呼吸系统-呼吸的过程（人体解剖生理学）

呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。

三个环节；呼吸的生理意义外呼吸

五细胞内氧化代谢内呼吸一、肺通气（一）肺通气的动力（二）肺通气的阻力（三）肺通气功能的评价实现肺通气的器官和结构：1.呼吸道：沟通肺泡与外界环境的气体通道－－加温、加湿、过滤、清洁吸入气体的作用和引起防御反射等保护功能。2.胸廓：肺通气的动力。3.呼吸肌

吸气肌：膈肌和肋间外肌

呼气肌：肋间内肌和腹肌

辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌、胸大肌等。4.肺泡：交换的场所。膈分隔胸腔和腹腔胸腔的底腹腔的顶膈膈肌前面观肋间肌肋间外肌：起自肋骨下缘，肌束斜向前下，止于下一肋骨上缘。提肋助吸气。

肋间内肌：起自下位肋骨上缘，肌束斜向内上，止于上一肋骨下缘。降肋助呼气。

位于肋间隙内，分为浅、深两层。肋间外肌肋间内肌肺通气原理

肺通气指气体出入肺的过程。气体进出肺取决于两方面因素的相互作用：

1、推动气体流动的动力；

2、阻止其流动的阻力。前者必须克服后者，才能实现肺通气。（一）肺通气的动力原动力:呼吸运动；直接动力:肺内压与大气压间的压力差。1.呼吸运动:呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓变化。(1)型式按呼吸深度分:平静呼吸深呼吸；按参与肌肉分:腹式呼吸(膈肌舒缩为主)

胸式呼吸(肋间外肌舒缩为主)

(2)平静呼吸频率成人:12～18次/分

1-2月婴儿可达60次/分

呼吸过程

①平静呼吸(eupnea)肺内压＞大气压，气体经呼吸道出肺胸廓容积缩小,肺被动缩小膈肌和肋间外肌舒张，胸廓上下、前后、左右径

肺内压＜大气压，气体经呼吸道入肺胸廓容积扩大，肺被动扩张

膈肌收缩，胸廓上下径↑肋间外肌收缩使胸廓前后、左右径↑

吸气

呼气②深呼吸(deepbreathing)

用力呼吸时，参与呼吸的肌肉增加，胸廓容积进一步扩大。

③人工呼吸(artificialrespiration)

基本原理:使肺内与大气压间产生压力差方法:举臂压胸法(负压法)

气管插管，口对口呼吸法，呼吸机(正压法)(4)特点

①平静呼吸:吸气为主动（耗能），呼气为被动（不耗能）。②用力呼吸：吸气和呼气均为主动（均耗能）。

胸式呼吸：以肋间肌舒缩活动为主，伴有明显的胸壁起伏的呼吸运动。腹式呼吸：以膈肌舒缩活动为主，伴有腹壁明显起伏的呼吸运动。

正常情况下，成人的呼吸运动均是两种形式共存，成为混合型呼吸。病理情况下妊娠后期、腹水，腹部肿瘤-----以胸式呼吸为主胸膜炎、胸膜腔积液-----以腹式呼吸为主

2.肺内压(intrapulmonarypressure)

肺内压即肺泡内的压力。吸气初肺内压<大气压→气入肺吸气末肺内压=大气压→气流停呼气初肺内压>大气压→气出肺呼气末肺内压=大气压→气流停用力呼吸时:肺内压的升降变化有所增加。3.胸膜腔内压(intrapleuralpressure)（1）胸膜腔内压:是指脏层胸膜与壁层胸膜之间的潜在腔(即胸膜腔)内的压力（负压）。（2）胸膜腔的结构（3）压力平静吸气末:胸内压<大气压=-（0.7～1.3kPa）平静呼气末:胸内压<大气压=-（0.4～0.7kPa）特点:①平静呼吸时胸内压始终为负压；②用力呼吸时负压变动较大；③周期性变化形成机制：1.胸膜腔受到的力：

a.张力

b.阻力肺内压肺回缩力胸内压=肺内压-肺回缩力2.胸膜腔实际承受的压力：

胸膜腔内压=肺内压-肺回缩力

正常人在吸气末和呼气末，肺内压等于大气压：胸膜腔内压=大气压-肺回缩力若以大气压为零，则：

胸膜腔内压=－肺回缩力(5)生理意义

1、维持肺处于扩张状态；

2、降低中心静脉压，促进血液和淋巴液的回流。

结论胸膜腔内负压是肺回缩力引起的。气胸（二）肺通气的阻力

弹性阻力非弹性阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力气道阻力：与气道半径+气体流动形式速度有关粘滞阻力惯性阻力肺弹性回缩力:1/3肺泡表面张力：2/370%30%80%-90%1.弹性阻力指胸廓和肺因呼吸运动而被动扩张时所产生的弹性回缩力。

