呼吸系统-2肺换气与气体运输

第五篇呼吸Section

5

Respiration首都医

学生理学与病理生理学系主讲人：z

概述肺通气气体交换气体在血液中的呼吸运动的调节2Gas

exchange3体内不同部位的气体分压4一、气体交换原理Principles

of

gas

exchange5分压：混合气体中各组成气体所具有的压力。PO2＝760×20.96%＝159mmHgPCO2＝760×0.04%＝0.3mmHg分压差：指某同一气体在不同部位分压不相等而产生的压力差。是促使气体由分压高处向分压低处扩散的动力，即为气体交换的动力.二、气体交换的过程Procedure

of

gas

exchange6肺换气组织换气三、影响气体交换的因素Factors

affecting

gas

exchange分压差×温度×气体溶解度×扩散面积扩散距离×√分子量气体扩散速率∝7（一）气体的分压差同一海平面，肺泡气体分压主要受肺泡气更新率的影响。肺泡气更新率=（潮气量-无效腔气量）/功能余气量。通常状态下肺泡更新率约为14%。8呼吸膜面积正常成年人两肺的总扩散面积：70m2，安静状态下用于气体扩散的呼吸膜面积约占60%，疾病状态（肺不张、肺气肿、肺实变、肺叶切除等）扩散面积：减小呼吸膜厚度（通透性）呼吸膜增厚或扩散距离增加的疾病，如肺纤维化、肺水肿等，都会降低气体扩散速率。（二）呼吸膜910每分钟肺泡通气量(VA)和每分钟肺血流量(Q)之间的比值。正常成人在安静时VA

约为4.2L/min，Q约为5L/min，因此VA

/Q约为0.84。（三）通气血流比值（

VA/Q

）通气/血流比值及其变化示意图Gas

transport

in

the

blood11肺与组织之间的气体

是联络外呼吸和内呼吸的中间环节12一、气体在血液中的

方式Transport

forms

of

gas

in

the

blood化学结合动态平衡物理溶解动脉血混合静脉血物理溶解化学结合合计物理溶解化学结合合计O20.3120.0020.310.1115.2015.31CO22.5346.4048.932.9150.0052.9113二、氧的Transport

of

oxygen物理溶解占血液总氧含量的约1.5%化学结合占血液总氧含量的约98.5%1415Hb

+

O2HbO2（氧合血红蛋白）PO2

低（组织）PO2

高（肺）血红蛋白（Hemoglobin,

Hb）（一）

Hb与O2的结合特点反应快，可逆，不需要酶的催化，受O2分压的影响。Fe2+与O2的结合是氧合，不是氧化。1分子的Hb可以结合4分子的O2。O2与Hb的结合或解离影响Hb对O2的亲和力。(氧解离曲线)HbO2和去氧合Hb的颜色不同。HbO2呈鲜红色，去氧Hb呈紫蓝色。当体表表浅毛细血管床血液中去氧Hb含量达5g/100ml血液以上时，皮肤、粘膜呈浅蓝色，称

(cyanosis)。Hb氧容量Hb氧含量Hb氧饱和度血氧容量血氧饱和度血氧含量16（二）氧解离曲线（Oxygen

dissociation

curve）表示PO2

与Hb氧结合量或Hb氧饱和度关系的曲线。该曲线既表示不同

PO2

下，O2

与Hb的分离情况，也反映不同PO2时，

O2与Hb的结合情况。Hb氧容量Hb氧含量Hb氧饱和度血氧容量17血氧饱和度血氧含量上段：PO2100~60mmHg中段：PO260~40mmHg下段：PO240~15mmHg1.氧解离曲线特点及意义“S”形18。表明：氧饱和度受PO2变化影响小是Hb与O2的结合阶段。意义:

当外环境或吸入气中的O2分压下降，造成血PO2降低时，仍能为机体摄取和携带足够的O2

。对高空高原或呼吸系疾病的人抗低氧血症有利。上段：坡度较平坦19血红蛋白氧饱和度％表明：PO2降低能促进大量氧离，血氧饱和度下降显著。是HbO2

O2的部分。意义:当动脉血流经组织时，可

出适量的O2

，满足机体安静状态下对O2

的需求。血红蛋白氧饱和度％中段：坡度较陡20表明：PO2稍有下降,血氧饱和度就急剧大幅度下降。也是Hb与O2的解离阶段。意义:当动脉血流经活动增强的组织时，可足够的O2

