生理学@5呼吸 .ppt

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1、第五章第五章 呼吸呼吸（Respiration）概概 述述2 机体与外界环境之间的气体交换过程机体与外界环境之间的气体交换过程称为称为呼吸呼吸(respiration)。机体机体外界环境外界环境COCO2 2O O2 2 呼吸是人体内最基本的生理活动之一，其意义呼吸是人体内最基本的生理活动之一，其意义在于维持机体内环境中在于维持机体内环境中O O2 2和和COCO2 2含量的相对稳定，以含量的相对稳定，以保证新陈代谢的正常进行，从而维持人体生命。保证新陈代谢的正常进行，从而维持人体生命。3CO2CO2CO2CO2CO2CO2CO2CO2CO2O2O2O2O2O2O2O2O2O2RightHea

2、rtLeftHeart呼吸的全过程呼吸的全过程肺通气肺通气Ventilation肺换气肺换气Gas exchange in lungs2.气体运输气体运输Gas transport3.组织换气组织换气Gas exchange in tissues细胞细胞肺泡肺泡1.外呼吸外呼吸External respiration4第五章第五章 呼呼 吸吸第一节第一节 肺通气肺通气第二节第二节 肺换气和组织换气肺换气和组织换气第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节5 第一节第一节 肺通气肺通气(pulmonary ventilation)呼吸道：通道、调

3、温、呼吸道：通道、调温、加湿、过滤、加湿、过滤、清洁、防御反射清洁、防御反射 肺泡：肺换气场所肺泡：肺换气场所 胸廓：肺通气的原动力胸廓：肺通气的原动力肺通气：肺通气：肺与外界环境之间进行气体交换的过程。肺与外界环境之间进行气体交换的过程。实现肺通气的结构：实现肺通气的结构：一、肺通气的原理一、肺通气的原理 6呼呼 气气肺内压肺内压大气压大气压缩缩 小小肺肺 脏脏吸吸 气气肺内压肺内压大气压大气压胸胸 廓廓呼吸肌呼吸肌缩缩 小小收收 缩缩舒舒 张张扩扩 张张直接动力直接动力:肺泡与外肺泡与外界环境之间的压力差。界环境之间的压力差。原动力原动力:呼吸肌收缩呼吸肌收缩和舒张引起的节律性和舒张引起的

4、节律性呼吸运动。呼吸运动。扩扩 大大 肺通气的动力肺通气的动力主要吸气肌：主要吸气肌：膈肌和肋间外肌膈肌和肋间外肌辅助吸气肌：辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌斜角肌、胸锁乳突肌主要呼气肌：主要呼气肌：肋间内肌和腹肌肋间内肌和腹肌71.1.呼吸运动呼吸运动(respiratory movement)呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小，包括吸气运动和呼气运动。缩小，包括吸气运动和呼气运动。8呼吸运动的过程：呼吸运动的过程：平静呼吸平静呼吸(eupnea)肺内压大气压肺内压大气压气体经呼吸道出肺气体经呼吸道出肺胸廓容积缩小胸廓容积缩小肺被动缩小肺被动缩

5、小膈肌和肋间外肌舒张膈肌和肋间外肌舒张肋骨和膈肌弹性回位肋骨和膈肌弹性回位缩小胸廓缩小胸廓上下、前后、左右径上下、前后、左右径肺内压大气压肺内压大气压气体经呼吸道入肺气体经呼吸道入肺胸廓容积扩大胸廓容积扩大肺被动扩张肺被动扩张膈肌收缩使膈顶下移膈肌收缩使膈顶下移增大胸腔的上下径增大胸腔的上下径肋间外肌收缩使肋骨上提肋间外肌收缩使肋骨上提增大胸廓前后、左右径增大胸廓前后、左右径吸气（主动）吸气（主动）呼气（被动）呼气（被动）9用力呼吸用力呼吸(forced breathing)吸气吸气 呼气呼气膈肌膈肌、肋间外肌肋间外肌加强收缩加强收缩 舒张舒张斜角肌、胸锁乳突肌斜角肌、胸锁乳突肌 收缩收缩 舒

6、张舒张肋间内肌、腹肌肋间内肌、腹肌 收缩收缩胸廓胸廓、肺容积肺容积进一步扩大进一步扩大 进一步缩小进一步缩小1011呼吸运动的型式呼吸运动的型式按呼吸深度按呼吸深度:平静呼吸：平静呼吸：吸气是主动的，呼气是被动的。呼吸频率为吸气是主动的，呼气是被动的。呼吸频率为12121818次次/分。分。用力呼吸：用力呼吸：呼吸加深、加快，吸气和呼气都是主动的。呼吸加深、加快，吸气和呼气都是主动的。按动作部位按动作部位:腹式呼吸腹式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液婴儿、胸膜炎、胸腔积液胸式呼吸胸式呼吸:妊娠晚期、严重腹水妊娠晚期、严重腹水混合式呼吸混合式呼吸:正常成人正常成人12 2.2.肺内压肺内压(intr

