第五章呼吸6h.docx

第五章呼吸6h.docx

《第五章呼吸6h.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第五章呼吸6h.docx（30页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第五章呼吸6h

第五章呼吸（Respiration）

【目的与要求】

1.掌握内容：

①掌握呼吸的概念和意义；②掌握肺通气的的动力；③掌握胸内负压的形成机理及其意义；④掌握肺泡表面活性物质的生理作用；⑤掌握肺和组织换气过程，通气/血流比值及意义；⑥掌握O2、CO2在血液中的运输形式，O2离曲线；⑦掌握延髓基本呼吸中枢；⑧掌握呼吸的化学性调节；⑨掌握肺牵张反射。

2.熟悉内容：

①熟悉肺通气的阻力；②熟悉肺容积和肺容量、肺通气量；③熟悉呼吸肌本体感受性反射；

3.了解内容：

①了解分压差及肺泡、血液和组织气体的分压值；②了解CO2解离曲线及生理意义；③了解呼吸过程的三个基本环节；④了解防御性呼吸反射；⑤了解呼吸节律的形成，高级中枢对呼吸调节。

【重点】

1.平静和用力呼吸，肺内压，胸膜腔内压，肺泡表面活性物质生理作用；

2.肺换气过程，通气/血流比值；

3.O2和CO2运输方式，O2解离曲线；

4.延髓呼吸中枢，化学感受器，CO2、O2和H+对呼吸影响。

【难点】

1.胸膜腔内压，肺泡表面张力

2.O2解离曲线

3.吸气切断机制，呼吸肌本体感受性反射。

【课时】6h

【授课对象】4年制制药专业

【教材】《生理学》（六版）北京：

人民卫生出版社，2000

【教具】多媒体投影仪

第一节呼吸系统基本知识

组成人体的基本单位是细胞，细胞具有新陈代谢功能、兴奋性、适应性等特性，机体器官为了发挥其功能，那么其结构和功能单位-细胞就必须从血液中获取其生存所必须氧和养分，同时排出体内代谢过程中所产生的CO2，这个过程就是呼吸，而这个过程的完成，还依赖于一定器官和组织，即呼吸系统，呼吸系统包括呼吸道（通气器官）和肺（换气的器官）两部分组成。

呼吸一旦停止，生命即将终结。

一、呼吸概念

1.机体与外界环境之间的气体交换过程，包括会肺呼吸或外呼吸（肺通气和肺换气）、气体在血液中的运输、内呼吸或组织呼吸，即组织换气。

（1）外呼吸是大气与肺进行气体交换以及肺泡与肺毛细血管血液进行气体交换的全过程。

呼吸性细支气管以上的管腔不进行气体交换，仅是气体进出肺的通道。

对肺泡的气体交换来说，气体进出肺的通道构成解剖无效腔。

而呼吸性细支气管及以下结构则可进行气体交换，是气体交换的结构。

（2）肺换气：

肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换过程；

（3）组织换气：

组织毛细血管血液与组织细胞之间的气体交换过程。

二、呼吸系统组成

（一）呼吸道

呼吸道是气体进出肺的通道，同时还具有加湿、加温、过滤、清洁、防御反射；临床上常以喉环状软骨为界，将其分为上呼吸道与下呼吸道两部分。

1.上呼吸道

（1）鼻腔：

鼻腔是呼吸道的门户，其作用包括①过滤吸入空气，可以减少尘埃等有害物质的吸入；②加温加湿吸入气体；③分泌粘液和接受害气体或异物刺激时，避免有害物吸入；④嗅觉作用；

（2）咽：

上连鼻腔，下与喉相连，是呼吸系统和消化系统的共同通道，具有吞咽和呼吸的功能，同时咽部具有丰富的淋巴组织，由扁桃体等组成咽淋巴环，可防御细菌对咽部侵袭，在幼年时期此种功能较明显，另外咽对发音起辅助作用。

③ 喉：

上与喉咽，下与气管相连，是呼吸通道和发音器官。

当呼吸或发音时，会厌打开，空气可以自由出入，而当吞咽时，会厌自动关闭，避免食物进入气管。

2.下呼吸道:

