概-述-呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程.ppt

第七章呼吸系统生理第七章呼吸系统生理n呼吸：机体与外界环境之间的气体交换呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。过程。n呼吸全过程：呼吸全过程：肺呼吸肺呼吸(外呼吸外呼吸)运输运输细胞呼吸细胞呼吸(内呼吸内呼吸).呼吸：呼吸：.呼吸三环节呼吸三环节：1.外呼吸外呼吸(肺呼吸肺呼吸):肺通气：肺通气：肺换气：肺换气：2.气体在血液中的运输气体在血液中的运输 3.内呼吸内呼吸(组织呼吸组织呼吸):组织换气：组织换气：组织换气：组织换气：细胞内氧化代谢细胞内氧化代谢细胞内氧化代谢细胞内氧化代谢：.n n呼吸呼吸呼吸呼吸 :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。血液循环血液循环 肺肺 组织细胞组织细胞 O2 O2 CO2 CO2 肺通气肺通气 肺换气肺换气 气体在血液气体在血液 组织组织 细胞内氧细胞内氧 中的运输中的运输 换气换气 化代谢化代谢 外呼吸外呼吸 内呼吸内呼吸.n呼吸系统呼吸系统包括了包括了呼吸道呼吸道和和肺泡肺泡。n呼吸道：呼吸道：分上、下两部分，上呼分上、下两部分，上呼吸道由鼻、咽、喉组成，下呼吸吸道由鼻、咽、喉组成，下呼吸道由气管及各级支气管组成。呼道由气管及各级支气管组成。呼吸道有加温、润湿和净化空气的吸道有加温、润湿和净化空气的功能，有通过调节支气管平滑肌功能，有通过调节支气管平滑肌的舒缩来改变呼吸道的口径进而的舒缩来改变呼吸道的口径进而影响气流阻力的功能，但呼吸道影响气流阻力的功能，但呼吸道不具备气体交换的功能。不具备气体交换的功能。w肺泡：肺泡：人体左右肺共有人体左右肺共有6-76-7亿个，总面积约为亿个，总面积约为70-10070-100平方米。平方米。从由单层上皮细胞构成的肺泡膜到肺毛细血管壁，是气体交换从由单层上皮细胞构成的肺泡膜到肺毛细血管壁，是气体交换必须穿越的结构，该结构称作呼吸膜，呼吸膜共有六层结构，必须穿越的结构，该结构称作呼吸膜，呼吸膜共有六层结构，其厚度仅为其厚度仅为l l从从mm，厚度越薄，气体的通透性越强。厚度越薄，气体的通透性越强。.呼吸道呼吸道主要功能主要功能 1、加温湿润、加温湿润：主要在鼻咽部（血流丰富、粘：主要在鼻咽部（血流丰富、粘液）。临床气管插管。液）。临床气管插管。2 2、过滤清洁、过滤清洁、过滤清洁、过滤清洁 上呼吸道上呼吸道上呼吸道上呼吸道：鼻毛、鼻甲：鼻毛、鼻甲：鼻毛、鼻甲：鼻毛、鼻甲(10(10微米微米微米微米)。气管、支气管、细支气管气管、支气管、细支气管气管、支气管、细支气管气管、支气管、细支气管：纤毛上皮细胞粘液毯：纤毛上皮细胞粘液毯：纤毛上皮细胞粘液毯：纤毛上皮细胞粘液毯(2-10(2-10微米微米微米微米)。干燥、抽烟、其它刺激性气体可破坏纤毛运动。干燥、抽烟、其它刺激性气体可破坏纤毛运动。干燥、抽烟、其它刺激性气体可破坏纤毛运动。干燥、抽烟、其它刺激性气体可破坏纤毛运动。呼吸性细支气管以下呼吸性细支气管以下呼吸性细支气管以下呼吸性细支气管以下：(2(2微米微米微米微米)巨嗜细胞吞食、游巨嗜细胞吞食、游巨嗜细胞吞食、游巨嗜细胞吞食、游走到粘液层；免疫球蛋白、溶菌酶、干扰素等：防止感染。走到粘液层；免疫球蛋白、溶菌酶、干扰素等：防止感染。走到粘液层；免疫球蛋白、溶菌酶、干扰素等：防止感染。走到粘液层；免疫球蛋白、溶菌酶、干扰素等：防止感染。3 3、防御反射、防御反射、防御反射、防御反射：咳嗽反射、喷嚏反射。：咳嗽反射、喷嚏反射。：咳嗽反射、喷嚏反射。：咳嗽反射、喷嚏反射。.第一节肺的功能解剖n一肺泡n二肺的血液循环n三肺的神经支配.一、肺泡n肺泡表面：扁平细胞n 分泌细胞（二软脂酰卵磷脂）n呼吸膜的组成：n液体层n肺泡上皮n肺泡上皮基底膜n组织间隙n毛细血管基膜n毛细血管内皮.n上皮基底膜上皮基底膜 间隙间隙 毛细血管基膜毛细血管基膜n肺泡上皮肺泡上皮 毛细血管内皮毛细血管内皮n含肺泡表面含肺泡表面 红细胞红细胞n活性物质的活性物质的 n液体分子层液体分子层n 肺泡肺泡 毛细血管毛细血管n O2n CO2n n 呼吸膜结构示意呼吸膜结构示意 .肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质(Pulmonary surfactant)n成分成分：二棕酰卵磷脂(DPPC)n来源来源：肺泡型细胞合成并释放 n 特点特点：DPPC分子垂直排列于液-气界面，极性端插入水中，非极性端伸入肺泡气中，形成单分子层分布在液-气界面上，并随肺泡的张缩而改变其密度。.1、降低表面张力，减少吸气阻力；2、调节表面张力，稳定肺泡内压；3、减少肺泡液生成，防止肺水肿。