呼吸-肺换气和组织换气
【生理学】肺换气和组织换气
【生理学】肺换气和组织换气一、气体交换的基本原理（一）气体的扩散气体分子不停地进行无定向运动，当不同区域存在气压差时，气体分子将从气压高处向气压低除发生净转移，这一过程称为气体的扩散。
混合气体中各种气体都按其各自的分压差由分压高处向分压低处扩散，直到取得动态平衡。
肺换气和组织换气均以扩散方式进行。
单位时间内气体扩散的容积称为气体扩散速率。
1. 气体的分压差是指混合气体中各气体组分所产生的压力。
在温度恒定时，某种气体的分压等于混合气体的总压力诚意该气体在混合气体中所占容积百分比。
气体分压差是指两个区域之间某气体分压的差值，它是气体扩散的动力和决定气体扩散方向的关键因素。
2. 气体的分子量和溶解度根据Graham定律，在相同条件下，气体分子的相对扩散速率与气体分子量的平方根成反比，因此分子量小的气体扩散速率较快。
如果扩散发生于气相和液相之间，扩散速率还与气体在溶液中的溶解度成正比。
溶解度（S）是单位分压下溶解于单位容积溶液中的气体量。
一般以1个大气压下，38℃、100ml液体中溶解的气体毫升数来表示。
气体分子的溶解度与分子量的平方根之比称为扩散系数，它取决与气体分子本身的特点。
二氧化碳的扩散系数约为氧气的20倍，主要是因为二氧化碳在血浆中的溶解约为氧气的24倍。
3. 温度在正常人体，体温相对恒定，温度因素可忽略不计。
4. 扩散面积和距离扩散面积越大，所扩散的分子总数也越大；分子扩散的距离越大，扩散的时间越长。
（二）呼吸气体和人体不停部位气体的分压1. 呼吸气和肺泡气的成分和分压人体吸入的气体是空气。
空气成分中具有生理意义的是氧和二氧化碳。
吸入的空气在呼吸道内被水蒸气饱和，所以呼吸道内吸入气的成分不同于大气，各种气体成分的分压也发生变相的改变。
呼出气是无效腔内的吸入气和部分肺泡气的混合气体。
2. 血液气体和组织气体的分压人体血液和组织中气体的分压（mmHg）二、肺换气（一）肺换气过程混合静脉血流经肺毛细血管时，血液PO2为40mmHg，比肺泡气102mmHg的PO2低，O2就在分压差的作用下由肺泡气向血液净扩散，使血液PO2逐渐上升，最后接近肺泡气的PO2；混合静脉血PCO2为46mmHg，所以，CO2便向相反的方向净扩散，即从血液向肺泡扩散。
动物生理学第4章 呼吸
结合的CO2
红细胞
溶解的CO2
血浆
CO2
（一）O2的运输
物理溶解:1.5% 化学结合:98.5%
1、化学结合
1）结合形式
PO2
O2＋Hb
PO2
HbO2
氧合血红蛋白（HbO2）
1分子 Hb 可结合 4 分子 O2
2）Hb与O2结合特征
血红素Fe 2+与珠蛋白组氨酸结合后，作用点才起作用
1分子 Hb 可结合 4 分子 O2
人体在超过6400米的高处不得 不依靠辅助设备。 珠峰最高达8840米。
四、 呼吸运动的调节 （一）神经调节
1、 呼吸中枢
高位脑桥
1）脊髓
低位脑桥
脊髓
2）延髓
产生呼吸节律
（1）背侧呼吸组
（2）腹侧呼吸组
3）脑桥
中脑
呼吸调整中枢
脑桥 呼吸调整中枢
延髓 呼吸节律
（二）化学因素对呼吸的调节
1、化学感受器 1）外周化学感受器
胸廓扩大
吸气 胸廓缩小 呼气
肺扩张
肺内压<大气压 肺缩小 肺内压>大气压
1、呼吸运动
呼吸肌收缩、舒张所 造成的胸廓扩大和缩小。
膈 吸气肌：膈肌、肋间外肌 呼气肌：肋间内肌、 腹壁肌
膈在呼吸中的位置
呼吸运动 平静呼吸时：吸气运动主要由隔肌、 肋间外肌收缩主 吸气 动来完成， 是主动的
