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1、第五章 呼 吸,第一节 肺 通 气,第三节 气体在血液中的运输,第四节 呼吸运动的调节,第二节 肺换气和组织换气,肺 泡:由单层上皮细胞构成的半球状囊泡。肺中的支气管经多次反复分枝成无数细支气管，它们的末端膨大成囊，囊的四周有很多突出的小囊泡，即为肺泡 .肺泡的大小形状不一，平均直径0.2毫米。成人约有34亿个肺泡，总面积近100平方米。肺泡是肺部气体交换的主要部位,概 述 呼吸： 呼吸全过程：,机体与外界环境之间的气体交换过程。,第一节 肺 通 气,一、肺通气的原理 （一）肺通气的动力,呼吸肌收缩舒张(原动力) 胸廓扩大缩小 肺扩大缩小 肺内压变化 肺泡与外界环境之间的压力差(直接动力),1
2、.呼吸运动 型式: 按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸； 按动作部位分: 混合呼吸:正常成人。 腹式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。 胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、 频率: 成人:1218次/分 婴儿:6070次/分,呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓有节律地扩大与缩小。包括吸气运动和呼气运动。,平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。 用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。,2.肺内压,人工呼吸 基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差，方法有多种。,3.胸膜腔内压,肺能随胸廓运动：肺和胸廓间存在胸膜腔 肺本身具有弹性。 胸膜腔的密闭性和两层胸膜间浆液分子的内聚力对于维持肺的扩张状态和肺通气具有重要意
3、义。 气胸,测定方法: 间接法:气囊测定食管内压以间接反映胸内压 直接法:,成因:,胸内压=肺内压 - 肺回缩力 =大气压 - 肺回缩力 = - 肺回缩力 呼气末：-3 -5 mmHg 吸气末：-5 -10 mmHg,作用： 使肺总是处于扩张状态而不至于萎缩，肺可以随胸廓的扩大而扩张。 作用于胸腔内其他器官，如腔静脉和胸导管等，有利于静脉血和淋巴液的回流。,（二）肺通气的阻力,非弹性阻力,1.弹性阻力和顺应性:,弹性阻力(R):物体对抗外力作用所引起的变形的力。 顺应性(C):弹性物体在外力作用下发生变形的难易程度。同等大小外力作用下，弹性阻力的大时，顺应性小，变形程度就小；弹性阻力小时，顺应
4、性大，变形程度就大。 顺应性=(1/弹性阻力),肺被扩张产生的回缩力-吸气阻力 呼气动力,（CL）= V/P 正常人肺顺应性约为0.2 L/cmH2O。,跨肺压的改变,肺容量的改变,(1) 肺的弹性阻力和顺应性,1)肺的静态顺应性曲线,曲线中段斜率最大，顺应性最大平静呼吸最省力,指单位肺容量的顺应性。 (比较不同个体肺顺应性),2)比顺应性(specific compliance),肺顺应与肺总量有关： 肺总量大顺应性大 肺总量小顺应性小,3)肺弹性阻力的来源： 肺的弹性阻力,.肺泡表面张力,肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向中心的使肺泡缩小。,
5、根据Laplace定律，P（压力）=2T（表面张力）/r,.表面活性物质 ( DPPC和SP ) 肺泡型细胞分泌 作用： a.维持肺泡内压的稳定性防肺泡破裂或萎缩； b.减少肺泡内液的生成防肺水肿的发生 c.降低肺泡表面张力降低吸气阻力,临床： 成人肺炎、肺血栓等表面活性物质肺不张。 67个月胎儿才开始分泌表面活性物质，故早产儿可因缺乏表面活性物质而发生肺不张和新生儿肺透明膜病呼吸窘迫综合征。,吸 气,肺泡表面积,DPL分散,降表面张力的作用,肺泡表面张力,肺泡回缩,防肺泡破裂,（2）胸廓的弹性阻力和顺应性,胸廓的弹性阻力：胸廓是一个双向弹性体，其弹性回位力的方向视胸廓所处的位置而改变。,胸廓