(负压负压,抽吸作用抽吸作用 )肺泡表面活性物质的肺泡表面活性物质的生理作用：生理作用：.临床临床:n成人呼吸窘迫综合征成人呼吸窘迫综合征：肺炎、肺水肿、肺血栓及吸烟等均可因DPPC减少而导致肺不张。n新生儿呼吸窘迫综合征：新生儿呼吸窘迫综合征：胎儿肺泡型细胞是逐渐发育成熟的,约在妊娠2530周,羊膜腔内才开始出现DPPC,以后逐渐增高，至分娩时(40W)突然达到高峰(为出生时自动呼吸作准备,呱呱坠地)。在25W以前出生的早产儿多半不能成活。n预防预防：抽羊水检查。延长妊娠，药物促生成 (糖皮质激素)n糖尿病患者不宜生育(胰岛素抑制DPPC的合成).二、肺的血液循环n特点:肺动脉及其分支较粗短,管壁较薄n血流阻力和血压:阻力小,压力低（为主P的1/8）n肺的血容量:约450ml,9%,变动大n肺循环毛细血管处的液体交换:毛细血管压7mmHg,血浆胶体渗透压25mmHg 液体吸收入毛细血管的力量大.三、肺的神经支配迷走神经迷走神经兴奋乙酰胆减+M受体平滑肌收缩口径气流阻力;交感神经交感神经兴奋去甲肾上腺素+受体 平滑肌舒张口径气流阻力。临床：临床：支气管哮喘，表现为反复伴哮鸣音的呼气性的呼吸困难、胸闷或咳嗽。过敏体质的人接触抗原后易发。n 治疗治疗：n拟肾上腺药：如麻磺碱、肾上腺素、异丙肾上腺素、沙丁胺醇等。n抗胆减类药：阿托品、东莨菪碱、6542等。n神经调节:交-收缩,阻力增加;迷-血管舒张n肺泡气的氧分压:低-肺血管收缩n血管活性物质:.第二节肺第二节肺 通通 气气.第二节肺第二节肺 通通 气气 肺通气肺通气:指肺与外界环境间的气体交换过程指肺与外界环境间的气体交换过程 肺通气结构肺通气结构 血管网血管网 粘液腺粘液腺 加湿、加温、过滤、清洁加湿、加温、过滤、清洁 纤纤 毛毛 迷走迷走NACh+MNACh+M受体受体收缩收缩气道阻力气道阻力 平滑肌平滑肌 交感交感NNE+NNE+2 2受体受体舒张舒张气道阻力气道阻力 呼吸肌：与肺通气的动力有关呼吸肌：与肺通气的动力有关 胸膜腔：其负压与肺扩张有关胸膜腔：其负压与肺扩张有关 呼呼吸吸道道.一、肺通气的动力一、肺通气的动力呼呼 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 廓廓呼呼 吸吸 肌肌缩缩 小小收收 缩缩舒舒 张张扩扩 张张 原动力原动力:呼吸运动呼吸运动是肺通气的原动力。是肺通气的原动力。直接动力直接动力:肺内压肺内压与外界大气压间的压力与外界大气压间的压力差。差。扩扩 张张.(一一)呼吸运动呼吸运动n概概念念：胸胸廓廓的的节节律律性性扩扩大大和和缩缩小小。它它是是通通过过呼呼吸吸肌肌的舒缩活动来实现的，构成肺的通气动力。的舒缩活动来实现的，构成肺的通气动力。n呼吸肌：呼吸肌：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：胸肌、斜方肌、胸锁乳突肌和背阔肌等胸肌、斜方肌、胸锁乳突肌和背阔肌等 呼气肌：呼气肌：肋间内肌和腹壁肌肋间内肌和腹壁肌.n型式型式:n按呼吸深度分按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸；平静呼吸和用力呼吸；n按动作部位分按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。式呼吸。n混合呼吸混合呼吸:正常成人。正常成人。n腹式呼吸腹式呼吸:婴儿、胸膜炎及胸腔积液患者。婴儿、胸膜炎及胸腔积液患者。n胸式呼吸胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块者。严重腹水、腹腔有巨大肿块者。n频率频率:成人成人:12:121818次次/分分n婴儿婴儿:60:607070次次/分分.n腹式呼吸腹式呼吸(膈式呼吸膈式呼吸)：由膈肌舒收引起由膈肌舒收引起的呼吸运动伴以腹壁的起伏。的呼吸运动伴以腹壁的起伏。（如屈体（如屈体直角动作）直角动作）n胸式呼吸胸式呼吸：由肋间肌舒收使肋骨和胸骨由肋间肌舒收使肋骨和胸骨运动所产生的呼吸运动。运动所产生的呼吸运动。肋式或胸式呼肋式或胸式呼吸如双杠或地上做倒立的动作。吸如双杠或地上做倒立的动作。.1.1.平静呼吸平静呼吸肺内压大气压，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上下、前后前后、左右径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，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张肺在胸膜腔负压作用下被动扩张(因肺无主动扩缩的组织结构因肺无主动扩缩的组织结构)膈肌收缩使膈顶下移，膈肌收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径增大胸廓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,扩大胸廓前后、左右径扩大胸廓前后、左右径 吸吸 气气 呼呼 气气.