气体的扩散原理PPT学习教案.pptx
会计学1气体的扩散气体的扩散(kusn)原理原理第一页，共17页。一、肺换气一、肺换气(hun q)和组织换气和组织换气(hun q)的基本原理的基本原理(一一)气体气体(qt)的的扩散扩散原理原理(yunl)：扩散：扩散(diffusion)动力：膜两侧的气体分压差动力：膜两侧的气体分压差 气体扩散速率气体扩散速率（diffusion rate，D）：单位时间内气体扩散的容积单位时间内气体扩散的容积第1页/共17页第二页，共17页。影响影响(yngxing)因素：因素：1 1、气体、气体(qt)(qt)的分压差的分压差(P)(P)气体气体(qt)扩扩散动力散动力2 2、气体的分子量和溶解度、气体的分子量和溶解度D D与分子量与分子量(MW)(MW)的平方根成反比的平方根成反比;与溶解度与溶解度(S)(S)成正比成正比气体的溶解度气体的溶解度/分子量的平方根之比为扩散系数分子量的平方根之比为扩散系数(diffusion coefficient)(diffusion coefficient)。扩散系数大，扩散速率快。扩散系数大，扩散速率快。CO2的扩散系数是的扩散系数是O2的的20倍倍3 3、扩散面积和距离、扩散面积和距离4 4、温度、温度D D与扩散面积与扩散面积(A)(A)成正比成正比,与扩散距离与扩散距离(d)(d)成反比成反比D D与温度与温度(T)(T)成正比成正比D D PPT TA AS Sd d MW MW第2页/共17页第三页，共17页。（二）呼吸气体和人体（二）呼吸气体和人体(rnt)不同部位的不同部位的分压差分压差 1、呼吸、呼吸(hx)气和肺泡气的成分和分压气和肺泡气的成分和分压第3页/共17页第四页，共17页。2、血液、血液(xuy)气体和组织气体气体和组织气体的分压的分压第4页/共17页第五页，共17页。二、肺换气二、肺换气(hun q)（一）肺换气（一）肺换气(hun q)的过程的过程换气动力：换气动力：分压差分压差(y ch)换气方向：换气方向：分压高分压高分压低分压低 换气结果：换气结果：肺静脉血肺静脉血 动脉血动脉血 第5页/共17页第六页，共17页。（二）、影响气体交换（二）、影响气体交换(jiohun)(jiohun)的因素的因素 O2 O2、CO2CO2扩散扩散(kusn)(kusn)速率（速率（D D）的比较）的比较 分子量分子量 血浆溶解度血浆溶解度 肺泡气肺泡气 动脉血动脉血 静脉血静脉血 D D O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 CO2 CO2的扩散系数是的扩散系数是O2O2的的2020倍倍,在同等条件下，在同等条件下，CO2CO2的扩的扩散速率是散速率是O2O2的的2020倍；但在肺中，由于肺泡气和倍；但在肺中，由于肺泡气和V V血间分压血间分压差的不同，差的不同，CO2CO2的扩散速率实际约为的扩散速率实际约为O2O2的的2 2倍。倍。肺功能衰竭患者往往肺功能衰竭患者往往(wngwng)(wngwng)缺缺O2O2显著，显著，CO2CO2潴留潴留不明显。不明显。分压差分压差温度温度气体溶解度气体溶解度扩散面积扩散面积扩散距离扩散距离分子量分子量(ml/L)(ml/L)（KPaKPa）（KPaKPa）（KPaKPa）1.1.气体扩散速率气体扩散速率第6页/共17页第七页，共17页。2.呼吸呼吸(hx)膜膜正常呼吸膜非常正常呼吸膜非常(fichng)薄，通透性与面积极大薄，通透性与面积极大(70-80m2)。6 6层层1m1m厚，平均厚，平均(pngjn)0.6m(pngjn)0.6m血液流经肺毛细血管血液流经肺毛细血管全长约需全长约需0.7s0.7s，而完成，而完成气体交换的时间仅需气体交换的时间仅需0.3s0.3s(前前1/31/3段段),),有气体交有气体交换的时间储备；换的时间储备；安静状态时仅有安静状态时仅有40m40m2 2参参与气体交换与气体交换,有相当大的有相当大的气体交换的面积储备。气体交换的面积储备。O2 CO2第7页/共17页第八页，共17页。（1 1）呼吸）呼吸(hx)(hx)膜的厚度：膜的厚度：肺纤维化、尘肺肺纤维化、尘肺(chnfi)、肺水肿、肺水肿呼吸呼吸(hx)膜厚度膜厚度通透性通透性气体交换气体交换（2 2）呼吸膜的）呼吸膜的面积面积：肺气肿、肺不张、肺叶切除肺气肿、肺不张、肺叶切除 呼吸膜面积呼吸膜面积气体交换气体交换气体交换速率与呼吸膜的厚度气体交换速率与呼吸膜的厚度成反比成反比气体交换速率与呼吸膜的面积气体交换速率与呼吸膜的面积成正比成正比第8页/共17页第九页，共17页。3.3.