安徽医科大学生理学 第5章 呼吸

①
肺弹性阻力的来源
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肺组织中弹性纤维受牵拉时产生的回缩力
肺泡表面张力产生的回缩力
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肺泡表面张力
肺泡表面有一层液体分子层， 与肺泡内气体形成液 - 气界面，具
有表面张力，其构成的回缩力，指
向肺泡腔，使肺泡趋于缩小。
对于中空的球形液面，形成的指向球心的附加压 强(P)与表面张力(T)成正比，与半径(r)成反比。
的肺活量。
气道阻塞时，FVC明显减小。
用力呼气量 ( 时间肺活量 )
（forced expiratory volume, FEV)
用力吸气后，用力以最快速度呼气所呼出的最大气量，测
定第1、2、3秒内呼出的气体量，用它占用力肺活量的百 分数表示。
正常人FEV1、 FEV2和FEV3分别为83％、96％和99％。
③ 肺的顺应性
肺顺应性CL ＝
肺容积的变化（Δ V） 跨肺压的变化（Δ P）
——————————
L / cmH2O
肺静态顺应性（static compliance）曲线
分步吸气或呼气后屏气、 保持气道通畅时测肺容积和跨 肺压。 曲线的斜率反映不同肺容 量下顺应性和弹性阻力的大小。
肺 容 积
0.2 L / cmH2O。
气道内粘液、异物、肿瘤湍流→气道阻力↑
③ 气管半径：气道阻力与气管半径的4次方呈反比。 r↓→ R↑↑↑
支气管分泌物、水肿、支气管收缩 气道阻力↑ 副交感神经⊕→管径↓ 交感神经⊕→管径↑
过敏→组织胺、慢反应物质↑→支气管收缩→气道阻力↑(哮喘)
二
肺通气功能的指标
（一）肺容积与肺容量
1．肺容积 (pulcific compliance)
单位肺容积的顺应性
排除肺容积大小对肺顺应性影响
肺顺应性变化与临床关系

肺充血、肺组织纤维化、肺表面活性
物质减少 → 顺应性降低 → 吸气困难。 肺气肿 → 肺的弹性纤维大量破坏 →
肺的弹性阻力减小、顺应性增大 → 呼气
困难。
（ 2 ） 胸廓的弹性阻力
仅反映肺一次通气的最大能力，受年龄、性别、身 材、呼吸肌强弱影响。 由于测定肺活量不限制呼气时间，所以肺活量不能 准确反映肺通气功能（气道阻力）。
用力肺活量(forced vital capacity, FVC)
用力吸气后，用力以最快的速度呼气所能
呼出的最大气量。
正常时略小于在没有时间限制条件下测得
（二）肺通气的阻力
弹性阻力
肺的弹性阻力
胸廓的弹性阻力
呼吸阻力
respiratory resistance
elastic resistance 平静呼吸时占70%
气道阻力
非弹性阻力
non-elastic resistance airway resistance
惯性阻力 粘滞阻力
1 弹性阻力

来自胸廓和肺的弹性回位力
1 呼吸运动 (Respiratory movement)
平静呼吸和用力呼吸 胸式呼吸和腹式呼吸
平静呼吸和用力呼吸
(1) 平静呼吸 ：安静状态下，12-18次/分
平静吸气：
膈肌⊕★→膈顶下降→胸廓上下径↑ →肺扩大→肺内压↓→吸气入肺 肋间外肌⊕→肋骨上提外展→胸廓前后左右径↑ (<大气压)
胸腔容积的变化（ΔV ）
跨壁压的变化（ΔPcw ）
L / cmH2O

胸廓的顺应性 0.2 L / cmH2O
胸廓的骨关节异常、畸形、胸膜增厚、肥胖 →胸廓的顺应性↓
（3）肺和胸廓的总顺应性
肺和胸廓呈串连关系
总弹性阻力为肺弹性阻力和胸廓弹性阻力之和，即：
RLT = RL + RT 总顺应性为：
Laplace 定律： P=2T / r
② 肺泡表面活性物质（pulmonary surfactant)
肺 泡 II 型 细 胞 合 成 并 分泌。脂类和蛋白质等组 成。 二 棕 榈 酰 卵 磷 脂 (DPPC), 其亲水端与肺泡
液体相吸，疏水端朝向肺
泡内气体，排列成单分子
层，形成液-气界面。
肺泡表面活性物质的生理意义
每分钟吸入或呼出的气体总量。
每分通气量 6-9 L/min = 潮气量 500 ml × 呼吸频率 12-18次/分
1 1 1 —— = —— ＋ —— CLT CL CT
在正常平静呼吸时，呼吸系统顺应性最大（弹性阻力最小）
2
非 弹 性 阻 力
气道阻力
非弹性阻力
惯性阻力
忽略不计
粘滞阻力
气道阻力（airway resistance)
呼吸道两端的压力差（cmH2O） 气道阻力 ＝ —————————————— 单位时间气流量（L / s）
a. 降低肺泡表面张力，减少吸气阻力 b. 防止肺泡内液体积聚 c. 维持大小肺泡的稳定性 P=2T/r
新生儿呼吸窘迫综合症
(neonatal respiratory distress syndrome, NRDS)
妊娠 30 周左右才有肺泡表面活 性物质的分泌，故早产儿易患新
生儿呼吸窘迫综合症。

