1、呼吸生理学2概概 述述呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。呼吸全过程：呼吸全过程：3呼吸呼吸呼吸器官的功能结构呼吸器官的功能结构肺通气的原理肺通气的原理气体交换气体交换气体在血液中的运输气体在血液中的运输呼吸运动的调节呼吸运动的调节呼吸呼吸4呼吸系统功能呼吸系统功能1.1.气体交换气体交换,并辅助体内酸碱平衡。并辅助体内酸碱平衡。2.2.防卫防卫,排除异物排除异物,加温加湿加温加湿,过滤清洁。过滤清洁。3.3.内分泌功能内分泌功能(AngI AngII)(AngI AngII)。4.4.传送气体传送气体,说话、唱歌。说话、唱歌。5第一节第一节 呼吸器
2、官的功能结构呼吸器官的功能结构一、胸廓与肺：一、胸廓与肺：胸廓：胸廓：胸膜腔：胸膜腔：密闭的腔，内仅有少量浆液 肺表面的脏层 胸廓壁的壁层 肺：肺：支气管、肺泡和毛细血管网络6胸廓（胸廓（thoraxthorax）胸廓由肋骨、胸骨和胸椎胸廓由肋骨、胸骨和胸椎形成的骨架以及附着的软形成的骨架以及附着的软组织构成其四壁、由膈肌组织构成其四壁、由膈肌封闭其底部而形成的。封闭其底部而形成的。7壁层胸膜壁层胸膜脏层胸膜脏层胸膜胸膜腔（胸膜腔（pleural cavitypleural cavity）：）：覆盖于肺表面的脏层胸膜与紧贴于胸廓内面的覆盖于肺表面的脏层胸膜与紧贴于胸廓内面的壁层胸膜形成的密闭的
3、间隙。壁层胸膜形成的密闭的间隙。8Nasal cavityExternal nares(nostrils)larynxpharynxTrachea right lung diaphragmleft primary bronchusleft lung right primary bronchus 呼吸道和肺（呼吸道和肺（respiratory track and lungsrespiratory track and lungs）9气管树气管树10呼吸道气管气管支气管支气管细支气管细支气管终末细支气管等终末细支气管等呼吸道11Respiratory zone肺泡（肺泡（alveolialveoli
4、）Transmit zone 12神经调节神经调节迷走迷走N N乙酰胆碱乙酰胆碱+M+M受体受体收缩收缩气道阻力气道阻力 (故哮喘病人夜间发作较多故哮喘病人夜间发作较多)交感交感N N去甲肾上腺素去甲肾上腺素+2+2受体受体舒张舒张气道阻力气道阻力 (拟交感药物治疗哮喘拟交感药物治疗哮喘)体液调节体液调节舒张：舒张：肾上腺素、肾上腺素、PGEPGE2 2收缩：收缩：组胺、组胺、5-5-羟色胺、缓激肽、羟色胺、缓激肽、PGFPGF2 2 、内皮素、内皮素呼吸道口径的控制呼吸道口径的控制13肺泡吸入气体与血液进行交换的场所吸入气体与血液进行交换的场所u双肺共三亿多个肺泡双肺共三亿多个肺泡u肺泡大小
5、不一，平均0.25mmu70m2气体交换面积两种肺泡上皮细胞两种肺泡上皮细胞uI I型肺泡上皮细胞型肺泡上皮细胞 扁平状上皮细胞，覆盖95%肺泡表层 呼吸膜基本部分uII II型肺泡上皮细胞型肺泡上皮细胞 分泌上皮细胞，覆盖5%肺泡表层 分泌肺泡表面活性物质14呼吸膜表面活性物质层表面活性物质层肺泡上皮层肺泡上皮层上皮基底膜层上皮基底膜层组织间隙层组织间隙层毛细血管基底膜层毛细血管基底膜层毛细血管内皮细胞层毛细血管内皮细胞层呼吸膜15 第二节第二节 肺通气原理肺通气原理16一、肺通气动力呼呼 气气肺内压肺内压大气压大气压缩缩 小小肺肺 脏脏吸吸 气气肺内压肺内压大气压大气压胸胸 廓廓呼呼 吸吸
6、 肌肌缩缩 小小收收 缩缩舒舒 张张扩扩 张张 原动力原动力:呼吸运动呼吸运动是肺通气的原动力。是肺通气的原动力。直接动力直接动力:肺内压肺内压与外界大气压间的压与外界大气压间的压力差。力差。扩扩 张张150)X6=5100尽力深吸气后，所能呼出的肺内气体总量胸廓的弹性阻力的作用方向，则视胸廓扩大的程度而异:功能余气量组织换气（Tissue exchange）2 血液和组织气体的分压扁平状上皮细胞，覆盖95%肺泡表层度量法：=顺应性=(1/弹性阻力)第二节 肺通气原理由于重力作用，VA/Q在肺内的分布不是很均匀，肺尖部可高达2.一定时间内出入呼吸系统的气体量肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分