特点特点：n平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。被动的。n用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。n平静呼吸时：平静呼吸时：n肋间外肌所起的作用膈肌。肋间外肌所起的作用膈肌。.2.2.用力呼吸用力呼吸 用用力力吸吸气气时时，辅辅助助吸吸气气肌肌也也参参加加，胸胸廓廓容容积积进进一步扩大。一步扩大。用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间内肌（肋间内肌+腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。平静呼吸与用力呼吸特点：平静呼吸与用力呼吸特点：平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。平静呼吸时，肋间外肌所起的作用膈肌。平静呼吸时，肋间外肌所起的作用膈肌。3.3.呼吸形式呼吸形式 胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸 混合呼吸混合呼吸:正常成人正常成人 腹式呼吸腹式呼吸:婴儿；婴儿；双杠或地上做倒立的动作双杠或地上做倒立的动作 胸式呼吸胸式呼吸:屈体直角动作造型屈体直角动作造型 .人工呼吸人工呼吸 (Artificial respiration)(Artificial respiration)用人为的方法造成肺内压和大气压之间的压用人为的方法造成肺内压和大气压之间的压力差来维持肺通气。力差来维持肺通气。方法：方法：人工呼吸机人工呼吸机 口对口人工呼吸口对口人工呼吸 节律举臂压背或挤压胸廓节律举臂压背或挤压胸廓关键关键：保持呼吸道通畅，争取时间保持呼吸道通畅，争取时间(4(4分钟以分钟以内内).人工呼吸任务和步骤任务和步骤:nA:Air way,保持呼吸道通畅(先决条件先决条件)nB:Breathing,人工呼吸nC:Circulation,建立人工循环n主要措施主要措施:人工呼吸,心脏挤压.(二二)肺内压肺内压平静吸气初平静吸气初:肺内压肺内压 大气压大气压=2-3mmHg 气出气出肺肺用力呼吸时用力呼吸时:肺内压的升降变化有所增加。肺内压的升降变化有所增加。如：紧闭声门或口鼻，再用力做呼气动如：紧闭声门或口鼻，再用力做呼气动作作(憋气憋气)时，肺内压可高于大气压时，肺内压可高于大气压60-140mmHg60-140mmHg。若此时做用力吸气动作，肺内压可低至若此时做用力吸气动作，肺内压可低至-30-30-lOOmmHglOOmmHg。.(三三)胸内压胸内压n概念：概念：胸膜腔内的压力。胸膜腔内的压力。n胸膜位于肺表面的部分为胸膜位于肺表面的部分为胸膜脏层胸膜脏层，位于胸壁内表，位于胸壁内表面的部分为面的部分为胸膜壁层胸膜壁层。这两个部分延续相连，形成。这两个部分延续相连，形成密闭的间隙，即密闭的间隙，即胸膜腔胸膜腔。.n胸内压特点：胸内压特点：胸内压在呼吸过程中始终低于大气压，为胸内压在呼吸过程中始终低于大气压，为负压。负压。平静呼气之末胸内压为与平静呼气之末胸内压为与-5-5 -3mmHg3mmHg，平静吸气之末胸内压为，平静吸气之末胸内压为-l0-l0 -5mmHg5mmHg，用力吸气时负压可达，用力吸气时负压可达-3OmmHg-3OmmHg。.n胸内负压的形成原因胸内负压的形成原因：婴婴儿儿出出生生后后，胸胸廓廓和和肺肺发发育育的的速速度度不不均均衡衡，肺肺发发育育较较慢慢，胸胸廓廓发发育育较较快快，胸胸廓廓容容积积大大于于肺肺。由由于于胸胸膜膜壁壁层层和和脏脏层层的的紧紧贴贴不不分分，即即使使在在呼呼气气之之末末也也是是如如此此，因因而而肺肺始始终终处处于于被被动动牵牵拉拉状状态态，肺肺本本身身是是有有弹弹性性的的组组织织，肺肺泡泡又又有有表表面面张张力力，这两种因素使肺具有了回缩力。这两种因素使肺具有了回缩力。n所所以以胸胸膜膜腔腔内内的的压压力力应应是是肺肺的的回回缩缩力力与与反反方方向向作用于胸膜腔的肺内压作用于胸膜腔的肺内压(或大气压或大气压)之和，即：之和，即：胸内压胸内压=肺内压肺内压(或大气压或大气压)-)-肺回缩力肺回缩力 .内压形成的前提条件内压形成的前提条件:有少量浆液的密闭腔；有少量浆液的密闭腔；肺和胸廓是弹性组织；肺和胸廓是弹性组织；胸廓自然容积胸廓自然容积 肺容积；肺容积；壁层胸膜紧贴于胸廓内壁壁层胸膜紧贴于胸廓内壁,大气压对其大气压对其影响极小。