生理学呼吸医学知识培训专家讲座.pptx

第五章第五章 呼呼 吸吸第一节第一节 肺肺 通通 气气第三节第三节 气气 体体 运运 输输第四节第四节 呼吸运动调整呼吸运动调整第二节第二节 气气 体体 交交 换换 概概 述述生理学呼吸医学知识培训第1页概概 述述呼吸：机体与外界环境之间气体交换过程。呼吸：机体与外界环境之间气体交换过程。呼吸全过程：呼吸全过程：生理学呼吸医学知识培训第2页第一节肺第一节肺 通通 气气 一、一、肺通气概念肺通气概念二、肺通气结构二、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 (故哮喘病人夜间发作较多故哮喘病人夜间发作较多)交感交感NNE+NNE+2 2受体受体舒张舒张气道阻力气道阻力 (拟交感药品治疗哮喘拟交感药品治疗哮喘)注注:体液原因体液原因(组织胺、组织胺、5-HT5-HT、缓激肽等、缓激肽等)强烈收缩强烈收缩 呼吸肌：与肺通气动力相关呼吸肌：与肺通气动力相关 胸膜腔：其负压与肺扩张相关胸膜腔：其负压与肺扩张相关呼吸道呼吸道生理学呼吸医学知识培训第3页三、肺通气原理三、肺通气原理（一）肺通气动力（一）肺通气动力呼呼 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原动力。是肺通气原动力。直接动力直接动力:肺内压肺内压与外界大气压间压力与外界大气压间压力差。差。扩扩 张张生理学呼吸医学知识培训第4页1.1.呼吸运动呼吸运动 (1)(1)型式型式: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；按动作部位分按动作部位分: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、胸膜炎、胸腔积液。婴儿、胸膜炎、胸腔积液。胸式呼吸胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、严重腹水、腹腔有巨大肿块、(2)(2)频率频率:成人成人:12:121818次次/分分 婴儿婴儿:60:607070次次/分分妊娠、肥胖。妊娠、肥胖。生理学呼吸医学知识培训第5页(3)(3)过程过程：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(因肺无主动扩缩组织结构因肺无主动扩缩组织结构)膈肌收缩使膈顶下移，膈肌收缩使膈顶下移，增大胸廓上下径增大胸廓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 气气生理学呼吸医学知识培训第6页 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，胸胸廓廓容容积积深深入扩大。入扩大。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），胸廓容积深入缩小。腹壁肌收缩），胸廓容积深入缩小。人工呼吸人工呼吸:基本原理基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差使肺内与外界大气压间产生压力差 方法方法:负压吸气式负压吸气式(压胸法压胸法)正压吸气式正压吸气式(口对口呼吸法，呼吸机口对口呼吸法，呼吸机)(4)(4)特点特点：平静呼吸时，吸气是主动，呼气是被动。平静呼吸时，吸气是主动，呼气是被动。用力呼吸时，吸气和呼气都是主动。用力呼吸时，吸气和呼气都是主动。平静呼吸时，肋间外肌所起作用膈肌。平静呼吸时，肋间外肌所起作用膈肌。生理学呼吸医学知识培训第7页 2.2.肺内压肺内压:肺内压是指肺内气道和肺泡内气体压力。肺内压是指肺内气道和肺泡内气体压力。平静吸气初平静吸气初:肺内压肺内压 大气压大气压=0.3=0.30.4kPa0.4kPa气出肺气出肺平静呼气末平静呼气末:肺内压肺内压=大气压大气压气流停气流停用力呼吸时用力呼吸时:肺内压升降改变有所增加。肺内压升降改变有所增加。如：有意闭住声门而作猛烈呼吸运动。如：有意闭住声门而作猛烈呼吸运动。生理学呼吸医学知识培训第8页3.3.胸内压胸内压（1 1）概念）概念:胸内压是指胸膜腔内压力。胸内压是指胸膜腔内压力。