气体交换
C气体交换和运输
曲线1
曲线2
氧离曲线 （曲线1：pH7.4 、PCO2 40mmHg、 T 37℃）
（曲线2：pH 、PCO2 、 T 、 DPG ） 11
2、CO2的运输
CO2在血浆中的溶解能量是O2的20倍 物理溶解 5% 化学结合95% HCO3- 88% 氨基甲酸血红蛋白（HHbNHCOOH）7%
12
CO2 在 血 液 中 的 运
2
呼 吸 膜 示 意 图
3
二、肺换气与组织换气
1、肺泡、血液、组织内的气体分压
4
大气、肺泡气、血液、组织中的PO2 和 PCO2 (mmHg)
大气 肺泡气 动脉血 静脉血 组织
PO2
159 102－104 97－100
40
30
PCO2
0.3
40
40
46
50
5
二、肺换气与组织换气
1、肺泡、血液、组织内的气体分压 2、肺换气 ⑴肺换气的过程 ⑵影响肺换气的因素
①呼吸膜的厚度 肺纤维化、肺水肿→低氧血症 ②呼吸膜的面积 40m2 ③通气/血流比值
VA/Q: 每分钟肺泡通气量与每分钟肺血流量的比值
6
通气/血流比值
概念
肺泡通气量 肺血流量
..
(4.2L)
(5L)
0.84
VA/Q
ห้องสมุดไป่ตู้
>0.84
dead space 肺泡无效腔
<0.84
functional shunt 功能性短路
一、气体交换的原理
扩散： 根据物理学原理，各种气体无论是处于
气体状态，还是溶解于液体之中，当各处 气体分子的压力不相等时，气体分子会从 压力高处向压力低处净移动，直至各处压 力相等。
发生在肺内的气体交换
发生在肺内的气体交换呼吸是人类生命所必需的生理活动之一，是机体与外界进行气体交换的过程。
呼吸包括两个部分：外呼吸和内呼吸。
其中，外呼吸是指氧气从空气中进入肺泡，二氧化碳从肺泡排出到口腔以外，内呼吸则是指氧气与去氧化碳通过血红蛋白进行气体交换的过程。
本文将着重介绍发生在肺内的气体交换。
氧气的运输和吸入氧气是人体维持生命必需的物质，吸入氧气是保证机体正常呼吸的一个重要步骤。
人体通过鼻腔和口腔吸入空气，其中氧气占空气的21%左右。
当空气进入鼻腔时，先经过鼻毛细胞过滤器和分泌的液体，再过气道的黏膜层，含氧气分子的空气被输送到肺部。
在肺部，氧气进入呼吸道并到达肺泡，与血管壁上的血红蛋白结合形成氧合血红蛋白。
二氧化碳的排出呼吸作用不仅使氧气进入肺泡，还将已经不需的二氧化碳从肺泡中排出体外。
二氧化碳是身体新陈代谢的产物，由身体细胞产生，并通过静脉回流进入右心室。
在右心室内，血液被泵入肺动脉，经过毛细血管，在肺泡中与氧气交换，同时二氧化碳被排出体外，最终通过呼吸道排出体外。
肺泡的结构和气体交换人类肺泡是由数以亿计的小囊泡组成，是呼吸系统最基本的功能单位。
在肺泡中，氧气和二氧化碳进行气体交换。
肺泡的结构可以用一下方程式简单表达：肺泡 = 平板上皮细胞 + 基底膜 + 毛细血管基底膜 + 毛细血管外皮细胞其中，平板上皮细胞为肺泡内部的主要细胞，肺泡腔内覆盖有极细的毛细血管，血液中包含着氧气和二氧化碳。
这样，在平板上皮细胞构成的薄膜和毛细血管基底膜构成的薄膜之间形成了容积约为0.3毫升的肺泡，毛细血管的红细胞进入肺泡，其中红细胞中的血红蛋白和氧气结合形成氧合血红蛋白，将氧气从肺泡中吸入到血液里。
同时，在红细胞中的二氧化碳通过血液进入肺泡，与肺泡中氧进行交换，并随着呼气排出体外。
留言肺泡是呼吸系统最基本的功能单位，是氧气与二氧化碳进行气体交换的主要场所，同时肺泡结构构成了呼吸系统的大部分功能结构。
由于肺泡拥有极大的表面积，气体交换时收缩和膨胀的布尔效应便能够有效地使气体瞬间从空气中进入或者散出肺泡，从而维持呼吸的正常进行。
气体交换的四个过程及原理
气体交换的四个过程及原理气体交换是指不同气体之间或气体与其他物质之间发生的传质过程。