7、apulmonary pressure)13 吸气时吸气时:肺内压肺内压 大气压大气压气出肺气出肺 呼气末呼气末:肺内压肺内压 =大气压大气压气流停气流停肺内压肺内压(mmHg)变化程度与呼吸运动的缓急、深浅和呼吸道是否通畅有关。变化程度与呼吸运动的缓急、深浅和呼吸道是否通畅有关。人工呼吸人工呼吸(artificial respiration)原理：肺内压的周期性交替升降是肺通气的直原理：肺内压的周期性交替升降是肺通气的直接动力接动力人为的方法建立肺内压与大气压之人为的方法建立肺内压与大气压之间的压力差间的压力差,维持肺通气。维持肺通气。分类分类:正压法和负压法正压法和负压法14俯卧压背法俯卧

8、压背法仰卧压胸法仰卧压胸法口对口吹气法口对口吹气法3.3.胸膜腔内压胸膜腔内压(intrapleural pressure)15胸膜腔：胸膜腔：肺和胸廓之间存在的一个密闭、潜在的腔隙。肺和胸廓之间存在的一个密闭、潜在的腔隙。胸膜腔内少量浆液：胸膜腔内少量浆液：A.A.润滑润滑 B.B.贴附贴附16概念：概念：胸膜腔内压是指胸膜腔内的压力。胸膜腔内压是指胸膜腔内的压力。测定方法测定方法:直接法和间接法直接法和间接法17压力压力 平静吸气末平静吸气末:胸膜腔内压胸膜腔内压 大气压大气压 -10-10-5mmHg-5mmHg 平静呼气末平静呼气末:胸膜腔内压胸膜腔内压 肺自肺自然容积然容积肺始终处于

9、扩张状态肺始终处于扩张状态肺总是倾向回缩肺总是倾向回缩平静呼吸时，胸膜腔内压均为负值。平静呼吸时，胸膜腔内压均为负值。19生理意义生理意义维持肺处于扩张状态维持肺处于扩张状态促进血液和淋巴液的回流促进血液和淋巴液的回流20气胸时，肺气胸时，肺通气功能和循通气功能和循环功能都发生环功能都发生障碍。障碍。21 肺通气的肺通气的直接动力直接动力是肺与外界大气之间是肺与外界大气之间的压力差，的压力差，原动力原动力是呼吸肌的舒缩；胸膜腔是呼吸肌的舒缩；胸膜腔的存在，则能保证肺处于扩张状态并随胸廓的存在，则能保证肺处于扩张状态并随胸廓的运动而运动，是使原动力转化为直接动力的运动而运动，是使原动力转化为直接

10、动力的关键。的关键。总结：总结：22弹弹性性阻阻力力非非弹弹性性阻阻力力肺肺通通气气阻阻力力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力肺弹性阻力肺弹性阻力气道阻力气道阻力粘滞阻力粘滞阻力惯性阻力惯性阻力肺弹性回缩力肺弹性回缩力:1/3肺泡表面张力：肺泡表面张力：2/3肺通气的阻力肺通气的阻力1.1.弹性阻力弹性阻力(elastic resistance)和顺应性和顺应性(compliance)顺应性（顺应性（C C）与弹性阻力（）与弹性阻力（R R）呈）呈反变反变关系。关系。23顺应性：顺应性：弹性体在外力作用下发生变形的难易程度。弹性体在外力作用下发生变形的难易程度。弹性阻力：弹性阻力：弹性物体对抗外力作用引

11、起变形的力。弹性物体对抗外力作用引起变形的力。V VCC=P PL/cmHL/cmH2 2O O肺的弹性阻力和顺应性肺的弹性阻力和顺应性24肺顺应性（肺顺应性（C CL L）肺容积的变化肺容积的变化（V）跨肺压的变化跨肺压的变化（P）L/cmH2O26比顺应性比顺应性 平静呼吸时测得的肺顺应性平静呼吸时测得的肺顺应性功能余气量功能余气量 肺顺应性还受肺总量的影响。肺总量大，肺顺应性还受肺总量的影响。肺总量大，顺应性大。为排除该因素的影响，可测定单位顺应性大。为排除该因素的影响，可测定单位肺容量的顺应性，即肺容量的顺应性，即比顺应性比顺应性。27肺的弹性阻力肺的弹性阻力肺组织弹性回缩力肺组织弹性

12、回缩力:1/3:1/3肺泡表面张力肺泡表面张力:2/32/328根据根据LaplaceLaplace定律定律:P 2Tr小肺泡回缩力大，大肺泡回缩力小小肺泡回缩力大，大肺泡回缩力小小肺泡萎陷小肺泡萎陷大肺泡膨胀大肺泡膨胀Pierre Simon Laplace（1749-1827）肺表面活性物质肺表面活性物质(pulmonary surfactant)来源：肺泡来源：肺泡型细胞型细胞主要成分主要成分:二棕榈酰卵磷脂二棕榈酰卵磷脂(DPPC)(DPPC)60%60%表面活性物质结合蛋白（表面活性物质结合蛋白（SPSP）10%10%分布：分布：单分子层分布于肺泡液单分子层分布于肺泡液-气界面气界面