下呼吸道是指气管和支气管及各级分支支气管，支气管最后分支是肺泡囊，每个肺泡囊由17个肺泡组成，肺泡是气体交换场所。

（二）肺

肺是进行气体交换的场所，肺位于胸腔，纵隔两侧，左右各一，左肺有2叶，右肺有3叶，非一般呈圆锥形，上部为肺尖、下部为肺底。

面向纵隔面为纵隔面，在纵隔面中间有一个肺门是支气管、肺动脉、肺静脉、神经和淋巴管进出的通道。

肺是由肺内导管部（支气管树）和肺的呼吸部（无数肺泡）组成。

肺的导管部主要包括小支气管、细支气管、终末支气管，小支气管主要由C型软骨组成，并含有少量平滑肌；细支气管和终末支气管管壁软骨消失，主要由平滑肌组成，其舒缩直接影响进入肺泡内的气体流量；这些平滑肌受迷走神经和交感神经支配，迷走神经兴奋，平滑肌收缩，交感神经兴奋，平滑肌舒张。

（三）胸膜腔

1.构成：

胸膜腔是由两层胸膜构成，即紧贴于肺表面的脏层和紧贴于胸腔内壁的壁层。

腔内为负压。

内有少量液体而无空气，液体分子间有内聚力，使两层贴在一起。

当胸廓扩大时，牵引肺随之扩张，当胸廓缩小时，肺亦随之缩小。

液体粘滞性低，可在两膜间起润滑作用。

当胸壁被刺破时，外界空气从伤处冲入胸膜腔，胸膜腔内充满空气，即气胸。

2.特点：

密闭、潜在腔隙、内无气体，有少量浆液。

胸腔的密闭性和2层之间浆液分子的内聚力对维持肺的扩张状态和肺通气具有重要意义；

3.浆液作用

（1）润滑：

浆液粘滞性很低，减少摩擦；

（2）内聚力：

壁脏两层紧贴、不易分离，使肺随胸廓运动而运动，实现肺通气；

第二节肺通气（pulmonaryventilation）

一、概念

肺通气（pulmonaryventilation）是指肺与外界环境之间进行气体交换的过程。

其过程完成依赖于胸廓节律性呼吸运动，从而造成肺泡与外界环境之间压力差，外界气体在压力差作用下进入肺泡内，实现与外接气体交换；

二、肺通气的原理

气体进出肺取决于推动气体流动的动力和阻止气体流动的阻力的相互作用，动力克服阻力，建立肺泡与外界环境之间的压力差，才能实现肺通气的原理。

（一）肺通气的动力

1.肺通气原动力

呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小称为呼吸运动，包括呼气运动和吸气运动，其中膈肌和肋间外肌组成吸气肌，肋间内肌和腹肌构成呼气肌，斜角肌、胸锁骨肌为辅助吸气肌，呼吸运动按照参与肌肉主次可分为胸式呼吸和腹式呼吸，若按照呼吸用力程度划分，可分为平静呼吸和用力呼吸。

一般情况下，呈腹式和胸式混合呼吸，只有在胸部和腹部活动受限时才出现某单一的呼吸形式。

（1）胸腔结构：

胸腔是由胸骨、肋骨、脊椎、隔肌以及肌肉组织共同构成，其中脊椎的位置是固定不动，而胸骨可以上下移动，隔肌位于胸腔和腹腔之间，构成胸腔的底，静止时向上隆起，形似钟罩，收缩时，隆起的中心向下移，从而增大胸腔的上下径，肋间外肌起自上一肋骨的下缘，斜向前下方行走，止于下一肋骨的上缘。

隔肌舒缩引起腹腔内器官位移，造成腹部起伏；肋间外肌舒缩引起胸部起伏，生理学上将以隔肌舒缩活动为主的呼吸运动称为腹式呼吸，以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动称为胸式呼吸。