物体对抗外力作用所引起的变形的力 为弹性阻力（elastic resistance)
一般用顺应性来表示弹性阻力的大小
顺 应 性（ compliance )

在外力作用下弹性组织的可扩张性。
顺应性与弹性阻力成反比：C＝1/R
即：顺应性大，弹性阻力小，易扩张

用单位压力变化（ΔP）所引起的容积变化（ΔV）表示
平静呼气：
膈肌(—) →胸廓回位→肺缩小→肺内压↑→呼气出肺 肋间外肌(—) (>大气压)
平静呼吸特点
吸气 —— 膈肌、肋间外肌收缩引起
—— 主动 呼气 —— 吸气肌舒张引起，无呼气肌收缩 —— 被动
(2) 用力呼吸(forced breathing)或深呼吸(deep breathing) 用力吸气：
FEV1低于65%，提示有一定程度的气道阻塞， 是评定慢性
阻塞性肺病严重程度的一个指标。
( 4 ) 肺总量
(
total lung capacity, TLC )
肺总量 ＝ 潮气量＋补吸气量＋补呼气量＋余气量 ＝ 肺活量＋余气量
男：5000 ml
女：3500 ml
（二）肺通气量和肺泡通气量
1. 肺通气量 (ventilation volume, VE)
胸廓的弹性回缩力引起。方向取决于胸廓所处的位置

肺容量占肺总容量67％时: 胸廓处于自然位置，无弹性回缩力

肺容量大于肺总容量67％时: 胸廓的弹性回缩力向内，是吸气的阻力

肺容量小于肺总容量67％时:
胸廓的弹性回缩力向外，是吸气的动力
胸 廓 的 顺 应 性
胸廓的顺应性（CT）=
——————————
平静呼吸时，无论吸气 还是呼气,胸内压都低于 大气压，又称胸内负压 平静吸气末： - 10 ~ - 5 mmHg 平静呼气末：
- 5 ~ - 3 mmHg
（4） 胸内负压的形成原因
两种力通过胸膜脏层作用于胸膜腔：
肺
内
压 — 使肺泡扩张
肺的回缩力 — 使肺泡缩小 ∴ 胸内压 = 肺内压－肺回缩力
在吸气末和呼气末，肺内压＝大气压
平静呼气未，再用力深呼气所能呼出的气体
量,900～1200 m1，又称呼气贮备量。 ( 4 ) 残(余)气量 (residual volume, RV): 最大呼气末仍残留在肺内的气体量，
1000～1500 ml。
2 肺容量（pulmonary capacity）
（1）深吸气量（inspiratory capacity, IC） 深吸气量 ＝ 潮气量 ＋ 补吸气量 反映最大通气潜力 （2）功能残(余)气量（ functional residual capacity, FRC）
口对口人工呼吸
正压人工呼吸
负压人工呼吸
3 胸内压（ intrapleural pressure )
胸膜腔( pleural cavity ):
胸膜的脏层和壁层构成的密闭、潜在的腔隙。内含少量浆液。
（1）概念：胸膜腔内的压力 （2）测量方法: 直接方法： 注射针头—检压计 间接方法： 食管气囊
（3）压 力
ΔV C = ———— L/cmH2O ΔP
（1）肺的弹性阻力
肺的压力－容积曲线 (pressure-volume curve):
充气：肺充气和萎陷的压力－容积曲线不同——滞后现象。 充生理盐水：在较低压力时就开始扩张，只要较小压力就能使肺完 全充盈；滞后现象不明显。
上述差异的主要原因： 用空气充盈时在空气－肺 泡液界面存在肺泡表面张 力，是导致肺回缩的主要 力量。 跨肺压
∴ 胸内压 = 大气压－肺回缩力
如以大气压为0,则：
胸内压＝－肺回缩力
（4） 胸内负压的形成原因
在吸气末和呼气末，肺内压＝大气压
胸内压＝－肺回缩力
吸气时：
（肺内压 < 大气压） 胸内压 = 肺内压－肺回缩力
呼气时： （肺内压 > 大气压） 胸内压 = 肺内压－肺回缩力 胸内压更负 胸内压一般仍为负
平静呼气末留在肺内的气体量
2500 ml
功能残气量 ＝ 残气量 ＋ 补呼气量
缓冲肺泡气PO2和PCO2变化
(3) 肺活量 (vital capacity, VC)

最大深吸气后，尽力深呼气所能呼出的气体量。 男性：3000 m1；女性：2500m1。 肺活量 = 潮气量 ＋ 补吸气量 ＋ 补呼气量

正常人平静呼吸时：1-3 cmH2O / L / s 主要在直径2 mm细支气管以上的部位（上呼吸道）