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1、第三节 人体和外界环境的气体交换1031肺 1032肺泡 1033气管1034支气管1035胸廓1036平静呼吸1037深呼吸1038人工呼吸1039煤气中毒10310胸内压10311呼吸系统模式图10312肺的内部结构示意图10313内呼吸与外呼吸10314人的呼吸器官与通气10315肺总量10316呼吸运动10317肺容量10318肺通气量第三节 人体和外界环境的气体交换1031肺 肺是呼吸系统最重要的器官，位于胸腔内纵隔两侧，左右各一。组织呈海绵状，质软而轻，富弹性，左右肺均似圆锥形，上端为肺尖，下端为肺底，外侧为肋面。肺被肺裂分为数叶，左肺被叶间裂分为上下两叶；右肺被上方副裂及下方的叶
2、间裂分为上、中、下三叶。纵隔面中央有肺门，是支气管、肺血管、神经及淋巴管出入肺之处。肺表面包有脏胸膜，光滑透明。肺的颜色在初生儿为淡红色，成人由于吸入尘埃沉积肺泡壁内而呈深灰色。老年人呈蓝黑色，吸烟人肺呈棕黑色。肺实质由导管部(支气管树)、呼吸部(主要是肺泡)和肺间质组成。1032肺泡 肺泡为肺的功能单位。肺部气体交换的主要部位。为多面形有开口的囊泡。泡壁薄，直径约为200250微米，成人肺泡约有34亿，总面积可达100米2。相邻肺泡之间的组织称肺泡隔，其中富含毛细血管网、弹性纤维、网状纤维和胶原纤维等结缔组织。肺泡一面开口于肺泡囊，肺泡管或呼吸性细支气管；另一面与肺泡隔的结缔组织和血管密接。
3、肺泡表面有两种上皮细胞。扁平细胞(I型细胞)：肺泡表面大部分为此种细胞、核扁椭圆形，细胞根薄，光镜下难于识别。电镜下可见肺泡上皮下方及肺泡毛细血管内皮外方各有一基膜，肺泡与血液间气体交换至少要经过肺泡上皮、上皮的基膜、内皮的基膜及内皮细胞四层结构，有些部位还可见到上皮基膜和内皮基膜之间有少量结缔组织存在。这些结构构成“气血屏障”。分泌细胞(II型细胞)：细胞圆形或立方形，表面有少量微绒毛，细胞质内除有一般细胞器外，尚有嗜锇性板层小体，直径为0.11.0微米。小体外包薄膜，内富含磷脂、粘多糖、蛋白等，可释放其内容物于肺泡上皮表面，称肺泡表面活性物质，具有降低肺泡表面张力，稳定肺泡直径的作用。II
4、型上皮还有不断分化、增殖，修补损坏肺泡上皮作用。肺泡孔为肺泡间小孔，一般一个肺泡上可有16个。此孔连接相邻肺泡，并在肺泡扩张时完全张开，呈卵圆形或圆形，为沟通相邻肺泡内气体的孔道，当某支气管受到阻塞时可通过肺泡孔建立侧支通气，进行有限的气体交换。肺泡隔由肺泡间密集的毛细血管和薄层结缔组织构成。其结缔组织中的网状纤维、弹性纤维及少量的胶原纤维为肺泡毛细血管的支架，弹性纤维与肺泡的弹性回缩有关。在肺泡腔或肺泡隔内，有肺泡巨噬细胞，细胞体积较大，在吞噬灰尘后称为尘细胞。1033气管气管与支气管共同构成连接喉与肺间的管道。为后壁略扁平的圆筒形，上端平第七颈椎，上缘与喉相连，向下至胸骨角平面(相当第4、
5、5胸椎体交界处)，分为左、右支气管。分叉处为气管叉。成年男子平均长约10.6厘米，前后径小于横径。女性气管较短，约为9.8厘米。气管由软骨、平滑肌纤维和结缔组织构成。气管软骨呈“C”形，约占气管周径2/3、缺口对向后方。约为1416个，其间以环韧带相连。后壁由平滑肌纤维和结缔组织构成的膜性壁所封闭。气管软骨具支架作用，且有弹性，使管腔永远保持开放状态，以维持呼吸正常进行。气管的膜性壁较柔软，有一定舒张性，适于其后方的食管扩张，利于食团顺利下行。管壁分三层：粘膜层为假复层纤毛柱状上皮，夹有杯状细胞；上皮基膜明显；固有膜内有丰富的弹性纤维、淋巴组织和浆细胞，粘膜分泌物中含免疫球蛋白。粘膜下层为疏松
