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1、第六章 呼吸系统 Chapter 6 Respiratory System,呼吸系统小问题,你会做人工呼吸吗？ 你测过肺活量吗？,生理学 Phisiology,生理学 Phisiology,第一节 概述,人的呼吸系统包括呼吸道和肺 呼吸道包括：鼻、咽、喉、气管和支气管等，临床上将鼻、咽和喉称为上呼吸道，气管和支气管称为下呼吸道 肺：容纳气体和进行气体交换的器官 呼吸系统的功能：进行气体交换，即吸入O2呼出CO2 机体在代谢中不断从外界吸入O2 ，由循环系统将O2运送到全身各器官、组织和细胞，供给其O2 将组织细胞产生的CO2再经循环系统运送到呼吸系统排出体外,生理学 Phisiology,生理
2、学 Phisiology,第二节 呼吸运动和肺通气(p272),一、呼吸运动 （一）呼吸肌及其活动 呼吸机舒缩导致胸廓扩大和缩小的运动为呼吸运动，包括吸气和呼气 呼吸肌包括呼气肌和吸气肌，主要的吸气肌有膈肌和肋间外肌，主要的呼气肌包括肋间内肌和腹肌，另外还有一些辅助吸气肌，如胸锁乳突肌、斜角肌等,生理学 Phisiology,第二节 呼吸运动和肺通气,机体在安静时的呼吸运动称为平静呼吸，其特点是主动吸气，被动呼气。膈肌和肋间外肌收缩和舒张分别引起吸气和呼吸，频率是1218次/min 当机体活动或CO2含量增加， O2含量减少时，呼吸加深加快，为深呼吸或用力呼吸，其特点是吸气时吸气肌和辅助吸气肌
3、都参加活动，呼气时，除了吸气肌和辅助吸气肌舒张外，腹壁肌和肋间内肌也参与活动 （二）呼吸运动的形式 1、胸式呼吸： 以肋骨和胸骨为主参与 扩大胸腔的前、后径和左右径 2、腹式呼吸： 以膈肌的舒缩为主参与 扩大胸廓的上、下径,生理学 Phisiology,第二节 呼吸运动和肺通气,二、肺内压与胸内压 （一）肺内压及其意义 肺内压：肺泡内的压力 吸气时：肺的容积增大，肺内压下降，低于大气压，外界的空气在肺内压与大气压之差的推动下进入肺泡，随着肺内气体逐渐增加，肺内压也逐渐升高，至吸气末，肺内压升高到与大气压相等，气流也就停止 呼气时：肺的容积减小，肺内压升高并超过大气压，气体由肺内流出，肺内气体逐
4、渐减少，肺内压逐渐下降，至呼气末，肺内压又降到与大气压相等 人工呼吸：人为改变肺内压，维持通气,生理学 Phisiology,第二节 呼吸运动和肺通气,（二）胸内压及其影响因素 1、胸内压：胸膜腔内的压力，在平静呼吸时（不论呼气吸气），胸内压始终低于大气压，故称胸内压为胸内负压 2、胸内压形成机制： 在正常情况下，肺总是表现出回缩倾向，胸膜腔内负压实际上是由肺的弹性回缩力所引起的。 胸内压=大气压-肺回缩压 3、胸内负压的生理意义 保持肺稳定的扩张状态防止塌陷，有利于肺通气和肺换气 降低心脏和大血管的中心静脉压，促进血液和淋巴液回流 气胸：胸膜腔与大气相通，空气进入胸膜腔内，肺回缩塌陷，血液和
5、淋巴液回流受阻，呼吸循环障碍，危及生命,生理学 Phisiology,生理学 Phisiology,第二节 呼吸运动和肺通气,三、肺容量与肺通气量 （一）肺容量 肺容量：肺容纳的气体量 用肺量计可以测量和描计呼吸运动时吸入和呼出的气体量，所描计的曲线为肺量图 1、潮气量（tidal volume，TV）：平静呼吸时，每次吸入或呼出的气体量 平静呼吸时正常成人为400600ml，平均为500ml，运动和情绪变化时呼吸加深加快，潮气量加大，亦因年龄、性别、体表面积和呼吸习惯等不同而有所差异,生理学 Phisiology,第二节 呼吸运动和肺通气,2、补吸气量和深吸气量： 在平静吸气之后再用力吸气所