呼气 呼气由隔肌、 肋间外肌的舒张完成， 是被动的。
主动呼吸时：肋间内肌、腹肌进一步收缩推动肋骨、 胸骨、隔移动，呼气也是主动的。
2、肺内压
肺内压是指肺泡内的压力。
吸气初：肺内压 < 大气压 吸气末：肺内压 = 大气压 呼气初：肺内压 > 大气压 呼气末：肺内压 = 大气压 吸气开始 吸气停止 呼气开始 呼气停止
生理学：第五章_呼吸
第五章呼吸机体与外界环境之间的气体交换过程,称为呼吸（respiration）。
呼吸的全过程由三个环节组成：①外呼吸，包括肺通气和肺换气；②气体运输；③内呼吸，即组织换气，有时也将细胞内的氧化过程包括在内。
第一节肺通气一、肺通气的原理气体进出肺取决于推动气体流动的动力和阻止气体流动的阻力的相互作用，动力必须克服阻力，才能实现肺通气。
1.肺通气的动力：肺泡与外界环境之间的压力差是肺通气的直接动力，而呼吸运动则是肺通气的原动力。
（掌握）（1）呼吸运动：指呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小的过程。
它包括吸气运动和呼气运动。
1）呼吸运动的过程：•吸气过程①（平静）吸气时，膈肌、肋间外肌收缩T胸廓扩大T肺容积扩大T肺内压降低（v大气压气体进入肺T完成吸气。
②用力吸气时，辅助吸气肌也参与收缩。
•呼气过程①（平静）呼气时，膈肌、肋间外肌舒张T肺弹性回缩，容积减小并牵引使胸廓缩小T肺内压增加（＞大气压）T气体排出肺T完成呼气。
②用力呼气时，呼气肌也收缩T胸廓进一步缩小T肺内压进一步增加T更多气体排出肺。
2）呼吸运动的型式：①腹式呼吸和胸式呼吸：膈肌的收缩和舒张可引起腹腔内器官位移，造成腹部的起伏，这种以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动称为腹式呼吸。
肋间外肌收缩和舒张时主要表现为胸部的起伏，这种以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动称为胸式呼吸。
一般情况下，成年人的呼吸运动呈胸式和腹式混合式呼吸。
②平静呼吸和用力呼吸：安静状态下的呼吸运动称为平静呼吸，呼吸频率为每分钟12〜18次。
当机体运动或吸入气中C◎含量增加而Q含量减少或肺通气阻力增大时，呼吸运动将加深加快，这种呼吸运动称为用力呼吸或深呼吸。
在缺氧、CQ增多或肺通气阻力较严重的情况下，可出现呼吸困难。
（2）肺内压：指肺泡内的压力。
在呼吸过程中，肺内压呈周期性波动。
吸气时，肺内压下降，低于大气压，气体入肺，至吸气末，肺内压与大气压相等。
反之, 呼气时，肺内压升高，高于大气压，气体出肺，至呼气末，肺内压与大气压相等。
生理学 肺换气与组织换气护理课件
• 肺换气 • 组织换气 • 护理措施 • 肺换气与组织换气的关系 • 案例分析
01
肺换气
肺换气的定义
01
肺换气是指肺泡与肺毛细血管之 间的气体交换过程，即氧气和二 氧化碳在肺泡和肺毛细血管之间 的交换。
02
肺换气是人体气体交换的重要环 节，对于维持人体正常生理功能 具有重要意义。
组织换气是呼吸过程中的重要环节， 它确保细胞获得所需的氧气并排除代 谢产生的二氧化碳。
组织换气的过程
血液中的氧气通过呼吸膜从肺泡扩散到组织细胞，同时二氧化碳从组织细胞扩散 到肺泡，完成气体交换。
组织换气过程受到多种因素的影响，包括呼吸膜的通透性、血液中的氧气和二氧 化碳分压以及组织细胞的代谢活动等。
03
增加肌肉活动
适当的肌肉活动可以增加 组织灌注和氧合，促进组 织换气。
改善血液循环