（2）平静呼吸

①吸气运动：

当肋间外肌收缩时，肋骨和胸骨上举，同时肋骨下缘向外偏转，增大胸腔的前后径和左右径，引起胸腔和肺的容积增大，肺内压低于外界大气压，因此外界气体进入肺内。

②呼气运动：

呼气运动并不是由呼气肌收缩引起的，而是由隔肌和肋间外肌舒张所致，是被动过程。

此过程是在隔肌和肋间外肌舒张时，肺可依靠自身的回缩力而回位，并牵引胸廓，使之缩小，从而引起胸廓和肺的容积缩小，肺内压高于大气压，肺内气体被呼出。

（3）用力吸气

用力吸气时，除隔肌和肋间外肌收缩外，辅助吸气肌也参与收缩，使胸廓进一步扩大，从而吸收更多的气体，用力呼气时，除吸气肌舒张外，还有呼气肌参与收缩，收缩时肋骨和胸骨下移，同时肋骨下缘向内旋转，使胸腔的前后径和左右径进一步缩小，呼气运动加强。

另外呼气时腹肌收缩可压迫腹腔器官，推动隔肌上移，同时也牵拉下部肋骨向下向内移位，从而使胸腔容积缩小，协助呼气。

2.直接动力

呼吸运动造成肺泡内压力即肺内压与外界气压之间压力差，从而实现肺通气。

吸气时，肺容积变大，肺内压降低，低于大气压时进入肺泡，随肺泡内气体增多，肺内压逐渐升高，至呼气末，肺内压与大气压相等，气体停止内流。

呼气时，肺内容积减小，肺内压升高并超过大气压，气体由肺内流出，肺内气体逐渐减少，至呼气末，肺内压又降到与大气压相等。

（1）肺内压和大气压力差是由于肺内压周期性交替升降所致。

人工呼吸就是通过人为方法改变肺内压，建立肺内压与大气压之间的压力差，维持肺通气。

（2）呼吸过程中，肺内压变化程度视呼吸运动的缓急、深浅和呼吸道是否畅通而定。

若呼吸道畅通，则肺内压变化较小；若呼吸加快，呼吸道不够畅通，肺内压变化较大。

3.胸膜腔内压

在呼吸运动中，肺之所以能随胸廓运动而运动，是因为在肺和胸廓之间存在着密闭潜在的胸膜腔和肺本身具有的弹性。

吸气时，肺被动扩张，回缩力增大即肺的回缩压增高，胸膜腔内压变得更负，呼气时，肺回缩力减小，回缩压降低，胸膜腔内压负值减小，在平静呼气之末，胸膜腔内压仍为负值。

可见胸膜腔内压形成与肺内压和肺泡回缩产生的压力有关，为负压，出生后就形成。

其负压值可直接测定，也可间接法测量。

胸膜负压存在有利于肺扩张，同时可使心房、腔静脉和胸导管容积增大，使内部压力降低，有利于静脉血与淋巴液回流。

（1）胸膜腔的内压＝肺内压-肺回缩压，吸气末或呼气末肺内压＝大气压，若以大气压以0计算，则胸膜腔内压＝-肺回缩压。

（2）病理状态

①如果胸膜腔破裂造成开放性气胸使肺萎缩、呼吸困难、循环血量减少和血压下降（V回心血下降），胸膜腔内压为正值。

抢救措施：

堵塞破口、抽气可恢复胸内负压。

②肺泡破裂，胸膜腔内压为正值，对呼吸和循环都有影响。

（二）肺通气的阻力

气道阻力（airwayresistance，Raw）指呼吸时气体在气道内流动所产生的阻力。

包括弹

性阻力和非弹性阻力（气道阻力、惯性阻力、组织的粘滞性，占通气量的30％，以气道阻力为主）。

1.弹性阻力和顺应性

弹性阻力（elasticresistance）：

物体对抗外力作用引起变形的力，是平静呼吸时的主要阻力，约占总通气量的70％，包括肺的弹性阻力和胸廓弹性阻力，其大小用顺应性（单位跨壁压）衡量，顺应越大，弹性阻力越小。