（2 2）测定方法）测定方法:间接法间接法:气囊测定食管内压以间接反应胸内压气囊测定食管内压以间接反应胸内压 直接法直接法:生理学呼吸医学知识培训第9页（3 3）压力压力:平静吸气时平静吸气时:胸内压胸内压 大气压大气压=0.7=0.71.3kPa1.3kPa 呼气时呼气时:胸内压胸内压 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,大气压对其影响极小。大气压对其影响极小。形成原因形成原因:两种方向相反作用力代数和两种方向相反作用力代数和胸内压大气压肺回缩力胸内压大气压肺回缩力胸内压胸内压0 0肺回缩力肺回缩力迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张迫使脏层胸膜外移使肺扩张(肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力)肺肺 回回 缩缩 力力 (大大 气气 压压)肺肺 内内 压压 生理学呼吸医学知识培训第11页(5)(5)生理意义生理意义:纽带作用；纽带作用；维持肺处于扩张状态；维持肺处于扩张状态；促进血液和淋巴液回流。促进血液和淋巴液回流。结论：结论：胸胸膜膜腔腔内内负负压压是是脏脏层层胸胸膜膜受受到到两两个个相相反反作作用用力力相相互抵消代数和互抵消代数和,经脏层胸膜间接反应在胸膜腔压力。经脏层胸膜间接反应在胸膜腔压力。生理学呼吸医学知识培训第12页（二）肺通气阻力（二）肺通气阻力 呼呼吸吸运运动动产产生生动动力力,在在克克服服肺肺通通气气所所碰碰到到阻阻力力后后,方方能能实实现现肺肺通通气气。阻阻力力增增高高是是临临床床肺肺通通气气障障碍碍常常见见原原因。因。弹性阻力弹性阻力非弹性阻力非弹性阻力肺通气阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处位置相关：与胸廓所处位置相关肺弹性阻力肺弹性阻力气道阻力气道阻力：与气体流动形式：与气体流动形式+气道半径相关气道半径相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生理学呼吸医学知识培训第13页 1.1.弹性阻力弹性阻力:(1)(1)肺弹性阻力肺弹性阻力 度量法度量法：=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可扩张性。指在外力作用下弹性组织可扩张性。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肺容积改变肺容积改变(V)(V)肺顺应性肺顺应性(C(CL L)=0.2L/cmH)=0.2L/cmH2 2O O 跨肺压改变跨肺压改变(P)(P)肺内压与胸膜腔内压之差肺内压与胸膜腔内压之差测得肺顺应性（测得肺顺应性（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影响，所以应测单位肺容量下顺因肺顺应性还受肺总量影响，所以应测单位肺容量下顺应性，即比顺应性。应性，即比顺应性。生理学呼吸医学知识培训第14页起源：起源：肺弹性阻力肺弹性阻力.肺泡表面张力肺泡表面张力 离体肺在充气和充水时（扩离体肺在充气和充水时（扩张肺至相同容积），可见充气所张肺至相同容积），可见充气所需压力需压力充水。充水。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，与与肺肺弹弹性性阻阻力有着亲密关系力有着亲密关系。肺泡内液肺泡内液-气界面，因界面层液体分子受力气界面，因界面层液体分子受力不均匀，表现内聚力（表面张力）方向是向中不均匀，表现内聚力（表面张力）方向是向中心心使肺泡缩小。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生理学呼吸医学知识培训第15页依据依据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。肺泡表面张力作用：肺泡表面张力作用：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)生理学呼吸医学知识培训第16页.表面活性物质表面活性物质:起起源源：肺肺泡泡型型细细胞胞分分泌泌，单单分分子子层层分分布布于于肺肺泡泡液液-气气界界面面上上，其其密密度度随随肺肺泡张缩而改变。