7、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。舒张：肾上腺素、PGE2由于病变部位肺泡血流少而通气多，肺泡通气不能充分利用，称为死腔样通气（dead space ventilation）。肺活量=补吸气量+潮气量+补呼气量影响气体扩散速率的因素成分:二棕榈酰卵磷脂(DPL或DPPC)。肋间外肌收缩使肋骨上提,扩大胸廓前后、左右径肺顺应性(CL)=0.肺：支气管、肺泡和毛细血管网络17形式形式:按呼吸深度分按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸；平静呼吸和用力呼吸；按动作部位分按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。混合呼吸混合呼吸:正常成人。正
8、常成人。腹式呼吸腹式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。婴儿、胸膜炎、胸腔积液。胸式呼吸胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、严重腹水、腹腔有巨大肿块、频率频率:成人成人:12:121818次次/分分 婴儿婴儿:60:607070次次/分分妊娠、肥胖。妊娠、肥胖。（一）呼吸运动（一）呼吸运动18呼吸过程呼吸过程：平静呼吸平静呼吸肺内压大气压，肺内压大气压，气体经呼吸道出肺气体经呼吸道出肺胸廓容积缩小胸廓容积缩小,肺被动缩小肺被动缩小膈肌和肋间外肌舒张，膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回位肋骨和膈肌弹性回位缩小胸廓上下、前后、左右径缩小胸廓上下、前后、左右径肺内压大气压，肺内压大气压，气体经呼吸道入肺
9、气体经呼吸道入肺胸廓容积扩大，胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张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因肺无主动扩缩的组织结构)膈肌收缩使膈顶下移，膈肌收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径增大胸廓的上下径肋间外肌收缩使肋骨上提肋间外肌收缩使肋骨上提,扩大胸廓前扩大胸廓前后、左右径后、左右径 吸吸 气气 呼呼 气气1920 （二）肺内压（二）肺内压（intrapulmonary pressure）:肺内压是指肺泡内气体的压力。肺内压是指肺泡内气体的压力。平静吸气初平静吸气初:肺内压肺内压 大气压大气压 1 12mmHg2mmHg 气出肺气出肺平静呼气末平静呼气末:肺内压肺内压
10、 =大气压大气压气流停气流停用力呼吸时用力呼吸时:肺内压的升降变化有所增加。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。如：故意闭住声门而作剧烈呼吸运动。21（三）胸膜腔内压（三）胸膜腔内压（intrapleural pressure）（1 1）概念）概念:胸内压是指胸膜腔内的压力。胸内压是指胸膜腔内的压力。（2 2）测定方法）测定方法:间接法间接法:气囊测定食管内压以间接反映胸内压气囊测定食管内压以间接反映胸内压 直接法直接法:22（3 3）压力）压力:平静吸气时平静吸气时:胸内压胸内压 大气压大气压=0.7=0.71.3kPa1.3kPa 呼气时呼气时:胸内压胸内压 肺容积
11、；肺容积；壁层胸膜紧贴于胸廓内壁壁层胸膜紧贴于胸廓内壁,大大气压对其影响极小。气压对其影响极小。形成因素形成因素:两两种方向相反作用力的代数和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大气压肺回缩力胸内压胸内压0 0肺回缩力肺回缩力迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张迫使脏层胸膜外移使肺扩张(肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力)肺肺 回回 缩缩 力力 (大大 气气 压压)肺肺 内内 压压 24(5)(5)生理意义生理意义:肺通气与呼吸运动纽带；肺通气与呼吸运动纽带；维持肺处于扩张状态；维持肺处于扩张状态；促进血液和淋巴液的回流促进血液和淋巴
