人体解剖生理学 第七章 呼吸系统

机体同外界环境之间的气体交换过程，称为呼吸（respiration），它是由以下三个环节组成：

一、概述外呼吸（Externalrespiration）气体运输（Transpotation）内呼吸（Internalrespiration）肺通气肺换气外呼吸又称为肺呼吸；内呼吸又称为组织呼吸动画第七章呼吸系统Respirationsystem第一节呼吸器官呼吸系统由呼吸器官组成，包括鼻、咽、喉、气管、支气管和肺。一、呼吸道呼吸道是气体进出的通道上呼吸道——包括鼻、咽、喉和胸腔外的气管下呼吸道——从气管一直到呼吸性细支气管气体进出的通道调节进出空气以及清洁空气的功能防御性的反射：对机体有保护作用（一）鼻由外鼻、鼻腔、鼻旁窦组成嗅区额窦筛窦蝶窦上颌窦鼻旁窦1.位置：位于颈部正中，位置表浅

上：C4、C5之间

下：平C6椎体下缘

前：皮肤、筋膜、肌肉

后：喉咽

两侧：有颈部的大血管、

神经和甲状腺（二）喉:喉既是呼吸道，又是发音器官

2.喉的结构

1）喉软骨

2）喉软骨连结

3）喉肌

4）喉腔1）喉软骨

喉软骨构成喉的支架，有四种：

甲状软骨

不成对环状软骨

会厌软骨

成对——杓状软骨甲状软骨：由左、右两个四边形的软骨板构成。两板前缘相连形成前角，上缘向前突出于体表的称为喉结，成年男性常特别突出。

环状软骨：位于甲状软骨的下方，形似戒指，前部狭低的称环状软骨弓，后部高而宽阔称环状软骨板。环状软骨弓是颈前重要的标志，其高度约平第6颈椎。

杓状软骨：呈三棱锥体形，底朝下与环状软骨板上缘构成环杓关节。由底向前方的突起有声韧带附着，称声带突。

会厌软骨：呈叶片状，其下端狭细附于甲状软骨前角内面，前面稍突，对向舌根，后面略凹，朝向喉前庭。3）喉肌

喉肌可分为喉内肌和喉外肌。其主要功能是通过作用环甲关节和环杓关节，使声带紧张或松弛，声门裂开大或缩小。4）喉腔

喉腔是由喉软骨为支架围成的腔隙，上经喉口与喉咽部相通，下达环状软骨下缘与气管相续。

声襞，声门裂：位于左、右声襞和杓状软骨之间的窄隙，是喉腔最狭窄的部位；前庭襞，前庭裂（三）气管和主支气管

1.气管

气管上端起自环状软骨下缘，向下至胸骨角平面分为左、右主支气管。通常由14~16个气管软骨构成。分叉处称气管杈，气管杈内面形成上凸的纵嵴，呈半月形，称气管隆嵴。根据气管的行程可分为颈、胸两段。

2.主支气管

连于气管叉与肺门之间，分左、右主支气管。形态特点是：右主支气管短、粗较陡直。左主支气管细、长较横平。

二、肺

1.肺的位置

肺位于胸腔内纵隔两侧，左、右各一。

2.肺的形态和结构

肺约呈圆锥状，具有一尖一底、两面和三缘。

一尖：肺尖体表投影

一底：肺底（膈面）

两肋面

内侧面（纵隔面）肺门，肺根

前缘：心切迹

三缘下缘

后缘

肺门：位于肺的内侧面中央凹陷处有主支气管，肺动、静脉，支气管动、静脉以及淋巴管，神经等进出。

肺根：出入肺门的诸结构被结缔组织包绕而成的束状结构肺的分叶：左二右三；左肺：斜裂；右肺：斜裂，水平裂1.支气管肺段肺段支气管—第三级支气管2.肺的呼吸部三、胸膜和胸膜腔