（1）肺的弹性阻力

肺弹性阻力来自肺组织本身的弹性回缩力和肺泡内表面的液体层与肺泡内气体之间的液-气界面表面张力所产生的回缩力，二者共同构成肺扩张的弹性阻力，回缩力方向与肺被动扩张的方向相反，是吸气阻力，其中肺本身弹性阻力占肺总弹性阻力的1/3，液-气表面张力占2/3。

①肺本身弹性阻力是由于肺组织含有大量弹性纤维和胶原纤维所致，肺被动扩张时，纤维被牵拉而趋向回缩，肺被动扩张越大，牵拉作用越强；肺的弹性阻力可用顺应性（可扩张性）表示。

②液-气表面张力是在肺泡内衬液和肺泡气之间存在液-气界面，从而产生向中心的表面张力，使肺泡缩小，产生弹性阻力。

液-气表面张力使肺泡缩小程度可用肺泡液-气界面的压强

表示，即

=

，其中

是肺泡液-气界面的表面张力系数，

是肺泡半径。

从公式可以看出，肺泡越小，产生的回缩力越大，假使大小肺泡之间相通，很容易导致小肺泡塌陷，大肺泡膨胀，使得肺泡失去稳定性，但实际并不会产生这种现象，其原因就是在液-气界面存在肺表面活性物质（PS），PS可阻碍液-气表面张力作用，降低肺泡回缩力。

肺表面活性物质（PS）是复杂的脂蛋白复合物，主要成分为二软脂酰卵磷脂（dipalmitoylphosphatidylcholine，DPPC，占PS重量的60％以上）和表面活性物质结合蛋白（SP，约占10%）。

其中二软脂酰卵磷脂（DPPC）由肺泡II型细胞合成并释放，分子一端为极性端，插入液体层，另一端为非极性端，朝向肺泡腔，整个分子以单分子层排列形式垂直分布在肺泡液-气界表面，其密度大小随肺泡的张缩而改变。

肺表面活性物质生理意义：

①稳定肺泡容量大小，维持肺泡稳定性（肺泡表面活性活性物质密度随肺泡半径变小而增大，在呼气时降低表面张力的作用强，肺泡表面张力小，防止肺泡塌陷，吸气时，密度减小，防止肺泡过度膨胀）；②降低肺表面张力，降低吸气阻力，减少吸气做功，增加肺顺应性；③减少肺间质和肺泡内的组织液生成，保持肺内干燥，防止肺水肿发生（肺泡张力合力指向肺泡腔，对肺泡间质产生抽吸作用，使肺泡间质静水压降低，组织液增生，导致水肿）；

（2）胸廓弹性阻力

胸廓扩弹性阻力来自胸廓弹性成分，肺处于自然位置时，肺容量约为肺总容量的67％左右，胸阔无变形，不表现弹性阻力，胸廓的弹性阻力既可能是吸气或呼气的阻力，也可能是吸气或呼气的动力，具体处于那一方面要视胸廓的位置而定；

①若肺容量小于肺总量的67％时，胸廓被牵引向内而缩小，其弹性阻力向外，是吸气动力；

②若肺容量大于肺总量的67％时，胸廓被牵引向外而扩大，其弹性阻力向内，是呼气动力；

（3）顺应性

肺和胸廓呈串联排列，肺和胸廓弹性阻力之和为总弹性阻力，弹性阻力大小可用顺应性表示，即△V/△P。

其中胸廓顺应性（Cchw）＝胸腔容积的变化/跨胸壁压的变化，跨胸壁压＝胸膜腔内压-胸壁外大气压；肺顺应性＝肺容积变化/跨肺压的变化，跨肺压＝肺内压-胸膜腔内压。

①胸廓顺应性可因肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹腔内占位性病变而降低，但此情况较少，临床意义较小。

②肺顺应性

在被测者呼吸道畅通和保持屏气即呼吸道无气流情况下，肺内压等于大气压，测量肺容积变化和胸膜腔内压，根据数值所绘制的压力-容积曲线就是静态顺应性曲线。

曲线含义：

曲线斜率反映不同肺容量下顺应性曲线或弹性阻力大小，斜率大，顺应性大，弹性阻力小；正常人在平静呼吸时，顺应性大，弹性阻力小，呼吸省力；呼气和吸气顺应性曲线不重叠，即滞后现象，滞后现象产生与因为肺泡液-气界面存在表面张力有关。