泡张缩而改变。成成份份:二二棕棕榈榈酰酰卵卵磷磷脂脂(DPLDPL或或DPPC)DPPC)。作用：作用：a.a.降降低低肺肺泡泡表表面面张张力力降低吸气阻力；降低吸气阻力；b.b.降降低低肺肺泡泡内内液液生生成成防肺水肿发生防肺水肿发生;生理学呼吸医学知识培训第17页 c.c.维持肺泡内压稳定性维持肺泡内压稳定性防肺泡破裂或萎缩；防肺泡破裂或萎缩；临床临床：成成人人肺肺炎炎、肺肺血血栓栓等等表表面面活活性性物物质质肺不张。肺不张。6 67 7个个月月胎胎儿儿才才开开始始分分泌泌表表面面活活性性物物质质，故故早早产产儿儿可可因因缺缺乏乏表表面面活活性性物物质质而而发发生生肺肺不不张张和和新新生生儿儿肺肺透透明明膜膜病病呼呼吸吸窘窘迫迫综合征。综合征。吸吸 气气肺泡表面积肺泡表面积DPLDPL分散分散降表面张力作用降表面张力作用肺泡表面张力肺泡表面张力肺泡回缩肺泡回缩防肺泡破裂防肺泡破裂 (呼气呼气)()(密集密集)()()(扩张扩张)(萎陷萎陷)生理学呼吸医学知识培训第18页生理学呼吸医学知识培训第19页（2 2）胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力 胸廓弹性阻力则是由胸廓弹性组织所形成。胸廓弹性阻力则是由胸廓弹性组织所形成。胸廓弹性阻力作用方向，则视胸廓扩大程度而胸廓弹性阻力作用方向，则视胸廓扩大程度而异异: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)，不表现有弹性回缩力；不表现有弹性回缩力；胸廓缩小时胸廓缩小时(肺容量肺容量6767)，胸廓弹性，胸廓弹性回缩力向外回缩力向外=吸气动力，呼气阻力；吸气动力，呼气阻力；胸廓扩大时胸廓扩大时(肺容量肺容量6767)，胸廓弹性，胸廓弹性回缩力向内回缩力向内=吸气阻力，呼气动力。吸气阻力，呼气动力。肺容量改变肺容量改变(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)生理学呼吸医学知识培训第20页（3 3）影响弹性阻力原因影响弹性阻力原因:肺肺充充血血、肺肺不不张张、表表面面活活性性物物质质降降低低、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份份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。故故肺肺顺顺应应性性加加大大并并不不一一定定表表示示肺肺通通气气功功效好。效好。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)但但引引发通气障碍情况较少。发通气障碍情况较少。生理学呼吸医学知识培训第21页2.2.非弹性阻力非弹性阻力气道阻力气道阻力 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 与气体流动形式相关：与气体流动形式相关：层流层流阻力小阻力小 湍流湍流阻力大阻力大 与气道半径与气道半径4 4次方成反比：次方成反比：（R1R1r r4 4）生理学呼吸医学知识培训第22页 影响气道阻力原因影响气道阻力原因：跨跨壁壁压压：呼呼吸吸道道内内压压力力高高跨跨壁壁压压大大管管径被动扩大径被动扩大阻力阻力。肺肺实实质质对对气气道道壁壁外外向向放放射射状状牵牵引引作作用用：小小气道弹性组织对无软骨支持细支气管保持通畅。气道弹性组织对无软骨支持细支气管保持通畅。气道管壁平滑肌舒缩活动：气道管壁平滑肌舒缩活动：迷走迷走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受体受体舒张舒张气道阻力气道阻力 非非NENE非非AchAch共存递质调制共存递质调制(如神经肽）如神经肽）高高气气压压：如如深深潜潜水水环环境境下下,因因为为气气体体密密度度增增大大,气气道道阻阻力力增增大大,呼呼吸吸减减慢慢加加深深,增增加加了了呼呼吸肌作功和能量消耗。吸肌作功和能量消耗。生理学呼吸医学知识培训第23页化学原因影响：化学原因影响：儿茶酚胺儿茶酚胺气道平滑肌舒张。气道平滑肌舒张。PGFPGF2 2气道平滑肌收缩；气道平滑肌收缩；PGEPGE2 2气道平滑气道平滑肌舒张。肌舒张。过敏反应时肥大细胞释放组胺过敏反应时肥大细胞释放组胺气道平滑气道平滑肌收缩。