6、的顺应性,（Cchw）= V/P 正常人胸廓的顺应性约为0.2 L/cmH2O。,跨胸壁压的改变,胸腔容量的改变,(3)肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性,RRS=RL+Rchw,CRS=,CL+Cchw,非弹性阻力,惯性阻力：气流因发动、变速、换向时，因气流惯性所遇到的阻力。,粘滞阻力：呼吸时胸廓、肺等组织移位发生摩擦形成的阻力。10%20%,气道阻力：气体通过呼吸道时，气体分子间及气体分子与气道管壁之间的摩擦力。80%90%,2.非弹性阻力气道阻力 气道阻力特点: 只在呼吸运动时产生，与气流速度有关； 流速快阻力大 与气体流动形式有关： 层流阻力小 湍流阻力大 与气道半径的4次方成反比： （R1
7、r4）,影响气道管径改变的因素： 跨壁压 肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用 自主神经对气道管壁平滑肌舒缩活动的调节 化学因素的影响：,化学因素的影响： 儿茶酚胺气道平滑肌舒张。 PGF2气道平滑肌收缩；PGE2气道平滑肌舒张。 肥大细胞释放的组胺气道平滑肌收缩。 吸入气CO2反射性支气管收缩。 哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮素气道平滑肌收缩。,二、肺通气功能的指标 (一)肺容积和肺容量,1.肺容积,潮气量（TV）：每次呼吸时吸入或呼出的气体量。 补吸气量/吸气储备量（IRV）：平静吸气末再尽力吸气，所能吸入的气体量。 反映吸气的储备量 补呼气量/呼气储备量（ERV）：平静呼气末再尽力呼气
8、， 所能呼出的气体量。 反映呼气的储备量 余气量（RV）：最大呼气末，尚存留于肺内不能呼出的气体量。 避免肺泡在低肺容积条件下塌陷,2.肺容量:肺容积两项或两项以上联合气体量。,（1）深吸气量（IC）：从平静呼气末做最大吸气时所能吸入的气体量。 衡量最大通气潜力 （2）功能余气量（FRC）：平静呼气末尚存留于肺内的气体量。2500ml 缓冲肺泡内PO2和PCO2的变化幅度,(3) 肺活量、用力肺活量和用力呼气量,肺活量(VC)：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。男性：3500ml 女性：2500ml 用力肺活量(FVC) ：一次最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大气体量。 1秒用力呼气
9、量(FEV1) ：第一秒钟内的用力肺活量。,4) 肺总量：肺活量+余气量 男性：5000ml 女性：3500ml,(二) 肺通气量和肺泡通气量： 肺通气量潮气量呼吸频率(次/分) 6-9L 最大随意通气量=最大限度潮气量最快呼吸频率(次/分) 150L 通气储量百分比= 93%,2.肺泡通气量：,解剖无效腔：从鼻到终末细支气管是气体进出肺的通道，气体在此处不能与血液进行气体交换。 0.15L 肺泡无效腔：未发生气体交换的肺泡容积。 生理无效腔：有通气但不进行气体交换的区域。,每分钟吸入肺泡的新鲜空气量， (潮气量-无效腔量)呼吸频率。,第二节 肺换气和组织换气 (一）气体的扩散 扩散 扩散速率
10、 动力：膜两侧的气体分压差。,一、基本原理,扩散系数,24,1.17,O2 CO2,(二）呼吸气体和人体不同部位气体的分压,1.呼吸气和肺泡气的成分和分压,2.血液气体和组织气体的分压 kPa(mmHg),二、肺换气,换气动力：分压差 换气方向： 分压高分压低 换气结果： 肺血 组织血 血 血,(一）肺换气过程,（二）影响肺换气的主要因素,1.呼吸膜的厚度 2.呼吸膜的面积,6层1m厚：呼吸膜厚度气体交换,呼吸膜面积气体交换。,3.通气/血流比值,V/Q=4.2/5.0=0.84,VQ比值，通气过剩，肺血流相对不足，部分肺泡气体未能与血液气体充分交换，肺泡无效腔，肺换气效率。,VQ比值，通气不