在自然界和工业生产中，气体交换是非常常见的现象，它涉及到气体的扩散、吸附、吸附-解吸和化学反应等过程。
下面，我将详细解释气体交换的四个主要过程及其原理。
1.气体扩散：气体扩散是指气体分子在非相干状况下由高浓度区域向低浓度区域传播的过程。
气体分子会通过自身的热运动，从高浓度区域向低浓度区域扩散，直到达到浓度均匀的状态。
气体扩散的速率与气体分子的速率、浓度差和相对分子质量等因素有关。
2.吸附：吸附是指气体分子与固体表面之间的相互作用。
当气体分子接触到固体表面时，由于分子间的不平衡力，气体分子会进入固体表面的微孔和间隙中，并与表面形成相互作用。
吸附分为物理吸附和化学吸附两种类型。
物理吸附是通过范德华力使气体分子附着在固体表面，而化学吸附是通过化学键结合使气体分子与固体表面发生化学反应。
3.吸附-解吸：吸附-解吸过程是吸附气体分子在固体表面附着后，重新进入气相的过程。
当固体与气体接触时，气体分子会被固体表面吸附，形成吸附层。
随着温度的升高或压力的降低，吸附层中的气体分子会重新进入气相，这个过程被称为解吸。
吸附-解吸过程是一个动态平衡过程，当吸附速率和解吸速率相等时，吸附-解吸达到平衡。
4.化学反应：气体交换中的化学反应是指气体分子与其他物质之间发生化学变化的过程。
化学反应可以改变气体分子的组成和特性。
在化学反应中，气体分子与其他物质的分子发生相互作用，并且形成新的化学物质。
例如，氧气与可燃物质发生反应生成二氧化碳和水。
化学反应的速率取决于反应物浓度、温度和催化剂等因素。
总的来说，气体交换是气体分子之间或气体与其他物质之间发生的传质过程。
通过气体扩散、吸附、吸附-解吸和化学反应等过程，气体分子可以在不同区域之间传递、吸附和转化，从而实现气体交换。
了解气体交换的四个过程及其原理对于理解大气化学、环境污染和工业生产等问题具有重要意义。
第二节呼吸气体的交换
第二节呼吸气体的交换要求：肺换气的基本原理、过程和影响因素。
气体扩散速率，通气/血流比值及其意义。
肺通气使肺泡不断更新，保持了肺泡气PO2、PCO2的相对稳定，这是气体交换得以顺利进行的前提。
气体交换包括肺换气和组织换气，在这两处换气的原理一样。
一、气体交换原理（一）气体的扩散气体分子不停地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，于是各处气体分压趋于相等。
机体内的气体交换就是以扩散方式进行的。
单位时间内氧化扩散的容积为气体扩散速率（diffusion rate,D），它受下列因素的影响。
1．气体的分压差在混合气体中，每种气体分子运动所产生的压力为各该气体的分压，它不受其它气体或其分压存在的影响，在温度恒定时，每一气体的分压只决定于它自身的浓度。
混合气的总压力等于各气体分压之和。
气体分压可按下式计算：气体分压=总压力×该气体的容积百分比两个区域之间的分压差（△P）是气体扩散的动力，分压差大，扩散快。
2．气体的分子量和溶解度质量轻的气体扩散较快。
在相同条件下，各气体扩散速率和各气体分子量（MW）的平方根成反比。
溶解度（S）是单位分压下溶解于单位容积的溶液中的气体的量。
一般以1个大气压，38℃时，100ml液体中溶解的气体的ml数来表示。
溶解度与分子量平方根之比（S/***）为扩散系数（diffusion coefficient），取决于气体分子本身的特性。
CO2的扩散系数是O2的20倍，主要是因为CO2在血浆中的溶解度（51.5）约为O2的（2.14）24倍的缘故，虽然CO2的分子量（44）略大于O2的（32）。
3．扩散面积和距离扩散面积越大，所扩散的分子总数也越大，所以气体扩散速率与扩散面积（A）成正比。
分子扩散的距离越大，扩散经全程所需的时间越长，因此，扩散速率与扩散距离(d)成反比。
4．温度扩散速率与温度（T）成正比。
在人体，体温相对恒定，温度因素可忽略不计。
名词解释气体交换