，满足活动增强组织对O2需求。代表O2的贮备。下段：坡度更陡血红蛋白氧饱和度％212.影响氧解离曲线的因素22P50↑，Hb对O2亲和力↓，曲线右移P50

↓，Hb对O2亲和力↑，曲线左移23PCO2和pH的影响pH

降低或PCO2升高，P50增大，曲线右移。波尔效应（Bohr

effect)：指酸度对Hb氧亲和力的影响。当PCO2升高或酸度增大时，Hb对氧的亲和力下降，氧解离曲线右移。[H+]↑→与Hb氨基酸残基结合→盐键↑→T型Hb↑→Hb对O2的亲和力↓生理意义：既可促进肺毛细血管血液的氧合，又有利于组织毛细血管血液中氧气的。1904年.丹麦科学家Christian

Bohr、T↑→H+的活度↑→

Hb与O2亲和力↓→Hb

O2

→Hb构型变为T型→氧离曲线右移→氧离易。如：组织代谢↑→局部T↑+CO2↑H+↑→曲线右移→氧离易T↓→H+的活度↓→Hb与O2亲和力↑→Hb结合O2

→Hb构型变为R型→氧离曲线左移→氧离难如：低温麻醉时，应防组织缺氧冬天，末梢循环↓+氧离难→局部红易冻伤温度的影响2425DPG

↑→氧离曲线右移；DPG

↓→氧离曲线左移DPG

能与Hb结合形成盐键→Hb构型变为T型DPG

→[H+]↑→波尔效应。高原缺氧→RBC无氧代谢↑→DPG↑→氧离曲线右移→氧离易大量输入冷冻血→DPG↓→氧离曲线左移→氧离难，应注意缺氧。2,3-二磷酸甘油酸的影响2,3-DPG煤气的机理、症状有哪些？如何预防？26（三）

Hb与CO的结合Hb+CO

HbCO（一氧化碳血红蛋白）Hb与CO的亲合力强于与O2的亲和力约250倍。当Hb与

CO结合会造成机体缺氧。称为煤气

。HbCO使血液呈樱桃红色，煤气

的患者不出现发绀。27化物•

离子对细胞内呼吸链的细胞色素氧化酶(cytochromeoxidase)具有很高的亲和力，CN-与细胞色素a3中的铁离子(Fe3+)配位结合，氧化型细胞色素氧化酶与CN-结合后便失去传递电子的能力，从而阻断细胞呼吸和氧化磷酸化过程，以至氧不能被利用，氧化磷酸化受阻，ATP

减少，细胞因摄取能量严重不足而窒息。化物

时，血气变化明显，氧利用率降低，静脉血氧饱和度显著增高，动静脉血氧分压差缩小，静脉血呈鲜红色。早期因呼吸加强，换气过度，血液中

分压下降，呈现呼吸性碱

。三、

的Transport

of

carbon

dioxide物理溶解(physical

dissolution)每100ml静脉血，物理溶解的CO2仅为2.91ml，约占总

量的5%。化学结合(chemical

combination)，占95%#碳酸氢盐

88%CO2+H2O=H2CO3=HCO3-

+

H+HbNCOOH+O2氨基甲酰血红蛋白#氨基甲酰血红蛋白7%组织HbNH2O2+H+

+

CO2肺29组织HbNH2O2+H++CO2

HbNHCOOH+O2肺当血液流经组织时，

HbO2

O2迅速与CO2结合，形成氨基甲酰血红白（HbNHCOOH）；当血液流经肺时，HbNHCOOH

与O2结合，形成HbO2

，同时

CO2氨基甲酰血红蛋白，蛋。氧合血红蛋白（HbO2）酸性高，不宜与CO2结合，而去氧Hb酸性低，易与CO2结合。3031（二）O2与Hb的结合对CO2

的影响何尔登效