12、液的回流(使腔静脉和胸导管扩张使腔静脉和胸导管扩张)。结论：结论：胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相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互抵消的代数和,经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压力。力。25呼吸运动产生的动力呼吸运动产生的动力,在克服肺通气所遇到的阻在克服肺通气所遇到的阻力后力后,方能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍方能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。的常见原因。弹性阻力弹性阻力非弹性阻力非弹性阻力肺通气阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力肺弹性阻力气道阻力
13、气道阻力：与气体流动形式：与气体流动形式+气道半径有关气道半径有关粘滞阻力粘滞阻力惯性阻力惯性阻力肺弹性回缩力肺弹性回缩力:1/3肺泡表面张力：肺泡表面张力：2/3常态下可忽略不计常态下可忽略不计二、肺通气阻力26 1.1.呼吸器官的弹性阻力呼吸器官的弹性阻力:(1)(1)肺的弹性阻力肺的弹性阻力 度量法度量法：=顺应性顺应性 =(1/=(1/弹性阻力弹性阻力)顺应性：指在外力作用下弹性空腔器官变形的难易程度。顺应性：指在外力作用下弹性空腔器官变形的难易程度。顺应性大顺应性大=易扩张易扩张 =弹性阻力小弹性阻力小 顺应性小顺应性小=不易扩张不易扩张=弹性阻力大弹性阻力大肺容积变化肺容积变化(V
14、)V)肺顺应性肺顺应性(C(CL L)=0.2L/cmH)=0.2L/cmH2 2O O 跨肺压变化跨肺压变化(P)P)肺内压与胸膜腔内压之差肺内压与胸膜腔内压之差测得的肺顺应性（测得的肺顺应性（L/cmHL/cmH2 2O O）比顺应性比顺应性=功能余气量（功能余气量（L L）因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应测单位肺容量下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。的顺应性，即比顺应性。从鼻到肺泡无气体交换功能的管腔由于病变部位肺泡血流少而通气多，肺泡通气不能充分利用，称为死腔样通气（dead space ventilation）。呼吸膜基本部分150)X24=2
15、400当胸廓大于自然位置时，其弹性阻力向内。吸入气体与血液进行交换的场所有时可为正压(如紧闭声门用力呼吸)。间接法:气囊测定食管内压以间接反映胸内压胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺换气（Pulmonary exchange）胸内压0肺回缩力有少量浆液的密闭腔；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。厚度 扩散量 如：肺纤维化、肺水肿功能余气量用力肺活量（forced vital capacity)：External naresV/Q=0,功能性动-静脉短路克服肺和胸廓的弹性和非弹性阻力。分泌上皮细胞，覆盖5%肺泡表层27来源：来源：肺的弹性阻力肺的弹性阻力.肺泡表面张
16、力肺泡表面张力 离体肺在充气和充水时（扩离体肺在充气和充水时（扩张肺至相同容积），可见充气所张肺至相同容积），可见充气所需的压力需的压力充水。充水。说明肺泡内液说明肺泡内液-气界面（表气界面（表面张力）是否存在，与肺的弹性面张力）是否存在，与肺的弹性阻力有着密切关系阻力有着密切关系。肺泡内的液肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，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）方向是向中心的表现的内聚力（表面张力）方向是向中心的使肺泡缩小。使肺泡缩小。肺弹性组织回缩力肺弹性组织回缩力:1/3:1/3肺泡表面张力肺泡表面张力:2/3:2/328肺泡表面活性物质与肺泡表面