保持血液循环通畅，增加 组织灌注，提高组织氧合 。
控制感染和炎症
感染和炎症可能导致组织 缺氧，控制感染和炎症有 助于改善组织换气。
针对不同患者OPD）患者
关注呼吸道护理，鼓励患者进行肺康复训练，如深呼吸、咳嗽等。
辅助呼吸。
案例二：组织换气障碍患者的护理
总结词
组织换气障碍通常表现为肌肉疲劳、乏 力等症状，需要采取休息、按摩、热敷 等措施进行护理。
VS
详细描述
组织换气障碍患者的护理主要包括休息、 按摩、热敷等措施。患者应充分休息，避 免过度劳累，以免加重肌肉疲劳。同时， 可以给予肌肉按摩和热敷，以促进血液循 环和代谢，缓解肌肉乏力的症状。此外， 还可以指导患者进行适当的运动和锻炼， 增强肌肉力量和耐力。
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肺换气的过程
生理学第五章呼吸
概 述 概念：机体与外界环境之间的气体交换过程 称为呼吸。 机体活动所需要的能量和维持体温的热量， 最终都是来自体内营养物质的氧化。在氧化 过程中，需要不断消耗氧并产生二氧化碳。 因此，机体必须不断地从外界摄取氧气并将 二氧化碳排除体外。它是维持机体新陈代谢 和功能活动所必须的基本生理过程之一。 过程：呼吸的全过程由三个环节组成：
2.非弹性阻力 概念：指气流通过呼吸道时产生的气道阻力。 组成：气道阻力、惯性阻力和粘滞阻力。约占 总阻力的30％。 气道阻力：概念：指气流通过呼吸道时气 体分子之间和气流与管壁间的摩擦力。正常情 况下，气道阻力占80％-90％。
影响因素：气道阻力受气流速度、气流形式、 气道的口径等因素影响。 气道口径是影响气道阻力的重要因素，气 道口径主要受三方面因素影响： 气道内外压力差， 自主神经调节平滑肌的舒缩， 体液中化学物质影响气管平滑肌的舒缩。
下
中
上
(3)下段：PO2(15～ 40mmHg) 表明：曲线坡度 更陡。 表明PO2稍有 下降, HbO2解离，血 氧饱和度就急剧下降， 放出大量的O2。 意义：维持活动 时组织的氧供。
2.影响氧离解曲线的因素 Pco2↑、pH↓、温度升 高、2,3-二磷酸甘油酸 （ 2,3-DPG ）↑→氧解离 曲线右移→表明对O2的亲和 力降低。 Pco2↓、pH↑、温度降 低 、 2,3- 二 磷 酸 甘 油 酸 （ 2,3-DPG ）↓→氧解离 曲线左移→表明对 O2 的亲和 力增加。
一、肺通气的原理 （一）肺通气的动力 1.呼吸运动 概念：指呼吸肌收缩与舒张引起胸廓的扩大和 缩小称为呼吸运动。呼吸运动是肺通气的原动力。 分类：吸气运动和呼气运 动。 主要的吸气肌有膈肌 和肋间外肌；辅助吸气肌 如斜角肌、胸锁乳突肌、 胸肌及背肌等。 主要的呼气肌有肋间 内肌和腹肌。
肺换气和组织换气课件
联合异常的原因可能包括慢性阻塞性 肺疾病、肺炎、心脏疾病等。
联合异常可能导致机体缺氧和酸中毒 的程度更加严重，对生命健康造成威 胁。
联合异常的症状可能包括呼吸困难、 紫绀、意识障碍等。
05
肺换气和组织换气的临床意义
在疾病诊断中的意义
肺换气和组织换气异常可能提示肺部或全身性疾病，如肺炎、肺气肿、心力衰竭等。通过对这些指标 的监测和分析，有助于早期发现和诊断相关疾病。
肺换气的过程
氧气从外界通过呼吸道的吸入进入肺 泡，然后通过扩散作用从肺泡进入肺 毛细血管。
二氧化碳则从肺毛细血管通过扩散作 用进入肺泡，然后通过呼气排出体外 。
肺换气的影响因素
通气量
呼吸频率
通气量的大小直接影响肺换气的量，通气 量越大，肺换气的量也越大。