13、作用：作用：降低肺泡液降低肺泡液-气界面的表面张力气界面的表面张力29生理意义：生理意义：有助于维持肺泡的稳有助于维持肺泡的稳 定性定性防止肺泡破裂防止肺泡破裂或萎陷；或萎陷；减少肺组织液的生成减少肺组织液的生成,防止肺水肿防止肺水肿;降低吸气阻力，减少降低吸气阻力，减少吸气做功。吸气做功。30吸吸 气气肺泡表面积肺泡表面积DPPCDPPC分散分散降表面张力的作用降表面张力的作用肺泡表面张力肺泡表面张力防肺泡破裂防肺泡破裂 (呼气呼气)()()(密集密集)()()()()(防萎陷防萎陷)临床：临床：成人患肺炎、肺血栓等疾病成人患肺炎、肺血栓等疾病肺表面活性物质肺表面活性物质肺不张肺不张吸气困难

14、。吸气困难。胎儿在胎儿在6 67 7个月才开始合成和分泌肺表面活性物质，个月才开始合成和分泌肺表面活性物质，故早产儿可因缺乏表面活性物质而发生新生儿呼吸故早产儿可因缺乏表面活性物质而发生新生儿呼吸窘迫综合征。窘迫综合征。31胸廓的弹性阻力和顺应性胸廓的弹性阻力和顺应性平静吸气末平静吸气末:胸廓处于自然位置胸廓处于自然位置,无变形，不表无变形，不表现出弹性阻力。（肺容量现出弹性阻力。（肺容量=67%=67%肺总量）肺总量）胸廓缩小：平静呼吸，弹性阻力向外，吸气的胸廓缩小：平静呼吸，弹性阻力向外，吸气的动力，呼气的阻力。（肺容量动力，呼气的阻力。（肺容量67%67%67%肺总量）肺总量）3233胸

15、廓顺应性（胸廓顺应性（C Cchwchw）胸腔容积的变化胸腔容积的变化（V）跨胸壁压的变化跨胸壁压的变化（P）L/cmH2O临床：临床：肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病变等肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病变等胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力(胸廓顺应性胸廓顺应性)34肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性C CL+chwL+chwC CchwchwC CL L+11111+0.20.2肺和胸廓的总顺应性（肺和胸廓的总顺应性（C CL+chwL+chw）为）为0.1L/cmH2O总弹性阻力：总弹性阻力：2.2.非弹性阻力非弹性阻力:惯性阻力惯性阻力+粘滞阻力粘滞阻力+气道阻力气

16、道阻力(80(8090%)90%)气流速度气流速度气流形式气流形式气道管径大小：气道管径大小：R1R1r r4 4跨壁压跨壁压肺实质对气道壁的牵引肺实质对气道壁的牵引自主神经系统的调节自主神经系统的调节化学因素的影响化学因素的影响36影响气道阻力的因素影响气道阻力的因素:37肺通气肺通气动力动力阻力阻力直接动力直接动力肺内压肺内压原动力原动力呼吸肌呼吸肌胸胸膜膜腔腔弹性弹性非弹性非弹性肺：弹性回缩力；表面张力肺：弹性回缩力；表面张力胸廓胸廓气道气道粘滞粘滞惯性惯性38二、肺通气功能的评价二、肺通气功能的评价3940肺容积和肺容量肺容积和肺容量包括：潮气量、补吸气量、补呼气量、余气量包括：潮气量

17、、补吸气量、补呼气量、余气量1.1.肺容积肺容积(pulmonary volume)概念：肺内气体的容积概念：肺内气体的容积41 每次呼吸时吸入或呼出的气体量称为每次呼吸时吸入或呼出的气体量称为潮气量。潮气量。潮气量可随呼吸强弱而变，正常成人潮气量可随呼吸强弱而变，正常成人平静呼吸时，潮气量为平静呼吸时，潮气量为400400600ml600ml。用力。用力呼吸时，潮气量增大。呼吸时，潮气量增大。影响因素：呼吸肌收缩强度，胸廓和影响因素：呼吸肌收缩强度，胸廓和肺的机械特性及机体的代谢水平。肺的机械特性及机体的代谢水平。潮气量潮气量(tidal volume，TV)补吸气量补吸气量(inspira

18、tory reserve volume，IRV)42 平静吸气末，再尽力吸气所能吸入的平静吸气末，再尽力吸气所能吸入的气体量为补吸气量。正常成人补吸气量约气体量为补吸气量。正常成人补吸气量约为为150015002000ml2000ml。反映吸气储备量。反映吸气储备量 平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气体量为补呼气量。正常成人补呼气量约气体量为补呼气量。正常成人补呼气量约为为9009001200ml1200ml。反映呼气储备量。反映呼气储备量补呼气量补呼气量(expiratory reserve volume，ERV)43余气量余气量(residual volum