17、张力肺泡表面活性物质与肺泡表面张力肺泡表面张力肺泡表面张力 肺泡表面液体分子之间的吸引力肺泡表面液体分子之间的吸引力 P=2T/rP=2T/r 表面活性物质：脂蛋白复合体表面活性物质：脂蛋白复合体 （脂质中主要为二棕榈酰卵磷脂）（脂质中主要为二棕榈酰卵磷脂）防止肺泡萎陷，有利于肺扩张防止肺泡萎陷，有利于肺扩张 维持大小肺泡容积的稳定维持大小肺泡容积的稳定 避免肺水肿的发生避免肺水肿的发生29 表面活性物质表面活性物质来源：来源：肺泡肺泡型细胞分泌，单型细胞分泌，单分子层分布于肺泡液分子层分布于肺泡液-气界面上，气界面上，其密度随肺泡的张缩而改变。其密度随肺泡的张缩而改变。成分成分:二棕榈酰卵磷
18、脂二棕榈酰卵磷脂(DPL(DPL或或DPPC)DPPC)。作用：作用：a.a.降低肺泡表面张力降低肺泡表面张力降低吸降低吸气阻力；气阻力；b.b.减少肺泡内液的生成减少肺泡内液的生成防肺防肺水肿的发生水肿的发生;c.c.维持肺泡内压的稳定性维持肺泡内压的稳定性防防肺泡破裂或萎缩；肺泡破裂或萎缩；Story of 30（2 2）胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力 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，则视胸廓扩大的程度胸廓的弹性阻力的作用方向，则视胸廓扩大的程度而异而异:胸廓处于自然位置时胸廓处于自然位置时(肺容量肺容量6767)
19、，不表，不表现有弹性回缩力；现有弹性回缩力；胸廓缩小时胸廓缩小时(肺容量肺容量6767)，胸廓的弹性回，胸廓的弹性回缩力向外缩力向外=吸气的动力，呼气的阻力；吸气的动力，呼气的阻力；胸廓扩大时胸廓扩大时(肺容量肺容量6767)，胸廓的弹性回，胸廓的弹性回缩力向内缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。吸气的阻力，呼气的动力。肺容量变化肺容量变化(P)P)胸廓顺应性胸廓顺应性 =0.2L/cmH=0.2L/cmH2 2O O 跨壁压跨壁压(P)P)31胸廓弹性阻力指胸廓的弹性回缩力，其方向随胸廓的位置而改变。当指胸廓的弹性回缩力，其方向随胸廓的位置而改变。当胸廓处于自然位置时（胸廓处于自然位置时（67
20、%67%肺总量），其弹性阻力为零。肺总量），其弹性阻力为零。当胸廓小于自然位置时，其弹性阻力向外。当胸廓大于当胸廓小于自然位置时，其弹性阻力向外。当胸廓大于自然位置时，其弹性阻力向内。自然位置时，其弹性阻力向内。32（3 3）影响弹性阻力的因素影响弹性阻力的因素:肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维化和感染等原因化和感染等原因肺弹性阻力肺弹性阻力(肺顺应性肺顺应性)吸吸气困难。气困难。肺气肿时肺气肿时肺弹性成分破坏肺弹性成分破坏肺回缩力肺回缩力肺肺弹性阻力弹性阻力(肺顺应性肺顺应性)呼气困难。呼气困难。故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好。故肺顺应
21、性加大并不一定表示肺通气功能好。肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病变等肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病变等原因原因弹性阻力弹性阻力(顺应性顺应性)但引起通气障碍的但引起通气障碍的情况较少。情况较少。33惯性阻力惯性阻力粘滞阻力粘滞阻力气道阻力气道阻力:占占80%-90%80%-90%气体流速、气流形式、气体密度、管径气体流速、气流形式、气体密度、管径2.非弹性阻力34气道阻力R(呼吸道阻力)=推动力(cmH2O)流量(L/s)呼吸道阻力呼吸道阻力影响因素影响因素气流流速气流流速气流形式气流形式管径大小管径大小交感神经使平滑肌舒张，管径变大，阻力降低；呼气时相反，气道口径变小，通气阻力增大
