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1、第五章 呼 吸,呼吸:机体与外界环境之间的气体交换过程.,O2,O2,CO2,CO2,肺,血液循环,组织细胞,内呼吸,气体在血液中的运输,外呼吸,肺换气,肺通气,细胞内代谢,组织换气,第一节 肺通气,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。,一.肺通气原理,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
2、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12mmH
3、g,吸气末等于大气压。平静呼气：开始高于大气压12mmHg,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
4、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210）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。,(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
5、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。,C=1/R（弹性阻力）,（插图217）,肺的弹性阻力和顺应性:,肺顺应性（CL),L/cmH2O,比顺应性：排除个体间肺总容量的差别,比顺应性,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.,肺弹性阻力的
6、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,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。（
7、减弱表面张力对肺毛细血管中液体的吸引作用）,（插图218）,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216）13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%.,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
8、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,二.肺通气功能的指标,（一)肺容量和肺容积,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
9、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,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
10、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：,（二）肺通气量和肺泡通气量,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-
11、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.单位时间内气体扩散的容积称气体扩散速率.,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 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:,（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
12、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）,1.呼吸膜的厚度:与扩散速率呈反比。由六层结构组成，M。,2.呼吸膜的面积:与扩散速率呈正比。总扩散面积70m2 安静状态下呼吸时扩散面积为40m2。,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:350 x12/5,000=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。,