19、e，RV)最大呼气末尚存留于肺内不能再呼最大呼气末尚存留于肺内不能再呼出的气体量为余气量。正常成人出的气体量为余气量。正常成人余气量余气量约为约为100010001500ml1500ml。产生原因：呼吸性细支气管关闭；产生原因：呼吸性细支气管关闭；胸廓的弹性回缩力。胸廓的弹性回缩力。老年人、哮喘及肺气肿患者，余气老年人、哮喘及肺气肿患者，余气量增大。量增大。44 从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气体从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气体量为深吸气量。它是潮气量与补吸气量之和，是量为深吸气量。它是潮气量与补吸气量之和，是衡量最大通气潜力的一个重要指标。衡量最大通气潜力的一个重要指标。2.2.肺

20、容量肺容量（pulmonary capacity）深吸气量深吸气量(inspiratory capacity,IC)肺容积中两项或两项以上的联合气体量，肺容积中两项或两项以上的联合气体量，包括深吸气量、功能余气量、肺活量和肺总量包括深吸气量、功能余气量、肺活量和肺总量 肺组织、胸廓、胸膜和呼吸肌病变，最大肺组织、胸廓、胸膜和呼吸肌病变，最大通气潜力降低。通气潜力降低。功能余气量功能余气量(functional residual capacity,FRC)肺气肿肺气肿肺弹性成分破坏肺弹性成分破坏肺回缩力肺回缩力 呼气困难呼气困难功能余气量功能余气量表面活性物质减少、肺纤维化表面活性物质减少、肺纤

21、维化肺回缩力肺回缩力吸气困难吸气困难功能余气量功能余气量45生理意义：生理意义：缓冲呼吸过程中肺泡气中氧和二氧化碳缓冲呼吸过程中肺泡气中氧和二氧化碳分压分压(Po(Po2 2和和PcoPco2 2)的变化幅度。的变化幅度。平静呼气末尚存留于肺内的气体量称为平静呼气末尚存留于肺内的气体量称为功能余气量。它等于余气量与补呼气量之和。功能余气量。它等于余气量与补呼气量之和。肺活量、用力肺活量和用力呼气量肺活量、用力肺活量和用力呼气量定义：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大定义：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量称为肺活量（潮气量、补吸气量与补气体量称为肺活量（潮气量、补吸气量与补呼气量之和）呼气量

22、之和）正常值：男性正常值：男性3500ml3500ml，女性，女性2500ml2500ml影响因素：性别，年龄，身材，呼吸肌强弱影响因素：性别，年龄，身材，呼吸肌强弱意义：反映一次通气的最大能力意义：反映一次通气的最大能力缺点：难以充分反映肺组织弹性状态和气道缺点：难以充分反映肺组织弹性状态和气道通畅程度通畅程度46肺活量（肺活量（vital capacity）47用力肺活量用力肺活量(forced vital capacity，FVC)一次最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出一次最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大气体量的最大气体量称为用力肺活量。称为用力肺活量。用力呼气量用力呼气量(forc

23、ed expiratory volume，FEV)曾称为曾称为时间肺活量时间肺活量，是指一次最大吸气后，是指一次最大吸气后再尽力尽快呼气时，在一定时间内所能呼出的再尽力尽快呼气时，在一定时间内所能呼出的气体量。其中，在第气体量。其中，在第1 1秒钟内呼出的气体量称为秒钟内呼出的气体量称为1 1秒用力呼气量秒用力呼气量(FEV(FEV1 1)。48正常值正常值:FEV FEV1 1/FVC=80/FVC=80 FEVFEV2 2/FVC=96/FVC=96 FEVFEV3 3/FVC=99/FVC=9949肺总量肺总量(total lung capacity，TLC)肺所能容纳的最大气体量，成年

24、男性平均肺所能容纳的最大气体量，成年男性平均约约5000ml5000ml，女性约，女性约3500ml3500ml。等于肺活量与余气。等于肺活量与余气量之和。量之和。影响因素：性别，年龄，身材，运动锻炼影响因素：性别，年龄，身材，运动锻炼情况。情况。50肺通气量肺通气量:每分钟每分钟吸入或呼出的气体总量。吸入或呼出的气体总量。潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率 6 69L/min9L/min 影响因素：性别，年龄，身材，活动量影响因素：性别，年龄，身材，活动量52肺通气量和肺泡通气量肺通气量和肺泡通气量53最大随意通气量最大随意通气量 =最大限度潮气量最大限度潮气量最快呼吸频率最快呼吸频率 =150

25、L/min=150 L/min（2525倍）倍）最大随意通气量最大随意通气量（maximal voluntary ventilation，MVV）尽力作深快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的尽力作深快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大气体量称为最大随意通气量。最大气体量称为最大随意通气量。通气储量百分比通气储量百分比=最大通气量最大通气量最大通气量最大通气量 -每分平静通气量每分平静通气量100%100%93%(93%(反映通气储备能力反映通气储备能力)2.2.无效腔和肺泡通气量无效腔和肺泡通气量54 进进入入肺肺泡泡的的气气体体，因因血血流流在在肺肺内内分分布布不不均均而未能而未能与血液与血液进