22、。支气管哮喘病人：呼气比吸气更为困难35呼吸功n在一次呼吸过程中呼吸肌为实现肺通在一次呼吸过程中呼吸肌为实现肺通气所做的功。气所做的功。n克服肺和胸廓的弹性和非弹性阻力。克服肺和胸廓的弹性和非弹性阻力。n用一次呼吸过程中的跨壁压变化用一次呼吸过程中的跨壁压变化肺肺容积变化。容积变化。36肺内气体的容积肺内气体的容积 潮气量潮气量 (TV tidal volume)(TV tidal volume)平静呼吸时每次吸入或呼出的气量平静呼吸时每次吸入或呼出的气量 补吸气量补吸气量 (IRV inspiratory reserve volume)(IRV inspiratory reserve vol
23、ume)平静吸气末再尽力吸气，所能增加的吸入气量平静吸气末再尽力吸气，所能增加的吸入气量 补呼气量补呼气量 (ERV expiratory reserve volume)(ERV expiratory reserve volume)平静呼气末再尽力呼气，能增加的呼出气量平静呼气末再尽力呼气，能增加的呼出气量 余气量余气量 (RV residual volume)(RV residual volume)最大呼气后，肺内仍残留不能呼出的气量最大呼气后，肺内仍残留不能呼出的气量肺容积三、肺通气能力的评价FEV1用于鉴别限制型和阻塞型肺疾病肺泡气体更新率=(潮气量-无效腔气量）/肺弹性回缩力:1/3A
24、:气体扩散的截面积当胸廓处于自然位置时（67%肺总量），其弹性阻力为零。扁平状上皮细胞，覆盖95%肺泡表层混合呼吸:正常成人。肺泡无效腔+解剖无效腔维持肺处于扩张状态；肺泡无效腔(dead space)（2）胸廓的弹性阻力当胸廓大于自然位置时，其弹性阻力向内。第一节 呼吸器官的功能结构2 血液和组织气体的分压减少肺泡内液的生成防肺水肿的发生;传送气体,说话、唱歌。影响气体扩散速率的因素肺泡大小不一，平均0.肺内压是指肺泡内气体的压力。肺 回 缩 力37是基本肺容积中两项或两项以上的组合气量是基本肺容积中两项或两项以上的组合气量.1 1 深吸气量：深吸气量：从平静呼气末做最大吸气使所能吸从平静呼
25、气末做最大吸气使所能吸入的气体量。（入的气体量。（衡量肺最大通气潜力衡量肺最大通气潜力）=潮气量潮气量 +补吸气量补吸气量2 2 功能余气量：功能余气量：平静呼气末尚存留于肺内的气体平静呼气末尚存留于肺内的气体量。量。=补呼气量补呼气量+余气量余气量缓冲呼吸过程中肺泡气氧和二氧化碳分压的变化缓冲呼吸过程中肺泡气氧和二氧化碳分压的变化幅度。幅度。肺容量3838补补吸吸气气量量补补呼呼气气量量最大吸气最大呼气39尽力深吸气后，所能呼出的肺内气体总量尽力深吸气后，所能呼出的肺内气体总量 反映每次通气最大能力反映每次通气最大能力,个体差异大个体差异大.用力肺活量用力肺活量（forced vital c
26、apacity)forced vital capacity)：尽力深吸气后，尽力尽快呼气所呼出的最大气体量尽力深吸气后，尽力尽快呼气所呼出的最大气体量 用力呼气量用力呼气量(forced expiratory capacityforced expiratory capacity，时间肺活量时间肺活量)在一次尽力吸气后，尽力、尽快呼气，在特定的时间段所在一次尽力吸气后，尽力、尽快呼气，在特定的时间段所呼出的气量。头三秒钟内所呼出的气量占肺活量的百分数呼出的气量。头三秒钟内所呼出的气量占肺活量的百分数,正常值为正常值为80%80%、96%96%、99%99%反映肺活量和通气速度反映肺活量和通气速度
27、,是评价肺通气功能好的动态指标是评价肺通气功能好的动态指标肺总量肺总量(total lung capacity)(total lung capacity)：肺最大扩张时所能容纳：肺最大扩张时所能容纳的最大气体量的最大气体量肺活量40FEVFEV1 1用于鉴别限制型和阻塞型肺疾病用于鉴别限制型和阻塞型肺疾病41每分通气量每分通气量(pulmonary ventilation)(pulmonary ventilation)每分钟内吸入或呼出肺的气体总量每分钟内吸入或呼出肺的气体总量每分通气量每分通气量=潮气量潮气量 呼吸频率呼吸频率 成人：成人：6-9 L6-9 L最大通气量最大通气量（maxim