呼吸频率的快慢也会影响肺换气的量，呼 吸频率越快，单位时间内完成的换气次数 越多。
组织换气的需求和代谢产物对肺换气 产生反馈调节，从而影响肺通气量和 气体交换效率。
肺换气与组织换气的相互调节
肺换气和组织换气是相互关联和相互影响的，它们之间的调节机制是维持内环境稳态的重要环节。
通过神经系统和激素等调节机制，肺换气与组织换气之间能够实现动态平衡和相互调节，以适应不同的生理需求和环境变化 。
肺换气和组织换气课件
目录
• 肺换气 • 组织换气 • 肺换气与组织换气的关系 • 肺换气和组织换气的异常情况 • 肺换气和组织换气的临床意义
01
肺换气
肺换气的定义
01
肺换气是指肺泡与肺毛细血管之 间的气体交换过程，即氧气和二 氧化碳在肺泡和肺毛细血管之间 的交换。
02
人卫版生理学第五章呼吸
2.胸廓的弹性阻力 胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所
形成。胸廓的弹性阻力的作用方向，则视胸 廓扩大的程度而异:
①胸廓处于自然位置时(肺容量≈67％)， 不表现有弹性回缩力；
②胸廓缩小时(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胸廓扩大时(肺容量＞67％)，胸廓的弹 性回缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。
潮气量 肺通气量
(ml)
(ml/min)
肺泡通气量
(ml/min)
平静呼吸 12 浅快呼吸 24 深慢呼吸 6
500 250 1000
6000 6000 6000
4200 2400 5100
表明:1.在一定范围内深而慢的呼吸更有 效
2.肺泡通气量比每分通气量更能反应肺通 气的真实效能.
第二节 呼吸气体的交换
(一) Hb与O2结合的特征
1. 反 应 快 、 可 逆 、 不 需 酶 的 催 化 , 受 PO2
的影响 (PO2高时结合, PO2低时解离)
Hb＋O2
PO2低(组织)
PO2高(肺)
HbO2
2. 是氧合,而不是氧化:
Hb的Fe2+与O2结合后仍是二价铁。
3. 1分子Hb可结合4分子O2 ，
健1康gH成b人可H结b浓合度O约2为. 150g/L血液,
一、气体交换的原理 气体分子不停的进行着无定向的
运动，其结果是气体分子从分压高 处向分压低处发生净转移，这一过 程称为气体扩散。
肺换气和组织换气就是物理性的 扩散过程。
（一）气体的分压差
混合气体的总压力是各组成气体的分压力的
总和。
各组成气的分压＝混合气总压力×该气体的
容积百分比
呼吸过程课件
分压 动脉血 混合静脉血 组织
PO2
PCO2
12.9～13.3（97 ～100）
5.32（40）
5.32（40）
4（30）
6.12（46） 6.65（50）
二、气体在血液中运输
（一）氧和二氧化碳在血液中存在的形式 O2和CO2都以物理溶解和化学结合两种形式存 在于血液中。以溶解形式存在的O2和CO2比例 极小。机体在进化过程中形成了O2、CO2极为 有效的化学结合的运输形式，这就大大降低 了对心脏和呼吸器官的要求。
2.人体不同部位各种气体的分压 （1）大气和肺泡气的成分和分压：空气中 各气体的容积百分比一般不因地域不同而异， 但分压却因总大气压的变动而改变。高原大
气压降低，各气体的分压也相应降低。吸入的
空气在呼吸道内被水蒸气所饱和，所以呼吸道
内吸入气的成分已不同于大气，因此各种气体
成分的分压也发生相应的改变。
§2 呼吸生理
吴钟琪