胸膜：是分别覆盖于左、右肺表面，胸廓内表面，纵隔侧面和膈上面的一层浆膜。

脏胸膜（肺外膜）：被覆于肺表面并伸入肺裂内的胸膜。

壁胸膜：被覆于胸壁内表面、膈上面与纵隔侧面的胸膜。

胸膜腔：脏、壁胸膜在肺根处相互移行，在左、两肺周围分别围成左、右各一个完全密闭的呈负压的潜在腔隙。

胸膜有两层，即紧贴于肺表面的脏层和紧贴于胸廓内壁的壁层。两层胸膜形成一个密闭的、潜在的腔隙。胸膜腔——

胸膜腔内只有少量的浆液，没有气体：（2）使两层胸膜贴附在一起，不易分开，所以肺就可随着胸廓的运动而运动。（1）润滑作用，减小摩擦力，两层胸膜可互相滑动。

胸膜腔的密闭性和两层胸膜间浆液分子的内聚力有重要生理意义，如果密闭性被破坏，在临床上产生气胸（pneumothorax）第二节呼吸运动与肺通气呼吸运动：呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大与缩小。肺通气是由于肺廓运动肺通气的原理：

气体进出肺取决于两方面的因素的作用：前者必须克服后者，方能实现肺通气。推动气体流动的动力阻止气体流动的阻力推动气体实现肺通气的直接动力实现肺通气的原动力——肺泡与大气之间的压力差——呼吸肌的舒缩运动源动力通过胸膜腔的传递，改变肺容积大小，从而转化为实现肺通气的直接动力。呼吸肌：引起呼吸运动的肌肉。呼气肌——肋间内肌和腹肌吸气肌——肋间外肌和膈肌一、呼吸运动

肋间外肌收缩，肋骨向前向外移动；膈肌收缩，膈向后移动。胸腔容积增大，肺被动牵引而扩张，气体进入肺内。吸气运动：呼气运动：

吸气肌舒张，膈和肋回位。肺失去牵引力，由于自身弹性和肺泡表面张力而回缩，气体被压出肺外；用力呼气时呼气肌才参与。呼吸型式肺内压:

指肺泡内的压力。二、肺内压与胸膜腔内压

吸气肺内压<大气压吸气末=大气压呼气>大气压呼气末 =大气压压力差推动气体流动。人工呼吸造成压力差。胸膜腔内压

胸膜腔内的压力称胸膜腔内压（胸内压）在平静呼吸时，无论吸气还是呼气时胸内压都低于大气压，故又称为胸内负压。平静吸气末：-5~-10mmHg平静呼气末：-3~-5mmHg呼吸胸内压（胸内负压）胸廓的弹性回位力肺的弹性回缩力胸内压形成原因（1）胸膜腔的密闭性和两层胸膜间浆液分子的内聚力（2）胸内负压是由肺的回缩力形成的

两种力通过胸膜脏层作用于胸膜腔：肺内压——使肺泡扩张肺的回缩力——使肺泡缩小∴胸内压=肺内压－肺回缩力在吸气末和呼气末，肺内压＝大气压∴胸内压=大气压－肺回缩力如以大气压为0,则：胸内压＝－肺回缩力吸气：肺扩张→肺回缩力↑→胸内压负值↑呼气：肺缩小→肺回缩力↓→胸内压负值↓呼吸为什么在呼气末胸内压仍然为负值？

胸廓的自然容积>肺的自然容积（胸廓的发育比肺快），即使胸廓因呼气而缩小时，肺仍处于扩张状态而具有回缩倾向，故为负值。①维持肺扩张状态，不至于因肺回缩力而萎缩。②促进胸腔大静脉和淋巴液的回流。

生理意义气胸气体进入胸膜腔，将胸膜腔分开。开放性气胸时，胸内负压消失，肺塌陷，胸腔大静脉内血液和淋巴回流受阻，严重者危及生命。余气量补呼气量潮气量补吸气量潮气量（500ml）补吸气量（2000ml）补呼气量（900ml）余气量（1000ml）功能余气量肺活量肺总容量功能余气量肺活量肺总容量三、肺容量与肺通气量（一）肺容积与肺容量深吸气量:

在平静吸气之末，再用力作一次深吸气，能再吸入的气量称为补吸气量，又称吸气贮备量,1500～2000m1。它与潮气量之和称为深吸气量,衡量最大通气潜力。

深吸气量＝潮气量＋补吸气量

肺活量:作最大深吸气之后，再作尽力深呼气，所能呼出的气体量称为肺活量。男性：3000m1；女性：2500m1。

肺活量=潮气量＋补吸气量＋补呼气量

肺活量仅反映肺一次通气的最大能力，受年龄、性别、身材、呼吸肌强弱影响。由于测定肺活量不限制呼气时间，所以肺活量不能准确反映肺通气功能（气道阻力）。平静呼气末留在肺内的气体量为功能残(余)气量

(functionalresidualcapacity,FRC),2500ml。

功能余气量＝余气量＋补呼气量

肺总容量

(totallungcapacity,TLC):

肺总容量＝潮气量＋补吸气量＋补呼气量＋余气量＝肺活量＋余气量

呼吸频率随个体大小、年龄、机体状态而有所差异。一般与机体的代谢强度相关，代谢活动强，呼吸频率快。呼吸频率——一分钟内呼或吸的次数称为呼吸频率。肺通气量：1.每分通气量——每分钟进或出肺的气体总量。每分通气量=潮气量X呼吸频率2.肺泡通气量

(1)无效腔：指有通气但不进行气体交换的区域，生理无效腔包括解剖无效腔和肺泡无效腔。

解剖无效腔指由鼻或口腔直至终末细支气管的整个气体通道。没有气体交换功能，成年人约150ml。解剖无效腔的存在，使每次吸人肺的新鲜空气不能全部进入肺泡。呼气时，首先把气道的新鲜空气驱出，随后才呼出肺泡中的部分气体。

肺泡无效腔：无血流灌注的肺泡的容积。进入肺泡的气体，还可因血液在肺内分布不均匀等原因，不能都与血液进行气体交换。这部分不能与血液进行气体交换的无效腔，称为肺泡无效腔。正常人肺泡无效腔很小，平卧时更小，接近于零。正常人平卧时生理无效腔接近于解剖无效腔。

任何减少肺血流量的因素（如肺血栓）均可增大肺泡无效腔。

(2)肺泡通气量：每分钟进入肺泡与血液进行气体交换的新鲜气体总量。为每分肺通气量的有效部分。

肺泡通气量=（潮气量一无效腔气量）×呼吸频率正常人安静时肺泡通气量约为4.2L，相当于每分通气量的70%。影响肺泡通气量的主要因素是呼吸频率和潮气量。肺泡通气量(500－150)×16＝5600(250－150)×32＝3200(1000－150)×8＝6800每分通气量500×16＝8000250×32＝80001000×8＝8000平静呼吸浅快呼吸深慢呼吸第三节呼吸气体的交换与运输气体交换气体运输气体交换原理：

混合气体中，每种气体分子运动所产生的压力为该气体的分压。

气体分子不停地进行着无定向运动，其结果是气体分子从高分压区域向低分压区域扩散。

1．气体分压:

在混合气体的总压力中，某种气体所占有的压力，称为该气体的分压(partialpressure)。

气体分压＝总压力×该气体的容积百分比。

气体的分压差(△P)是推动气体扩散的动力。分压差大，则扩散快。一、呼吸气体的交换（一）呼吸气体的分压差与气体交换

2．气体的分子量和溶解度：

同一温度下，分子量（MW)小则分子的热运动快。而溶解度(S)大，则液体中该气体的量就越多，参与扩散的气体分子数目也越多。扩散速度也越快。

溶解度与分子量的平方根之比（S/√MW）为扩散系数(diffusioncoefficient)。

3．扩散面积和距离:气体扩散速率（D）与扩散面积（A）成正比，与扩散距离（d）成反比。

4.温度：气体扩散速率与温度（T）成正比。

气体扩散速率(D)∝————————

△P·T·A·Sd·√MW（二）肺换气和组织换气（一）肺换气：

在肺泡，肺泡气的PO2高，静脉血液中低,所以O2从肺泡向血液扩散，而CO2扩散的方向则正相反。经气体交换后静脉血变动脉血。（二）组织换气：

组织内PO2低于动脉血的PO2，CO2高于动脉血中的PCO2，因此O2由血液向组织扩散，而CO2则由组织向血液扩散。经气体交换后，动脉血变成静脉血。

(1)气体分压差（△P）：分压差大，则扩散快。气体分压差受肺泡通气量、肺毛细血管血流量、化学反应速度等影响。

(2)气体温度（T）：气体温度高，则扩散快。一般变化小。

(3)气体溶解度（S）：气体溶解度大，扩散快。在37℃和760mmHg气压下，1ml血浆溶解O20.49ml和CO20.49ml。

(4)气体分子量（MW）：扩散速率与分子量的平方根成反比。O2

分子量为32、CO2分子量为44。

O2和CO2扩散系数（S/√MW）:CO2/O2≈20，CO2的扩散比O2快20倍。

（三）影响肺换气的因素1.气体扩散速率:

D∝————————

△P·T·A·Sd·√MW

2.呼吸膜的面积（A）：3亿肺泡，总扩散面积70m2。安静时，扩散面积为40m2。运动时，因肺毛细血管开放数量和程度增加，扩散面积增大（有较大的贮备面积）。

肺不张、肺实变、肺气肿、肺毛细血管关闭和阻塞→扩散面积↓

3.呼吸膜厚度（d）：6层，<1μm。

肺炎、肺水肿、肺纤维化、尘肺→呼吸膜增厚→肺换气↓

肺泡是由单层扁平上皮组成的半球状含气小囊泡，其外表紧贴着丰富的毛细血管网和弹性纤维。

肺泡是气体交换的主要场所，气体进出肺泡所经历的结构被称为呼吸膜。呼吸膜主要由六层结构组成：①含有肺泡表面活性物质的液体层②肺泡的上皮细胞层③肺泡的上皮基膜层④间质层（胶原纤维和弹性纤维组成的网）⑤毛细血管的基膜层⑥毛细血管的内皮细胞在液体与气体的交界面上，由于液体分子之间的引力而产生的能够引起液体表面收缩的张力。

肺内有成千上万个大小不同的肺泡，而它们各自形态的维持有赖于肺泡表面活性物质的作用。肺泡表面张力：肺泡Ⅱ型细胞分泌的一种复杂的脂蛋白——二软脂酰卵磷脂。肺泡的表面活性物质：形成单分子层分布于液－气界面，随肺泡的张缩改变密度。降低肺泡的表面张力维持肺泡内压的相对稳定防止肺泡积液功能4.通气／血流比值(ventilation/perfusionratio,VA/Q)

通气／血流比值指每分肺泡通气量和每分肺血流量之间的比值。正常人安静时约为4.2/5.0=0.84。增大或减小都不利于气体交换。通气／血流比值增大时，有部分肺泡气不能与血液进行充分交换，相当于增加了肺泡无效腔；通气／血流比值减小时，得不到充分的气体更新，相当于动－静脉短路。

一、气体在血液中的运输形式二、气体在血液中的运输运输形式物理溶解化学结合物理溶解量很少，但它是化学结合或释放的先决条件。气体O2的运输CO2的运输98%O295%CO2物理溶解化学结合物理溶解气体物理溶解化学结合运输形式血红蛋白与氧的结合：

每个血红素分子含一个亚铁离子，称为亚铁血红素。

每个亚铁离子能结合一个氧分子，但这种结合是疏松的。血红蛋白与氧结合后，亚铁的价数不变，故