通气通气(tng q)/(tng q)/血流比值血流比值(ventilation/perfusion(ventilation/perfusion ratio)ratio)概念概念(gini(ginin):n):(4.2L/min)(4.2L/min)(5L/min)(5L/min)指每分肺泡通气量（指每分肺泡通气量（VA）和每分肺血流量）和每分肺血流量（Q）之间的比值）之间的比值(V VA A/Q/Q)0.84/正常值正常值:第9页/共17页第十页，共17页。(如心衰、肺动脉栓塞如心衰、肺动脉栓塞(shuns)(shuns)（1 1）V VA A/Q/Q肺通气肺通气(tng q)或肺血流或肺血流肺泡肺泡(fipo)无无效腔效腔换气效率换气效率（2 2）V VA A/Q/Q肺通气肺通气增大功能性动增大功能性动-静脉短路静脉短路换气效率换气效率（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）如支哮、肺气肿、支气管栓塞）第10页/共17页第十一页，共17页。换气换气(hun q)效率效率缺缺O2O2和和CO2CO2潴留潴留(zhli)(zhli)但以缺但以缺O2O2为主为主 V VA A/Q/Qoror原因原因(yunyn)：动动-静脉血间静脉血间PoPo2 2PcoPco2 2 功能性动功能性动-静脉短路时，动静脉短路时，动脉血脉血PoPo2 2的程度静脉血的程度静脉血PcoPco2 2COCO2 2的扩散系数是的扩散系数是O O2 2的的2020倍，倍，COCO2 2的扩散的扩散O O2 2，不易出现不易出现COCO2 2潴留的症状；潴留的症状；动脉血动脉血PoPo2 2和和PcoPco2 2时，可刺激呼吸，增加肺泡通时，可刺激呼吸，增加肺泡通气量，有助于气量，有助于COCO2 2的排出，而几乎无助于的排出，而几乎无助于O O2 2的摄取（的摄取（O O2 2和和COCO2 2解离曲线的特点所决定的解离曲线的特点所决定的).).第11页/共17页第十二页，共17页。整整个个肺肺脏脏的的VA/Q=0.84,VA/Q=0.84,是是衡衡量量肺肺换换气气(hun(hun q)q)功功能能的的指指标标；但但因因肺肺脏脏各各局局部部的的肺肺泡泡通通气气量量和和血血流流量量的的不不均均性性，故故临临床床上上更更应应测测肺肺脏脏各各局局部的部的VA/QVA/Q：人体直立人体直立(zh l)(zh l)时肺局部时肺局部的的VA/Q VA/Q 肺上区肺上区 肺下区肺下区 VAVA（L/minL/min）0.24 0.82 0.24 0.82 Q Q（L/minL/min）0.07 1.29 0.07 1.29 VA/Q 3.3 0.63VA/Q 3.3 0.63第12页/共17页第十三页，共17页。（三）肺扩散容量（三）肺扩散容量(rngling)(rngling)（DLDL）自学自学概概 念：念：指气体在单位分压差指气体在单位分压差(y ch)作用下每分钟作用下每分钟通过呼吸膜扩散的体积。通过呼吸膜扩散的体积。意意 义：义：肺扩散容量是测定呼吸肺扩散容量是测定呼吸(hx)(hx)气通过呼气通过呼吸吸(hx)(hx)膜的能力的一种指标。膜的能力的一种指标。正常值：正常值：O O2 2的的D DL L=20mL=20mLminmin-1-1mmHgmmHg-1-1 CO CO2 2的的D DL L=400=400450mL450mLminmin-1-1mmHgmmHg-1-1 每分耗氧量为每分耗氧量为21mL21mLminmin-1-1mmHgmmHg-1-111mmHg=230mL11mmHg=230mLminmin-1-1第13页/共17页第十四页，共17页。剧烈运动时剧烈运动时O2O2的的DLDL可增加可增加(zngji)(zngji)到到60mLmin-1mmHg-160mLmin-1mmHg-1肺血流量肺血流量原关闭状态的肺泡原关闭状态的肺泡(fipo)毛细血管毛细血管开放开放换气面积换气面积换气量换气量肺通气肺通气(tng q)(tng q)量量肺泡的通气肺泡的通气(tng(tng q)-q)-血流变得更加匹配血流变得更加匹配换气效率换气效率。第14页/共17页第十五页，共17页。肺气体交换的影响肺气体交换的影响(yngxing)(yngxing)因素因素 第15页/共17页第十六页，共17页。三、组织三、组织(zzh)换气换气换气驱动力：换气驱动力：血液与组织液间气体分压差血液与组织液间气体分压差换气结果：换气结果：动脉血动脉血静脉血静脉血换气影响因素：换气影响因素：1、距离毛细血管远的细胞获得的、距离毛细血管远的细胞获得的O2少少2、组织的血流量减少时组织换气量降低、组织的血流量减少时组织换气量降低3、组织代谢率高时气体的扩散速率增大、组织代谢率高时气体的扩散速率增大第16页/共17页第十七页，共17页。
