第二节 气体交换 一、气体交换的原理  原理：扩散。 动力：膜两侧的气体分压差。 条件：气体的理化特性、膜通透性和面积、分压差。 速率： = 扩散速率（ D ）

1. 第二节　气体交换 一、气体交换的原理 原理：扩散。 动力：膜两侧的气体分压差。 条件：气体的理化特性、膜通透性和面积、分压差。 速率：= 扩散速率（D） 扩散速率与分压差、温度、气体溶解度、扩散面积呈正比；与扩散距离、分子量的平方根呈反比。 气体的溶解度/分子量的平方根之比为扩散系数。扩散系数大，扩散速率快。 分压差×温度×气体溶解度×扩散面积 = 扩散距离×√分子量

2. 二、肺换气与组织换气 O2 换气动力：分压差 换气方向： 分压高→分压低 换气结果： 肺Ｖ血 组织Ａ血 ↓ ↓ Ａ血 Ｖ血 CO2

3. 肺换气过程

4. 组织换气过程

5. 三、影响气体交换的因素 (一)气体扩散速率 分压差×温度×气体溶解度×扩散面积 = 扩散距离×√分子量 O2、CO2扩散速率（D）的比较 —————————————————————————————————————— 分子量 血浆溶解度 肺泡气 A血 V血 D —————————————————————————————————————— O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 ——————————————————————————————————————— (ml/L) （KPa） （KPa）（KPa） ∵CO2的扩散系数是O2的20倍,在同等条件下，CO2的扩散速率是O2的20倍；但在肺中，由于肺泡气和V血间分压差的不同，CO2的扩散速率实际约为O2的2倍。 ∴肺功能衰竭患者往往缺O2显著，CO2潴留不明显。

6. (二)呼吸膜 正常呼吸膜非常薄，通透性与面积极大(70-80m2)。①血液流经肺毛细血管全长约需0.7s，而完成气体交换的时间仅需0.3s(≈前1/3段)=气体交换的时间储备； ②安静状态时仅有40m2参与气体交换=气体交换的面积储备。 1.厚度：肺纤维化、尘肺、肺水肿→呼吸膜厚度↑→通透性↓→气体交换↓；特别在运动时，∵耗氧量↑肺血流速↑（=气体交换时间↓），呼吸膜厚度↑→气体交换↓↓ 。 2.面积：肺气肿、肺不张、肺叶切除→呼吸膜面积↓→气体交换↓。 6层＜1μm厚 O2 CO2

7. (三)通气/血流比值 每分肺通气量（VA）/每分肺血流量（Q） 1.VA/Q↑≈肺通气↑或肺血流↓→增大生理无效腔→换气效率↓(如心衰、肺动脉栓塞) 2.VA/Q↓≈肺通气↓→增大功能性A-V短路→换气效率↓（如支哮、肺气肿、支气管栓塞） (4.2L/min) (5L/min ＝0.84)

8. 几点说明： ●VA/Q↑or↓→换气效率↓→缺O2和CO2潴留的症状;但以缺O2为主，原因： ①∵A-V血间PO2＞PCO2 ∴功能性A-V短路时，A血PO2↓的程度＞V血PCO2↑； ②∵CO2的扩散系数是O2的20倍，CO2的扩散速＞O2，∴不易出现CO2潴留的症状； ③∵A血PO2↓和PCO2↑时，可刺激呼吸，增加肺泡通气量，有助于CO2的排出，而几乎无助于O2的摄取（O2和CO2解离曲线的特点所决定的）。

9. ●整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标；但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性，故临床上更应测肺脏各局部的VA/Q： ●整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标；但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性，故临床上更应测肺脏各局部的VA/Q： 人体直立时肺局部的VA/Q 肺上区 肺下区 VA（L/min）0.24 0.82 Q（L/min）0.07 1.29 VA/Q 3.4 0.64

10. （四）肺扩散容量（DL） 概 念：指气体在单位分压差作用下每分钟通过呼吸膜扩散的体积。 意 义：肺扩散容量是测定呼吸气通过呼吸膜的能力的一种指标。 正常值：O2的DL=21mL·min-1·mmHg-1 剧烈运动时O2的DL可增加到60mL·min-1·mmHg-1。 因为：①肺血流量↑→原关闭状态的肺泡毛细血管开放→换气面积↑→换气量↑； ②肺通气量↑→肺泡的通气-血流变得更加匹配→换气效率↑。 CO2的DL=400～450mL·min-1·mmHg-1 每分耗氧量为21mL·min-1·mmHg-1×11mmHg=230mL·min-1

12. 复习思考题 1.影响肺气体扩散的因素有哪些？ 2.通气/血流比值偏离正常范围对肺气体交换有何不良影响？ 3.为什么CO2扩散速度高于O2？ 4.呼吸膜由哪些结构组成？ 5.比较空气、吸入气、肺泡气、呼出气的CO2、O2分压有何不同，解释其原因。