呼吸生理
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第7章.呼吸生理ppt
第三节 呼吸运动的调节
一、呼吸中枢的调控 l 呼吸中枢：是指中枢神经系统中与产生和调节
呼吸运动有关的神经细胞群。 l 延髓—呼吸的基本中枢 产生基本呼吸节律 l 脑桥—呼吸调整中枢 完善正常呼吸节律 l 大脑皮质—呼吸高级中枢 随意控制呼吸
二、呼吸的反射性调节
（一）肺牵张反射 （黑-伯氏反射）：
胸膜腔内压
1、胸膜腔内压的概念 胸膜腔内压—简称胸内压，是指胸膜腔内的压力。
l 胸膜腔为密闭、潜在的腔。 l 通常胸内压低于大气压，又称为胸内负压。 l 气胸—指胸膜破裂，空气进入胸膜腔。
2、胸膜腔负压的形成原理
l 形成前提:胸膜腔的密闭性 l 二种作用力:肺内压,肺回缩力
胸内压=肺内压-肺回缩力 吸气及呼气末肺内压=大气压 胸内压=大气压-肺回缩力 以1个大气压的值为0则: 胸内压= -肺回缩力 l 胸膜腔负压是由肺的回缩力所造 成.
织液中的H+浓度变化。 l 当脑脊液中H+浓度升高时，
中枢化学感受器兴奋，反射 性使呼吸运动增强。 l 血液中H+浓度变动对其作用 不大。不能感受低O2的刺激。
2、CO2、低O2、H+对呼吸的影响
（1）CO2对呼吸的影响： l CO2是调节呼吸运动最重要的化学因素，是促进呼吸的
生理性刺激。 当吸入气中CO2适当增加，可使呼吸加深加快； 当过度通气排出CO2过多，可使呼吸减弱甚至暂停； 当吸入CO2过多，体内CO2堆积，可抑制呼吸中枢。
抑制作用，表现为呼吸抑制。
（3）H+对呼吸的影响
l 动脉血中pH值减小，呼吸加强；pH值增大，呼 吸减弱。
l 作用途径：血液中H+不易通过血-脑屏障，主要 通过刺激外周化学感受器，引起呼吸中枢兴奋， 呼吸加强。
第5章 呼吸 生理学
肺泡通气量
2.肺泡通气量：每分钟吸入到肺泡，并可与血
液进行有效气体交换的总气量。
解剖无效腔(从鼻至呼吸性细支气管， 生理无效腔 150ml)
肺泡无效腔( 肺泡内未发生其他交换，接近于零）
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
不同呼吸频率、潮气量时的肺通气量及肺泡通气量
4、气体的扩散面积和距离和温度
气体的扩散面积和距离(A,d):
扩散速率与A呈正比；与d呈反比。
温度(T): 扩散速率与T呈正比。
综合以上因素, CO2的扩散速率是O2的 2倍，故临床更容易出现O2扩散的障碍导致 机体缺氧。
二、肺 换 气
肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换过程。
在气相与液相间完成
〔外界环境
肺毛细血管)
包括肺通气〔肺 外界空气〕
肺换气〔肺泡 肺毛细血管〕
〔2〕气体在血液中的运输。
〔3〕内呼吸又称组织换气
〔血液
组织细胞〕
第一节 肺 通 气
一、肺通气的原理
肺通气是肺与外界环境之间的气体交换过 程。
(一)肺通气的动力 直接动力：肺内压与大气压之差 原始动力：呼吸运动
1、呼吸运动
防止肺水肿。 ③降低吸气阻力，有利于肺的扩张。
正常及几种2、异胸常廓情弹况性下阻顺力应和性顺曲应线性
胸廓是一个双向弹性体，其弹性回缩力的方向视 胸廓所处的位置而定。
处于自然位置：肺容量 = 肺总容量的67% 无回弹力 小于自然位置：肺容量﹤肺总容量的67% 向外的回弹力
吸气的动力，呼气的阻力 大于自然位置：肺容量﹥肺总容量的67% 向内的回弹力
血氧指标
• 血红蛋白氧容量：特定条件下，每升(L)血液中血红蛋 白所能负载的最大氧量。〔190～200ml/ L血液〕
呼吸生理
主要呼吸肌
吸气
呼气
膈肌和肋间外肌收缩，使 胸廓的上下、左右、前后 径增大，则胸腔和肺容积 增大，肺内压下降。
膈肌和肋间外肌弛缓，肺依靠 本身的回缩力量而回位。用力 呼气时，肋间内肌收缩，腹肌 收缩使隔肌向上移动。
（二）呼吸运动
1. 平静呼吸:安静状态下的呼吸，12-18次/分。 （1）平静吸气：
肺活量 =潮气量＋补吸气量＋补呼气量 肺活量是常用的肺通气功能指标，
2．用力呼气量 ：用力吸气后，用力以 最快的速度尽力呼气，测定第1、2、3 秒内呼出的气体量，通常用它占用力 肺活量的百分数表示。
正常人分别1、2、3秒末为83％、 96％和99％， 如第1秒末低于65%， 提示有一定程度的气道阻塞。
膈肌⊕★→膈顶下降→胸廓上下径↑ 肋间外肌⊕→肋骨上提外展→胸廓前后左右径↑ －→肺随之扩大→肺内压↓(<大气压)→吸气入肺
