第5章 呼吸

第五章
第二节 第三节 肺 通
呼 吸
气
第一节 呼吸器官的功能结构
气 体 交 换
第四节
第五节
气 体 运 输
呼吸运动的调节
1
基本要求
掌握： 1. 呼吸的全过程。 2．肺通气的动力，肺通气的弹性阻力和顺应性。 3．肺通气功能测定 4．气体交换原理，影响肺换气和组织换气的因素 熟悉： 1. 呼吸道的功能。胸廓的弹性阻力和顺应性。 2．氧气和二氧化碳在血液中的运输，氧离曲线及其影响因素。 3．二氧化碳解离曲线和影响因素。 了解： 1. 组织换气的过程。 2．脑干呼吸中枢的组成和呼吸神经元的种类。 3．肺牵张反射和化学感受性呼吸调节。 4. 呼吸节律形成机制。呼吸肌本体感受性反射，防御性反射。
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(二)呼吸膜— 肺泡-毛细血管膜 呼吸膜非常薄，通透性与面积大(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↓；
6层＜1μm厚
O2 特别在运动时，∵耗氧量↑肺血 流速↑（=气体交换时间↓）， CO2 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↓。
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(三)通气/血流比值
每分肺通气量（VA）/每分肺血流量（Q）= 0.84
(4.2L/min) (5L/min)
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传导区：
支气管树：支气管入肺后反复分支，越分越细，成树枝状， 称为支气管树。 组成：小支气管、细支气管、终末细支气管（1-16级）
呼吸区：
包括呼吸性支气管（17-19级）、肺泡管（20-22）、肺泡囊 和肺泡（23级）。 肺泡：
（1）数量：成人3-4亿，总面积100m2
（2）结构： ①单层扁平上皮组成，很薄有利于气体交换 ②肺泡隔含有丰富的毛细血管、弹性纤维、网状纤维
但以缺O2为主，原因：
①∵A-V血间PO 2 ＞PCO 2 ∴功能性A-V短路时，A血
PO2↓的程度＞V血PCO2↑；
‖ 肺内压与胸膜腔内压之差
肺顺应性（L/cmH2O） 比顺应性= ———————————————————— 肺总量（L）
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②来源： 肺弹性组织回缩力:1/3 肺的弹性阻力 肺泡表面张力:2/3
Ⅰ.肺泡表面张力
离体肺在充气和充水时， 可见充气所需的压力＞充水。
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根据Laplace定律: 2T (N/cm) P(N/cm)＝———————— r (cm)
结论： 胸膜腔内负压是肺回缩力引起的
(5)生理意义:
维持肺处于扩张状态； 促进血液和淋巴液的回流。
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（二）肺通气的阻力
弹 胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位臵有关 性 阻 肺 力 肺弹性阻力 肺泡表面张力：2/3 通 肺弹性回缩力: 1/3 气 阻 非 气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关 力 弹 性 粘滞阻力 阻 常态下可忽略不计 力 惯性阻力
解剖无效腔：从上呼吸道→呼吸性细支气管。 肺泡无效腔： 不能进行气体交换的肺泡腔。 生理无效腔: 解剖无效腔＋肺泡无效腔
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第三节
一、气体交换的原理
气体交换
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） 分压差×温度×气体溶解度×扩散面积
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1.弹性阻力: (1)肺的弹性阻力 ①度量法：顺应性(compliance) =(1/弹性阻力)
指在外力作用下弹性组织的可扩张性。 顺应性大= 易扩张 =弹性阻力小 顺应性小=不易扩张=弹性阻力大 肺容积变化(△V) 肺顺应性(CL)= ─────── = 0.2L/cmH2O 跨肺压变化(△P)
呼 气
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肺内压＜大气压， 气体经呼吸道入肺
吸 气
②用力呼吸(forced breathing)：
用力呼吸时，参与呼吸的肌肉增加，胸廓容积 进一步扩大。
③人工呼吸(artificial respiration):
基本原理:使肺内与大气压间产生压力差 方法:负压吸气式(压胸法) 正压吸气式(口对口呼吸法，呼吸机)
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2.非弹性阻力——气道阻力
⑴气道阻力特点: ①只在呼吸运动时产生； 流速快→阻力大 ②与气体流动形式有关： 层流→阻力小 湍流→阻力大 ③与气道半径的4次方成反比： （R∝1／r4）
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⑵影响气道阻力的因素：
①跨壁压：呼吸道内压力高→跨壁压大→管 径被动扩大→阻力↓。 ②肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用： ③气道管壁平滑肌舒缩活动： 迷走N→Ach + M受体→收缩→气道阻力↑ 交感N→NA +β受体→舒张→气道阻力↓
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↓或肺血流↑→增大功能性A-V 短路→换气效率↓（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）