(1)肺的弹性阻力（肺回缩力）

与吸气肌作用方向相反，与呼气肌作用方向相同。

①度量法：顺应性(compliance)=(1/弹性阻力)

指在外力作用下弹性组织的可扩张性。顺应性大

易扩张弹性阻力小顺应性小

不易扩张弹性阻力大②构成

肺的回缩力Ⅰ.肺泡表面张力是指在正常情况下，在肺泡上皮内表面分布的极薄的液体层，与肺泡气体形成气-液界面，由于界面液体分子密度大，导致液体分子间的吸引力大于液、气分子间的吸引力，好象一个拉紧的弹性膜，因而产生的表面张力。这种表面张力使液体表面有收缩的倾向，因而使肺泡趋向回缩，是构成肺回缩力的主要成分.

肺弹性组织回缩力:1/3肺泡表面张力:2/3Ⅱ.表面活性物质来源：肺泡Ⅱ型细胞分泌成分:脂蛋白混合物作用

a.降低肺泡表面张力→降低吸气阻力

b.减少肺泡内液的生成→防肺水肿的发生

c.维持肺泡内压的稳定性→防肺泡破裂或萎缩2.非弹性阻力——气道阻力气体通过呼吸道时遇到的阻力其实是气体通过气道时与管壁间的摩擦力。与气道半径的4次方成反比（R∝1／r4）哮喘支气管痉挛、分泌物气道口径气道阻力呼吸困难（三）肺容量和肺通气量(肺通气功能的指标)

(一)肺容积潮气量：每次呼吸时，吸入或呼出的气体的量。（平静呼吸400-600ml，运动或劳动时增加。）补吸气量：平静吸气末再尽力吸气，所能吸入的气量。（平静呼吸1500-2000ml）反映人体吸气能力储备。补呼气量：平静呼气末再尽力呼气，所能呼出的气量。（平静呼吸900-1200ml），反映人体呼气能力储备。余气量：最大呼气末，肺内残留的不能呼出的气量（正常人残气量为1000-1500ml，残气量课防止肺塌陷。支气管哮喘和肺气肿患者，余气量增加）肺容积：肺容纳的气体的总量，即4种互不重叠的呼吸气体总量。肺总容量=潮气量+补吸气量+补呼气量+余气量

(二)肺容量肺容量：指肺容积中两项或两项以上的联合气体量。1.深吸气量：从平静呼吸末作最大时所能吸入的气体量。深吸气量是补吸气量与潮气量之和，是衡量最大通气潜力的一个重要指标。2.功能残气量：平静呼气尚未留存于肺内的气体量。功能残气量等于补呼气量与残气量之和，正常成人约为2500ml。

肺活量（VC）=潮气量＋补吸气量＋补呼气量（男性3500，女性2500mL，不限定呼气时间）肺活量可反映一次通气的最大能力，是肺静态通气功能的一项指标。第一秒末呼出占肺活量83%（意义最大）第二秒末呼出占肺活量96%

第三秒末呼出占肺活量99%

意义：是评价肺通气功能较好指标肺总量（TLC)=肺活量＋余气量3500－5000mL

个体差异（性别、年龄、身体素质等）3.肺活量：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。4.用力呼气量：用最大力吸气后再尽力尽快呼气，在一定时间内所能呼出的气体量，就是用力呼气量。(三)肺通气量和肺泡通气量1.肺通气量：每分钟吸入或呼出肺的气体量，它等于潮气量和呼吸频率的乘积。即：每分钟通气量=潮气量(L)×呼吸频率(次/分)2.肺泡通气量：在通气过程中，每次吸入的新鲜空气有一部分留在呼吸性细支气管以上的气道内，不能达到肺泡与血液进行交换，因此这部分气体容积称为解剖无效腔气量，正常人约为150ml。因此肺泡通气量是每分钟吸入肺泡的新鲜空气量，即：肺泡通气量=(潮气量-无效腔气量)(L)×呼吸频率(次/分)深慢呼吸比浅快呼吸的肺通气效率高平静呼吸深慢呼吸浅快呼吸原理：物理扩散动力：膜两侧的气体分压差。分压：混合气体中各组成气体所具有的压力。某一气体的分压=混合气体的总压力×肺部：肺泡与血液间气体交换。（肺换气）组织：组织细胞与血液间气体交换。（组织换气）（分压高分压低）一、气体交换该气体容积混合气体容积PCO2肺泡<静脉血动脉血<组织PO2肺泡>静脉血动脉血>组织%（一）气体交换的过程动力：分压差方向：分压高→分压低结果：肺毛细血管氧气含量1、肺换气2、组织换气

