第五章呼吸

第五章呼吸 呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。

呼吸的过程：包括三个环节 2 气体在血液中的运输 1 外呼吸（肺通气+ 肺换气） 3 内呼吸（组织换气） 3 1 2

第一节肺通气 定义: 肺与外界环境之间的气体交换过程。

一、呼吸道的结构特征和机能 以环状软骨下缘为界，分为：上呼吸道：下呼吸道：机能:通气、湿润、加温清洁、保护

呼吸道口径的调节： 迷走神经（Ach）+M受体　平滑肌收缩气道阻力↑ 交感神经（NE） + β2受体　平滑肌舒张　　　　　　　　气道阻力↓ 体液因素: 如组织胺、5-羟色胺、缓激肽等，可引起呼吸道平滑肌的强烈收缩。

二、肺泡的结构和机能 肺泡是肺的基本结构和功能单位。肺泡上皮细胞分为： Ⅰ 型细胞（扁平细胞） 95% Ⅱ 型细胞（分泌上皮细胞）5% 肺泡隔：使肺泡具有一定的弹性，维持肺泡的稳定开放具有重要意义。

呼吸膜：肺泡气体与肺毛细血管之间进行 气体交换所通过的组织结构。在电镜下自肺泡表面向外依次为： • 肺泡表面活性物质层 • 肺泡上皮细胞层 • 肺泡上皮基底膜 • 间隙 • 毛细血管基膜 • 毛细血管内皮层

肺泡表面活性物质 由肺泡Ⅱ型细胞分泌的一种脂蛋白混合物主要成分是二棕榈酰卵磷脂（DPL）或称二软脂酰卵磷脂（DPPC）具有降低肺泡表面张力的作用

肺泡表面活性物质降低肺泡表面张力的作用 吸气呼气肺泡表面积↑ 肺泡表面积↓ ↓ ↓ DPPC密度↓ DPPC密度↑ ↓ ↓ 降低表面张力作用↓ 降低表面张力作用↑ ↓ ↓ 肺泡回缩力↑ 肺泡回缩力↓ ↓ ↓ 避免肺泡胀破避免肺泡塌陷结果

其降低肺泡表面张力的生理意义在于： （1）维持肺泡容积的相对稳定；（2）防止液体在肺泡积聚；（3）降低吸气阻力，减少吸气作功。肺泡表面活性物质缺乏将出现：肺泡的表面张力增加，大肺泡破裂小肺泡萎缩，新生儿呼吸窘迫综合征等病变。

三、肺通气动力 直接动力：肺泡内压力与大气压力之差肺通气原动力：呼吸运动（一）呼吸运动：吸气肌：膈肌: 上、下径腹式呼吸肋间外肌: 前、后，左、右径胸式呼吸呼气肌：肋间内肌、腹肌吸气辅助肌：斜角肌和胸锁乳突肌

（三）呼吸过程 1.平静呼吸膈肌收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径；肋间外肌收缩使肋骨上提,扩大胸廓前后径和左右径胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张肺内压＜大气压，气体经呼吸道入肺吸气

膈肌和肋间外肌舒张， 肋骨和膈肌弹性回位，缩小胸廓上下径、前后径和左右径胸廓容积缩小, 肺被动缩小肺内压＞大气压，气体经呼吸道出肺呼气

呼吸运动： 类别吸气过程的变化呼气过程的变化平静呼吸膈肌和肋间外肌收缩膈肌和肋间外肌舒张　　　　　　　　　　↓　　　　　　　　　↓ 胸廓和肺的容积扩大胸廓和肺的容积缩小　　　 ↓　　　　　　　　　↓ 肺内气压低于大气压肺内气压高于大气压 ↓　　　　　　　　　↓ 空气进入肺泡气体流出肺泡（主动）（被动）用力呼吸除同上外，吸气辅助肌如除同上外，腹壁肌、胸锁乳突肌、斜角肌等参肋间内肌也参与收缩。与收缩。（主动）（主动）