6、结缔组织，内有腺体，为气管腺。外膜由软骨和结缔组织构成。气管软骨缺口处有平滑肌束和腺体。气管上皮和腺体分泌物是防止尘埃入肺的保护装置。1034支气管支气管为气管叉至肺门的一段管道，左、右各一。左支气管细长，约45厘米，比较倾斜，与气管延长线夹角为4050度，约在齐第6胸椎体高度，经左肺门入右肺；右支气管粗短，长23厘米，较陡直，几为气管的直接延续，与气管延长线间夹角为2530度，约在第5胸椎体高处，经右肺门入左肺。支气管构造与气管相似。只是软骨开始分成片段，不够完整。支气管由肺门进入肺中，不断分支，形成树枝状，称支气管树。支气管分支再分支，称小支气管。小支气管分支到直径1毫米以下，称细支气管。
7、其末端称终末细支气管。1035胸廓胸廓由12块胸椎，12对肋骨和1块胸骨构成。保护胸腔和一部分腹腔内脏器，并参与呼吸运动。肋包括肋骨和肋软骨，共12对。上7对肋骨借肋软骨连于胸骨，称真肋；下5对肋骨与胸骨不相连。第810对借肋软骨连于上位的肋软骨。第11、12对肋骨连同肋软骨游离于腹壁肌层中，称浮肋。肋骨弯曲呈弓状，分前、后端及中部的体。前端借肋软骨与胸骨相连，后端略膨大，称肋骨小头，其上有关节面与胸椎相关节，肋下缘内面为一纵行的肋沟，有肋间神经与血管通过。胸骨为长方形扁骨，上宽下窄，构成胸廓前壁正中部。自上而下为胸骨柄、胸骨体和剑突三部分。胸廓上窄下宽，近似圆锥形，有上下两个口。上口小，由第
8、1胸椎、第1对肋骨、肋软骨和胸骨柄上缘围成；下口宽阔，由第12对胸椎、第12对肋、第11对肋软骨及两侧肋弓构成。下口周缘有膈附着，形成胸腔底。人类由于直立和生产劳动，内脏重力转向腹部与盆部，适应上肢灵活运动，肩胛骨后移到背侧，胸廓向两侧发展，横径大于矢状径。上窄下宽近似圆锥形。扩大了胸腔容积保持了直立平衡。靠肋间肌及横膈的膈肌进行有节律的收缩使胸廓扩大和缩小，完成了呼吸运动。1036平静呼吸身体平静状态的呼吸运动，这时吸气是主动的，呼气是被动的。吸气时，肋间外肌和膈肌收缩，胸廓前后径、左右径和上下径都增大，整个胸廓容积扩大，肺也随着扩张。肺容积增大，肺内气压下降，低于外界气压，外界空气进入肺泡
9、。呼气时，肋间外肌和膈肌舒张，肋骨因重力作用下降，膈顶回升，胸廓容积缩小，肺借弹性回缩，肺内气压升高，迫使肺泡内部分气体排出体外。婴儿胸廓虽呈圆锥形，但各肋骨排列基本与脊柱垂直，无自后向前下的倾斜，所以无肋间外肌收缩使肋骨上举的吸气效应，婴儿平静呼吸只能靠膈肌的收缩与松弛。1037深呼吸深呼吸又称加强呼吸，这时吸气和呼气都是主动的。深吸气时，除加强肋间外肌和膈肌的收缩强度之外，其它辅助吸气肌肉，如胸锁乳突肌和斜方肌也参加收缩，使胸骨及第1肋骨，向上向外提起以扩展胸廓上部。用力深呼气时，肋间内肌和腹壁肌肉参加收缩，使胸廓容积进一步缩小，呼气也成为主动动作。当进行强烈快速的深呼吸时，躯干还有许多其
10、它肌肉参加活动，消耗体力也更大。早晨在空气新鲜处作缓慢而有节律的深呼吸运动，呼出积存的CO2，吸入更多的O2，长期坚持有益于身体健康。1038人工呼吸抢救呼吸停止及呼吸严重抑制患者时，以人工的方式维持呼吸的急救措施。广义上，人工呼吸包括器械辅助呼吸法和人工呼吸法，前者要求一定的设备和技术条件，多在医院中进行；后者无需特殊的设备和条件，方法简便，一般人均可掌握，常用于溺水、电击、中毒、工矿事故的现场急救。常用的方式方法为：口对口法、仰卧举臂压胸法及伏卧压背法。其中简单易行、效果可靠者为口对口法。具体操作方法：病人头极度后仰，一手托起下颌免除舌下坠堵塞呼吸道，然后术者深吸一口气，对准病人之口用力吹
11、入(或可同时另一手捏住病人鼻孔)，如见胸部随之扩张则为有效，如是反复进行，一般每分钟1418次为宜。研究证实，当术者深吸气后，能使呼出气体内氧的含量达到18%，二氧化碳量降至2%，如每次保证通气量达1000毫升，则可使病人肺内氧含量接近正常范围。因此，在现场急救中宜广泛应用口对口人工呼吸法。1039煤气中毒一氧化碳(CO)引起的人体中毒现象。煤等含碳物质燃烧不完全时会产生CO，它无色、无味、无嗅，不易引起注意，当吸入的CO达到一定量时，CO便与血红蛋白结合生成碳氧血红蛋白。由于CO与血红蛋白的结合能力比O2与血红蛋白的结合能力强240倍左右，而碳氧血红蛋白又比氧合血红蛋白(O2与血红蛋白的结合