（2）平静呼气：
膈肌(—)
肋间外肌ө
－→膈顶、肋骨、胸骨回位→胸廓↓→肺随之缩小→肺内压↑(>大气压)→呼气出肺
平静呼吸特点：吸气——膈肌、肋间外肌⊕引起——主动 呼气——吸气肌引起——被动
是呼气时胸内压都低于大气压， 故又称为胸内负压 。 平静吸气末：-5~-10 mmHg 平静呼气末：-3~-5 mmHg
2、 形成原因
胸内负压是由肺的回缩力形成的 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 ∴ 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 吸气：肺扩张→肺回缩力↑→胸内压负值↑ 呼气：肺缩小→肺回缩力↓→胸内压负值↓
3. 无效腔和肺泡通气量
呼吸生理 生理学
分通气量， 70-120L/min 。 通气贮量百分比 =（最大通气量 -平静通气量） /最
大通气量× 100% ，正常不小于 93％，反映通气功 能贮备。
肺泡通气量
无效腔
解剖无效腔 ：鼻或口至终末细支气管无气体交换 功能的呼吸道腔隙，约 150ml 。
肺泡无效腔 ：因血流分布不均匀而未能发生气体 交换的肺泡容量。
气体分压差·温度·扩散面积·溶解度 D∝
距离· √分子量
——————O——2、——C——O—2—扩——散——速——率——（——D—）——比——较—————————
分子量 血浆溶解度 肺泡 A血 V血 D
(ml/L) （KPa ） （KPa ） （KPa ）
—————————————————————————————————————— O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 ———————————————————————————————————————
2、原动力：呼吸运动
① 呼吸肌： 吸气肌:膈肌、肋间外肌 呼气肌:肋间内肌、腹肌 辅助呼吸肌:斜角肌、胸锁乳突 肌
② 平静、用力呼吸 ③ 胸式、腹式、混合式 ④ 12～18次/分；小儿快，老人慢。
3、胸膜腔内压：将原动力 转化为 直接动力
胸膜腔内压 = 肺内压-肺弹性回缩力
决定因素：
1. 密闭潜在腔隙：少 量浆液 --润滑，内聚力。
参
(拟交感药物治疗哮喘)
与
器
注:体液因素(组胺、5-HT 、缓激肽等)→收缩
官
传入神经末梢---机械、化学感受器
肺泡：平均直径0.1mm
呼吸肌：肺通气动力
胸膜腔：负压
大通气量× 100% ，正常不小于 93％，反映通气功 能贮备。
肺泡通气量
无效腔
解剖无效腔 ：鼻或口至终末细支气管无气体交换 功能的呼吸道腔隙，约 150ml 。
肺泡无效腔 ：因血流分布不均匀而未能发生气体 交换的肺泡容量。
气体分压差·温度·扩散面积·溶解度 D∝
距离· √分子量
——————O——2、——C——O—2—扩——散——速——率——（——D—）——比——较—————————
分子量 血浆溶解度 肺泡 A血 V血 D
(ml/L) （KPa ） （KPa ） （KPa ）
—————————————————————————————————————— O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 ———————————————————————————————————————
2、原动力：呼吸运动
① 呼吸肌： 吸气肌:膈肌、肋间外肌 呼气肌:肋间内肌、腹肌 辅助呼吸肌:斜角肌、胸锁乳突 肌
② 平静、用力呼吸 ③ 胸式、腹式、混合式 ④ 12～18次/分；小儿快，老人慢。
3、胸膜腔内压：将原动力 转化为 直接动力
胸膜腔内压 = 肺内压-肺弹性回缩力
决定因素：
1. 密闭潜在腔隙：少 量浆液 --润滑，内聚力。
参
(拟交感药物治疗哮喘)
与
器
注:体液因素(组胺、5-HT 、缓激肽等)→收缩
官
传入神经末梢---机械、化学感受器
肺泡：平均直径0.1mm
呼吸肌：肺通气动力
胸膜腔：负压
呼吸生理
+ （2）H 浓度对呼吸的影响
①动脉血H+浓度增加，呼吸加深加快，
肺通气增加；
② [H+] ↓→呼吸受抑制。
③血[H+]↑→外周化学感受器→呼吸中
枢兴奋（动脉血H+难于通过血脑屏障） ④脑脊液中的H+→中枢化学感受器的最
有效刺激。
（3）低O2对呼吸的影响
●
●
吸入气PO2降低，动脉血PO2降低， 呼吸加深加快，肺通气量增加。 动脉血PO2↓＜10.7kPa（80mmHg） 肺通气量方明显增加。