影响极小。.肺为何能随胸廓而运动：(1)密闭性;(2)内聚力;(3)肺的扩张性.气胸:闭合性气胸 开放性气胸 张力性气胸.两种力：两种力：肺内压肺内压 使肺扩张使肺扩张 肺的弹性回缩力肺的弹性回缩力 使肺泡回缩使肺泡回缩 胸内压胸内压=肺内压肺弹性回缩力肺内压肺弹性回缩力 吸气末和呼气末吸气末和呼气末,气流停止气流停止,肺内压肺内压=大气压大气压 胸内压胸内压=大气压肺弹性回缩力大气压肺弹性回缩力 若以大气压为0为标准,则：胸内压胸内压胸内压胸内压=肺弹性回缩力肺弹性回缩力肺弹性回缩力肺弹性回缩力 力学分析力学分析:.胸内压的生理意义胸内压的生理意义 (1)(1)维持肺叶的扩张状态维持肺叶的扩张状态(气胸气胸-肺不张肺不张)，有利于肺泡进行气体交换；有利于肺泡进行气体交换；(2)(2)有利于静脉血和淋巴液回流有利于静脉血和淋巴液回流(腔静脉腔静脉和胸导管和胸导管)临床上为了治疗目的,可入一定量的空气于一侧胸膜腔内造成局部闭所性气胸,以压缩结核性空洞.人工气胸将自行吸收。.二、肺通气的阻力二、肺通气的阻力弹性阻力弹性阻力(70%)-静态阻力静态阻力 肺的弹性阻力 胸廓的弹性阻力 非弹性阻力非弹性阻力(30%)-动态阻力动态阻力 气道阻力(80%)惯性阻力(10%)粘滞阻力(10%).呼吸运动产生的动力呼吸运动产生的动力,在克服肺通气所遇到的阻力后在克服肺通气所遇到的阻力后,方能实方能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。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：与胸廓所处的位置有关胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力肺弹性阻力气道阻力：与气体流动形式气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关气道半径有关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常态下可忽略不计常态下可忽略不计.肺容积变化肺容积变化(V)(V)肺顺应性肺顺应性(C(CL L)=0.2L/cmH)=0.2L/cmH2 2O O 跨肺压力变化跨肺压力变化(P)(P)肺内压与胸膜腔内压之差肺内压与胸膜腔内压之差(一一)弹性阻力弹性阻力:(1)(1)肺的弹性阻力肺的弹性阻力 顺应性顺应性 =(1/=(1/弹性阻力弹性阻力)顺应性：顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。指在外力作用下弹性组织的可扩张性。顺应性大顺应性大=易扩张易扩张=弹性阻力小弹性阻力小 顺应性小顺应性小=不易扩张不易扩张=弹性阻力大弹性阻力大.测得的肺顺应性（测得的肺顺应性（L/cmHL/cmH2 2O O）比顺应性比顺应性=肺总量（肺总量（L L）因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应测单位肺容因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应测单位肺容量下的顺应性，即比顺应性。量下的顺应性，即比顺应性。.来源：来源：肺的弹性阻力肺的弹性阻力1.1.肺泡表面张力肺泡表面张力 说说明明肺肺泡泡内内液液-气气界界面面（表表面面张张力力）是是否否存存在在，与与肺肺的的弹弹性性阻力有着密切关系阻力有着密切关系。肺泡内的液肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子受力气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向中心的中心的使肺泡缩小。使肺泡缩小。肺弹性组织回缩力肺弹性组织回缩力:1/3:1/3肺泡表面张力肺泡表面张力:2/3:2/3 离体肺在充气和充水时（扩张离体肺在充气和充水时（扩张肺至相同容积），可见充气所需肺至相同容积），可见充气所需的压力充水。的压力充水。.根据根据LaplaceLaplace定律定律:P(N/cm)P(N/cm)肺泡内压力肺泡内压力(P):(P):与表面张力与表面张力(T)(T)成正比成正比,与肺泡半径与肺泡半径(r)(r)成反比。成反比。肺泡表面张力的作用：肺泡表面张力的作用：a.a.肺泡回缩肺泡回缩肺通气（吸气）阻力肺通气（吸气）阻力 b.b.肺泡内压不稳定肺泡内压不稳定肺泡破裂或萎缩肺泡破裂或萎缩 c.c.促肺泡内液生成促肺泡内液生成产生肺水肿产生肺水肿 2T(N/cm)2T(N/cm)r(cm)r(cm).