肌收缩。吸入气吸入气COCO2 2反射性支气管收缩。反射性支气管收缩。哮喘病人气道上皮合成、释放肺内皮素哮喘病人气道上皮合成、释放肺内皮素气道平滑肌收缩。气道平滑肌收缩。生理学呼吸医学知识培训第24页四、肺容量和肺通气量四、肺容量和肺通气量 (一一)肺容量肺容量生理学呼吸医学知识培训第25页机能余气量机能余气量余气量补呼气量余气量补呼气量肺总容量肺总容量肺活量余气量肺活量余气量 肺活量肺活量补吸气量潮气量补呼气量补吸气量潮气量补呼气量 时间肺活量时间肺活量=用力吸气后再用力并快速呼出气体量用力吸气后再用力并快速呼出气体量占肺活量百分数。占肺活量百分数。正常值：正常值：t t1 1末末=83=83，t t2 2末末=96=96,t,t3 3末末=99=99 。意义：反应肺活量容量大小、呼吸所遇阻力改变，意义：反应肺活量容量大小、呼吸所遇阻力改变，是评价肺通气功效很好指标，阻塞性肺疾患时间肺活是评价肺通气功效很好指标，阻塞性肺疾患时间肺活量量。生理学呼吸医学知识培训第26页(二二)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=最大程度潮气量最大程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：无气体交换能力腔（从上呼吸道：无气体交换能力腔（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：因无血流经过而不能进行气体交换：因无血流经过而不能进行气体交换肺泡腔。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%(反应通气贮备能力反应通气贮备能力)=6=68 L/min8 L/min=70=70120 120 L/minL/min=4.2=4.26.3 L/min6.3 L/min生理学呼吸医学知识培训第27页复习思索题复习思索题 1.1.胸膜腔内负压是怎样形成？有什么生理意义？胸膜腔内负压是怎样形成？有什么生理意义？2.2.什么叫肺泡表面张力？肺泡表面活性物质有什什么叫肺泡表面张力？肺泡表面活性物质有什么生理意义？么生理意义？3.3.为何用生理盐水扩张肺阻力较小？为何用生理盐水扩张肺阻力较小？4.4.无效腔对肺泡通气量有何影响？无效腔对肺泡通气量有何影响？5.5.为何说时间肺活量更能反应肺通气功效？为何说时间肺活量更能反应肺通气功效？生理学呼吸医学知识培训第28页 第二节气体交换第二节气体交换一、气体交换原理一、气体交换原理 原理：扩散。原理：扩散。动力：膜两侧气体分压差。动力：膜两侧气体分压差。条件：气体理化特征、膜通透性和面积、分压差。条件：气体理化特征、膜通透性和面积、分压差。速率：速率：=扩散速率（扩散速率（D D）扩扩散散速速率率与与分分压压差差、温温度度、气气体体溶溶解解度度、扩扩散散面面积呈正比；与扩散距离、分子量平方根呈反比。积呈正比；与扩散距离、分子量平方根呈反比。气体溶解度气体溶解度/分子量平方根之比为分子量平方根之比为扩散系数扩散系数。扩。扩散系数大，扩散速率快。散系数大，扩散速率快。扩散距离扩散距离分子量分子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=生理学呼吸医学知识培训第29页二、肺换气与组织换气二、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CO2O2生理学呼吸医学知识培训第30页肺换气过程肺换气过程生理学呼吸医学知识培训第31页组织换气过程组织换气过程生理学呼吸医学知识培训第32页三、影响气体交换原因三、影响气体交换原因(一一)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）比较）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 1COCO2 2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 COCO2 2扩散系数是扩散系数是O O2 22020倍倍,在同等条件下，在同等条件下，COCO2 2扩散速扩散速率是率是O O2 22020倍；但在肺中，因为肺泡气和倍；但在肺中，因为肺泡气和V V血间分压差血间分压差不一样，不一样，COCO2 2扩散速率实际约为扩散速率实际约为O O2 22 2倍。