动力：分压差方向：分压高→分压低结果：组织毛细血管二氧化碳含量CO2（二）影响气体交换的因素

气体分压差（动力）气体扩散的速率

呼吸膜的通透性和扩散面积肺通气与血流(V/Q)比值O2

1、气体扩散速率（单位时间内气体扩散的容量）

O2、CO2扩散速率（D）的比较

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分子量血浆溶解度肺泡气A血V血D

——————————————————————————————————————O2

3221.413.913.35.31CO2

44515.05.35.36.12

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∵在同等条件下，CO2的扩散速率是O2的20倍；但在肺中，由于肺泡气和V血间分压差的不同，CO2的扩散速率实际约为O2的2倍。∴肺换气功能障碍者往往缺O2显著，CO2潴留不明显分压差×温度×气体溶解度×扩散面积扩散距离×√分子量D=(ml/L)（KPa）（KPa）

（KPa）1.厚度（通透性）

肺炎、尘肺、肺水肿→呼吸膜厚度↑→通透性↓→气体交换速度↓

2.面积

肺气肿、肺不张、肺叶切除→呼吸膜面积↓→扩散量↓6层＜1μm厚2、呼吸膜（气-血屏障）呼吸膜：肺泡与Cap中血液进行气体交换所通过的结构。CO2O23、通气/血流比值：是衡量肺换气功能的指标。

=每分肺通气量（V）/每分肺血流量（Q）

1.V/Q↑≈肺通气↑或肺血流↓→增大生理无效腔→换气效率↓(如心衰、肺动脉栓塞)2.V/Q↓≈肺通气↓→增大功能性A-V短路→换气效率↓（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）(5L/min＝0.84)(4.2L/min)思考：1.何处PO2最高（）2.何处PCO2最高（）A肺泡B静脉血C动脉血D组织

运输形式物理溶解:气体直接溶解于血浆中。(溶解度小，量少)

化学结合:气体与某些物质进行化学结合。（主要方式）

化学结合

动态平衡

一、气体在血液中的运输

物理溶解

气体在血液中运输是呼吸过程的重要环节，是沟通内呼吸和外呼吸的关键步骤。O2和CO2是如何在血液中运输的呢？物理溶解：(1.5%)化学结合:(98.5%)

（1）

O2与Hb的可逆性结合:Hb+O2

发绀:毛细血管丰富表浅部位血液中去氧Hb>50g/L，皮肤、粘膜呈青紫色（一般是缺O2的标志）

临床常见缺氧及紫绀PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)HbO2鲜红色暗红色1、O2的运输（亲和力大，210倍）在肺脏氧与二氧化碳运输形式在组织氧与二氧化碳运输形式1分子Hb可与4分子O2可逆结合

PO2足够大时1L血液中，Hb+O2结合的最大量——氧容量而实际并非能达到最大值，Hb+O2结合的实际量——氧含量（2）血氧饱和度（血液含氧量的多少）PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)血氧饱和度=×100%氧容量氧含量（3）氧解离曲线血氧饱和度受氧分压影响，但两者究竟关系如何？氧解离曲线----表示氧分压与血氧饱和度的曲线。（S形）反映：在不同氧分压时，氧气与血红蛋白结合和解离的情况。生活在高原地区的人或轻度呼衰病人V/Q比值减小，PO2只要不低于60mmHg，就不会缺氧。氧解离曲线特征及生理意义1.曲线上段：

PO2：60－100mmHg.特点：坡度较平坦表明：（1）PO2变化对血氧饱和度影响不大。－－即使外界或肺泡中PO2下降，但血氧饱和度依然可维持在较高水平。（2）PO2＞100mmHg时，血氧饱和度变化很小。2.曲线中段:上中下PO2：40～60mmHg特点：坡度较陡表明：PO2降低能促进大量氧离，血氧饱和度下降显著。意义:维持正常时组织的氧供。安静状态时组织的供氧，PO2在中段范围变化，在此段每升血液能释出氧气50ml供组织利用。

表明：PO2稍有下降,血氧饱和度就急剧下降，有较多的O2从血红蛋白解离。意义:维持剧烈运动时组织的氧供。下段释放O2量为安静状态下的的3倍。反映：血液的氧储备能力。上中下3.曲线下段:PO2：(15～40mmHg)

特点：坡度更陡。

血红蛋白与氧的结合或解离受多种因素的影响。

（4）影响氧解离曲线的因素影响氧离曲线的主要因素：

1.CO2和pH的影响

2.

温度的影响

3.2,3-DPC的影响曲线右移：同样PO2条件下，血氧饱和度较低，O2和Hb亲和力下降，有利于HbO2解离。曲线左移：同样PO2条件下，血氧饱和度较高，O2和Hb亲和力上升，有利于O2与Hb2结合。PCO2↑PH↓→氧离曲线右移PCO2↓PH↑→氧离曲线左移

(1)组织：