28、al voluntary ventilation)maximal voluntary ventilation)尽力作深、快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的作大气体量。尽力作深、快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的作大气体量。反映单位时间内充分发挥全部通气能力所能达到的通气量，是反映单位时间内充分发挥全部通气能力所能达到的通气量，是评估一个人能进行多大运动量的生理指标评估一个人能进行多大运动量的生理指标 70-12070-120升升通气储备百分比通气储备百分比（最大通气量每分通气量）最大通气量每分通气量）100100 最大通气量最大通气量四、肺通气量一定时间内出入呼吸系统的气体量一定时间内出入呼吸系统
29、的气体量93%维持肺处于扩张状态；胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、=潮气量+补吸气量两种方向相反作用力的代数和胸内压大气压肺回缩力解剖无效腔(anatomical dead space)Respiratory zone分泌肺泡表面活性物质肺泡内的液-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。A-V血间PO2差PCO2差 功能性A-V短路时，A血PO2的程度PCO2；right primary维持肺泡内压的稳定性防肺泡破裂或萎缩；反映肺活量和通气速度,是评价肺通气功能好的动态指标呼吸道和肺（respiratory track and lungs）
30、表面活性物质：脂蛋白复合体胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、150)X24=24001 呼吸气和肺泡气的成分和分压(因肺无主动扩缩的组织结构)VA/Q或换气效率缺O2和CO2潴留的症状;但以缺O2为主，原因：42无效腔(dead space)从鼻到肺泡无气体交换功能的管腔从鼻到肺泡无气体交换功能的管腔 解剖无效腔解剖无效腔(anatomical dead space)鼻到呼吸性细支气管这部分的呼吸道的容积。鼻到呼吸性细支气管这部分的呼吸道的容积。肺泡无效腔肺泡无效腔(dead space)未能发生气体交换的肺泡容量。未能发生气体交换的肺泡容量。生理无效腔生理无效腔（physiological
31、 dead space)肺泡无效腔肺泡无效腔+解剖无效腔解剖无效腔43肺泡通气量肺泡通气量 (Alveolar ventilation)(Alveolar ventilation)每分钟吸入肺泡，并能与血液进行有效气体交换的新每分钟吸入肺泡，并能与血液进行有效气体交换的新鲜气体量鲜气体量 （潮气量无效腔气量）（潮气量无效腔气量）x x 呼吸频率呼吸频率n为真正有效的通气量为真正有效的通气量n每分肺泡通气量每分肺泡通气量=(=(潮气量潮气量解剖无效腔容量解剖无效腔容量)呼吸呼吸频率频率 n问题：深而慢的呼吸比浅而快的呼吸效率高问题：深而慢的呼吸比浅而快的呼吸效率高44三种呼吸形式的比较呼吸形式呼
32、吸形式 每分通气量每分通气量(ml/min)每分肺泡通气量每分肺泡通气量(ml/min)平静呼吸平静呼吸 500X12=6000(500-150)X12=4200 浅快呼吸浅快呼吸 250X24=6000(250-150)X24=2400 深慢呼吸深慢呼吸 1000X6=6000(1000-150)X6=5100 45第三节第三节 气体交换气体交换46 气体交换气体交换（Gas exchange）n肺换气肺换气（Pulmonary exchange）肺泡与血液间气体交换q组织换气组织换气（Tissue exchange）血液与组织细胞之间气体交换当胸廓大于自然位置时，其弹性阻力向内。肺顺应性(
33、CL)=0.血液流经肺毛细血管时间约为0.A-V血间PO2差PCO2差 功能性A-V短路时，A血PO2的程度PCO2；肺动脉栓塞、弥漫性血管内凝血、肺血管收缩等均可使部分肺泡血流减少，而肺泡通气量无变化，导致V/Q比例增高。支气管哮喘病人：呼气比吸气更为困难肺 回 缩 力当胸廓大于自然位置时，其弹性阻力向内。平静吸气末再尽力吸气，所能增加的吸入气量(因肺无主动扩缩的组织结构)External nares肺泡表面液体分子之间的吸引力呼气时相反，气道口径变小，通气阻力增大。（3）影响弹性阻力的因素:反映单位时间内充分发挥全部通气能力所能达到的通气量，是组织换气（Tissue exchange）当胸