倍。肺功效衰竭患者往往缺肺功效衰竭患者往往缺O O2 2显著，显著，COCO2 2潴留不显著。潴留不显著。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）生理学呼吸医学知识培训第33页 1.1.厚厚度度：肺肺纤纤维维化化、尘尘肺肺、肺肺水水肿肿呼呼吸吸膜膜厚厚度度通通透透性性气气体体交交换换；尤尤其其在在运运动动时时，耗耗氧氧量量肺肺血血流流速速（=气气体体交交换换时时间间），呼呼吸吸膜膜厚度厚度气体交换气体交换 。2.2.面面积积：肺肺气气肿肿、肺肺不不张张、肺肺叶叶切切除除呼呼吸吸膜膜面面积积气体交换气体交换。6 6层层1m1m厚厚(二二)呼吸膜呼吸膜 正常呼吸膜非常薄，通透性与面主动大正常呼吸膜非常薄，通透性与面主动大(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，而完成气体交换时间仅，而完成气体交换时间仅需需0.3s(0.3s(前前1/31/3段段)=)=气体交换时间贮备；气体交换时间贮备；平静状态时仅有平静状态时仅有40m40m2 2参加气体交换参加气体交换=气体交换面积贮备。气体交换面积贮备。CO2O2生理学呼吸医学知识培训第34页(三三)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效性增大功效性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)生理学呼吸医学知识培训第35页几点说明几点说明：V VA A/Qor/Qor换气效率换气效率缺缺O O2 2和和COCO2 2潴留潴留症状症状;但以缺但以缺O O2 2为主，原因：为主，原因：A-VA-V血血间间POPO2 2PCOPCO2 2 功功效效性性A-VA-V短短路路时时，A A血血POPO2 2程度程度V V血血PCOPCO2 2；COCO2 2 扩扩散散系系数数是是O O2 22020倍倍，COCO2 2扩扩散散速速O O2 2，不易出现不易出现COCO2 2潴留症状；潴留症状；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，有有利利于于COCO2 2排排出出，而而几几乎乎无无助助于于O O2 2摄取（摄取（O O2 2和和COCO2 2解离曲线特点所决定）。解离曲线特点所决定）。生理学呼吸医学知识培训第36页 整整个个肺肺脏脏VA/Q=0.84,VA/Q=0.84,是是衡衡量量肺肺换换气气功功效效指指标标；但但因因肺肺脏脏各各局局部部肺肺泡泡通通气气量量和和血血流流量量不不均性，故临床上更应测肺脏各局部均性，故临床上更应测肺脏各局部VA/QVA/Q：人体直立时肺局部人体直立时肺局部VA/QVA/Q 肺上区肺上区 肺下区肺下区VAVA（L/minL/min）0.24 0.820.24 0.82 Q Q（L/minL/min）0.07 1.290.07 1.29VA/Q 3.4 0.64VA/Q 3.4 0.64生理学呼吸医学知识培训第37页（四）肺扩散容量（四）肺扩散容量（D DL L）概概 念念：指指气气体体在在单单位位分分压压差差作作用用下下每每分分钟钟经经过过呼吸膜扩散体积。呼吸膜扩散体积。意意 义义：肺肺扩扩散散容容量量是是测测定定呼呼吸吸气气经经过过呼呼吸吸膜膜能能力一个指标。力一个指标。正常值正常值：O O2 2D DL=L=21mLmin21mLmin-1-1mmHgmmHg-1-1 猛烈运动时猛烈运动时O O2 2D DL L可增加到可增加到60mLmin60mLmin-1-1mmHgmmHg-1-1。因因为为：肺肺血血流流量量原原关关闭闭状状态态肺肺泡泡毛毛细细血血管管开开放放换气面积换气面积换气量换气量；肺肺通通气气量量肺肺泡泡通通气气-血血流流变变得得愈愈加加匹匹配配换气效率换气效率。COCO2 2D DL=L=400400450mLmin450mLmin-1-1mmHgmmHg-1-1每分耗氧量为每分耗氧量为21mLmin21mLmin-1-1mmHgmmHg-1 111mmHg=230mLmin11mmHg=230mLmin-1-1生理学呼吸医学知识培训第38页生理学呼吸医学知识培训第39页复习思索题复习思索题 1.1.