（2 2）胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力 肺容量变化肺容量变化(P)(P)胸廓顺应性胸廓顺应性 =0.2L/cmH =0.2L/cmH2 2O O 跨壁压跨壁压(P)(P)胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形成。胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形成。胸廓的弹性阻力的作用方向，则视胸廓扩大的程度胸廓的弹性阻力的作用方向，则视胸廓扩大的程度而异而异:胸廓处于自然位置时胸廓处于自然位置时(肺容量肺容量6767)，不，不表现有弹性回缩力；表现有弹性回缩力；胸廓缩小时胸廓缩小时(肺容量肺容量6767)，胸廓的弹性回缩力向外，胸廓的弹性回缩力向外=吸气的动力，呼气的阻吸气的动力，呼气的阻力；力；胸廓扩大时胸廓扩大时(肺容量肺容量6767)，胸廓的弹性回，胸廓的弹性回缩力向内缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。吸气的阻力，呼气的动力。.肺肺充充血血、肺肺不不张张、表表面面活活性性物物质质减减少少、肺肺纤纤维维化化和和感感染染等等原原因因肺肺弹弹性性阻阻力力(肺肺顺顺应性应性)吸气困难。吸气困难。肺肺气气肿肿时时肺肺弹弹性性成成分分破破坏坏肺肺回回缩缩力力肺弹性阻力肺弹性阻力(肺顺应性肺顺应性)呼气困难。呼气困难。故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好。故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好。肥肥胖胖、胸胸廓廓畸畸形形、胸胸膜膜增增厚厚、腹腹内内占占位位病病变变等等原原因因弹弹性性阻阻力力(顺顺应应性性)但但引引起通气障碍的情况较少。起通气障碍的情况较少。影响弹性阻力的因素影响弹性阻力的因素：.(二二)非弹性阻力非弹性阻力气道阻力气道阻力n 推动气体流动的压力n气道阻力=n 单位时间内气体流量.气道阻力特点气道阻力特点:只在呼吸运动时产生；只在呼吸运动时产生；流速快流速快阻力大阻力大 与气体流动形式有关：与气体流动形式有关：层流层流阻力小阻力小 湍流湍流阻力大阻力大 与气道半径的与气道半径的4 4次方成反比：次方成反比：（R1R1r r4 4）.影响气道阻力的因素影响气道阻力的因素：n跨壁压：呼吸道内压力高跨壁压：呼吸道内压力高跨壁压大跨壁压大管径管径被动扩大被动扩大阻力阻力。n肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用：小肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用：小气道的弹性组织对无软骨支持的细支气管保持气道的弹性组织对无软骨支持的细支气管保持通畅。通畅。n气道管壁平滑肌舒缩活动：迷走气道管壁平滑肌舒缩活动：迷走NAch+MNAch+M受体受体收缩收缩气道阻力气道阻力；交感；交感NNE+NNE+2 2受受体体舒张舒张气道阻力气道阻力；非；非NENE非非AchAch共存递质共存递质的调制的调制(如神经肽）如神经肽）n高气压：如深潜水环境下高气压：如深潜水环境下,由于气体密度增由于气体密度增大大,气道阻力增大气道阻力增大,呼吸减慢加深呼吸减慢加深,增加了呼吸增加了呼吸肌作功和能量消耗。肌作功和能量消耗。.化学因素的影响：化学因素的影响：n儿茶酚胺儿茶酚胺气道平滑肌舒张气道平滑肌舒张nPGFPGF22气道平滑肌收缩；气道平滑肌收缩；PGEPGE2 2气道平气道平滑肌舒张。滑肌舒张。n过敏反应时肥大细胞释放的组胺过敏反应时肥大细胞释放的组胺气道气道平滑肌收缩。平滑肌收缩。n吸入气吸入气COCO2 2反射性支气管收缩。反射性支气管收缩。n哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮素素气道平滑肌收缩。气道平滑肌收缩。.(一一)肺容量肺容量机能余气量余气量补呼气量 肺总容量肺活量余气量 肺活量补吸气量潮气量补呼气量 正常值：t1末=83，t2末=96,t3末=99。时间肺活量=用力吸气后再用力并快速呼出的气体量占肺活量的百分数。意义：反映肺活量容量的大小、呼吸所遇阻力的变化，是评价肺通气功能较好指标，阻塞性肺疾患的时间肺活量。三、肺容量和肺通气量三、肺容量和肺通气量.肺容积：（基本的有四个，互不重叠肺容积：（基本的有四个，互不重叠1、潮气量、潮气量：(tidal volume,TV)概念、正常值(平静时：400600 ml，运动时增大。)2、补吸气量吸气储备量：、补吸气量吸气储备量：(inspiratory reserve volume,IRV)概念、正常值(15002000 ml)。