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1、呼 吸 生 理 ,主 讲：孙红宇 E-mail: 主页：http:/ 电话:13632101089 南方医科大学生理学教研室,呼吸气体的交换,气体交换原理,原理：扩散 动力：膜两侧的气体分压差 扩散速率 气体分压差温度扩散面积溶解度 D 距离 分子量,扩散系数：溶解度与分子量平方根之比; 扩散系数：CO2 20 O2 分 压 差： O2 10 CO2 肺功能衰竭患者往往缺O2显著，CO2潴留不明显,气体交换总图,单位: mmHg,肺换气过程,0.3s达到平衡，相当于血液流经肺毛细血管全长约1/3时已基本完成交换过程,呼吸膜的厚度（70m2，安静状态下约40 m2 减少因素：肺不张、肺实变、肺
2、气肿或肺毛细管关闭或阻塞,影响肺部气体交换的因素,通气/血流比值（VA/Q） 每分肺泡通气量和每分肺血流量之间的比值 正常值：4.2/5=0.84 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、肺气肿) VA/Q肺通气增大功能性A-V短路换气效率（如支哮、支气管栓塞、肺气肿）,VA/Q改变主要引起缺O2, CO2潴留少见 动静脉血液之间O2分压差远大于CO2分压差，所以动静脉短路时，动脉血PO2下降程度大于PCO2升高程度 CO2扩散速度较O2快 由于O2解离曲线和CO2解离曲线的不同，通气量增加，无助于改善缺O2,姿势对通气/血流比值的影响,肺扩散容量,概念：气体在单位分
3、压差作用下，每分钟通过呼吸膜扩散的气体的ml数 计算： DL=V/（PA-PC） V是每分钟通过呼吸膜的气体容积（ml/min） PA是肺泡气中的平均分压（mmHg） PC是肺毛细血管血液内的平均分压（mmHg） 正常值:O2 20ml/(minmmHg） CO2400ml/(minmmHg） 意义：测定呼吸气通过呼吸膜的能力；运动时增加，疾病时降低,组织换气,交换机制、影响因素与肺泡处相似 发生于液相之间 扩散两侧的O2和CO2的分压差随细胞内氧化代谢的强度和组织血流量而异,小 结,复习思考题 1.影响肺气体扩散的因素有哪些？ 2.通气/血流比值偏离正常范围对肺气体交换有何不良影响？ 3.为
4、什么CO2扩散速度高于O2？ 4.比较空气、吸入气、肺泡气、呼出气的CO2、O2分压有何不同，解释其原因。,气体在血液中运输,O2和CO2在血液中存在的形式,物理溶解：次要 化学结合：主要 二者处于动态平衡之中,O2的运输,血红蛋白（hemoglobin, Hb）,反应快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影响 Fe2+与O2结合后，仍是Fe2+，因此是氧合（oxygenation），而不是氧化（oxidation）,1分子Hb可以结合4分子O2 1gHb可结合1.34-1.39ml O2 Hb的氧容量：最大结合量，与Hb浓度有关 Hb的氧含量：实际结合量，与PO2有关 Hb的氧饱和度：Hb的氧含
5、量与氧容量的百分比 常被视为血氧容量，血氧含量，血氧饱和度,氧合血红蛋白呈鲜红色，脱氧血红蛋白呈紫蓝色 紫绀：当动脉血中还原血红蛋白含量超过5%时，粘膜或甲床呈现兰色（一般是缺O2的标志）,氧离曲线（又称氧合血红蛋白解离曲线）,既表示不同PO2下，O2与Hb的分离情况 也反映不同PO2时，O2与Hb的结合情况,O2解离曲线呈S形,与Hb的变构效应有关 去氧Hb为紧密型（T型） 氧合Hb为疏松型（R型） R型易于与O2结合 一个亚单位与O2结合后，其它亚单位更易与O2结合,上段：60-100mmHg 特点：曲线较平坦，氧饱合度从90%-100% 意义： （1）PO2压力不低于60mmHg，血液仍
6、可携带足够氧 （2）通气/血流比值不匹配时，肺泡通气量增加几乎无助于氧的摄取,氧离曲线各段的特点及生理意义,中段：40-60mmHg 特点：曲线较陡，血氧饱和度从75%-90% 意义： （1）是HbO2释放O2的部分 （2）O2利用系数：血液流经组织时释放出的O2容积所占动脉血O2含量的百分数。安静时约25%,下段： 15-40mmHg 特点：曲线最陡，血氧饱和度从22%-75% 意义： （1）是HbO2与O2解离的部分 （2）代表O2的贮备,影响氧离曲线的因素,曲线位置的偏移，表示Hb对氧的亲和力发生变化 亲和力常用P50表示，即: 使Hb氧饱和度达50%时的PO2 P50，表示Hb对O2的
7、亲和力降低，曲线右移 P50，表示Hb对O2的亲和力升高，曲线左移,pH和PCO2的影响： pH降低或PCO2升高，Hb对O2的亲和力降低，P50增大，曲线右移（波尔效应（Bohr effect） 机制：酸度增加，促使Hb分子构型变为T型 意义：肺部促进O2的结合，组织中促进O2的释放,温度影响 温度曲线右移O2释放 机制：温度H+活度 意义： 低温手术时，要考虑影响 局部组织温度升高，有利于氧的利用,2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG） 来源：红细胞无氧糖酵解 影响：升高亲和力曲线右移 机制：促使Hb变成T型；提高H+ 意义：在缺氧中的意义待定；储存血液2,3-DPG下降，运氧能力较差,H
8、b自身性质的影响 Fe2+Fe3+后，失去结合氧的能力 胎儿Hb对氧亲和力大 异常Hb：Hb的运O2能力（如地中海贫血） PCO曲线左移氧离难 与Hb亲和力 ：CO 250O2 CO与O2竞争与Hb的结合位点 CO与Hb的某亚基结合后，将增加其余三个亚基对O2的亲和力,CO2的运输,CO2的运输形式,溶解：5% 化学结合：95%（HCO3- 88%，氨基甲酰血红蛋白7%） 化学反应主要在红细胞内完成 影响血浆的pH值,碳酸氢盐 1、过程 碳酸酐酶 CO2+H2OH2CO3HCO3-+H+ 2、氯离子转移和Cl- HCO3-交换 3、Hb缓冲H+,氨基甲酰血红蛋白 过程 在组织 HbNH2O2+
9、 H+ CO2 HHbNHCOOH+ O2 在肺 去氧Hb与CO2结合力强,且酸度弱,易结合H+ 占运输量的7%，却占释放量的17.5%,CO2解离曲线,表示血液中CO2含量与PCO2关系的曲线,两者呈线性关系 没有饱和点 纵坐标以浓度表示,何尔登效应(Haldane effect)：氧与Hb的结合促使CO2释放 原因：HbO2酸性强,复习思考题 1.Hb氧解离曲线特征如何？其生理意义如何？ 2.影响氧解离曲线的因素有哪些？为什么？ 3.波尔效应有何生理意义？ 4.CO2运输的形式有哪些？各有何特征？ 5.影响CO2运输的因素有哪些？ 6.何尔登效应有何生理意义？ 7.为什么血PO2，CO2解离曲线会下移？,