34、廓小于自然位置时，其弹性阻力向外。尽力深吸气后，所能呼出的肺内气体总量由于病变部位肺泡血流少而通气多，肺泡通气不能充分利用，称为死腔样通气（dead space ventilation）。质量轻的气体扩散较快。47气体交换的动力是气体交换的动力是分压差分压差48Dp T A Sd MWD:D:气体扩散速率气体扩散速率 p:p:分压差分压差T:T:温度温度A:A:气体扩散的截面积气体扩散的截面积S:S:气体分子溶解度气体分子溶解度d:d:气体扩散的距离气体扩散的距离MW:MW:气体分子量气体分子量分压差温度气体溶解度扩散面积 扩散距离分子量扩散速率=CO2 O251.52.144432扩散系数2
35、0：1气体扩散气体扩散 COCO2 2的扩散系数是的扩散系数是O O2 2的的2020倍倍,在同等条在同等条件下，件下，COCO2 2的扩散速率是的扩散速率是O O2 2的的2020倍；但在倍；但在肺中，由于肺泡气和肺中，由于肺泡气和V V血间分压差的不同，血间分压差的不同，COCO2 2的扩散速率实际约为的扩散速率实际约为O O2 2的的2 2倍。倍。肺功能衰竭患者往往缺肺功能衰竭患者往往缺O O2 2显著，显著，COCO2 2潴留不明显。潴留不明显。49气体的分压差气体的分压差 p p大，大，diffusiondiffusion快快气体的相对分子量和溶解度气体的相对分子量和溶解度质量轻的气
36、体扩散较快。质量轻的气体扩散较快。扩散发生在气液相之间，液体中溶解度大的扩散快。扩散发生在气液相之间，液体中溶解度大的扩散快。例：例：O2,CO2扩散的面积和距离扩散的面积和距离温度温度影响气体扩散速率的因素50环境和人体不同部位气体分压1 1 呼吸气和肺泡气呼吸气和肺泡气的成分和分压的成分和分压2 2 血液和组织气体血液和组织气体的分压的分压51二、气体在肺部的交换二、气体在肺部的交换静脉血流经肺毛细血管时：静脉血流经肺毛细血管时：PoPo2 2：血：血 40 mmHg 40 mmHg 46 mmHg 肺泡气肺泡气 40 mmHg40 mmHg血液流经肺毛细血管时间约为血液流经肺毛细血管时间
37、约为0.7s0.7sO O2 2和和COCO2 2仅需仅需0.3s0.3s即可达到平衡即可达到平衡52肺换气过程 肺换气功能储备延长气体扩散时间延长气体扩散时间增大气体扩散面积增大气体扩散面积改善不同部位通气改善不同部位通气/血流比值血流比值53n肺泡气体更新率=(潮气量-无效腔气量）/功能余气量n呼吸膜的状态呼吸膜：肺泡腔与毛细血管腔之间的膜n 呼吸膜的厚度厚度 扩散量 如：肺纤维化、肺水肿n 呼吸膜的面积 面积 扩散量 如：肺气肿，肺不张等n通气/血流比值 影响肺换气的因素54VA/Q=4.2/5.0=0.84nV/Q比值0.84，肺通气过度或肺血流量不足nV/Q比值0.84，肺通气不足或
38、肺血流量过多nV/Q=0,功能性动-静脉短路n由于重力作用，VA/Q在肺内的分布不是很均匀，肺尖部可高达2.5，而肺底部可低至0.6。肺通气肺通气/血流比值血流比值每分肺泡通气量VA 每分肺血流量Q55V/Q比值比值 56肺动脉栓塞、弥漫性血管内凝血、肺血管收缩等肺动脉栓塞、弥漫性血管内凝血、肺血管收缩等均可使部分肺泡血流减少，而肺泡通气量无变化，均可使部分肺泡血流减少，而肺泡通气量无变化，导致导致V/QV/Q比例增高。由于病变部位肺泡血流少而通比例增高。由于病变部位肺泡血流少而通气多，肺泡通气不能充分利用，称为死腔样通气气多，肺泡通气不能充分利用，称为死腔样通气（dead space ven
39、tilationdead space ventilation）。）。测得的肺顺应性（L/cmH2O）尽力深吸气后，所能呼出的肺内气体总量舒张：肾上腺素、PGE2当胸廓大于自然位置时，其弹性阻力向内。用一次呼吸过程中的跨壁压变化肺容积变化。肺顺应性(CL)=0.呼吸膜基本部分由于重力作用，VA/Q在肺内的分布不是很均匀，肺尖部可高达2.2 功能余气量：平静呼气末尚存留于肺内的气体量。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。2 血液和组织气体的分压肺弹性回缩力:1/3呼吸道和肺（respiratory track and lungs）因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应