③ 降低吸气阻力，减少吸气作功。
4）胸廓弹性阻力
作用：肺容量 = 67%肺总量时 无回缩力 肺容量 < 67%肺总量时 吸气动力 呼气阻力 肺容量 > 67%肺总量时 呼气动力 吸气阻力
5）胸廓顺应性
胸廓的顺应性＝
△V（胸腔容积）
△P（跨胸壁压）
肥胖、胸廓畸形 胸膜增厚 腹内占位病变
呼吸生理
呼吸环节：
1 外呼吸（肺通气+ 肺换气）
2 气体在血液中的运输 3 内呼吸（组织换气）
第一节 肺通气
一、定义
肺与外界环 境之间的气 体交换过程
二、肺通气原理
气体进出肺取决两方面因素： 动力：大气压与肺内压之间的压力差； 阻力：肺、气管的弹性阻力和非弹性阻力
二、肺通气原理
（一）肺通气的动力
呼吸过程：平静呼吸
（1）吸气运动（主动过程）
膈肌和肋间外肌收缩 → 膈顶下降、
肋骨和胸骨上举、肋骨下缘外翻→胸腔上
下径、前后径、左右径↑→ 胸腔容量↑ →
肺被动扩张 →肺容积↑→肺内压 ↓<大气压
→外界气体进入肺泡（主动吸气）
生理学第五章 呼吸生理
中具有重要意义。
意义：反映肺活量及呼吸阻力（弹性阻力及气道通
畅程度）。
（4）肺总量 = 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（pulmonary ventilation） = 潮气量 × 呼吸频率
最大随意通气量：尽力作深快呼吸时，每分钟所能吸入 或呼出的最大气量。
血氧容量、血氧含量、血氧饱和度
HbO2呈鲜红色， Hb呈蓝紫色
临床：发绀（Hb含量达5g/100ml）,常表示缺氧。 例外：红细胞增多症；相反，严重缺氧和CO中毒
4. Hb与O2的结合或解离曲线呈S形 与Hb的变构效应有关 Hb为紧密型 HbO2为松弛型
（三）氧解离曲线
表示血液PO2与Hb氧饱和度关系的曲线
•胸廓容积>肺容积
•胸廓将肺拉大
•肺回缩
胸内负压
•胸内压=肺内压 - 肺回缩力 =大气压 - 肺回缩力 = - 肺回缩力
•平静呼吸时，胸膜腔内压为负压 呼气末：-3 ~ -5 mmHg 吸气末：-5 ~ -10 mmHg
临床：气胸
胸内负压的作用：
①利于肺扩张, 实现肺通气
②利于静脉血、 淋巴液回流
第五章 呼吸生理
第一节 第二节 第三节 第四节
肺通气 呼吸气体的交换 气体在血液中的运输 呼吸运动的调节
呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。
呼吸的全过程包括：
1 外呼吸（肺通气+肺换气）
2 气体在血中的运输
3 内呼吸（组织换气+细胞内氧化）
血液循环
组织细胞
肺
O2 CO2
O2 CO2
肺通气 肺换气 外呼吸
意义：反映肺活量及呼吸阻力（弹性阻力及气道通
畅程度）。
（4）肺总量 = 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（pulmonary ventilation） = 潮气量 × 呼吸频率
最大随意通气量：尽力作深快呼吸时，每分钟所能吸入 或呼出的最大气量。
血氧容量、血氧含量、血氧饱和度
HbO2呈鲜红色， Hb呈蓝紫色
临床：发绀（Hb含量达5g/100ml）,常表示缺氧。 例外：红细胞增多症；相反，严重缺氧和CO中毒
4. Hb与O2的结合或解离曲线呈S形 与Hb的变构效应有关 Hb为紧密型 HbO2为松弛型
（三）氧解离曲线
表示血液PO2与Hb氧饱和度关系的曲线
•胸廓容积>肺容积
•胸廓将肺拉大
•肺回缩
胸内负压
•胸内压=肺内压 - 肺回缩力 =大气压 - 肺回缩力 = - 肺回缩力
•平静呼吸时，胸膜腔内压为负压 呼气末：-3 ~ -5 mmHg 吸气末：-5 ~ -10 mmHg
临床：气胸
胸内负压的作用：
①利于肺扩张, 实现肺通气
②利于静脉血、 淋巴液回流
第五章 呼吸生理
第一节 第二节 第三节 第四节
肺通气 呼吸气体的交换 气体在血液中的运输 呼吸运动的调节
呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。
呼吸的全过程包括：
1 外呼吸（肺通气+肺换气）
2 气体在血中的运输
3 内呼吸（组织换气+细胞内氧化）
血液循环
组织细胞
肺
O2 CO2
O2 CO2
肺通气 肺换气 外呼吸
西医学概论_人体生理学第五章 呼吸
无效腔增大或肺动脉部分阻塞。 比值<0.84：可能肺通气不良,如哮喘发作─功能
性动-静脉短路。
第三节 气体在血液中的运输
一、O2和CO2在血液中存在的形式
