第二节气体交换与运输一气体交换一气体交换的原理

第二节气体交换与运输（一）气体交换的原理（二)气体交换过程(三)影响肺换气的因素一、气体交换

1.

原理：扩散

2.

动力：膜两侧的气体分压差

4.

气体扩散速率在同等条件下，CO2的扩散速率是O2的20倍；（一）气体交换的原理（二）气体交换的过程1.换气动力：分压差2.换气方向：分压高→分压低3.

肺换气与组织换气的过程（图5-12）4.换气结果：肺Ｖ血组织Ａ血↓↓Ａ血Ｖ血

1、呼吸膜的厚度和扩散面积（1）正常呼吸膜非常薄（平均不到1μm），通透性与面积极大（70～80m2）（图5-13）（三）影响肺换气的因素

（2）正常情况下，呼吸膜的厚度对呼吸不会产生不利影响。呼吸膜增厚的疾病（急性呼吸窘迫综合征等），会影响气体的交换，由于CO2的扩散速率更大，故呼吸膜的增厚对O2的影响更大。呼吸膜的面积正常情况下，呼吸膜面积大还是小更有利于气体交换？肺不张、肺气肿等疾病呼吸膜面积减小不利于气体交换（呼吸困难）肺泡通气量(4.2L/min)肺血流量(5L/min)V/Q（图5-14）..0.842、通气/血流比值（V/Q比值）概念V/Q比值增大肺泡无效腔增大V/Q比值减小功能性动静脉短路二、气体在血液中的运输概述（一）、O2的运输（二）、CO2的运输*O2、CO2气体在血液中的存在形式

物理溶解：与分压和溶解度成正比，与温度成反比

化学结合：非常有效的运输形式物理溶解运输的气体量尽管很少，但却是实现化学结合所必需的中间环节。

肺泡

血液

组织

O2

溶解化学结合溶解

O2

CO2溶解化学结合溶解CO2概述（一）O2的运输1、物理溶解：1.5%2、化学结合：98.5%（图5-15）Hb+O2HbO2

Po2

高Po2

低

*血液中去氧Hb含量达50g/L以上，表浅毛细血管床呈蓝紫色称发绀（一般是缺O2的标志）鲜红色暗红色（二）CO2的运输1.物理溶解：5%2.碳酸氢盐：88%CO2+H2OH2CO3

HCO3-+H+3.氨基甲酸血红蛋白：7%

HbNH2O2+H++CO2HHbNHCOOH+O2组织：O2与Hb的分离促进CO2与Hb的结合肺：O2与Hb的结合促进CO2与Hb的分离H2CO3H2O+CO2碳酸酐酶CO2CO2HCO3-+H+HCO3-+Na+NaHCO3ClCl结合成碳酸氢盐进行运输血浆红细胞组织+HbHb-CO2第四节呼吸运动的调节一、呼吸中枢与呼吸节律的形成二、呼吸运动的反射性调节三、运动时呼吸的变化及调节

（一）呼吸中枢

1.脊髓：联系脑和呼吸肌的中继站

2.低位脑干脑桥：呼吸调整中枢延髓：呼吸节律起源，产生呼吸节律

3.高位脑：大脑皮层、边缘系统、下丘脑可控制随意呼吸（二）呼吸节律的形成（图5-17）一、呼吸中枢与呼吸节律的形成二、呼吸运动的反射性调节

（一）化学感受性呼吸反射

1.化学感受器（1）外周化学感受器：感受动脉血PO2、PCO2、

H+刺激*适宜刺激：对PO2↓、PCO2↑、[H+]↑高度敏感且三者的刺激有相互增强的现象

（2）中枢化学感受器：延髓腹外侧浅表部位*适宜刺激：对脑脊液和局部细胞外液中的H+高度敏感，不感受缺O2的刺激。因血液中H+不易透过血-脑屏障，而CO2通过易透过血-脑屏障进入脑脊液，CO2＋H2O→H2CO3→H+＋HCO3-发挥作用

2.CO2、H+和O2对呼吸的影响（1）CO2对呼吸的影响*CO2是调节呼吸的最重要的生理性体液因子

PCO2

呼吸加深、加快（图5-18）

PCO2↓→呼吸减慢（过度通气后可发生呼吸暂停）*作用途径：中枢化学感受器——主要外周化学感受器——次要*机制呼吸加深加快延髓呼吸中枢外周化学感受器+中枢化学感受器CO2透过血脑屏障进入脑脊液