机体与外界环境之间的气体交换过程， 称为呼吸（respiration）。 通过呼吸，机体从大气摄取新陈代谢 所需的O2，排出所产生的CO2。因此，呼吸 是维持机体新陈代谢和其他功能活动所必 需的基本生理过程之一，由于机体不能储 存氧气，所以一旦呼吸停止，生命也将终 结。
一、呼吸过程
（2）Fe2+与O2结合后仍是二价铁，所以该 反应是氧合，不是氧化。 （3）1分子Hb可以结合4分子O2。1gHb可以 结合1.34～1.39ml O2。Hb所能结合的最大O2量 称为Hb的氧容量，例如Hb浓度在15g/100ml血液 时，Hb的氧容量为1.34×15=20.1（ml/100ml血 液）。 （4）HbO2呈鲜红色，去氧Hb呈紫蓝色，当体 表浅毛细血管床血液中去氧Hb含量达5g/100ml 血液以上时，皮肤、粘膜呈浅蓝色，称为发绀。
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＝
-8-
二、气体在肺的交换 （一）肺泡气体交换过程
-9-
换气过程
动力： 分压差
肺换气
方向： 分压高→分压低
结果： 肺Ｖ血
↓ Ａ血
组织Ａ血 ↓
Ｖ血
组织换气
-10-
（二）影响肺泡气体交换的因素
1.呼吸膜厚度: 6层＜1μm厚 呼吸膜厚度↑→气体交换↓
一种因素的改变会 引起其他一、两种因素 相继改变或几种因素的 同时改变。
-32-
小结： 动脉血[H+],PCO2,PO2对呼吸运动的影响:
① ＰCO2↑ → CO2扩散入脑脊液 → 脑脊液PCO2↑
→→ →
→
③ [H+]↑
CO2＋H2O→H2CO3→ H+＋HCO3-
少量进入
脑脊液[H+]
外周化学感受器+
组织）
-19-
2.温度的影响： (1) T↑→H+的活度↑→氧易解离
如：组织代谢↑→局部 T↑+CO2↑H+↑ →氧易解离
(2)T↓→氧难解离 如：低温麻醉时，应防组织缺O2 冬天末梢循环↓→氧难解离 →局部红、易冻伤
-20-
三、二氧化碳的运输 （（略一））CO2的运输形式：
物理溶解（5%） 化学结合（95%） 1.碳酸氢盐形式 碳酸氢盐占（88%）
-29-
2.H+对呼吸运动的影响
效应：H+浓度↑引起呼吸深快。
-30-
（3）缺O2对呼吸运动的影响 效应：一定范围内A血的PO2↓引起呼吸 深快，但严重低O2 可致呼吸障碍。
轻度缺氧时：呼吸↑ 严重缺氧时：呼吸↓
-31-
(三)CO2、H+和PO2在呼吸调节中的相互作用（略） 改变一个因素时
（其他因素不变）， 三者肺通气反应的 程度基本接近。
-17-
（二）Hb与O2结合的特征：
⑴快速：可逆反应，不需酶催化， 主要受PO2影响
⑵氧合：属氧合反应，不是氧化反应
PO2↑ (氧合)
Hb 呈暗红色
PO2↓ (氧离)
HbO2 呈鲜红色
-18-
Hb与O2结合的影响因素： 1.pH和PCO2 的影响： PCO2↑ pH↓→可促进O2的解离（部位：
四、肺容积和肺容量 (一)肺容积
肺容积的定义： ⒈潮气量
⒉补吸气量 ⒊补呼气量 ⒋残气量 （二）肺容量
1.肺活量 和时间肺活量
-1-
肺量计
电子肺量计
-2-
肺活量： = 补吸气量 + 潮气量 + 补呼气量
意义：反映肺一次通气的最大能力
-3-
时间肺活量 定义： 动态指标：
时间肺活量的意义：①反映肺活量的大小
-24-
二、呼吸的化学感受性调节
（一）化学感受器 化学感受器概念 1.外周化学感受器
感受器： 颈A体（主要调节呼吸） 主A体（主要调节循环） 适宜刺激：血PO2↓
PCO2↑ H+↑
作用：驱动呼吸
颈A体 主A体
-25-