血液O2和CO2的含量（ml/L血）
动脉血
静脉血
物理 化学 合 物理 化学 合 溶解 结合 计 溶解 结合 计
O2 3.0 200.0 203.0 1.2 152.0 153.2 CO2 26.2 464.0 490.2 30.0 500.0 530.0
呼吸性细支气管）。150ml 肺泡无效腔：因无血流通过而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
第二节 呼吸气体交换
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）
分压差×温度×气体溶解度×扩散面积 扩散距离×√分子量
Hb氧含量和氧容量的百分比。
(三)氧离曲线
△ 概念： 表示血氧分压与血红蛋白氧饱和度关
系的曲线。
△ 意义： 表示在不同PO2下O2与Hb的分离或结合
的情况。呈“S”型。
1.上段:PO28.0～13.3kPa （60～100mmHg） 坡度较平坦。
表 明 ： PO2 变 化 大 时 ， 血氧饱和度变化小。 意义:保证低氧分压时的 高载氧能力。
直接动力:肺内压 与外界大气压间的压
吸气
呼气
力差。
3.胸膜腔内压
(1)胸内压的概念：胸膜腔内的压力，正常时，不 论吸气或呼气，胸膜腔内的压力总是低于大气 压，又称胸内负压。
(2)特点: 平静呼吸时胸内压始终为负压 用力呼吸时负压变动更大
（4）成因:
性动-静脉短路。
第三节 气体在血液中的运输
一、O2和CO2在血液中存在的形式
血液O2和CO2的含量（ml/L血）
动脉血
静脉血
物理 化学 合 物理 化学 合 溶解 结合 计 溶解 结合 计
O2 3.0 200.0 203.0 1.2 152.0 153.2 CO2 26.2 464.0 490.2 30.0 500.0 530.0
呼吸性细支气管）。150ml 肺泡无效腔：因无血流通过而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
第二节 呼吸气体交换
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）
分压差×温度×气体溶解度×扩散面积 扩散距离×√分子量
Hb氧含量和氧容量的百分比。
(三)氧离曲线
△ 概念： 表示血氧分压与血红蛋白氧饱和度关
系的曲线。
△ 意义： 表示在不同PO2下O2与Hb的分离或结合
的情况。呈“S”型。
1.上段:PO28.0～13.3kPa （60～100mmHg） 坡度较平坦。
表 明 ： PO2 变 化 大 时 ， 血氧饱和度变化小。 意义:保证低氧分压时的 高载氧能力。
直接动力:肺内压 与外界大气压间的压
吸气
呼气
力差。
3.胸膜腔内压
(1)胸内压的概念：胸膜腔内的压力，正常时，不 论吸气或呼气，胸膜腔内的压力总是低于大气 压，又称胸内负压。
(2)特点: 平静呼吸时胸内压始终为负压 用力呼吸时负压变动更大
（4）成因:
呼吸生理学
呼吸生理学目录•呼吸系统的结构与功能•呼吸过程及调控•气体交换与运输•呼吸功能与代谢•呼吸运动的调节与适应•呼吸运动的异常与疾病01呼吸系统的结构与功能包括鼻、咽、喉，具有温暖、湿润和过滤空气的作用，同时作为发音器官。
上呼吸道下呼吸道呼吸道黏膜包括气管、支气管及其分支，主要功能是传导气流，为气体交换提供通道。
覆盖呼吸道内壁，具有分泌黏液、免疫防御等功能。
030201呼吸道结构与功能肺的基本功能单位，由单层上皮细胞构成，是进行气体交换的主要场所。
肺泡薄而富有弹性，有利于肺泡的扩张和缩小，实现肺通气。
肺泡壁位于肺泡之间的结缔组织，含有血管、淋巴管和神经等，对维持肺的正常生理功能具有重要作用。
肺间质肺的结构与功能胸廓与呼吸肌胸廓由胸椎、肋骨、胸骨和肋间肌等构成，为呼吸运动提供空间。
呼吸肌主要包括肋间肌和膈肌，通过收缩和舒张驱动胸廓运动，实现肺通气。
辅助呼吸肌包括胸锁乳突肌、斜角肌等，在深呼吸或呼吸困难时协助呼吸肌完成呼吸运动。
02呼吸过程及调控膈肌和肋间外肌收缩，胸廓扩大，肺内压降低，空气被吸入肺内。
吸气过程膈肌和肋间外肌舒张，胸廓缩小，肺内压升高，肺内气体被呼出。
呼气过程包括颈部肌、胸部肌和腹部肌，它们协助完成呼吸运动。
呼吸运动的辅助肌呼吸运动的过程呼吸中枢的调控通过神经和体液调节，维持呼吸运动的正常进行。
其中，化学感受器和外周感受器对呼吸中枢的调控起重要作用。
呼吸中枢的位置位于延髓和脑桥，是控制呼吸运动的基本中枢。