影响肺气体扩散原因有哪些？影响肺气体扩散原因有哪些？2.2.通气通气/血流比值偏离正常范围对肺气体交换有何血流比值偏离正常范围对肺气体交换有何不良影响？不良影响？3.3.为何为何COCO2 2扩散速度高于扩散速度高于O O2 2？4.4.呼吸膜由哪些结构组成？呼吸膜由哪些结构组成？5.5.比较空气、吸入气、肺泡气、呼出气比较空气、吸入气、肺泡气、呼出气COCO2 2、O O2 2分分压有何不一样，解释其原因。压有何不一样，解释其原因。生理学呼吸医学知识培训第40页 第三节气第三节气 体体 运运 输输一、一、运输形式运输形式:（一）（一）物理溶解物理溶解:气体直接溶解于血浆中。气体直接溶解于血浆中。特征特征:量小量小,起桥梁作用；起桥梁作用；溶解量与分压呈正比：溶解量与分压呈正比：（二）（二）化学结合化学结合:气体与一些物质进行化学结合。气体与一些物质进行化学结合。特征特征:量大量大,主要运输形式。主要运输形式。物理溶解物理溶解化学结合化学结合动态平衡动态平衡1atm1atm：O O2 2物理溶解量物理溶解量=0.3ml=0.3ml3atm3atm：O O2 2物理溶解量物理溶解量=6.3ml=6.3ml（即（即2020倍，是高压氧治疗理论基础倍，是高压氧治疗理论基础)生理学呼吸医学知识培训第41页在肺脏氧与二氧化碳运输形式在肺脏氧与二氧化碳运输形式生理学呼吸医学知识培训第42页生理学呼吸医学知识培训第43页在组织氧与二氧化碳运输形式在组织氧与二氧化碳运输形式生理学呼吸医学知识培训第44页生理学呼吸医学知识培训第45页二、氧运输二、氧运输(一一)物理溶解物理溶解：(1.5%)(1.5%)(二二)化学结合化学结合:(98.5%)(98.5%)O O2 2与与HbHb可逆性结合可逆性结合:Hb+O:Hb+O2 2 当表浅毛细血管床血液中当表浅毛细血管床血液中去氧去氧HbHb达达5g/100ml5g/100ml以上，以上，呈蓝紫色称呈蓝紫色称紫绀紫绀（普通是缺（普通是缺O O2 2标志）。标志）。临床常见缺氧及紫绀临床常见缺氧及紫绀POPO2 2(氧合氧合)POPO2 2(氧离氧离)HbOHbO2 2鲜红色鲜红色暗红色暗红色生理学呼吸医学知识培训第46页 1 1分子分子HbHb可与可与4 4分子分子O O2 2可逆结合可逆结合（4 4个亚基各结合个亚基各结合1 1个个O O2 2）Hb+O Hb+O2 2结合最大量结合最大量氧容量氧容量 100ml 100ml血血 Hb+O Hb+O2 2结合实际量结合实际量氧含量氧含量氧含量氧含量 氧容量氧容量%氧饱和度氧饱和度 2.2.O O2 2与与HbHb结合结合特征特征:反应快反应快、可逆可逆、受受POPO2 2影响影响、不需酶催化；不需酶催化；是氧合，非氧化是氧合，非氧化:Hb-Fe:Hb-Fe2+2+O+O2 2 FeFe2+2+-HbO-HbO2 2 （因（因O O2 2结合在结合在HbFeHbFe2+2+上时，无电荷转移）上时，无电荷转移）POPO2 2(氧合氧合)POPO2 2(氧离氧离)生理学呼吸医学知识培训第47页 Hb+OHb+O2 2结合或解离曲线呈结合或解离曲线呈S S形形机制机制：与与HbHb 变构相关：变构相关：氧合氧合Hb Hb 为疏松型（为疏松型（R R型）型）去氧去氧Hb Hb 为紧密型（为紧密型（T T型）型）当当O O2 2与与HbFeHbFe2+2+结合后结合后Hb4Hb4个亚基间盐键逐步断裂个亚基间盐键逐步断裂HbHb分子由分子由T T型型RR型型（即对（即对O O2 2 亲和力逐步亲和力逐步）R R型亲型亲O O2 2力为力为T T型数百倍型数百倍即：即：当当HbHb某某亚亚基基与与O O2 2结结合合或或解解离离后后HbHb变变构构其其它它亚亚基基亲亲O O2 2力力ororHb4Hb4个个亚亚基基协协同同效效应应便便展展现现S S形形氧氧离曲线特征。离曲线特征。生理学呼吸医学知识培训第48页（三）（三）氧离曲线特征氧离曲线特征及生理及生理意义意义1.1.上段上段:PO:PO2 28.08.013.3kPa13.3kPa （8080100mmHg100mmHg）坡度较平坦。坡度较平坦。表明：表明：POPO2 2改变大时，改变大时，血氧饱和度改变小。