12、产物)稳定3600多倍，所以CO很容易“夺走”血红蛋白，使动脉血中血红蛋白携带的O2，越来越少，造成组织缺氧。而一旦组织缺氧，机体便会加快呼吸以满足对O2的需求，结果却由于呼出过量的CO2使血中CO2分压下降，更加不利于结合在血红蛋白上的O2的释放，进一步加重了组织缺氧。同时，CO还能和一些含铁的酶结合，影响组织“呼吸”。由于中枢神经对组织缺氧最敏感，所以煤气中毒常因脑血管先痉挛后扩张、大脑皮层水肿、出血、软化而出现一系列神经系统中毒症状。一般人当血中碳氧血红蛋白占血红蛋白总量10%以上时，便会造成轻度中毒，感到头晕眼花、心慌、恶心、乏力等。而中等程度以上的煤气中毒，还会有呼吸、心跳加快、烦躁
13、等症状，甚至进入昏迷状态。由于血中有较多的碳氧血红蛋白而使嘴唇、皮肤等呈樱桃红色。更严重的中毒则导致呼吸困难、手足冰冷、血压下降等，甚至死亡。发现煤气中毒者，除就地进行适当抢救外，应尽快送往医院。最重要的是做好预防工作，防止煤气中毒的发生。10310胸内压胸膜腔内的压力。检测得知在平和呼吸时其低于大气压，故称胸内负压。是出生后发展起来的。蜷缩在子宫内的胎儿，胸腔容积很小，肺内不含空气，仅有少量液体；出生后，躯体伸展，胸廓由于弹性而舒张，同时吸气肌开始收缩，胸腔容积扩大，肺被动扩张，空气入肺。肺被动扩张时是有回缩力的，其力与大气压通过肺作用于胸膜腔的力量方向相反，因而抵消了一部分作用于胸膜腔的压
14、力，即：胸内压=大气压-肺回缩力。肺回缩力由两部分组成，即肺组织的弹性回缩力和肺泡表面液层的表面张力。肺泡壁内有弹性纤维，在肺被动扩张时，弹性纤维被拉长，呈回缩趋向，这种力量占肺总回缩力的1/3。肺泡内表面张力作用是使肺泡表面积缩小，也是使肺回缩的力，占肺总回缩力2/3。在呼吸周期中，胸内负压随胸腔和肺容量变化而发生相应变化。吸气时胸廓扩大，肺组织被动扩张，肺回缩力加大，胸内负压也加大，呼气时，胸廓和肺缩小，肺回缩力减小，胸内负压也减小，但仍为负压，正常人在平和呼气之末，胸内压为-3至-5毫米汞柱，平和吸气时为-5至-10毫米汞柱。在最大吸气时可达-30毫米汞柱。(1毫米汞柱=0.133千帕)
15、10311呼吸系统模式图10312肺的内部结构示意图10313内呼吸与外呼吸营养物质经过消化吸收进入体内，给动物体提供了能源。但是这些能源物质必须经过氧化过程才能释放出所包含的能量，而氧化过程需要氧，最后产生二氧化碳和水。单细胞生物可以直接从外环境中吸收氧，向周围环境释放二氧化碳。多细胞动物的大多数细胞不可能直接与外环境交换氧和二氧化碳，必须经过作为内环境的体液，再与外环境交换气体。在动物进比过程中发展了供给氧和排出二氧化碳的气体交换系统。这种系统有多种形式。在脊椎动物中，鱼的鳃是气体交换的器官；两栖动物、爬行动物、鸟和哺乳动物逐步以肺作为气体交换的器官。此外，还需要一个气体运输系统即血液循环系统，在肺和组织、细胞之间运送含有大量氧和二氧化碳的血液。当人体静息时，每分钟约消耗200毫升氧，运动时，耗氧量增加十几倍到二三十倍，同时产生大量二氧化碳。在人体内贮存的氧是与血红蛋白结合的，只有1000毫升左右。所以，即使在静息时，人体内贮存的氧也只能维持几分钟的消耗。一个人可以几天或几十天不吃食物，可以几小时或几十小时不喝水还能维持生命，但只要几分钟不与外界交换气体（吸入氧排出二氧化碳）就会因窒息而死亡。因此，经常不断地给机体供应氧与排出二氧化碳，乃是维持体内环境的恒定和维持生命的必不可少的重要条件。高等动物吸入氧和排出二氧化碳的过程有吸有呼，所以叫做呼吸。呼吸往往被分成两部