3、补呼气量呼气储备量补呼气量呼气储备量：(expiratory reserve volume,ERV)概念、正常值(9001200 ml)。4、余气量残气量余气量残气量：(residual volume,RV)概念：最大呼气末，尚存留于肺中不能再呼出的气量。正常值(10001500 ml)。支气管哮喘和肺气肿患者，余气量增加。.n 补补n 吸吸n 气气 肺肺 深深n 量量 肺肺 吸吸n 潮潮 活活 气气 n 气气 总总 量量n 量量 量量n 补补 量量n 呼呼 功功n 气气 能能n 量量 残残n 残残 气气n 气气 量量n 量量n .概念概念：平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量。等效：等效：潮气量补吸气量 或 肺活量补呼气量 生理意义生理意义：衡量最大通气潜力 临床临床：胸廓、胸膜、肺组织和呼吸肌等的病变，可使深吸气量减少而降低最大通气潜力。1、深吸气量：、深吸气量：.概念：概念：概念：概念：平静呼气末尚存留于肺内的气量等效等效等效等效：余气量补呼气量 正常值：成人约2500ml生理意义生理意义生理意义生理意义：缓冲呼吸过程中肺泡气和动脉血中氧和二氧化碳分压（PO2和PCO2的过度变化,以利于气体交换。(稀释作用)临床临床临床临床：肺气肿、支气管哮喘、支气管阻塞患者以及老年人等功能余气量增加。而实质性病变(肺纤维化等),功能余气量降低。2、功能余气量、功能余气量（Functional residual capacity,FRC).3、肺活量和时间肺活量、肺活量和时间肺活量n肺活量肺活量(Forced vital capacity FVC)n n概念概念概念概念:最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气量（量（VCVC。反映一次吸气中肺的最大通气量。反映一次吸气中肺的最大通气量,是静态肺功能的重要指标。是静态肺功能的重要指标。n n等效：等效：等效：等效：潮气量补吸气量补呼气量潮气量补吸气量补呼气量 n n正常值：正常值：正常值：正常值：正常成年男性约正常成年男性约3500ml3500ml，女性女性 2500ml 2500ml .影响因素：影响因素：性别、年龄、体表面积、胸廓性别、年龄、体表面积、胸廓大小、呼吸肌发达程度以及肺和胸壁的弹大小、呼吸肌发达程度以及肺和胸壁的弹性等因素有关，而且有较大的个体差异。性等因素有关，而且有较大的个体差异。临床临床临床临床：肺活量反映了肺一次通气的最大能力，在一定：肺活量反映了肺一次通气的最大能力，在一定程度上可作为肺通气功能的指标。但由于不限制时间故不程度上可作为肺通气功能的指标。但由于不限制时间故不能充分反映肺组织的弹性状态和气道的通畅程度。如病人能充分反映肺组织的弹性状态和气道的通畅程度。如病人患有严重的患有严重的阻塞性肺气肿、肺组织弹性降低阻塞性肺气肿、肺组织弹性降低或或呼吸道狭窄呼吸道狭窄 通气功能已受到严重破坏，但若延长呼气时间，所测肺活通气功能已受到严重破坏，但若延长呼气时间，所测肺活量可以是正常的。量可以是正常的。由于肺活量于同一个体的重复性较好，各次测定值之由于肺活量于同一个体的重复性较好，各次测定值之差一般小于差一般小于 200 ml 200 ml，所以适于作自身比较。定期检查某个，所以适于作自身比较。定期检查某个体的肺活量，将有助于了解其肺功能的变化、疾病的进展体的肺活量，将有助于了解其肺功能的变化、疾病的进展和治疗效果。和治疗效果。.时间肺活量时间肺活量(timed vital capacity,TVC)或或用用力呼气量力呼气量(Forced expiratory volume,FEV)n n概念：概念：单位时间内呼出的气量占肺活量的百单位时间内呼出的气量占肺活量的百分数。让受试者先作一次深吸气分数。让受试者先作一次深吸气,然后以最快然后以最快的速度呼气分别测量第的速度呼气分别测量第1 1、2 2、3s3s末呼出的气量，末呼出的气量，计算其所占肺活量的百分数，分别称为计算其所占肺活量的百分数，分别称为1 1、2 2、3s3s的时间肺活量。正常人分别为的时间肺活量。正常人分别为83%83%、96%96%、99%99%。(动态指标动态指标)n n 临床：临床：阻塞性肺疾病，需阻塞性肺疾病，需5 5秒以上才能呼出秒以上才能呼出全部的肺活量。全部的肺活量。.n 4 n 3 n 2 第第1秒秒 n肺肺 1n 0 n容容 0 1 2 3 4 5 6 7 Sn 4 n量量 3 n 2 第第1秒秒n 1n 0 n 0 1 2 3 4 5 6 7 S.4 4、肺总量、肺总量、肺总量、肺总量(total lung capacity,TLC)(total lung capacity,TLC)概念：概念：概念：概念：肺所能容纳的最大气量。