2.中枢化学感受器 脑脊液中的CO2及[H+]
延
髓
腹
外
侧
浅
表
部
位
-26-
但是,血液[H+]不易通过血脑屏障(BBB) 血中pH值改变对中枢化学感受器作用较小
[H+]
-27-
中枢化学感受器: 特点：①不感受缺氧的刺激
②对H+的敏感性高 作用： 主要调节脑脊 液的[H+]值。 （保持pH稳态）
-28-
(二)CO2、H+、O2对呼吸运动的调节
1.CO2对呼吸运动的影响 效应： 一定范围内A血的CO2 ↑引起呼吸 深快； ↑2％时→呼吸加深加快； ↑7％以上→有压抑呼吸甚至麻醉效应； （另外，PCO2过低可致呼吸暂停）
组织细胞
影响组织换气分压差的因素: ①氧化代谢的强度 ②组织的血流量
-15-
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 形式：物理溶解、化学结合
物理溶解 化学结合-16-
二、氧的运输
(一)氧的运输形式： 物理溶解（1.5%） 化学结合（98.5%） (二) Hb是运输氧的工具 1.Hb的分子结构：
②CO中毒时缺氧而不紫绀（樱桃红）
③严重贫血时缺氧而无紫绀
-22-
第四节 呼吸运动的调节 机械性调节（略） 化学性调节
-23-
一 呼吸的机械反射性调节（略）
1 肺的牵张反射 2 呼吸肌本体感受器反射 3 防御性呼吸反射(有临床意义） 以上主要是机械刺激于肺或呼吸肌的感受器，
产生冲动引起的呼吸调节。
-21-
Hb结合氧的能力: Hb氧容量：100ml血的Hb所能结合的最大氧量。 Hb氧含量：100血的Hb实际结合的氧量。 Hb氧饱和度：Hb氧含量和Hb氧容量的百分比。
紫绀——血中去氧Hb含量达 5g/100ml，出现皮肤、 粘膜呈浅蓝色的现象。
意义：是机体缺氧指征之一。
例外的情况：①红细胞增多症紫绀不一定缺氧
气多或血少→比值↑→肺泡无效腔↑ 气少或血多→比值↓→ A-V 短 路
换气效率↓
功能性动-静脉短路
肺泡无效腔增大
-12-
通气/血流比值
A:气道狭窄，通气不足； B和C:通气/血流比值适当； D:肺泡不张，无通气； E:血管栓塞，血流不足。
返回 -13-
肺换气小结
-14-
三、组织换气（略）
血液与组织细胞之间的气体交换过程。 组织细胞
②反映呼吸阻力的变化
-4-
五、肺通气量 （一）每分通气量和最大通气量 每分通气量= 潮气量×呼吸频率 约为：6-9L。 最大随意通气量=最大限度潮气量
×最快呼吸频率(次/分) 约为：150L。是最大运动量的评 估指标。
-5-
（二）无效腔和肺泡通气量
解剖无效腔= 0.15L
肺泡无效腔
生理无效腔
生理无效腔 = 解剖无效腔+肺泡无效腔
→
延髓 呼吸中枢+
→→
② ＰO2↓
直接抑制
气体更新率↓
呼吸活动↑
→
中枢化学感受器+
例：肺纤维化、肺水肿时 增厚,交换↓
2.呼吸膜面积: 3亿个肺泡 总面积70M2 安静时40M2 呼吸膜面积↓→气体交换↓
例：运动→面积增大，气体交换↑ 肺不张,肺实变,肺Cap闭塞→面积减小，交换↓
-11-
பைடு நூலகம்.通气/血流比值： 比值为0.84时,交换效率最好 V/Q = 4.2/5.0 = 0.84
肺泡通气量: 每分钟吸入肺泡新鲜气量
=（潮气量 - 无效腔气量）× 呼吸频率
意义：是反映肺通气效率高低的最好指标。
-6-
无效腔与肺泡通气量关系: 每次呼吸使肺泡内气体更新换气1/7。
对气体更新的评价： 一定程度的深慢呼吸比浅快呼吸更利于
气体交换。
请查阅气功如何调息？
-7-
第二节 呼吸气体的交换