11、足，血流相对过多，部分血液流经通气不良的肺泡，混合静脉血中的气体不能得到充分更新，类似功能性动-静脉短路，肺换气效率,整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标；但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性，故临床上更应测肺脏各局部的VA/Q：,人体直立时肺局部的VA/Q 肺上区 肺下区 VA（L/min）0.24 0.82 Q（L/min）0.07 1.29 VA/Q 3.3 0.63,三、组织换气,动脉血PO2(100)高于组织(40)，O2向组织扩散，组织PCO2(46)高于动脉血(40)，CO2向血液扩散，动脉血变成静脉血。,第三节 气体在血液中的运输 一、运输形式: （一）物
12、理溶解:气体直接溶解于血浆中。 特征:量小； 溶解量与分压呈正比： （二）化学结合:气体与某些物质进行化学结合。 特征:量大,主要运输形式。,二、氧的运输 物理溶解：(1.5%) 化学结合:(98.5%),(一)Hb的分子结构,(二)Hb与O2结合的特征,1.反应快、可逆、受PO2的影响、不需酶的催化； 2.是氧合，非氧化：Fe2+,3.1分子Hb可与4分子O2可逆结合 Hb+O2结合的最大量氧容量 100ml血 Hb+O2结合的实际量氧含量 氧含量/氧容量的%氧饱和度,Hb的氧容量约为20.1ml/100ml 动脉血中氧含量约为19.4ml/100ml 静脉血中氧含量约为14.4ml/100
13、ml,当血液中去氧Hb含量达5g/100ml以上，皮肤、粘膜呈蓝紫色称紫绀（一般是缺O2的标志）。,4. Hb+O2的结合或解离曲线呈S形,机制：与Hb 的变构有关： 氧合Hb 为疏松型（R型） 去氧Hb 为紧密型（T型） R型的亲O2力为T型的数百倍,即当Hb某亚基与O2结合或解离后Hb变构其他亚基的亲O2力orHb4个亚基的协同效应便呈现S形的氧离曲线特征。,（三）氧离曲线,表示氧分压与血氧饱和度关系的曲线。,1.上段:坡度较平坦。 反映Hb与O2结合的部分 此时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。,2.中段: 坡度较陡。 反映Hb与O2解离的部分 PO
14、2降低能促进大量氧离 意义:维持正常时组织 氧供。,3.下段: 坡度更陡。 反映Hb与O2解离的部分，血液中O2的储备。 PO2稍有下降,血氧饱和度就急剧下降。 意义:维持活动时组织氧供。,P50：Hb氧饱和度达到50%的PO2。,（四）影响氧离曲线的因素,P50，Hb与O2亲和力，曲线右移 P50，Hb与O2亲和力，曲线左移,1. Pco2 pH Pco2pH氧离曲线右移氧离易 Pco2pH氧离曲线左移氧离难,酸度对Hb与o2亲和力的影响，称为波尔效应。 意义：在肺脏促进氧合在组织促进氧离。,2.温度,(1) TH+的活度 Hb与o2亲和力Hb释放o2 氧离曲线右移氧离易 如：组织代谢局部
15、T+CO2H+曲线右移氧离易 (2)TH+的活度Hb与o2亲和力Hb结合o2 氧离曲线左移氧离难 如：低温麻醉时，应防组织缺o2 冬天，末梢循环+氧离难局部红、易冻伤,3. 2,3-DpG (1)高原缺氧 RBC无氧代谢 2,3-DpG曲线右移氧离易 注：这一效应是机体对低o2适应的重要机制； 但此时肺泡Po2，RBC无氧代谢产生过多的2,3-DpG， 也防碍了在肺部的氧合，故是否对机体有利尚无定论。,(2)大量输入冷冻血2,3-DpG曲线左移氧离难 （冷冻血3周后，RBC无氧代谢停止，2,3-DpG） 故：应注意缺氧。,4. Pco Pco曲线左移氧离难 co与Hb亲和力 o2与Hb亲和力 250 倍； co与Hb的结合位点与o2相同； 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。 5. Hb本身的性质 Hb的Fe2+Fe3+:Hb失去结合o2的能力（如亚硝酸盐） 异常Hb：Hb的运o2能力（如地中海贫血） 胎儿Hb：与o2亲和力成人，这与胎儿所处的低氧环境是相适应的。,三、CO2的运输 物理溶解： 5 化学结合：95 碳酸氢盐 88,碳酸氢盐的形式,氨基甲酰血红蛋白 7,HbO2与CO2结合形成氨基甲酰血红蛋