肺活量余气量肺所能容纳的最大气量。肺活量余气量 正常值正常值正常值正常值：成年男性平均为：成年男性平均为 5000ml 5000ml，女性，女性 3500ml 3500ml。影响因素：影响因素：影响因素：影响因素：同肺活量同肺活量 临床意义临床意义临床意义临床意义：判断是否存在肺限制性疾病和疾病程度的最重：判断是否存在肺限制性疾病和疾病程度的最重要指标，根据肺总量减少的程度对肺限制性疾病进行分类：要指标，根据肺总量减少的程度对肺限制性疾病进行分类：肺总量大于肺总量大于 80%80%正常预测值正常预测值 轻度轻度 肺总量小于肺总量小于 60%60%正常预测值正常预测值 中度中度 肺总量小于肺总量小于 40%40%正常预测值正常预测值 重度重度.（二）、肺通气量（二）、肺通气量(Pulmonary ventilation)n n每分通气量：每分通气量：每分通气量：每分通气量：n概念：概念：每分钟进或出肺的气体总量，包括无效腔和肺泡内的气量，每分通气量 呼吸频率潮气量。n正常成人正常成人：1218次 500ml 69Ln 影响因素：影响因素：性别、年龄、身材、活动量。一般测定基础条件下每平方米体表面积的每分通气量。.最大通气量最大通气量：n 概念概念：尽量作深快呼吸时，每分钟所不能吸入或呼出的气量。n 生理意义：生理意义：是估计一个人能进行多大运动量的生理指标之一；n 测定方法：测定方法：106 或154，70120Ln 通气功能的储备能力通气功能的储备能力：以通气储备百分比表示，正常值大于或等于93%(P161).n 影响因素影响因素:年龄、身材、性别和被试者的合作程度。n 临床：临床：肺或胸廓顺应性降低，呼吸道阻力增加、呼吸肌收缩力降低、呼吸中枢病变等，均可导致最大通气量降低。.肺泡通气肺泡通气n无效腔气量：无效腔气量：每次吸入气中未能进行气体交换的气量。n生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔n解剖无效腔：解剖无效腔：通道、净化、加温、湿润n肺泡无效腔：肺泡无效腔：正常人接近于零，肺A栓塞、肺A脉管炎、过度通气，肺泡无效腔增大.肺通气量：肺通气量：每分通气量每分通气量潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率(次次/分分)最大通气量最大通气量=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(次次/分分)通气贮存量百分比通气贮存量百分比=2.2.肺泡通气量肺泡通气量(潮气量潮气量-无效腔量无效腔量)呼吸频率呼吸频率 解剖无效腔解剖无效腔：无气体交换能力的腔（从上呼吸道：无气体交换能力的腔（从上呼吸道呼吸性细支气管）。呼吸性细支气管）。肺泡无效腔肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。的肺泡腔。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 最大通气量最大通气量最大通气量最大通气量-每分通气量每分通气量100%100%93%(93%(反映通气贮备能力反映通气贮备能力)=6=68 L/min8 L/min=70=70120 120 L/minL/min=4.2=4.26.3 L/min6.3 L/min.n肺泡通气量肺泡通气量(Alveolar ventilation)n概念：概念：每分钟吸入肺泡的新鲜空气量，等于(潮气量-无效腔气量)呼吸频率n呼吸频率 潮气量 肺通气量 肺泡通气量n (次/min)(ml)(ml/min)(ml/min)n 16 500 8000 5600n 8 1000 8000 6800n 32 250 8000 3200n结论：结论：深而慢深而慢的呼吸比浅而快浅而快的呼吸效率高.一、气体交换一、气体交换 原理：扩散。原理：扩散。动力：膜两侧的气体分压差。动力：膜两侧的气体分压差。条件：气体的理化特性、膜通透性和面积、分压差。条件：气体的理化特性、膜通透性和面积、分压差。速率：速率：扩散速率（扩散速率（D D）扩散速率与分压差、温度、气体溶解度、扩散面积呈扩散速率与分压差、温度、气体溶解度、扩散面积呈正比；与扩散距离、分子量的平方根呈反比。正比；与扩散距离、分子量的平方根呈反比。气体的溶解度气体的溶解度/分子量的平方根之比为分子量的平方根之比为扩散系数扩散系数。扩散系数大，扩散速率快扩散系数大，扩散速率快。扩散距离扩散距离分子分子量量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=第三节气体交换和运输第三节气体交换和运输.