml (4) 余气量：最大呼气末尚留存于肺中不能再呼出的余气 量。只能间接测定。1000-1500ml

2. 肺容量 基本肺容量中两项或两项以上的联合气体量 (1) 深吸气量: 平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量.深吸气量 = 潮气量+补吸气量. (2) 功能余气量:平静呼气末肺内所留存的气体量. = 余气量+补呼气量.肺气肿病人

(3) 肺活量和用力肺活量 肺活量:最大吸气后再用力呼气所能呼出的气量. = 潮气量+补吸气量+补呼气量男:3500ml, 女:2500ml 用力肺活量（时间肺活量）:最大吸气后再用力并以最快的速度呼气, 在头几秒钟内所呼出的气体量占肺活量的百分数.正常成人:1秒:83%, 2秒:96%, 3秒:99%. 意义:动态指标,不仅反映肺活量容量大小,也反映阻力变化. 是评价肺功能的较好指标.

（4）肺总量: 肺所能容纳的最大气量. = 肺活量+余气量. 男:5L, 女:3.5L

（二） 肺通气量和肺泡通气量 1. 肺通气量（每分通气量） 每分通气量:每分钟进或出肺的气体总量. 每分通气量 = 潮气量x呼吸频率 平静呼吸时,正常成人:500 ml x 12-18, 6-9L 每分最大通气量:以最快的速度和尽可能深的幅度 进行呼吸时,所得到的每分通气量. 正常成人可达70-120L 通气储量百分比： 最大通气量－平静呼吸时每分通气量 最大通气量 ×% 意义: 了解通气功能的贮备能力. 测定人体所能从事体力劳动强度的最大限度.

（二）无效腔和肺泡通气量: 生理无效腔 ：解剖无效腔: 150ml 肺泡无效腔: 0 正常人生理无效腔接近解剖无效腔 计算真正的有效的气体交换，须采用肺泡通气量 肺泡通气量 =(潮气量-无效腔气量)x呼吸频率 潮气量和呼吸频率对肺通气和肺泡通气都有影响。 例: 每分通气量 肺泡通气量 16x500=8000 (500-150)x16=5600 8x1000=8000 (1000-150)x8=6800 32x250=8000 (250-150)x32=3200 从气体交换角度而言，浅而快的呼吸是 不利的。

第二节 呼吸气体的交换 一 . 气体交换原理 (一）气体的扩散 气体扩散: 气体分子从分压高处向分压低处发生 的净移动. 第二节 呼吸气体的交换 一 . 气体交换原理 (一）气体的扩散 气体扩散: 气体分子从分压高处向分压低处发生 的净移动. 单位时间内气体扩散的容积称气体扩散速率.

扩散速率与上述诸因素的关系: D  d • MW 气体扩散速率的影响因素: 1.气体的分压差(△P): △P大，扩散快； 2.气体的分子量和溶解度(MW, S):与MW平方根呈反比；与 Ｓ呈正比。 S/MW为扩散系数。 3.扩散面积和距离(A,d):扩散速率与A呈正比；与d呈反比。 4.温度(T):扩散速率与 T呈正比。 扩散速率与上述诸因素的关系: △P•T • A • S D  d • MW （ 插图：气体交换，3，4，5）

（二）呼吸气和人体不同部位气体的分压 1.呼吸气和肺泡气的成份和分压（略） 2.血液气体和组织气体的分压(张力) 肺泡气 动脉血 混合静脉血 组织 PO2 104 90-100 40 30 PCO2 40 40 46 50

二. 气体在肺部的交换(肺换气） （一）肺换气过程 （ 插图） 扩散速度极快，0.3 秒便可达到平衡。血液流经肺毛细血管的时间为0.7秒。前1/3已基本完成气体交换过程。 （ 插图9，10，11）

（二）影响肺部气体交换的因素 （膜的因素） △P •T • A • S D d • MW 1.呼吸膜的厚度: 与扩散速率呈反比。 由六层结构组成， 总厚度为0.2-0.6M。

2.呼吸膜的面积: 与扩散速率呈正比。总扩散面积70m2

3.通气/血流比值（ventilation/perfusion ratio)的影响 指每分钟肺泡通气量(VA)与每分钟肺血流量(Q)之间分比值。正常成人安静时: 350x12/5,000=0.84 VA /Q 比值增大，通气过剩而血流不足；肺泡无效腔增大。 VA /Q 比值减小，通气不足而血流过剩；相当动-静脉短路。 VA /Q增大或减小都妨碍气体交换， 导致缺O2 或CO2 潴留。