如果实验过程以生理盐水代替空气，因没有液-气界面，滞后现象不明显。

病理状态：

在肺充血、肺组织纤维化或肺表面活性物质减少时，肺的弹性阻力增加，顺应性降低，患者呼吸困难；肺气肿时，肺弹性成分大量破坏，肺回缩力减小，弹性阻力减小，顺应性增大，患者呼吸困难。

比顺应性：

静态顺应性并不能真实反映肺的弹性阻力大小，因为不同的人，肺的总量是不一样的，所以还要考虑肺的总量，肺的总容量大，在吸入相同的容积的气体时，肺容量较大者，顺应性就大，肺的扩张程度小，肺的回缩力也较小，弹性阻力也小。

这样用平静呼吸时测得的肺顺应性与肺的功能残气量比值计算所得数据就是比顺应性。

即比顺应性=平静呼吸时测得的肺顺应性（L/cmH2O）/肺的功能残气量（L）

2.非弹性阻力（non-elasticresistance）

（1）非弹性阻力包括气道阻力、惯性阻力和粘滞阻力

①惯性阻力：

气流在发动、变速、换向时因气流和组织的惯性所产生的阻止肺通气的力；

②粘滞阻力：

呼吸时组织相对位移所发生的摩擦力；

③气道阻力（airwayresistance,R）：

气体流经呼吸道时气体分子间和气体分子与气道壁之间的摩擦，是非弹性阻力的主要成分，约占非弹性阻力的80～90％。

健康人平静呼吸时，总气道阻力主要发生在鼻、声、气管、支气管等部位，仅10％发生在口径小于2mm的细支气管。

气道阻力＝大气压与肺内压之差/单位时间内气体流动量

（2）影响气道阻力因素

①气流速度：

流速快，阻力大

②气流形式：

层流阻力小，湍流阻力大。

气流太快和管道不规则易发生湍流，如气管内有粘液、渗出物或肿瘤、异物等可用排痰、清除异物办法，减轻粘膜肿胀等方法减少湍流。

③气道管径大小：

*跨壁压：

呼吸道内外压力差，呼吸道内压力高，跨壁压大，管径被动扩大，阻力减小；

*肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用：

小气道的弹性纤维和胶原纤维与肺泡壁的纤维彼此穿插，他们向帐篷的拉线一样对气道的气道管壁牵引作用，以保持没有软骨支配的细支气管的通畅。

*自主神经系统对气道管壁平滑肌舒缩活动调节作用：

副交感神经使气道平滑肌收缩，管径变小，阻力增大；交感神经使之舒张，管径变大，阻力降低。

*化学因素：

儿茶酚胺可使气道平滑肌舒张，前列腺素中

使气道平滑肌收缩，

使气道平滑肌舒张；

过敏肥大细胞释放的组胺和白三烯使支气管收缩，内皮细胞合成、释放的内皮素使气道平滑肌收缩，吸入性CO2含量增加可刺激支气管和肺的C类纤维，反射性引起支气管收缩；

三、肺通气功能指标

1.肺容积

（1）潮气量（TV）：

是指每次吸入或呼出的气体量。

平静呼吸时潮气体量为400～600ml。

（2）补吸气量（IRV）或吸气贮备量：

指平静吸气末，再用力吸气所能吸入的气体量。

正常成年人补吸气量为1500～2000ml。

（3）补呼气量（ERV）或呼气贮备量：

指平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气体量。

正常成年人补呼气量为900～1200ml。

（4）残气量（RV）：

最大呼气末存留于肺内不能再呼出的气体量，正常成人为1000～1500ml。

支气管哮喘和肺气肿患者，残气量增加。

2.肺容量

（1）深吸气量（IC）：

指在平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气体量，等于潮气量和补吸气量之和。

（2）功能残气量（FRC）：

指平静呼气末存留于肺内的气体量，等于残气量与补呼气量相加。