肺换气与组织换气肺换气与组织换气 换气动力换气动力：分压差分压差 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：肺血肺血 组织血组织血 血血 血血(一)气体交换过程.（二）、影响气体交换的因素（二）、影响气体交换的因素 1、气体扩散速率气体扩散速率 O O2 2、COCO2 2扩散速率（扩散速率（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 A A血血 V V血血 D D O O2 2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 COCO2 2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 COCO2 2的扩散系数是的扩散系数是O O2 2的的2020倍倍,在同等条件下，在同等条件下，COCO2 2的的扩散速率是扩散速率是O O2 2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血血间分压差的不同，间分压差的不同，COCO2 2的扩散速率实际约为的扩散速率实际约为O O2 2的的2 2倍。倍。肺功能衰竭患者往往缺肺功能衰竭患者往往缺O O2 2显著，显著，COCO2 2潴留不明显。潴留不明显。(ml/L)(ml/L)（KPaKPa）（KPaKPa）（KPaKPa）.2.2.呼吸膜呼吸膜n正常呼吸膜非常正常呼吸膜非常薄，平均厚度不薄，平均厚度不到到1m1m，通透性，通透性与面积极大与面积极大(70-(70-100m100m2 2)。n安静状态时仅有安静状态时仅有40m40m2 2参与气体交参与气体交换换n故呼吸膜有相当故呼吸膜有相当大的贮备面积大的贮备面积 .呼吸膜呼吸膜正常呼吸膜通透性与面积极大正常呼吸膜通透性与面积极大(70-80m(70-80m2 2)。血液流经肺毛细血管全长约需血液流经肺毛细血管全长约需0.7s0.7s，而完成气体交换时，而完成气体交换时间仅需间仅需0.3s(0.3s(前前1/31/3段段)=)=气体交换的时间储备；气体交换的时间储备；安静状态时仅有安静状态时仅有40m40m2 2参与气体交换参与气体交换=气体交换的面积储备气体交换的面积储备1.1.厚度厚度：肺纤维化、尘肺、肺水肿肺纤维化、尘肺、肺水肿呼吸膜厚度呼吸膜厚度通透性通透性气体交换气体交换；特别在运动时，特别在运动时，耗氧量耗氧量肺血流速肺血流速（=气体交换时间气体交换时间），呼），呼吸膜厚度吸膜厚度气体交换气体交换 。2.2.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。.3.3.通气通气/血流比值血流比值n指指每每分分钟钟肺肺泡泡通通气气量量(V(VA A)和和每每分分钟钟肺肺毛毛细细血血管管血血流流量量(Q(Qc c)之比值，简写为之比值，简写为V VA A/Q/Qc c。安静时：安静时：V VA A/Q/Qc c比值比值(4200/5000)(4200/5000)=0.84=0.84。小于小于0.840.84，意味着通气不足；，意味着通气不足；大于大于0.840.84，意味着通气过剩，血流不足，意味着通气过剩，血流不足 。4.4.局部器官血流量局部器官血流量.通气通气/血流比值血流比值 每分肺通气量（每分肺通气量（V VA A）/每分肺血流量（每分肺血流量（Q Q）1.1.V VA A/Q/Q肺通气肺通气或肺血流或肺血流增大生理无效增大生理无效腔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)2.2.V VA A/Q/Q肺通气肺通气增大功能性增大功能性A-VA-V短路短路换换气效率气效率（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）(5L/min(5L/min 0.84)0.84)(4.2L/min)4.2L/min).几点说明几点说明：V VA A/Qor/Qor换气效率换气效率缺缺O O2 2和和COCO2 2潴留潴留的症状的症状;但以缺但以缺O O2 2为主，原因：为主，原因：A-V A-V血间血间POPO2 2PCOPCO2 2 功能性功能性A-VA-V短路时，短路时，A A血血POPO2 2的程度的程度V V血血PCOPCO2 2；CO CO2 2的扩散系数是的扩散系数是O O2 2的的2020倍，倍，COCO2 2的扩散的扩散速速O O2 2，不易出现不易出现COCO2 2潴留的症状；潴留的症状；AA血血POPO2 2和和PCOPCO2 2时时，可可刺刺激激呼呼吸吸，增增加加肺肺泡泡通通气气量量，有有助助于于COCO2 2的的排排出出，而而几几乎乎无无助