呼吸节律的形成呼吸中枢通过神经元网络产生节律性活动，控制吸气和呼气的交替进行。
呼吸中枢与调控呼吸节律与深度呼吸节律的生理意义保证机体获得足够的氧气和排出二氧化碳，维持内环境稳定。
呼吸深度的调节通过改变潮气量来调节呼吸深度。
潮气量的大小取决于膈肌和肋间外肌的收缩程度以及胸廓的弹性回缩力。
呼吸频率与深度的关系在安静状态下，呼吸频率较慢，潮气量较大；在运动或情绪激动时，呼吸频率加快，潮气量减小。
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• V/Q比失調会引起低氧血症(PaO2 <60mmHg)。 • 血气分析是对整个呼吸生理过程的结論。 • 呼吸机是通气机只能起肺的通气功能的作用；
间接对換气功能有帮助。
呼吸产生的机制
动脉 PCO2, PO2, pH
化学感应器 呼吸中枢
呼吸肌肉 通气
呼吸的过程
CO2 O2
血液运输
通气 分布
弥散
氧合作用 运输 运输 缓冲作用
呼吸机起作用
外呼吸
细胞
氧利用 弥 散
CO2产生
内呼吸
外呼吸：呼吸肌－横膈
横 膈吸吸气气收 缩 横呼膈呼气气松 弛
横膈
• 一层平坦的肌肉 • 将胸腹腔分开 • 要的呼吸肌肉 • 吸气时横膈向下移动 • 呼气时回复原来位置 • 上下移动范圍为7-10厘米
呼吸肌用力 产生负压－吸气
﹣2
弹性回缩力
肺弹性
产生正压－呼气
吸气时因横膈下降和胸
廓扩张导致肺泡呈负压 而使空气进入肺泡。
呼气时因肺和胸廓弹性
回缩力使肺泡压大于大 气压使气体排出肺外。
若气道阻塞、腹部肌肉 和内、外肋间肌协助胸 廓向内向下移动而排出 气体。
外呼吸：血液运输
循环系统
- 将来自肺部富氧的动脉血运 输至细胞，同时将携满二氧 化碳但缺少氧气的静脉血运 输至肺部吸收氧气排出二氧 化碳。
－ 气道对气体流速(量)所存在的阻 力，(cmH2O/L/S)
－ 呼吸机输送气体到肺泡所需的 压力,以克服此阻力。
－ 阻力决定于气道的长度、内径、 分叉和内壁情况，及气体流速 的形态。
－ 形态呈层流即阻力低。 － 湍流产生漩涡而阻力高。
－ 阻力决定于流速大小呈正相关。
影响通气的指标－呼吸阻力的几种表现
外呼吸：呼吸肌群－胸廓运动
胸廓张开 吸气
胸廓收缩 呼气
吸气时因胸廓扩张和横膈下降
，气管长度及内径均增大，肺泡 充气。
呼气时因胸廓收缩和横膈上升
，气管长度及内径均缩小，肺泡 排气。
休息时呼吸做功很小，病理条
件下做功增加，呼吸肌本身氧耗 也增加。
机械控制呼吸时呼吸做功
由呼吸机承担。
外呼吸：吸气力和弹性回缩力
气体交换全过程
肺循环 动脉 毛细血管 静脉 肺循环
肺泡 在肺内氧气弥散入肺毛细 管血液中，CO2反之。
细胞 心脏和动脉将氧合的动脉 血输送至全身。
在组织毛细血管处提供给 细胞O2並帶走CO2.
循环系统的静脉主要是将 肺泡 脱氧的血液返回心脏並再
输送回肺，使红血球氧合 並排出CO2。
上述的气体交换即弥散:即气体分压从 高的一侧透过“肺泡-毛细血管壁”膜 向分压较低的一侧扩散。
呼吸气体经上.下呼吸道往返于肺为人 体提供氧和排出二氧化碳。
呼吸生理引言
呼吸系统和循环系统互相配合， 将全身静脉血(含较多的CO2) 送 至右心室经肺部摄取氧並排出 CO2。 左心室将动脉血(含较多的O2)经 动脉、毛细血管将O2运输至各脏 器(细胞)供代謝之用，並帶走 CO2 (即静脉血)。 通气→分佈→弥散→气体交換是 呼吸的整个过程。
- 血液占人体重8%，血液分为 两部份其中红血球、白血球 和血小板占血液总量45%， 剩余的是血浆占55%。
外呼吸：血液运输 －血管系统
全身的动脉由主动脉分支出 来将含有丰富氧气和养料输 送至各脏器。
全身的静脉将血液(含较多的 二氧化碳)经上、下腔静脉返 回心脏。
全身的毛细血管网是氧气、 二氧化碳和其他养料在血液 和细胞之间交換的场所（肺 泡。
在静息情况下为身体摄取250 毫升的氧,並排出200毫升的二 氧化碳.(R.Q=0.8)
第一章 呼吸系统解剖与生理
第二节 呼吸生理 呼吸过程
呼吸生理目录
外、内呼吸过程 肺容量 呼吸阻力 通气功能 弥散功能
呼吸生理引言 肺顺应性 呼吸作功 气体分布 通气/血流比
呼吸生理引言
肺功能分为通气和换气。通气即空气 靠胸廓和横膈运动使空气经气管吸入 和呼出肺。 而换气是空气中氧气从肺 泡进入肺毛细血管血液中，二氧化碳 正好相反。
肺容量定义（三）
某个解剖位置所测的容量(静态)称为肺容量， 若加上时间因素(动态)即为通气量。