6、能吸入的气量称为补吸气量或吸气储备量，约为15002000ml 补吸气量和潮气量之和为深吸气量，它反映从平静吸气末开始作最大吸气时所能达到的肺内气体容量 3、补呼气量： 再平静呼气之后，再尽力作一次呼气所能呼出的气体量，也叫呼气储备量，正常成人约9001200ml,生理学 Phisiology,第二节 呼吸运动和肺通气,4、肺活量和时间肺活量： （1）肺活量：在最大吸气后，尽力呼气所能呼出的气体量 肺活量=补吸气量+潮气量+补呼气量，是肺一次活动中的最大通气量 正常成年男性约为3500ml，女性约为2500ml 肺活量的大小可作为肺通气功能的指标之一，但仅代表最大呼吸幅度，与呼吸速度无关，是一
7、种静态指标 （2）时间肺活量：肺在最大吸气后再用力作最大速度和幅度的呼气，在一定时间内所能呼出的气量占肺活量的百分数 正常人在第1、2、3s末的时间肺活量值分别是肺活量的83、96和99 时间肺活量既反映呼吸幅度，又反映呼吸速度，是反映肺呼吸功能的一种动态指标,生理学 Phisiology,生理学 Phisiology,第二节 呼吸运动和肺通气,5、残气量和功能残气量 残气量（或余气量）：最大呼气末肺内不能再呼出的气量 正常成人约10001500ml，支气管哮喘和肺气肿患者增多 平静呼气末肺内所残留的气量，称为功能残气量。 功能残气量=残气量+补呼气量，其生理意义是缓冲呼吸过程中肺泡气中氧分压
8、和二氧化碳分压波动幅度的变化，以利于气体交换 正常成人约2500ml 6、肺总容量 肺所能容纳的最大气量，即深吸气后肺内所含有的总气量为肺总容量 肺总量=肺活量+残气量 正常成年男性和女性平均分别为5000ml和3500ml,生理学 Phisiology,第二节 呼吸运动和肺通气,（二）肺通气量 肺通气量：单位时间内吸入或呼出的气体量 1、每分通气量：肺每分钟吸入或呼出的气量 每分通气量潮气量呼吸频率（次/min） 正常成人安静时呼吸频率为1218次/min，若潮气量为500ml，则通气量约为69L/min 最大随意通气量：人体以极大的幅度和尽快的速度呼吸时每分钟所能吸入或呼出的最大通气量，这
9、是评估一个人运动量最大限度生理指标之一 最大可达70120L/min,生理学 Phisiology,第二节 呼吸运动和肺通气,2、无效腔和肺泡通气量 解剖无效腔：每次吸入的气体，一部分将留在鼻或口与终末细支气管之间的呼吸道内，这部分气体不参与肺泡与血液之间的气体交换，故将这部分呼吸道的容积称为解剖无效腔 正常约150ml 肺泡无效腔：进入肺泡的气体，也可因血流在肺内分布不均而未能都与血液进行气体交换，未能发生交换的这部分肺泡容量称为肺泡无效腔 生理无效腔：肺泡无效腔与解剖无效腔合称 正常情况下，肺泡无效腔接近0，因此解剖无效腔几乎等于生理无效腔 肺泡通气量：每分钟吸入肺泡的新鲜空气量（等于潮气
10、量和无效腔气量之差）乘以呼吸频率,生理学 Phisiology,生理学 Phisiology,第二节 呼吸运动和肺通气,四、肺通气的阻力(了解) 肺通气动力只有克服肺通气的各种阻力，方能实现肺的通气功能，肺通气的阻力包括： （一）弹性阻力 弹性组织对抗外力变形作用及回位的倾向，约占肺通气阻力的70，是平静呼气时的主要阻力 包括胸壁的弹性阻力和肺的弹性阻力，后者又包括弹性纤维的回位和肺泡表面张力 弹性阻力一般用顺应性（compliance，C）来表示，顺应性指在外力作用下弹性组织的可扩张性，易扩张则顺应性大，不易扩张则顺应性小，即与弹性阻力呈反比 顺应性大小通常用单位压力变化所引起的容积变化来表
11、示，即CP/V，单位是L/cmH2O 正常人约为0.2L/cmH2O,生理学 Phisiology,第二节 呼吸运动和肺通气,（二）非弹性阻力 气流通过呼吸道时的摩擦力和在呼吸运动中呼吸器官移位所遇到的惯性阻力，占肺通气阻力的30 包括气道阻力和组织粘滞性阻力，其中气道阻力占非弹性阻力的8090 气道阻力主要发生在直径2mm以上的气管和支气管，通常用单位时间内气流量所需的压力差来表示，即气道阻力等于推动气体的压力（cmH2O）与单位时间内气体的流量（L/s）之比 正常人在气流量为1L/s时需要13 cmH2O的压力差 组织粘滞性阻力来自于非组织、胸廓、膈肌即腹腔内脏等器官的移位运动 气流量大时