(二)肺内压肺内压：是指气道和肺泡内的压力。(二)肺内压肺内压：是指气道和肺泡内的压力。肺泡与大气之间存在的压力差，使气体能进出肺泡 • 吸气初：肺内压 < 大气压吸气开始（1~2mmHg） • 吸气末：肺内压 = 大气压吸气停止 • 呼气初：肺内压 > 大气压呼气开始（1~2mmHg） • 呼气末：肺内压 = 大气压呼气停止

（三）胸膜腔内压 指胸膜腔内的压力。 1.测定方法间接法:气囊测定食管内压以间接反映胸内压直接法:水检压计法

2.胸内压成因 • 以胸膜腔密闭且含浆液为条件 • 胸廓生长>肺生长 • 胸廓容积>肺容积 • 胸廓将肺拉大 • 肺回缩胸内负压肺回缩肺内压

胸内压=肺内压 - 肺回缩力 =大气压 - 肺回缩力 = - 肺回缩力 • 呼气末：-3 ~ -5 （mmHg） • 吸气末：-5 ~ -10 （mmHg） • 用力吸气：-30 ~ -80 （mmHg） • 用力呼气：110 mmHg

3.胸内压作用： ①维持肺泡和小气道扩张状态，使肺随胸廓运动而运动。 ② 利于静脉血及淋巴回流

四、肺通气的阻力 弹性阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺泡表面张力：占2/3 肺通气阻力肺弹性阻力肺弹性回缩力: 占1/3 非弹性阻力气道阻力：与气体流动形式及气道半径有关粘滞阻力常态下可忽略不计惯性阻力

五、肺容积和肺容量（一）肺容积 ①潮气量：平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量，约400~600毫升左右。 ②补吸气量：平静吸气后再尽力吸入的气量，约1500~2000毫升。 ③补呼气量：平静呼气后再尽力呼入的气量，约900~1200毫升。 ④残气量：最大呼气末存留在肺内不能再呼出的气量，约1000~1500毫升。

（二）肺容量 是肺容积中两项或两项以上的联合气量 ①深吸气量：从平静呼气末做最大吸气时所能吸入的气量，等于补吸气量加潮气量之和。 ②功能残气量：平静呼气末存留在肺内的气量，约2500毫升。 ③肺活量：用力吸气后再用力呼气所能呼出的气量。它是补吸气量、潮气量和补呼气量三者之和。意义：反映肺一次通气的最大能力

肺容量的组成及其关系 最大吸气补吸气量补呼气量最大呼气

④时间肺活量： 是指最大吸气后，用力尽快呼气，计算头3秒钟呼出气量占肺活量的百分数。正常成年人头3秒分别为83%、96%、99%的肺活量。它不仅反映一次呼吸的最大通气量，而且能反映呼吸时所遇阻力的变化，是评价肺通气功能的较好指标。

时间肺活量

六、肺通气量（一）每分通气量 是指每分钟进或出肺的气体总量。每分通气量＝潮气量×呼吸频率正常成人安静时，呼吸频率为12~18次/分，每分通气量约为6~8升。

肺泡通气量: 定义：每分钟进入肺泡或由肺泡呼出的气量。 =（潮气量-无效腔气量） ×呼吸频率（二）无效腔和肺泡通气量生理无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔

肺通气量和肺泡通气量 呼吸频率潮气量肺通气量肺泡通气量（次/min）（L）（L/min）（L/min） 16 0.5 8.0 5.6 8 1.0 8.0 6.8 32 0.25 8.0 3.2 • 深而慢的呼吸利于气体交换

= 第二节　呼吸气体的交换一、气体交换的原理原理：扩散。动力：膜两侧的气体分压差。扩散速率（D）分压差×温度×气体溶解度×扩散面积扩散距离×√分子量气体的溶解度/分子量的平方根之比为扩散系数，取决于气体分子本身的特性。 CO2的扩散系数是O2的21倍。