26、行气体交换的肺泡容量进行气体交换的肺泡容量解剖无效腔：解剖无效腔：从鼻或口从鼻或口终末细支气管，不参与肺泡终末细支气管，不参与肺泡与血液之间的气体交换，正常成人约为与血液之间的气体交换，正常成人约为150ml150ml肺泡无效腔：肺泡无效腔：生理无效腔生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔解剖无效腔肺泡无效腔呼吸频率呼吸频率(次次/分钟）分钟）潮气量潮气量（mlml）肺通气量肺通气量（ml/minml/min）肺泡通气量肺泡通气量（ml/minml/min）161650050050050016=800016=8000(500-150)(500-150)16=560016=56008 810001000

27、100010008=80008=8000(1000-150)(1000-150)8=68008=6800323225025025025032=800032=8000(250-150)(250-150)32=320032=320055表：不同呼吸频率和潮气量时的肺通气量和肺泡通气量表：不同呼吸频率和潮气量时的肺通气量和肺泡通气量肺泡通气量：肺泡通气量：每分钟吸入肺泡的新鲜空气量。每分钟吸入肺泡的新鲜空气量。(潮气量潮气量-无效腔量无效腔量)呼吸频率呼吸频率呼吸功呼吸功56 在一次呼吸过程中呼吸肌为实现肺通气在一次呼吸过程中呼吸肌为实现肺通气所做的功称为呼吸功。通常以一次呼吸过程所做的功称为呼吸功

28、。通常以一次呼吸过程中的跨壁压变化乘以肺容积变化来表示。中的跨壁压变化乘以肺容积变化来表示。平静呼吸时，呼吸功很小，呼吸耗能占平静呼吸时，呼吸功很小，呼吸耗能占全身总耗能全身总耗能3 35%5%。剧烈运动时，呼吸功增加，。剧烈运动时，呼吸功增加，呼吸耗能可升高呼吸耗能可升高25255050倍。病理情况下，弹倍。病理情况下，弹性阻力或非弹性阻力增大时，呼吸功也增大。性阻力或非弹性阻力增大时，呼吸功也增大。第二节第二节 肺换气和组织换气肺换气和组织换气58一、肺换气和组织换气的基本原理一、肺换气和组织换气的基本原理气体的扩散气体的扩散 气体分子从压力高处气体分子从压力高处向压力低处发生净转移的向压

29、力低处发生净转移的过程称为过程称为气体扩散气体扩散。肺换气和组织换气就肺换气和组织换气就是以扩散方式进行的。是以扩散方式进行的。单位时间内气体扩散的容积称为单位时间内气体扩散的容积称为气体扩散速率（气体扩散速率（D）。）。气体扩散速率（气体扩散速率（D D）的影响因素：）的影响因素：气体的分压差（气体的分压差（P P）：是气体扩散的动力。）：是气体扩散的动力。气体的分子量和溶解度：溶解度与分子量的平方气体的分子量和溶解度：溶解度与分子量的平方根之比（根之比（S/MWS/MW）称为扩散系数，它取决于气体）称为扩散系数，它取决于气体分子本身的特性。分子本身的特性。COCO2 2的扩散系数是的扩散系

30、数是O O2 2的的2020倍。倍。扩散面积和距离：与扩散面积（扩散面积和距离：与扩散面积（A A）呈正比，与扩）呈正比，与扩散距离（散距离（d d）呈反比。）呈反比。温度：与温度（温度：与温度（T T）呈正比。）呈正比。59DP T A Sd MW呼吸气体和人体不同部位气体的分压呼吸气体和人体不同部位气体的分压大气大气吸入气吸入气呼出气呼出气肺泡气肺泡气O2158.4149.5119.3103.4CO20.30.327.440.3601.1.呼吸气和肺泡气的成分和分压（呼吸气和肺泡气的成分和分压（mmHgmmHg）2.2.血液气体和组织气体的分压（血液气体和组织气体的分压（mmHgmmHg）

31、动脉血动脉血混合静脉血混合静脉血组织组织O2971004030CO2404650二、肺二、肺 换换 气气动力：分压差动力：分压差方向：分压高方向：分压高分压低分压低结果：血结果：血血血特点：扩散迅速特点：扩散迅速61肺换气过程肺换气过程 影响肺换气的因素影响肺换气的因素呼吸膜有六层结构，呼吸膜有六层结构，但非常薄，平均厚度但非常薄，平均厚度约约0.60.6m m肺毛细血管直径小，肺毛细血管直径小，RBCRBC膜能接触到毛细血膜能接触到毛细血管壁管壁呼吸膜面积大，肺毛呼吸膜面积大，肺毛细血管总血量小，故细血管总血量小，故血液层薄血液层薄621.1.呼吸膜的厚度呼吸膜的厚度肺纤维化、肺水肿等肺纤维