血氧饱和度改变小。意义意义:确保低氧分压时高载氧能力。确保低氧分压时高载氧能力。高高原原(2.0KM(2.0KM低低气气压压),PO),PO2 2显显著著而而HbHb结结合合O O2 2量量改改变不大；变不大；轻轻度度呼呼衰衰病病人人肺肺泡泡气气POPO2 2显显著著而而HbHb结结合合O O2 2量量改改变不大。变不大。如如:生理学呼吸医学知识培训第49页2.2.中段中段:PO:PO2 28.08.05.3kPa5.3kPa (40 (4080mmHg)80mmHg)坡度较陡。坡度较陡。上上中中下下 表表明明：POPO2 2降降低低能能促促进进大大量量氧氧离离，血血氧氧饱饱和和度度下降显著。下降显著。意意义义:维维持持正正常常时时组组织氧供。织氧供。因因正正常常时时组组织织氧氧供供，POPO2 2在中段范围改变。在中段范围改变。生理学呼吸医学知识培训第50页 表明表明：POPO2 2稍有下降稍有下降,血血氧饱和度就急剧下降。氧饱和度就急剧下降。意义意义:维持活动时组织维持活动时组织氧供。氧供。因下段释放因下段释放O O2 2量为正量为正常时常时3 3倍倍(=O(=O2 2贮备段贮备段)。上上中中下下3.3.下段下段:PO:PO2 25.35.32.0kPa2.0kPa (15 (1540mmHg)40mmHg)坡度更陡。坡度更陡。生理学呼吸医学知识培训第51页小结：小结：氧离曲线特点及其生理意义氧离曲线特点及其生理意义生理学呼吸医学知识培训第52页 P P5050：指指PoPo2 2 为为26.5mmHg26.5mmHg时时HbHb氧氧饱饱和和度度到到达达50%50%。P P5050表示氧离曲线正常位置。表示氧离曲线正常位置。P P5050:表表明明 Hb Hb 对对o o2 2亲和力亲和力（氧离易），需更高（氧离易），需更高PoPo2 2才能使才能使HbHb氧饱和度到氧饱和度到达达50%50%。即即曲线右移（下移）：曲线右移（下移）：PcoPco2 2PHPH2,3-DpG2,3-DpGTT P P5050:表明表明 Hb Hb 对对o o2 2亲和力亲和力（氧离难）（氧离难）,较低较低PoPo2 2便能使便能使HbHb氧饱和度到达氧饱和度到达50%50%。即即曲线左移（上移）曲线左移（上移）:Pco:Pco2 2 PHPH2,3-DpG2,3-DpG（四）影响（四）影响氧离曲线原因氧离曲线原因T TPcoPco生理学呼吸医学知识培训第53页 1.1.PcoPco2 2PHPHPcoPco2 2PHPH氧离曲线右移氧离曲线右移PcoPco2 2PHPH氧离曲线左移氧离曲线左移 COCO2 2+H H2 2OHCOOHCO3 3-+H H+HH+当当H H+与与HbHb一一些些A A-残残基基基基团团结结合合，促促进进HbHb盐盐键键形形成成HbHb构构型型变变氧离曲线位移。如：氧离曲线位移。如：(1)(1)组织组织：HH+促进促进HbHb盐键形成盐键形成HbHb构型变为构型变为T T型型 Hb Hb与与o o2 2亲和力亲和力氧离曲线右移氧离曲线右移氧离易氧离易。这种酸度对这种酸度对HbHb与与o o2 2亲和力影响，称为波尔效应亲和力影响，称为波尔效应(Bohr(Bohr effect)effect)，其意义，其意义：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。(2)(2)肺脏肺脏：HH+促进促进HbHb盐键断裂盐键断裂HbHb构型变为构型变为R R型型 Hb Hb与与o o2 2亲和力亲和力氧离曲线左移氧离曲线左移氧合易氧合易。生理学呼吸医学知识培训第54页 22.温度温度TT氧离氧离曲线右移曲线右移TT氧离氧离曲线左移曲线左移T T改变改变H H+活度改变活度改变HbHb与与o o2 2亲和力改变亲和力改变HbHb构型构型改变改变氧离氧离曲线位移。曲线位移。