• 分钟通气量 = Vt 潮气量×RR呼吸频率(次/分) • 分钟肺泡通气量 = ( Vt - 解剖死腔量 ) ×RR（次/分） 解剖死腔量：上、下呼吸道的本身的容积(量)，
它们不參与气体交换。 肺泡死腔量：肺泡通气不足或肺泡周围毛细血管，
－呼吸时软颚和会厌相反
动作，使空气进入下呼
吸道和肺。
下呼吸道
功能：
传递气体
构成：
气管、支气管、细支气管 和终末细支气管
作用：
逐级将新鲜气体传送 至肺泡。
下呼吸道 － 总气 管
总气管
－最狭窄处在声带，经声带空气 进 入气管。总气管长约10-12公分内 径为2-2.5公分。 －气管粘膜覆盖着纤毛，纤毛将粘 液和外来物向上运动输送至喉部 经咳嗽咳出或吞入食管内(食管在 气管壁的后侧)。
Raw↑→→ WOB↑→→ 病人通气及氧合发生变化 如果气道高阻力长时间得不到解决则导致呼吸肌肉疲 劳；最终通气衰竭、氧合衰竭。
呼吸生理总结
• 呼吸的过程是肺通气→分佈→弥散(气体交换)→ 血气，正常吸气是主动的呈负压，呼气是被动 的。吸、呼气结束时压力均为零。
• 顺应性代表肺的扩张性；阻力代表气道对气体 流速的阻力，气流分为层流和湍流；吸气作功 代表吸气肌用力情况。
呼吸生理
第一章 呼吸系统解剖与生理
第一章 呼吸系统解剖与生理
第一节 呼吸系统解剖学
• 上呼吸道 • 下呼吸道 •肺
上呼吸道
构成：
口腔、鼻腔、咽和喉
功能：
传递气体
作用：
鼻腔起过滤，湿化及 加热吸 入气体，从而 维持呼吸道及 全身温 度的作用。
上呼吸道 －－加温 －湿润
血流灌注不足所造成的无效通气量。 生理死腔量= 解剖死腔 + 肺泡死腔
影响通气的指标－顺应性
高顺应性 低顺应性
顺应性：
弹性
影响通气的指标－顺应性
高顺应性 低顺应性
肺顺应性 －代表肺的扩张性 －肺容量改变随肺泡压力改 变而变化。
肺容量变化量 CL= 肺压力变化量 (ml/cmH2O)
• CL与压力呈负相关，与容量呈正相关。 • 静态CL反映肺组织弹性阻力； • 动态CL兼受气道阻力影响。
痉挛
花生米→
分泌物过多
粘膜水肿
分泌物过多 肺气肿肺泡挤压
临床上增加气道阻力的常见因素
COPD
炎症 机械性原因
慢性支气管炎 支气管哮喘 慢性阻塞性肺气肿
喉气管支气管炎 会厌炎 支气管炎
异物 肿瘤 出血 气管插管 呼吸管路扭曲或积水
气道阻力正常值
气道阻力正常值：
在流速(V)=30L/min时， 气道阻力(Raw)=0.6~2.4cmH2O/L/sec
气道阻力(Raw)与呼吸功(WOB)的关系:
Raw = △P/f Raw↑→→WOB↑(气道阻力增加是导致呼吸功增
↓ 加的最主要原因) ↓
肺通气不足→→CO2不能充分排出体外
阻塞性疾病 ： 肺顺应性高 →→ 呼吸幅度深、节奏慢
限制性疾病 →→ 呼吸幅度浅、节奏快
气道阻力是影响通气及氧合的因素 ：
肺
构成：
肺分为左、右两肺；左肺有两 叶、右肺有三叶。叶分为段， 段再分为小叶,与末梢支气管相 连的是肺泡。
功能：
气体交换
作用：
肺泡周围环绕毛细血 管。新鲜空气抵达肺 泡提供O2给毛细血管 中的红细胞，而CO2 则从毛细血管中排至 肺泡(即气体交换)。
肺 －肺泡
肺泡 －气体交换基本单位 －人体左、右两肺的肺泡 的表面面积共约70-100平 方米。
对于气管插管的病人，影响气道阻力的原因：
可能是：插管的长度及直径
呼吸作功
呼吸作功：
呼吸肌活动，消耗能量克服呼 吸器官的弹性和非弹性阻力。
正常
上图:正常的平静呼吸。
中图:呼吸道有阻塞情况下
阻塞
的呼吸；吸气和呼气
均作了较大的功。
下图:肺或胸廓扩张受限制
限制
时吸气作功小而呼气
作功大。
气道阻力及呼吸功
影响通气的指标－呼吸阻力
概念：
气体在气道内流动时所受到的阻力
机械通气过程中其阻力主要取决于：
气道的长 度、直径、气道的弹性、气管插 管及呼吸管路。
影响气道阻力的主要因素：
气道内原因(分泌物、肿瘤、异物等) 气道壁增厚 气道外原因(肿瘤，脏器等)
影响通气的指标－呼吸阻力
层流↑ 湍流↑
呼吸阻力
下呼吸道 － 气 管 树
• 胸廓内总气管分为左右总支气管 各自进入左右两肺。
• 总支气管分叉为较细的叶、段、 亚段等细支气管最后到达肺泡。
• 细支气管管壁缺少软骨，成人平 卧或发生炎症时，在呼气末易导 致细小支气管闭合而产生内源性 呼气末正压(即PEEPi或AutoPEEP)。正常约3cmH2O。
第一章 呼吸系统解剖与生理
第三节 通气功能
肺容量定义（一）
潮气量(Vt):
一次呼吸的 吸入气体量 或呼出量。
Vt
VC
FRC
肺活量(VC):一次最大 吸气后完全呼出气量。
功能残气量