32、化、肺水肿等呼吸膜厚度呼吸膜厚度扩散速率扩散速率2.2.呼吸膜的面积呼吸膜的面积63肺不张、肺实变、肺气肿、肺叶切除或肺不张、肺实变、肺气肿、肺叶切除或 肺肺毛细血管关闭和阻塞等毛细血管关闭和阻塞等呼吸膜面积呼吸膜面积 扩散速率扩散速率。正常成年人总扩散面积达正常成年人总扩散面积达70m70m2 2。安静。安静状态下，仅有状态下，仅有40m40m2 2参与气体交换，因此气参与气体交换，因此气体交换的面积储备相当大。体交换的面积储备相当大。3.3.通气通气/血流比值血流比值(ventilation/perfusion ratio)正常正常成人成人V VA A为为4.2L/min 4.2L/min

33、，Q Q为为5L/min5L/min，V VA A/Q/Q为为0.84 0.84 V VA A/Q/Q肺通气肺通气或肺血流或肺血流增大肺泡无效腔增大肺泡无效腔 换气效率换气效率(如心衰、肺动脉栓塞如心衰、肺动脉栓塞)V VA A/Q/Q肺通气肺通气或肺血流或肺血流功能性功能性A-VA-V短路短路 换气效率换气效率（如支哮、支气管栓塞）（如支哮、支气管栓塞）64每分钟肺泡通气量（每分钟肺泡通气量（V VA A）/每分钟肺血流量（每分钟肺血流量（Q Q）肺血管栓塞肺血管栓塞支气管痉挛支气管痉挛V VA A/Q/Q异常主要表现为缺氧的原因：异常主要表现为缺氧的原因：动、静脉血液之间动、静脉血液之间P

34、OPO2 2差远大于差远大于PCOPCO2 2差，所以差，所以动动-静脉短路时，动脉血静脉短路时，动脉血POPO2 2下降的程度大于下降的程度大于PCOPCO2 2升高的程度。升高的程度。COCO2 2的扩散系数是的扩散系数是O O2 2的的2020倍，因此倍，因此COCO2 2扩散比扩散比O O2 2快，不易潴留。快，不易潴留。动脉血动脉血POPO2 2下降和下降和PCOPCO2 2升高时，可刺激呼吸，升高时，可刺激呼吸，增加肺泡通气量，有助于增加肺泡通气量，有助于COCO2 2排出，但几乎无排出，但几乎无助于助于O O2 2的摄取。的摄取。6566 整整个个肺肺脏脏的的V VA A/Q/Q

35、为为0.84,0.84,是是衡衡量量肺肺换换气气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，故故肺肺脏脏各各局局部部的的V VA A/Q/Q并不相同。并不相同。肺扩散容量（肺扩散容量（D DL L）67概念：指气体在单位分压差作用下，每分钟通过概念：指气体在单位分压差作用下，每分钟通过 呼吸膜扩散的气体的毫升数。呼吸膜扩散的气体的毫升数。DL=VPAPC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为为O O2 2的的2020倍倍意义：

36、衡量呼吸气体通过呼吸膜的能力的一种指标。意义：衡量呼吸气体通过呼吸膜的能力的一种指标。三、组织换气三、组织换气68动力：分压差方向：分压高分压低结果：血血影响组织换气的因素影响组织换气的因素:组织细胞代谢水平组织细胞代谢水平组织耗组织耗O O2 2量量、COCO2 2产量产量组织和动脉血间的组织和动脉血间的O O2 2、COCO2 2分压差分压差气体扩散气体扩散组织酸性代谢产物组织酸性代谢产物毛细血管开放毛细血管开放局部血流量局部血流量气体扩散气体扩散组织血流量组织血流量69第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输70特征特征:溶解量与分压和溶解度呈正比溶解量与分压和溶解度呈正比,与

37、与T T反比反比 量小量小,起桥梁作用起桥梁作用化学结合化学结合动态平衡动态平衡 物理溶解物理溶解一、氧和二氧化碳在血液中存在的形式一、氧和二氧化碳在血液中存在的形式物理溶解物理溶解化学结合化学结合特征特征:量大量大,主要运输形式。主要运输形式。二、氧的运输二、氧的运输71物理溶解：物理溶解：1.5%化学结合：化学结合：98.5%（结合形式：氧合血红蛋白）（结合形式：氧合血红蛋白）血红蛋白（血红蛋白（HbHb）的分子结构）的分子结构 HbHb有有2 2条条肽肽链链和和2 2条条肽链。肽链。每每条条肽肽链链上上有有一一个个亚铁血红素。亚铁血红素。每每个个亚亚铁铁血血红红素素能能结合一个结合一个O

38、 O2 2分子。分子。Fe2+O O2 2与与HbHb结合的特征结合的特征721.1.快速性和可逆性快速性和可逆性 反应快，可逆，不需酶的催化，受反应快，可逆，不需酶的催化，受P PO O2 2的影响的影响Hb+OHb+O2 2P PO O2 2高高P PO O2 2低低HbOHbO2 22.2.氧合而非氧化氧合而非氧化 Hb-Fe Hb-Fe2+2+O+O2 2 Fe Fe2+2+-HbO-HbO2 2（因（因O O2 2结合在结合在HbHb的的FeFe2+2+上时，无电荷的转移）上时，无电荷的转移）743.13.1分子分子HbHb可以结合可以结合4 4分子分子O O2 2HbHb氧容量氧容