正常成年人约为2500ml，功能余气量的生理意义是缓冲呼吸过程中肺泡气中氧和二氧化碳分压（PO2和PCO2）的变化幅度。

（3）肺活量（VC、）：

尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。

肺活量等于潮气量、补吸气量和补呼气量之和，也等于肺总容量减去余气量。

正常成年男性平均约3500ml，女性约2500ml。

肺活量反映了肺一次通气的最大能力，一般来说肺活量越大，肺的通气功能越好。

①用力肺活量（FVC）：

指最大吸气后，以最快速度用力呼气时所呼出的最大气量。

该指标避免了测定肺活量时不限制呼气的时间的缺陷，是反映肺通气功能的较好指标。

②用力呼气量（FEV）也称为时间肺活量：

是指最大吸气后以最快速度用力呼气时在一定时间内所呼出的气量，一般以它所占用力肺活量的百分数来表示，即FEVt/FVC%。

其中，第1秒钟内呼出的气量称为1秒用力呼气量（thefirstsecondofaforcedexpiration,FEVl），是临床反映肺通气功能最常用的指标，正常时FEV1/FVC%约为80％。

因此，FEV1／FVC％是评定慢性阻塞性肺病的常用指标，也常用于鉴别阻塞性肺病和限制性肺病。

（4）肺总量（LC）:

指肺所能容纳的最大气量，等于肺活量（潮气量、补吸气量、补呼气量）和残气量之和。

也等于深吸气量与功能余气量之和。

成年男性平均约5000ml，女性约3500ml。

3.肺通气量和肺泡通气量

（1）肺通气量：

指每分钟吸入或呼出的气量，等于潮气量乘以呼吸频率。

（2）最大随意通气量也称为最大通气量：

指以最大的力量、最快的速度每分钟吸入或呼出的气量。

它反映单位时间内充分发挥全部通气能力所能达到的通气量，一般可达70～120L。

通气贮量百分比=（最大通气量-每分平静通气量）/最大通气量×l00％，通气贮量百分比的正常值等于或大于93％。

小于70％为通气功能严重损害。

4.无效腔和肺泡通气量

（1）解剖无效腔：

每次吸入空气，会在化在呼吸道内存留一部分不能参与气体交换的气体，容积约为150mL。

（2）肺泡无效腔：

进入肺泡的气体因血流在肺部分布不均而未能进行气体交换，正常人的肺泡无效腔接近于零。

肺泡无效腔与解剖无效腔一起合称生理无效腔。

正常人的生理无效腔等于或接近于解剖无

效腔。

病理情况下，如支气管扩张时解剖无效腔增大；肺动脉部分梗塞时肺泡无效腔增大。

（3）肺泡通气量：

指每分钟吸入肺泡的新鲜空气量或每分钟能与血液进行气体交换的量，等于（潮气量-无效腔气量）×呼吸频率。

是反映肺通气效率的重要指标。

在一定的呼吸频率范围内深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效。

5.呼吸功：

在一次呼吸过程中呼吸肌为实现肺通气所作的功。

呼吸功用于克服肺和胸廓的弹性阻力和非弹性阻力，通常以呼吸过程中跨壁压×肺容量表示，正常人为0.05W。

平静呼吸时，呼吸耗能仅占全身耗能3%～5%，距离恩运动时，呼吸耗能可升高25～50倍，但由于全身耗能也增大数十倍，所以呼吸耗能仅占很小一部分。

第三节肺换气和组织换气

一、肺换气

（一）肺换气过程

1.肺换气：

肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换。

其结构基础包括六层结构也称呼吸膜或肺泡膜，①单分子的表面活性物质层和肺泡液体层；②肺泡上皮细胞层；③上皮基底膜；④肺泡上皮和毛细血管膜之间的组织间隙层；⑤毛细血管基底膜；⑥毛细血管内皮细胞层。

2.肺换气的过程:

O2和CO2在血液和肺泡间的扩散极为迅速，不到0.3s即可达到平衡。

通常情况下，血液流经肺毛细血管的时间约为0.7s，所以当血液流经肺毛细血管全长约1/3时，已经基本上完成肺换气过程。

（二）影响肺换气因素

1.呼吸膜的厚度:

气体扩散速率与呼吸膜厚度成反比，特别是运动时，血流加速，气体在肺部的交换时间短，呼吸厚度对气体交换的影响更明显。

2.呼吸膜的面积：

气体扩散速率与扩散面积成正比，正常成人，两肺约有3亿个肺泡，总扩散面积达70m2。

运动时，肺毛细血管开放的数量和开放程度增加，扩散面积也大大增加。

3.通气/血流比值：

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）。

只有适宜VA/Q才能实现适宜的肺通气，要想达到适宜的肺通气，必须依赖于气体泵和血液泵的相互配合，才能及时更换O2和CO2。

如果VA/Q增大就意味着通气过剩，血流相对不足，部分肺泡气体未能与血液气体充分交换，致使肺泡无效腔增大。

无论VA/Q增大或减小，都会妨碍有效的气体交换，导致机体缺氧和二氧化碳潴留，其中主要是缺氧。

4.气体的分压差、温度和扩散系数：

气体的分压差是气体扩散的动力，扩散系数等于气体溶解度与气体分子量平方根之比。

气体扩散速率与这三个因素呈正比，因而可影响肺部气体交换，但在正常情况下，这三个因素变化较小，对肺换气的影响不明显。

二、肺换气

（一）气体扩散

1.气体的扩散：

气体分子从分压高处向分压低处发生净转移过程。

单位时间内气体扩散的容积称为气体扩散率（diffusion）

2.影响气体扩散因素

（1）气体的分压差：

在混合气体中，每种气体分子运动所产生的压力称为该气体的分压，气体分压＝总压力×该气体的容积百分比；

（2）气体的分子量和溶解度：

质量轻的气体扩散较快。

在相同条件下，气体扩散速率和气体分子量（MW）的平方根成反比。

溶解度与分子量的平方根之比称为扩散系数，它取决于气体分子本身的特性；

（3）扩散面积和距离：

气体扩散速率与扩散面积成正比，与扩散距离成反比；

（4）温度：

气体扩散速率与温度成正比。

（二）呼吸气体和人体不同部位气体的分压

1.呼吸气和肺泡气体成分和分压：

人体吸入的是空气，空气中成分复杂，但起主要作用的

是O2和CO2。

吸入的空气在呼吸道内被水蒸汽饱和，所以呼吸道内吸入的气的成分已不同于大气，

各种气体成分的分压也发生相应的改变。

呼出气是无效腔内的吸入气和部分肺泡气的混合气。

2.血液气体和组织气体的分压：

液体内的气体分压也称为气体张力，其数值与分压相同，不同组织中的PO2和PCO2不同，在同一组织，他们还受组织活动水平的影响。

（三）肺扩散容量

肺扩散容量：

在单位分压差（0.1333kPa，1mmHg）的作用下，每分钟通过呼吸膜扩散的气体的毫升数称为肺扩散容量。

DL=V/（PA-PC）V代表每分钟通过呼吸膜扩散的气体量运动时，因为参与肺换气的呼吸膜面积和肺毛细血管血流量增加，使得通气、血流分布不均得到改善，从而使肺扩散容量增大。

三、组织换气

在组织中，由于细胞的有氧代谢，O2被利用，并产生CO2，所以PO2可低至4kPa（30mmHg）下，PCO2可高达6.7kPa（50mmHg）以上。

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，动脉血液因失去O2和得到CO2而变成静脉血。

第四节气体在血液中运输

一、氧和二氧化碳在血液中存在的形式

O2和CO2都以物理溶解和化学结合两种形式存在于血液中。

气体在溶液中溶解的量与分压和溶解度成正比，与温度成反比。

二、氧的运输

血液中以物理溶解形式存在的O2量，仅约占血液总O2含量的1.5％，化学结合的占98.5％左右。

O2的结合形式是氧合血红蛋白（oxyhe