(FRC):平静呼 气未残留在肺 内的气体量。
RV
残气量(RV):
最大呼气后 残留在肺内 的气体量。
肺容量定义（二）
功能：
－鼻毛清除空气中的尘埃 －鼻腔表面存在大量血管
散发热量加温吸入空气 －其腺体分泌物使鼻腔湿
润，也湿化了吸入空气
不论外界温度是多少? 吸入的空气经鼻腔湿化且加温至32ºC。
间接对換气功能有帮助。
呼吸产生的机制
动脉 PCO2, PO2, pH
化学感应器 呼吸中枢
呼吸肌肉 通气
呼吸的过程
CO2 O2
血液运输
通气 分布
弥散
氧合作用 运输 运输 缓冲作用
呼吸机起作用
外呼吸
细胞
氧利用 弥 散
CO2产生
内呼吸
外呼吸：呼吸肌－横膈
横 膈吸吸气气收 缩 横呼膈呼气气松 弛
横膈
• 一层平坦的肌肉 • 将胸腹腔分开 • 要的呼吸肌肉 • 吸气时横膈向下移动 • 呼气时回复原来位置 • 上下移动范圍为7-10厘米
呼吸肌用力 产生负压－吸气
﹣2
弹性回缩力
肺弹性
产生正压－呼气
吸气时因横膈下降和胸
廓扩张导致肺泡呈负压 而使空气进入肺泡。
呼气时因肺和胸廓弹性
回缩力使肺泡压大于大 气压使气体排出肺外。
若气道阻塞、腹部肌肉 和内、外肋间肌协助胸 廓向内向下移动而排出 气体。
外呼吸：血液运输
循环系统
- 将来自肺部富氧的动脉血运 输至细胞，同时将携满二氧 化碳但缺少氧气的静脉血运 输至肺部吸收氧气排出二氧 化碳。
－ 气道对气体流速(量)所存在的阻 力，(cmH2O/L/S)
－ 呼吸机输送气体到肺泡所需的 压力,以克服此阻力。
－ 阻力决定于气道的长度、内径、 分叉和内壁情况，及气体流速 的形态。
－ 形态呈层流即阻力低。 － 湍流产生漩涡而阻力高。
－ 阻力决定于流速大小呈正相关。
影响通气的指标－呼吸阻力的几种表现
外呼吸：呼吸肌群－胸廓运动
胸廓张开 吸气
胸廓收缩 呼气
吸气时因胸廓扩张和横膈下降
，气管长度及内径均增大，肺泡 充气。
呼气时因胸廓收缩和横膈上升
，气管长度及内径均缩小，肺泡 排气。
休息时呼吸做功很小，病理条
件下做功增加，呼吸肌本身氧耗 也增加。
机械控制呼吸时呼吸做功
由呼吸机承担。
外呼吸：吸气力和弹性回缩力
气体交换全过程
肺循环 动脉 毛细血管 静脉 肺循环
肺泡 在肺内氧气弥散入肺毛细 管血液中，CO2反之。
细胞 心脏和动脉将氧合的动脉 血输送至全身。
在组织毛细血管处提供给 细胞O2並帶走CO2.
循环系统的静脉主要是将 肺泡 脱氧的血液返回心脏並再
输送回肺，使红血球氧合 並排出CO2。
上述的气体交换即弥散:即气体分压从 高的一侧透过“肺泡-毛细血管壁”膜 向分压较低的一侧扩散。
呼吸气体经上.下呼吸道往返于肺为人 体提供氧和排出二氧化碳。
呼吸生理引言
呼吸系统和循环系统互相配合， 将全身静脉血(含较多的CO2) 送 至右心室经肺部摄取氧並排出 CO2。 左心室将动脉血(含较多的O2)经 动脉、毛细血管将O2运输至各脏 器(细胞)供代謝之用，並帶走 CO2 (即静脉血)。 通气→分佈→弥散→气体交換是 呼吸的整个过程。
- 血液占人体重8%，血液分为 两部份其中红血球、白血球 和血小板占血液总量45%， 剩余的是血浆占55%。
外呼吸：血液运输 －血管系统
全身的动脉由主动脉分支出 来将含有丰富氧气和养料输 送至各脏器。
全身的静脉将血液(含较多的 二氧化碳)经上、下腔静脉返 回心脏。
全身的毛细血管网是氧气、 二氧化碳和其他养料在血液 和细胞之间交換的场所（肺 泡。
在静息情况下为身体摄取250 毫升的氧,並排出200毫升的二 氧化碳.(R.Q=0.8)
第一章 呼吸系统解剖与生理
第二节 呼吸生理 呼吸过程
呼吸生理目录
外、内呼吸过程 肺容量 呼吸阻力 通气功能 弥散功能
呼吸生理引言 肺顺应性 呼吸作功 气体分布 通气/血流比
呼吸生理引言
肺功能分为通气和换气。通气即空气 靠胸廓和横膈运动使空气经气管吸入 和呼出肺。 而换气是空气中氧气从肺 泡进入肺毛细血管血液中，二氧化碳 正好相反。
肺容量定义（三）
某个解剖位置所测的容量(静态)称为肺容量， 若加上时间因素(动态)即为通气量。
• 分钟通气量 = Vt 潮气量×RR呼吸频率(次/分) • 分钟肺泡通气量 = ( Vt - 解剖死腔量 ) ×RR（次/分） 解剖死腔量：上、下呼吸道的本身的容积(量)，
它们不參与气体交换。 肺泡死腔量：肺泡通气不足或肺泡周围毛细血管，
－呼吸时软颚和会厌相反
动作，使空气进入下呼
吸道和肺。
下呼吸道
功能：
传递气体
构成：
气管、支气管、细支气管 和终末细支气管