名词解释气体交换
气体交换是指气体在物质之间的相互变化，它是一种能量传递形式，也是大气中多种物质相互作用的过程。
在大气环境中，大量的有机及无机物质都相互发生气体交换，其中又以水烟雾为主，水烟交换具有特殊的重要性。
气体交换主要由大气压力作用，物质浓度梯度以及温度差步骤而进行。
在大气环境中，它们的交换过程是典型的物质动态的放射和比热效应，这些物质都是在不断变化的大气压力以及大气环境各种物理化学反应的结果。
气体交换对于大气环境的温度、湿度的变化起着重要的作用。
它可以向大气释放或收集暖量，能够提供潜热熵，从而影响空气中水分及温度。
强大的气体交换能力也使得大气中有机气体和无机气体得以按照一定模式变化，这种模式尤其是水烟交换，形成了混合层，从而促进了大气循环，从而影响了气候的变化尤其是季节的变化。
更重要的是，气体交换对于物种的繁衍和多样化有重要影响。
人类活动中的大量排放，包括有毒气体，使大气环境中物质平衡改变，大气环境中通常污染物质易于发生气体交换。
当污染物质在大气中变化时，它们可能被吸收到了植物、动物以及人类体内，影响到生理和非生理过程，引发一系列有害健康和环境的灾害。
因此，大家应该采取有效的措施，减少污染物在大气中的变化，起到净化大气的作用。
气体交换的四个过程及原理
气体交换的四个过程及原理
气体交换的四个过程分别是：外呼吸、肺泡通气、肺毛细血管气体扩散和组织气体扩散。
1. 外呼吸
外呼吸是人体与环境之间进行气体交换的第一个过程。
它是指空气通过鼻腔或口腔进入气管，再通过支气管和肺泡，充分接触肺泡内的气体，从而进行气体交换。
当空气进入肺泡时，氧气会从肺泡进入血液中，而二氧化碳会从血液中进入肺泡，最终被呼出体外。
2. 肺泡通气
肺泡通气是肺部的主要功能之一。
它是指肺泡内的气体不断地进行吸入和呼出，以供身体各个部位所需。
在肺泡通气过程中，呼出的气体中含有大量的二氧化碳，并从肺泡中排出。
而从空气中吸入的新氧气则填满肺泡，以供外呼吸和组织氧合作用使用。
3. 肺毛细血管气体扩散
在肺泡内进行外呼吸的同时，肺毛细血管中的血液也在体内运输气体。
当血液流过肺泡壁时，氧气和二氧化碳会通过弥散作用进行交换，使气体从肺泡中进入血液中，同时将身体内生成的二氧化碳排出体外。
这个过程称为肺毛细血管气体扩散。
4. 组织气体扩散
组织气体扩散是指肺泡中氧气从血液中传递到身体各个组织和器官中。
一旦氧气进入血液，它会与血红蛋白分子结合，前往各个组织和器官。
在组织内，氧气会从血液中弥散到身体细胞中，以支持细胞所需的能量代谢。
同时，代谢后生成的二氧化碳也会进入血液中，并通过肺泡扩散排出体外。
气体交换和运输
第三节气体交换和运输空气进入肺泡后，和循环毛细血管的血液进行气体交换。
空气中的O2由肺泡进入血液，而静脉血中的CO2从血液进入肺泡。
这样交换后，动脉血中的O2运到身体各部组织，在组织与血液之间再进行一次交换，O2最后进入组织细胞，组织细胞代谢所产生的CO2则经细胞间隙液进入血液，随血液循环到肺，再进行气体交换。
一、气体交换气体交换是以扩散的方式进行的。
（一）气体交换的分压差与气体交换1．气体扩散动力气体交换的动力是气体分压差。
气体也总是从分压高处向分压低处扩散。
所谓分压是指混合气体中各组成气体具有的压力。
例如在海平面的大气压平均约为101kPa，O2含量为20.84%，则O2分压（PO2）约为20.7kPa；N2的含量为78.62%，其分压（PN2）约为79.4kPa；CO2含量仅0.04%，则CO2分压（PCO2）仅0.04kPa。
（二）气体交换的过程肺泡气直接与肺毛细管血液直接进行气体交换。
其成分既不同于吸入气也不同于呼出气。
通过呼吸运动，肺泡气不断获得更新，因而保持了它所含O2和CO2浓度的相对稳定性。
肺泡气PO2高于静脉血的PO2；其CO2分压则低于静脉血的PCO2。
