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1、5.2. 肺换气 *1l肺泡和肺泡毛细血管 内的血液之间的气体 交换过程l对肺换气的理解l理解气体交换的基 本原理l影响肺换气的因素l理解通气/血流比 值的重要性气体的分压：概念和计算问题n在海平面水平，大气压为760mmHg，氧分压为多少（空气中 有21%的氧气）。提示nDalton定律：混合气体的总分压为不同气体的分压之和。n在混合气体中，单一气体的分压与该气体所占容积成正比。*2答案PB = PN2 + PO2 + PHO2 + PCO2 (在海平面， PB = 760 mmHg)其中为PB为大气压PN2为氮气的分压PO2为但大气中的氧分压空气中的PO2 = 760 mmHg X 0.2
2、1 = 160 mmHg *3在海平面的气体分压（PB = 760 mmHg）*5气体干燥空气 （mmHg）湿润的气管 内空气 （ mmHg）肺泡中气体 （mmHg）动脉血 （mmHg）混合静脉血 （mmHg）氧气分压1601501029540 二氧化碳 分压00404046水蒸气压047474747氮气分压600563571571571 总压力760760760760704空气湿化后，PO2下降空气在抵达肺泡之前被湿化。水蒸气的存在不改变O2和N2所占的百分比，但降低O2 或N2的分压。湿化后的空气中含nPO2= (760 47) X 0.21 = 150 mmHgnPN2 = (760 4
3、7) X 0.79 = 563 mmHg*6肺泡气中的氧气分压降到102 mmHg *7原因FRC的存在导致新鲜空气和肺泡 内气体混合，降低肺泡内气体中 的氧分压肺泡毛细血管内血液对氧气的 持续摄取导致肺泡内的氧分压进 一步下降*7肺泡通气量和机体氧耗量决定肺泡气氧分 压*8*9肺换气的过程*10*10呼吸膜（alveolar-capillary membrane 或respiratory membrane)*10构造1.肺泡表面液体层 2.肺泡上皮细胞层 3.肺泡上皮基底膜 4.基质层 5.毛细血管基底膜 6.毛细血管上皮细胞层氧分子的弥散血液通过肺泡的时间为 0.75秒。肺泡内氧气和肺泡毛
4、细 血管内血液达到平衡的 时间为0.25秒肺静脉端肺泡毛细血管 内血液、肺静脉血和体 动脉血液中的PO2应与 肺泡内氧分压接近。*11体动脉血液中的氧分压为何低于肺泡气的 氧分压？*12n传导气道有自己的循环系统即支 气管循环（bronchial circulation）n支气管循环中的的部分静脉血不 经氧合，直接进入肺静脉。低氧的 静脉血和氧合后血液的混合导致肺 静脉血氧分压的下降，这一现象称 为分流n另外，部分肺泡处于低通气状态 低通气/血流比值使通过此类肺泡 的肺动脉血未能得到充分氧和n分流和低通气/血流比值导致体 动脉血液中的氧分压低于肺泡气中 的氧分压影响肺换气因素的定量描述Fick
5、定律：D = P.T.A.S/d.(MW)1/2 式中 D为弥散速率 P为气体的分压差，是弥散的动力 T为温度 A为呼吸膜面积 S为气体在血液中的溶解度 S/(MW)1/2为扩散系数，它与气体的溶解度成正比，与气体分 子量的平方根成反比。 MW为气体的分子量 D为弥散的距离(呼吸膜厚度)*13二氧化碳分子的弥散速度较氧气为快结论 在同一压力梯度下，二氧化碳的弥散速度较氧气快24.3倍。 在生理状态下，二氧化碳较氧气的弥散快2.35倍。 部分呼吸衰竭患者存在缺氧但无二氧化碳蓄积。*14气体在37C 下的溶解系数 (ml/dl/mmHg)分压梯度 (mmHg) CO20.592X63.552 O2
6、0.0244X621.5128 CO2/O224.3X0.0972.35影响肺换气的因素 气体的分压差与换气的速度成正比呼吸膜的厚度肺纤维化、肺水肿导致呼吸膜厚度增加呼吸膜的面积改变肺切除、肺气肿导致呼吸膜面积减少通气/血流比值改变通气/血流比值异常导致缺氧，伴有或不伴有CO2储留受重力、通气和心输出量的影响*15影响气体分压差梯度的因素 肺泡通气量n增大肺泡通气量可减弱FRC的缓冲作用，导致分 压差减小肺血流量n肺血流量增加导致O2和CO2分压差上升血红蛋白与氧气和CO2结合的动力学*16呼吸膜的弥散容量（ Diffusion capacity of the lung ）用于定量评建呼吸膜的
7、气体交换能力定义：在分压差保持在1mmHg时，每分钟跨过 呼吸膜的气体容积在健康年轻受试者，O2的弥散容量为21 ml/min/mmHg体育锻炼增加呼吸膜的弥散容量*17通气/血流比值（Ventilation/perfusion ratio）肺泡通气量与每分钟肺血流之间的比值， 它反映气体交换过程中肺通气和肺血流之 间的匹配程度VA是指肺泡通气量，而肺血流量等于心输出量在正常成人，VA约为4 L/min，Q为5 L/min， VA/Q约为0.8*18*19VA/Q原因结果 肺通气不足或肺血流量增加动静脉分流导致缺氧 （有或无CO2储留） 肺通气过度或肺血流减少肺泡无效腔增加导致 缺氧（有或无CO2储 留）VA/Q比值异常对气体交换的影响直立体位时，重力对肺通气/血流比值 的影响*20肺通气/血流比值对肺毛细血管血液氧气和 二氧化碳分压的影响*21小结自空气到静脉血，氧分压不断下降，每一个下降的机制都 不相同气体的分压差、呼吸膜的厚度、呼吸膜的面积和通气/血 流比值是影响肺换气的重要因素通气/血流比值是指肺泡通气量与每分钟肺血流之间的比 值，它反映气体交换过程中肺通气和肺血流之间的匹配程 度，正常值约为0.8重力对肺通气/血流比值有明显影响通气/血流比值异常可导致缺氧，伴有或不伴有二氧化碳 的蓄积*22