如如：(1)(1)T THH+活度活度 HbHb与与o o2 2亲和力亲和力HbHb释放释放o o2 2 HbHb构型变为构型变为R R型型氧离氧离曲线右移曲线右移氧离易氧离易如：组织代谢如：组织代谢局部局部 T T+CO+CO2 2H H+曲线右移曲线右移氧离易氧离易 (2)(2)T THH+活度活度HbHb与与o o2 2亲和力亲和力HbHb结合结合o o2 2 HbHb构型变为构型变为T T型型氧离氧离曲线左移曲线左移氧离难氧离难 如：低温麻醉时，应防组织缺如：低温麻醉时，应防组织缺o o2 2 冬天，末梢循环冬天，末梢循环+氧离难氧离难局部红、易冻伤局部红、易冻伤生理学呼吸医学知识培训第55页3 3.2,3-DpG2,3-DpG DpGDpG 氧离氧离曲线右移曲线右移DpGDpG氧离氧离曲线左移曲线左移DpGDpG 能能与与HbHb结结合合形形成成盐盐键键HbHb构型变为构型变为T T型；型；DpGHDpGH+波尔效波尔效应。应。(1)(1)高原缺氧高原缺氧RBCRBC无氧代谢无氧代谢 DpGDpG氧离氧离曲线右曲线右移移氧离易氧离易。注：注：这一效应是机体对低这一效应是机体对低o o2 2适应主要机制；适应主要机制；但此时肺泡但此时肺泡PoPo2 2，RBCRBC无氧代谢产生过多无氧代谢产生过多DpGDpG，也防碍了在肺部氧合，故是否对机体有利尚无定论。也防碍了在肺部氧合，故是否对机体有利尚无定论。(2)(2)大量输入冷冻血大量输入冷冻血DpGDpG氧离氧离曲线左移曲线左移氧离难氧离难。（冷冻血冷冻血3 3周后，周后，RBCRBC无氧代谢无氧代谢停顿停顿DpGDpG）故：应注意缺氧。故：应注意缺氧。生理学呼吸医学知识培训第56页 Pco Pco曲线左移曲线左移氧离难氧离难 coco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结合位点与结合位点与o o2 2相同；相同；coco与与HbHb某亚基结合后，将增加其余三个亚基某亚基结合后，将增加其余三个亚基对对o o2 2亲和力。亲和力。HbFe HbFe2+2+FeFe3+3+:HbHb失去结合失去结合o o2 2能力能力（如亚硝酸盐）（如亚硝酸盐）异常异常HbHb：HbHb运运o o2 2能力能力（如地中海贫血）（如地中海贫血）胎胎儿儿HbHb：胎胎儿儿Hb4Hb4条条肽肽链链为为2 22 2(成成人人为为2 22 2)组组成成，其其HbHb与与o o2 2亲亲和和力力成成人人，这这与与胎胎儿儿所所处处低低氧氧环环境是相适应。境是相适应。5 5.HbHb本身性质本身性质4 4.PcoPco生理学呼吸医学知识培训第57页三、三、COCO2 2运输运输(一一)物理溶解物理溶解：5 5(二二)化学结合化学结合：9595 HCOHCO3 3-形式形式：8888(1)(1)反应过程反应过程：CO CO2 2H H2 2O O(2)(2)反应特征反应特征:碳酸酐酶碳酸酐酶H H2 2COCO3 3HCOHCO3 3-H H+反应速极快且可逆，反应方向取决反应速极快且可逆，反应方向取决PCOPCO2 2差；差；RBCRBC膜上有膜上有ClCl-和和HCOHCO3 3-特异转运载体，特异转运载体，ClCl-转移转移维持电平衡维持电平衡,促进促进COCO2 2化学结合运输；化学结合运输；需酶催化需酶催化:碳酸酐酶加速反应碳酸酐酶加速反应0.50.5万倍万倍,双向作用双向作用；在在RBCRBC内反应内反应,在血浆内运输。在血浆内运输。生理学呼吸医学知识培训第58页COCO2 2运输运输碳酸酐酶碳酸酐酶生理学呼吸医学知识培训第59页 氨基甲酸血红蛋白形式氨基甲酸血红蛋白形式：7 7 (1)(1)反应过程反应过程：HbNH HbNH2 2O O2 2+H+H+CO+CO2 2 (2)(2)反应特征反应特征:在组织在组织在肺脏在肺脏HHbNHCOOHHHbNHCOOHO O2 2 反应快速且可逆，无需酶催化；反应快速且可逆，无需酶催化；CO CO2 2与与HbHb结合较为涣散；结合较为涣散；反应方向主要受氧合作用调整反应方向主要受氧合作用调整:HbOHbO2 2酸性高酸性高,难与难与COCO2 2结合结合,反应向左进行反应向左进行 HHb HHb酸性低酸性低,易与易与COCO2 2结合结合,反应向右进行反应向右进行 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，因肺部排出因肺部排出COCO2 2有有2020是此释放。是此释放。带满带满O O2 2HbHb仍可带仍可带COCO2 2。生理学呼吸医学知识培训第60页(三三)CO)CO2 2解离曲线解离曲线 COCO2 2解解离离曲曲线线是是表表示示血血液液中中COCO2 2含含量量与与PCOPCO2 2间关系曲线。间关系曲线。从从图图中中可可见见：血血