12、，气流速度加快，非弹性组织移位也加快，组织粘滞性阻力大,生理学 Phisiology,第三节 呼吸气体的交换,一、呼吸气体交换的原理 （一）气体的扩散 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压力高处向压力低处发生净转移 影响气体扩散的因素主要有： 1、气体的分压差：混合气体中各组成气体所具有的压力 2、气体分子的相对质量和溶解度： 扩散速率与分子量的平方根成反比，与气体在溶液中的溶解度成正比 扩散系数等于溶解度与气体分子量的平方根之比，它取决于气体分子本身的特性 此外：扩散面积和距离、温度也会影响气体的扩散,生理学 Phisiology,第三节 呼吸运动和肺通气,（二）呼吸气体和
13、人体不同部位气体的分压 呼吸气体主要包括O2和CO2，机体不同组织之间的PO2和PCO2分压不同,生理学 Phisiology,生理学 Phisiology,第三节 呼吸运动和肺通气,二、肺换气 （一）肺换气的过程 机体内的气体交换是由气体的分压差所决定的，决定气体扩散方向和速度的首要因素是分压差，呼吸膜两侧的气体扩散速度越快，气体分压差越大 肺泡、动脉血、静脉血和组织内的PO2和PCO2各不相同，彼此间以分压差为动力，从分压高处向分压低处扩散而进行气体交换 在肺内，肺泡中的PO2高于毛细血管起始端中混合静脉血的PO2 ，氧气从肺泡扩散入静脉血；静脉血中的PCO2高于肺泡中的PCO2 ，故从静
14、脉血扩散入肺泡 在组织内，毛细血管起始端的动脉血中的PO2高于组织液PO2 ，故氧从血液扩散入组织，组织液的PCO2高于动脉血中的PCO2 ，从组织液扩散入血液,生理学 Phisiology,第三节 呼吸运动和肺通气,（二）影响肺通气量的因素 包括气体扩散速率、呼吸膜的厚度和面积、通气/血流比值等 1、气体的扩散速率 与分压差、溶解度成正比，而与相对分子量的平方根成反比 肺泡与血液间PO2是PCO2的10倍，CO2在血浆中的溶解度为O2的24倍，CO2分子量比O2大，如将三方面因素综合考虑，则CO2的实际扩散速率约为O2的2倍,生理学 Phisiology,第三节 呼吸运动和肺通气,2、呼吸膜
15、的厚度和面积 （1）呼吸膜的厚度：肺换气时， O2和CO2经呼吸膜而扩散，其扩散速度与呼吸膜的厚度成反比 呼吸膜的组成：含肺表面活性物质的液体层、肺泡上皮细胞层、上皮基底膜、肺泡上皮和毛细血管之间的间隙（基质层）、毛细血管的基膜和毛细血管内皮细胞层 （2）呼吸膜的面积：气体扩散速率与扩散面积成正比 平静呼吸时，进行肺换气的呼吸膜的扩散面积约40m2，运动时可超过70m2,生理学 Phisiology,第三节 呼吸运动和肺通气,3、通气/血流比值： 是指每分钟肺泡通气量（VA）和每分钟肺血流量（Q）之间的比值（VA/Q） 只有在适宜的VA/Q时才能实现适宜的肺换气 健康成人肺总的VA/Q比值约为
16、0.84 正常人的肺通气与血流量之间的匹配存在自身调节机制 血流量增多或肺泡通气量减少时：肺泡PO2降低，低PO2环境可导致肺血管收缩，使血流量减少 过分通气时，排除较多的CO2 ，使肺泡的PCO2降低，会引起支气管收缩减少肺泡通气量，使之与肺泡血流量相匹配,生理学 Phisiology,第三节 呼吸运动和肺通气,三、组织换气 组织换气发生在血液、组织液、细胞内液之间，在机制、原理和影响因素等方面与肺换气相同 气体交换的动力是液相之间液体内所含的气体分子的分压差，组织内PO2低于动脉血内，而PCO2则相反 动脉血液流经组织毛细血管时，O2便顺着分压差从血液向组织液和细胞扩散，CO2则由组织液和细胞向血液扩散，动脉血因失去O2和得到CO2而变成静脉血 肺循环毛细血管的血液不断从肺泡获得O2 ，放出CO2 ，体循环的毛细血管中的血液不断从组织获得CO2 ，释放O2 ，肺换气与组织换气密切配合，共同完成机体气体交换过程,生理学 Phisiology,第四节 气体在血液中的运输,一、 O2和CO2在