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几点说明：
●整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标。 VA/Q↑or↓→换气效率↓→缺O2和CO2潴留的症状;
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（3）影响弹性阻力的因素: ①肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维 化和感染等原因→肺弹性阻力↑(肺顺应性↓)→吸 气困难。
②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。 故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好。 ③肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病变等 原因→弹性阻力↑(顺应性↓)。
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临床： ●成人肺炎、肺 血栓等→表面活性物 质↓→肺不张。 ●6～7个月胎儿 才开始分泌表面活性 物质，故早产儿可发 生呼吸窘迫综合征。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ吸 气
(呼气)
肺泡表面积↑
DPPC分散
(↓)
(密集)
降表面张力的作用↓ (↑) 肺泡表面张力↑ 肺泡回缩 (↓) (扩张)
防肺泡破裂
(防萎陷)
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*
*
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（2）胸廓的弹性阻力 ①胸廓处于自然位臵时(肺容量≈67％)， 不表现有弹性回缩力； ②缩小时(肺容量＜67％)，胸廓的弹性 回缩力向外=吸气的动力，呼气的阻力； ③扩大时(肺容量＞67％)，胸廓的弹性 回缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。
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5
一、 肺
• 肺是呼吸系统最重要的器官，也是气体交换的场所。
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二、气管
• 气管
上端起自环状软骨下缘，向 下至胸骨角平面分为左、右主 支气管。通常由14-18个气管软 骨构成。分叉处称气管叉。
• 主支气管
连于气管叉与肺门之间， 分左、右主支气管。右主支气 管短、粗较陡直。左主支气管 细、长较横平。
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概
3.呼吸过程：
肺
述
1.概念: 机体与外界环境之间的气体交换过程。
2.意义: 维持机体新陈代谢和功能活动所必需的基本生理过程。
血液循环
组织细胞 细胞内 氧化代谢
O2 CO2
肺通气 ①外呼吸
肺换气 ②气体运输
组织换气 (组织呼吸) ③内呼吸
3
呼吸过程的三个环节
第一节 呼吸系统的组成及结构
• 呼吸系统由肺和呼吸道组成。
=
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。
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二、肺换气与组织换气
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
O2
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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 (ml/L) （KPa） （KPa） （KPa） D —————————————————————————————————————— O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 ——————————————————————————————————————— ∵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。
④高气压：如深潜水环境下,由于气体密度 增大,气道阻力增大,呼吸减慢加深,增加了呼 吸肌作功和能量消耗。
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四、肺容量和肺通气量
(一)肺容积与肺容量
用力肺活量=用力吸气 后再用力并快速呼出的 气体量占肺活量的百分 数。 t1末=80％，t2末=96 ％,t3末=99％ 。
意义： 反映肺活量容量的大小、 呼吸所遇阻力的变化， 是评价肺通气功能较好 指标，阻塞性肺疾患的 时间肺活量↓。
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• 肺泡上皮：主要有两种细胞组成。 （1）I型肺泡细胞（type I alveolar cell） 功能：主要参与气血屏障的构成，占95%区域。
（2）II 型肺泡细胞（type II alveolar cell）： 功能：合成和分泌表面活性物质，降低肺泡的表 面张力，使肺泡回缩力降低，稳定肺泡的形态， 同时可减少吸气阻力；可增殖、分化为I型肺泡细 胞，修复 I 型细胞的损伤，占5%区域
(2)频率:
成人:12～18次/分 婴儿:60～70次/分
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(3)过程：
①平静呼吸(eupnea)：
膈肌和肋间外肌舒张， 缩小胸廓 上下、前后、左右径↓
膈肌收缩， 胸廓上下径↑ 肋间外肌收缩使胸廓前后、 左右径↑
胸廓容积扩大，肺被动扩张
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