作用：
逐级将新鲜气体传送 至肺泡。
下呼吸道 － 总气 管
总气管
－最狭窄处在声带，经声带空气 进 入气管。总气管长约10-12公分内 径为2-2.5公分。 －气管粘膜覆盖着纤毛，纤毛将粘 液和外来物向上运动输送至喉部 经咳嗽咳出或吞入食管内(食管在 气管壁的后侧)。
Raw↑→→ WOB↑→→ 病人通气及氧合发生变化 如果气道高阻力长时间得不到解决则导致呼吸肌肉疲 劳；最终通气衰竭、氧合衰竭。
呼吸生理总结
• 呼吸的过程是肺通气→分佈→弥散(气体交换)→ 血气，正常吸气是主动的呈负压，呼气是被动 的。吸、呼气结束时压力均为零。
• 顺应性代表肺的扩张性；阻力代表气道对气体 流速的阻力，气流分为层流和湍流；吸气作功 代表吸气肌用力情况。
呼吸生理
第一章 呼吸系统解剖与生理
第一章 呼吸系统解剖与生理
第一节 呼吸系统解剖学
• 上呼吸道 • 下呼吸道 •肺
上呼吸道
构成：
口腔、鼻腔、咽和喉
功能：
传递气体
作用：
鼻腔起过滤，湿化及 加热吸 入气体，从而 维持呼吸道及 全身温 度的作用。
上呼吸道 －－加温 －湿润
血流灌注不足所造成的无效通气量。 生理死腔量= 解剖死腔 + 肺泡死腔
影响通气的指标－顺应性
高顺应性 低顺应性
顺应性：
弹性
影响通气的指标－顺应性
高顺应性 低顺应性
肺顺应性 －代表肺的扩张性 －肺容量改变随肺泡压力改 变而变化。
肺容量变化量 CL= 肺压力变化量 (ml/cmH2O)
• CL与压力呈负相关，与容量呈正相关。 • 静态CL反映肺组织弹性阻力； • 动态CL兼受气道阻力影响。
痉挛
花生米→
分泌物过多
粘膜水肿
分泌物过多 肺气肿肺泡挤压
临床上增加气道阻力的常见因素
COPD
炎症 机械性原因
慢性支气管炎 支气管哮喘 慢性阻塞性肺气肿
喉气管支气管炎 会厌炎 支气管炎
异物 肿瘤 出血 气管插管 呼吸管路扭曲或积水
气道阻力正常值
气道阻力正常值：
在流速(V)=30L/min时， 气道阻力(Raw)=0.6~2.4cmH2O/L/sec
气道阻力(Raw)与呼吸功(WOB)的关系:
Raw = △P/f Raw↑→→WOB↑(气道阻力增加是导致呼吸功增
↓ 加的最主要原因) ↓
肺通气不足→→CO2不能充分排出体外
阻塞性疾病 ： 肺顺应性高 →→ 呼吸幅度深、节奏慢
限制性疾病 →→ 呼吸幅度浅、节奏快
气道阻力是影响通气及氧合的因素 ：
肺
构成：
肺分为左、右两肺；左肺有两 叶、右肺有三叶。叶分为段， 段再分为小叶,与末梢支气管相 连的是肺泡。
功能：
气体交换
作用：
肺泡周围环绕毛细血 管。新鲜空气抵达肺 泡提供O2给毛细血管 中的红细胞，而CO2 则从毛细血管中排至 肺泡(即气体交换)。
肺 －肺泡
肺泡 －气体交换基本单位 －人体左、右两肺的肺泡 的表面面积共约70-100平 方米。
对于气管插管的病人，影响气道阻力的原因：
可能是：插管的长度及直径
呼吸作功
呼吸作功：
呼吸肌活动，消耗能量克服呼 吸器官的弹性和非弹性阻力。
正常
上图:正常的平静呼吸。
中图:呼吸道有阻塞情况下
阻塞
的呼吸；吸气和呼气
均作了较大的功。
下图:肺或胸廓扩张受限制
限制
时吸气作功小而呼气
作功大。
气道阻力及呼吸功
影响通气的指标－呼吸阻力
概念：
气体在气道内流动时所受到的阻力
机械通气过程中其阻力主要取决于：
气道的长 度、直径、气道的弹性、气管插 管及呼吸管路。
影响气道阻力的主要因素：
气道内原因(分泌物、肿瘤、异物等) 气道壁增厚 气道外原因(肿瘤，脏器等)
影响通气的指标－呼吸阻力
层流↑ 湍流↑
呼吸阻力
下呼吸道 － 气 管 树
• 胸廓内总气管分为左右总支气管 各自进入左右两肺。
• 总支气管分叉为较细的叶、段、 亚段等细支气管最后到达肺泡。
• 细支气管管壁缺少软骨，成人平 卧或发生炎症时，在呼气末易导 致细小支气管闭合而产生内源性 呼气末正压(即PEEPi或AutoPEEP)。正常约3cmH2O。
第一章 呼吸系统解剖与生理
第三节 通气功能
肺容量定义（一）
潮气量(Vt):
一次呼吸的 吸入气体量 或呼出量。
Vt
VC
FRC
肺活量(VC):一次最大 吸气后完全呼出气量。
功能残气量
(FRC):平静呼 气未残留在肺 内的气体量。
RV
残气量(RV):
最大呼气后 残留在肺内 的气体量。
肺容量定义（二）
功能：
－鼻毛清除空气中的尘埃 －鼻腔表面存在大量血管
散发热量加温吸入空气 －其腺体分泌物使鼻腔湿
润，也湿化了吸入空气
不论外界温度是多少? 吸入的空气经鼻腔湿化且加温至32ºC。