39、量:100ml:100ml血液中血液中,Hb,Hb所能结合的最大所能结合的最大O O2 2量量HbHb氧含量氧含量:100ml:100ml血液中血液中,Hb,Hb实际结合的实际结合的O O2 2量量HbHb氧饱和度氧饱和度:Hb:Hb氧含量与氧容量的百分比氧含量与氧容量的百分比 当血液中去氧当血液中去氧HbHb含量达含量达5g/100ml5g/100ml以上时，皮肤、粘以上时，皮肤、粘膜呈暗紫色，这种膜呈暗紫色，这种现象称为紫绀。现象称为紫绀。4.Hb4.Hb与与O O2 2的结合或解离曲线呈的结合或解离曲线呈S S形形75与与HbHb 的变构效应有关的变构效应有关O O2 2与与HbHb的的

40、FeFe2+2+结合结合盐键逐步断裂盐键逐步断裂HbHb分子由分子由T T型型R R型型（即对（即对O O2 2的亲和力逐渐的亲和力逐渐）即即:Hb4:Hb4个亚单位的协同效应个亚单位的协同效应HbHb氧解离曲线呈氧解离曲线呈S S形形氧解离曲线氧解离曲线771.1.上段上段:P:PO O2 2 6060100mmHg100mmHg Hb Hb与与O O2 2结合结合特特点点：较较平平坦坦，表表明明在在此此范范围围内内P PO O2 2的的变变化化对对HbHb氧饱和度影响不大。氧饱和度影响不大。高原，吸入气高原，吸入气P PO O2 2而而HbHb结合结合O O2 2量变化不大；量变化不大；轻

41、度呼衰病人，肺泡气轻度呼衰病人，肺泡气P PO O2 2而而HbHb结合结合O O2 2量变化不大。量变化不大。意义意义:保证保证P PO O2 2时的高载氧能力时的高载氧能力,不致出现低氧血症。不致出现低氧血症。上上中中下下90 表示血液表示血液P PO O2 2与与HbHb氧饱氧饱和度关系的曲线和度关系的曲线782.2.中段中段:P:PO O2 2 404060mmHg60mmHg HbO HbO2 2释放释放O O2 2特特点点：较较陡陡，表表明明P PO O2 2降降低低能能促促进进大大量量HbHb与与氧氧解解离离，释释放放氧氧，血血氧饱和度下降显著。氧饱和度下降显著。意义意义:维持安

42、静时组织的氧供。维持安静时组织的氧供。（19.4-14.4=5ml19.4-14.4=5ml，O O2 2利用系数：血液流经组织时释放利用系数：血液流经组织时释放出的出的O O2 2容积占动脉血容积占动脉血O O2 2含量的百分数。安静：含量的百分数。安静：25%25%）中中79特点：更陡，表明特点：更陡，表明P PO O2 2稍有下降，血氧饱和度稍有下降，血氧饱和度就急剧下降，释放出大就急剧下降，释放出大量量O O2 2。3.3.下段下段:P:PO O2 2 151540mmHg40mmHg HbO HbO2 2释放释放O O2 2意义意义:维持活动时组织的氧供。维持活动时组织的氧供。（19

43、.4-4.4=15ml O19.4-4.4=15ml O2 2利用系数：利用系数：75%75%，为安静时的为安静时的3 3倍，反映了血液中倍，反映了血液中O O2 2的储备的储备)。下下影响氧解离曲线的因素影响氧解离曲线的因素P P5050:需更高的需更高的PoPo2 2才能使才能使HbHb氧饱和度达到氧饱和度达到50%50%，曲线，曲线右移（下移），表明右移（下移），表明HbHb对对O O2 2的亲和力的亲和力P P5050:较低的较低的PoPo2 2便能使便能使HbHb氧饱和度达到氧饱和度达到50%50%，曲线左，曲线左移（上移），表明移（上移），表明HbHb对对O O2 2的亲和力的亲和

44、力80通常用通常用P P5050表示表示HbHb对对O O2 2的亲和力。的亲和力。P P5050：使：使HbHb氧饱和度达氧饱和度达50%50%时的时的P PO O2 2。1.pH1.pH和和P PCOCO2 2的影响的影响81pHpH或或P PCOCO2 2曲线右移曲线右移pHpH或或P PCOCO2 2曲线左移曲线左移酸度对酸度对HbHb与与O O2 2亲和力的这亲和力的这种影响，称为种影响，称为波尔效应波尔效应意义意义：在肺脏促进氧合在肺脏促进氧合 在组织促进氧离在组织促进氧离机制：机制：H H+与与HbHb某些氨基酸残基结合某些氨基酸残基结合HbHb盐键形成盐键形成HbHb构型变为构