因此，O2由肺泡向静脉血扩散；而CO2由肺动脉毛细管中静脉血向肺泡扩散。
这样，静脉血变成了动脉血。
当动脉血经毛细血管流向组织时，组织内PO2低于动脉血的PO2；而其PCO2则高于动脉血的PCO2，这里又进行了一次气体交换。
动脉血经过这次气体交换后变成静脉血。
组织由此而获得O2，排出CO2。
（三）影晌气体交换的因素气体扩散的速度如果某一气体扩散速度快，则其交换也快；另一气体扩散速度慢，则其交换也慢。
气体分子的扩散速度（d）与其溶解度（s）成正比，与其分子量（MW）的平方根成反比。
如果CO2与O2的分压差梯度相同，CO2扩散速度为O2的20倍。
从表7－1可知静脉血和肺泡气中CO2的分压差约为0.8kPa，O2的分压差约为8.51kPa约为CO2的10倍，但总合起来，CO2的扩散速度仍比O2快。
气体交换参数
气体交换参数
气体交换参数是指影响气体交换的各种因素及其相应的指标。
气体交换是指在人体内外环境中进行的氧气和二氧化碳的交换过程。
氧气是呼吸过程中进入人体的重要气体，二氧化碳则是人体内代谢废气。
以下是几个常见的气体交换参数：
1. 肺泡通气量（VA）：肺泡通气量是指每分钟进入肺泡的空气量。
它是反映肺泡排出二氧化碳和吸收氧气能力的重要指标。
2. 肺泡-动脉氧分压差（PA-aO2）：肺泡-动脉氧分压差是指肺泡氧分压和动脉血氧分压之间的差值。
它反映了肺泡氧与血液氧的交换情况。
3. 通气/灌注比（V/Q）：通气/灌注比是指进入肺泡的空气量（通气）与到达肺泡的血液量（灌注）的比值。
V/Q不平衡可能会导致肺泡通气/灌注失衡，影响氧气和二氧化碳的交换。
4. 氧输送（DO2）：氧输送是指单位时间内经过心脏输送到组织器官中的氧气量。
它受到心输出量、血红蛋白浓度和动脉血氧饱和度等因素的影响。
5. 氧气输送指数（CI）：氧气输送指数是指单位身体重量每分钟输送到组织器官
的氧气量。
它能够反映身体的全身氧代谢。
以上是气体交换中的一些常见参数，了解这些参数的意义有助于我们更好地掌握人体的气体交换情况。
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第二节 气体交换 Gas exchange
一、气体交换的基本原理 (一) 气体的扩散 Diffusion 1.气体分压=总压力×该气体容积百 分比。分压差是气体扩散的动力 2.扩散速率(diffusion rate,D):单位 时间内气体扩散的容积。压差 2.与分子量(MW)平方根成反比和溶解 度(S)成正比。 S /√ MW 为扩散系数 CO2溶解度是O2的24倍,分子量大于O2, 故CO2扩散系数为O2的20倍。 3.与扩散面积成正比，与扩散距离成 反比。 4.与温度成正比。
二、气体交换的过程 (一)肺换气和组织换气
O2(40),CO2(46) O2(100),CO2(40)
(二) 影响肺换气的因素
1.呼吸膜厚度和面积 2.通气/血流比值
Ventilation/perfusion ratio 每分钟肺泡通气量 (VA)和每分钟肺血流 量(Q)之间的比值。
V/Q=4.2/5=0.84 V(增)/Q(或减)>0.84 生理无效腔增大 V(减)/Q (或增)<0.84 机能性动静脉短路 3、临床影响因素
性
(三)肺扩散容量diffusing capacity of lung
单位分压差作用下，每分钟通过呼吸膜扩散 的气 体毫升数。 DL=V/ PA-PC (ml/min•mmHg) O2的DL =20; CO2的DL =400 ml/min•mmHg 复习思考题 1.概念：肺通气、肺换气、胸内负压、顺应性、 功能残气量、 肺活量、用力肺活量、用力呼 气量、 肺泡通气量、 通气/血流比值 2.呼吸时肺内压与胸内压怎样变化？ 3.肺表面活性物质分泌部位、主要成分及其生 理作用？ 4.结合临床探讨影响气道阻力的因素。