40、测单位肺容量下的顺应性，即比顺应性。肺：支气管、肺泡和毛细血管网络(因肺无主动扩缩的组织结构)两种方向相反作用力的代数和胸内压大气压肺回缩力（2）胸廓的弹性阻力顺应性小=不易扩张=弹性阻力大收缩：组胺、5-羟色胺、缓激肽、PGF2、内皮素57支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺气肿、肺纤维支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺气肿、肺纤维化、肺萎缩和肺水肿等，均可引起病变部位肺泡通气化、肺萎缩和肺水肿等，均可引起病变部位肺泡通气不足，但流经该部位的毛细血管血流并未减少，甚至不足，但流经该部位的毛细血管血流并未减少，甚至还可由于炎症充血等原因而使血流增加，导致还可由于炎症充血等原因而使血流增加，导致V
41、/QV/Q比例比例降低。流经这部分肺泡的静脉血未经充分动脉化便掺降低。流经这部分肺泡的静脉血未经充分动脉化便掺入动脉血内，这种情况类似动入动脉血内，这种情况类似动-静脉短路故称功能性分静脉短路故称功能性分流（流（functional shuntfunctional shunt），又称静脉血掺杂（），又称静脉血掺杂（venous venous admixtureadmixture）。）。58几点说明几点说明：V VA A/Q/Q或或换气效率换气效率缺缺O O2 2和和COCO2 2潴留潴留的症状的症状;但以缺但以缺O O2 2为主，原因：为主，原因：A-VA-V血间血间POPO2 2差差PCOP
42、CO2 2差差 功能性功能性A-VA-V短路短路时，时，A A血血POPO2 2的程度的程度PCOPCO2 2；COCO2 2 的扩散系数是的扩散系数是O O2 2的的2020倍，倍，COCO2 2的扩的扩散速率散速率O O2 2，不易出现不易出现COCO2 2潴留的症状；潴留的症状；A A血血POPO2 2和和PCOPCO2 2时，可刺激呼吸，增时，可刺激呼吸，增加肺泡通气量，有助于加肺泡通气量，有助于COCO2 2的排出，而几乎无的排出，而几乎无助于助于O O2 2的摄取（的摄取（O O2 2和和COCO2 2解离曲线的特点所决定解离曲线的特点所决定的）。的）。气体交换,并辅助体内酸碱平衡
43、。呼气时相反，气道口径变小，通气阻力增大。胸廓处于自然位置时(肺容量67)，不表现有弹性回缩力；2 功能余气量：平静呼气末尚存留于肺内的气体量。150)X24=2400平静吸气初:肺内压 大气压 12mmHg 气入肺反映单位时间内充分发挥全部通气能力所能达到的通气量，是有少量浆液的密闭腔；由于病变部位肺泡血流少而通气多，肺泡通气不能充分利用，称为死腔样通气（dead space ventilation）。按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。150)X6=5100(因肺无主动扩缩的组织结构)（三）胸膜腔内压（intrapleural pressure）扁平状上皮细胞，覆盖95%肺泡表层
44、潮气量(TV tidal volume)跨壁压(P)150)X6=5100胸膜腔：密闭的腔，内仅有少量浆液肺顺应性(CL)=0.交感神经使平滑肌舒张，管径变大，阻力降低；Nasal cavity肺泡表面液体分子之间的吸引力2 功能余气量：平静呼气末尚存留于肺内的气体量。顺应性大=易扩张=弹性阻力小潮气量(TV tidal volume)当胸廓大于自然位置时，其弹性阻力向内。尽力深吸气后，所能呼出的肺内气体总量 腹式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。度量法：=顺应性=(1/弹性阻力)当胸廓大于自然位置时，其弹性阻力向内。维持肺处于扩张状态；成人：6-9 L有时可为正压(如紧闭声门用力呼吸)。呼吸道和肺（respiratory track and lungs）7kPa鼻到呼吸性细支气管这部分的呼吸道的容积。跨肺压变化(P)顺应性小=不易扩张=弹性阻力大(因肺无主动扩缩的组织结构)59