45、型变为T T型型HbHb与与O O2 2亲和力亲和力 2.2.温度的影响温度的影响82THTH+的活度的活度HbHb与与O O2 2亲和力亲和力氧离曲线右移氧离曲线右移 如：组织代谢如：组织代谢局部局部T+PcoT+Pco2 2+H+H+氧离易氧离易THTH+的活度的活度HbHb与与O O2 2亲和力亲和力氧离曲线左移氧离曲线左移 如：冬天，末梢循环如：冬天，末梢循环+氧离难氧离难易冻伤易冻伤 低温麻醉时，应防组织缺低温麻醉时，应防组织缺O O2 2TT曲线右移曲线右移TT曲线左移曲线左移机制：机制：T T变化变化H H+的活度变的活度变化化HbHb构型改变构型改变HbHb与与O O2 2亲亲

46、和力变化和力变化氧离曲线位移氧离曲线位移3.2,3-DPG3.2,3-DPG83机制：机制：DPGDPG能能与与HbHb结结合合成成盐盐键键HbHb构型变为构型变为T T型型 DPGHDPGH+波尔效应波尔效应高原、缺氧、贫血高原、缺氧、贫血RBCRBC无氧代谢无氧代谢DPGDPG 氧离曲线右移氧离曲线右移氧离易氧离易冷冻血冷冻血3 3周后周后RBCRBC无氧代谢停止无氧代谢停止DPGDPG 氧离曲线左移氧离曲线左移氧离难氧离难 大量输入冷冻血时，应注意缺氧大量输入冷冻血时，应注意缺氧2,3-DPG2,3-DPG曲线右移曲线右移2,3-DPG2,3-DPG曲线左移曲线左移 意义：意义：4.4.

47、其他因素其他因素84HbHb自身的性质自身的性质胎儿胎儿HbHb与与O O2 2亲和力成人亲和力成人;异常异常HbHb（如地中海贫血）运（如地中海贫血）运o o2 2能力能力a.COa.CO与与HbHb亲和力亲和力 O O2 2与与HbHb亲和力亲和力(250(250倍倍)；COCO与与HbHb的结合位点与的结合位点与O O2 2相同相同氧合难氧合难b.COb.CO与与HbHb的某亚基结合的某亚基结合,将增加其余三个将增加其余三个 亚基对亚基对O O2 2的亲和力的亲和力氧离难氧离难COCO三、二氧化碳的运输三、二氧化碳的运输85COCO2 2的运输形式的运输形式物理溶解：物理溶解：5 5碳酸

48、氢盐碳酸氢盐（8888）氨基甲酰血红蛋白氨基甲酰血红蛋白（7 7）9595化学结合：化学结合：碳酸氢盐碳酸氢盐86反应过程反应过程COCO2 2H H2 2O O碳酸酐酶碳酸酐酶H H2 2COCO3 3HCOHCO3 3-H H+反应特征反应特征反应极迅速且可逆，反应方向取决反应极迅速且可逆，反应方向取决PcoPco2 2（在组织，（在组织，PcoPco2 2,反应向右，生成反应向右，生成HCOHCO3 3-在肺部，在肺部，PcoPco2 2,反应向左，生成反应向左，生成COCO2 2)需酶催化：碳酸酐酶可加速反应需酶催化：碳酸酐酶可加速反应50005000倍，倍，双向作用双向作用RBCRB

49、C膜上有特异膜上有特异ClCl-HCO-HCO3 3-载体，载体，ClCl-转移维转移维持电荷平衡持电荷平衡在在RBCRBC内反应内反应,在血浆中运输在血浆中运输87 氨基甲酰血红蛋白氨基甲酰血红蛋白 反应迅速且可逆，无需酶催化；反应迅速且可逆，无需酶催化；COCO2 2与与HbHb的结合较为松散；的结合较为松散；反应方向主要受氧合作用的调节反应方向主要受氧合作用的调节 （在组织，去氧（在组织，去氧HbHb反应向右反应向右 在肺部，氧合在肺部，氧合HbHb反应向左）反应向左）虽不是主要运输形式虽不是主要运输形式,却是高效率运输形式，却是高效率运输形式，因肺部排出的因肺部排出的COCO2 2有有

50、17.517.5是由此释放的。是由此释放的。88在组织在组织在肺脏在肺脏HHbNHCOOHHHbNHCOOHO O2 2反应过程反应过程HbNHHbNH2 2O O2 2+H+H+CO+CO2 2反应特征反应特征COCO2 2解离曲线解离曲线89 CO CO2 2解离曲线是表示解离曲线是表示血液中血液中COCO2 2含量与含量与PcoPco2 2关关系的曲线。系的曲线。血液中血液中COCO2 2含量随含量随PcoPco2 2的的而而，几乎成线性，几乎成线性关系关系(非非S形曲线形曲线)且无饱且无饱和点。和点。AA点点V V血血COCO2 2的含量为的含量为52ml/100ml,52ml/100