二、肺泡气体交换与组织气体交换 换气动力：分压差换气方向：分压高→分压（一）肺泡气、静脉血、动脉血及组织的分压 → →

血液与组织细胞之间的气体交换过程。 PO2=30mmHg PCO2=50mmHg PCO2=40mmHg PO2=100mmHg

（二）肺泡气体交换过程 换气结果：肺组织（毛细血管）（毛细血管）Ｖ血Ａ血 ↓ ↓ Ａ血Ｖ血

(三)影响肺泡气体交换的因素 1.呼吸膜的面积:(60-100m2) 安静状态时仅有40m2参与气体交换呼吸膜面积↓→气体交换↓ 病变：肺气肿、肺不张、肺叶切除 2.呼吸膜的厚度：（＜1μm）呼吸膜厚度↑→ 通透性 ↓→气体交换↓ 病变：肺纤维化、尘肺、肺水肿特别在运动时，气体交换时间↓，耗氧量 ↑ 肺血流速 ↑呼吸膜厚度↑→气体交换↓↓ 。

3.通气/血流比值 通气/血流比值＝肺泡通气量（VA）/肺血流量（Q）＝4.2L/min /5.0L/min ＝0.84 VA/Q↓≈肺通气↓→增大功能性A-V短路→换气效率↓（如哮喘、肺气肿、支气管栓塞） VA/Q↑≈肺血流↓→增大生理无效腔→换气效↓ (如心衰、肺动脉栓塞)

通气／血流比值 V/Q减小正常 V/Q增大 V/Q减小

●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

第三节气体在血液中的运输 一、气体在血液中的存在形式: （一）物理溶解:气体直接溶解于血浆中(1.5%) 。特征:①量小,起桥梁作用； ②溶解量与分压呈正比（二）化学结合:气体与血红蛋白等物质进行化学结合(98.5%)。特征:量大,主要运输形式。动态平衡物理溶解化学结合

当表浅毛细血管床血液中去氧Hb达5g/100ml以上，呈蓝紫色称紫绀（一般是缺O2的标志）。当表浅毛细血管床血液中去氧Hb达5g/100ml以上，呈蓝紫色称紫绀（一般是缺O2的标志）。当一氧化碳（CO）+ Hb→ HbCO 呈樱桃红，严重缺氧而不出现紫绀。（一）血红蛋白与O2的可逆结合 PO2↑(氧合) HbO2 Hb + O2 （鲜红色）紫蓝色 PO2↓(氧离)

二、CO2的运输 (一)物理溶解： 5％ (二)化学结合：95％ ⒈HCO3-的形式：88％反应过程：（组织）碳酸酐酶 CO2＋H2O H2CO3 HCO3-＋H+ （肺）

⒉氨基甲酸血红蛋白的形式：7％ (1)反应过程： (2)反应特征: HbNH2+CO2 HbNHCOO-＋H+ ①反应迅速且可逆，无需酶催化； ②CO2与Hb的结合较为松散； ③虽不是主要运输形式,却是高效率运输形式，因肺部排出的CO2有17.5％是此释放的。 ④带满O2的Hb仍可带CO2。

第四节呼吸运动的调节 正常呼吸运动是在各级中枢相互配合共同调节下进行的，当受到各种因素影响时，可反射性地引起呼吸频率和深度的变化，改变肺的通气量以适应机体代谢的需要。

一、呼吸中枢与呼吸节律的形成 呼吸中枢:指中枢神经系统内产生呼吸节律和调节呼吸运动的神经细胞群。分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓和脊髓等部位。

（一）呼吸中枢 • 1.脊髓： • 第3~5颈段（支配膈肌）和胸段（支配肋间肌和腹肌）脊髓前角运动神经元。 • 初级中枢 • 2.低位脑干 • 1）延髓：是呼吸节律起源的关键部位。 • 产生呼吸节律的基本中枢 • 2）脑桥：脑桥呼吸N元的作用为限制吸 • 气，促使吸气向呼气转换。 • 呼吸调整中枢。

第五章 呼 吸