CO2＋H2O→H2CO3→H+＋HCO3-ＰCO2↑*特点

①CO2兴奋呼吸以中枢途径为主；但潜伏期较长②中枢途径通过H+的间接作用

③外周途径在某些情况下，起着重要作用

④血液中低浓度的CO2以兴奋呼吸中枢为主，而高浓度的CO2主要是抑制呼吸中枢（CO2麻醉）。

⑤长时间的CO2的潴留能使中枢化学感受器对CO2的刺激发生适应。

（2）[H+]对呼吸的影响：[H+]↑→呼吸加强

[H+]↓→呼吸抑制

特点：主要通过刺激外周化学感受器而引起的

（3）PO2对呼吸的影响①PO2下降

呼吸加深、加快，肺通气量增加②作用途径：外周化学感受器——惟一途径

③低氧对呼吸中枢的直接作用是抑制性的。*说明缺氧直接抑制呼吸中枢，并与缺氧程度呈正相关

轻度缺氧：兴奋作用>抑制作用→呼吸增强严重缺氧：兴奋作用≤<抑制作用→呼吸减弱、停止*特点:CO2发生适应时，低O2刺激驱动呼吸为主在严重肺气肿、肺心病患者，由于肺换气功能障碍，导致低O2和CO2潴留，这时能不能给病人吸100%的O2？

（二）肺牵张反射定义：肺扩张或缩小而引起呼吸的反射性变化，称~。肺扩张吸气抑制肺缩小吸气兴奋意义：阻止吸气过深过长，促使吸气转为呼气。

（三）防御性呼吸反射

1.咳嗽反射：咳嗽时可将呼吸道内异物或分泌物排出

2.喷嚏反射：喷嚏时清除鼻腔内的刺激物1.变化：运动量↑，呼吸运动加深加快，肺通气量增大（>100L，图5-19）

2.机制：①条件反射，运动锻炼过程中形成，与经验、精神状态、实验条件有关②运动肌肉、关节内的本体感受器的传入冲动反射性刺激呼吸

③血PH值、PCO2、PO2的变化→化学感受器刺激呼吸*“氧债”：运动时供O2量＜耗O2量。故运动停止后，通气量仍大于运动前的水平，偿还氧债三、运动时呼吸的变化及调节本章测验1.平静吸气时，起主要作用的肌肉是

A.

膈肌和肋间外肌B.

肋间外肌和肋间内肌

C.

肋间内肌D.

腹肌E.

胸锁乳突肌2.肺的回缩力主要来自

A.

肺的弹力纤维B.

肺泡表面张力

C.

肺泡表面活性物质D.

呼吸肌的收缩力

E.

胸廓的弹性回缩力3.CO2使呼吸加快的主要途径是通过

A.

外周化学感受器B.

中枢化学感受器C.肺牵张反射

D.

刺激呼吸中枢E.

直接作用于肺泡4.影响气道阻力的主要因素是

A.

气道长度B.

气流速度C.

肺的弹性阻力

D.

气道粘滞性E.

气道口径5.肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程，称为

A.

肺通气B.

肺换气C.

气体的运输D.

内呼吸

E.

外呼吸6.正常成人潮气量为450ml，呼吸频率为14次/分，则其肺泡通气量为

A.3000mlB.3500mlC.4200mlD.4000mlE.6300ml7.呼吸的基本中枢在

A.

脊髓B.

延髓C.

脑桥D.

下丘脑E.

大脑皮层8.缺氧或H+浓度升高，引起呼吸运动加强的主要是通过

A.

外周化学感受器B.

中枢化学感受器

C.

刺激呼吸中枢D.

肺牵张反射E.

以上都不是9.CO2在血液中运输的主要形式是

A.

物理溶解B.

碳酸氢盐C.

氧合血红蛋白

D.

氨基甲酸血红蛋白E.

以上都不是10.呼吸中枢的正常兴奋性依赖于

A.

一定浓度的CO2

B.

缺氧C.H+浓度

D.

肺牵张感受器传入冲动E.

一定浓度的O2分压本章测验答案1.A2.B3.B4.E5.B6.C7.B8.A9.B10.A

你的回答正确吗图5-1呼吸基本过程呼气肺内压＞大气压缩小肺脏吸气肺内压＜大气压胸廓呼吸肌缩小收缩舒张扩张扩张图5-2吸气运动和呼气运动图5-3胸内压的直接测量

两种方向相反作用力的代数和胸内压＝大气压－肺回缩力胸内压＝0－肺回缩力迫使脏层胸膜回位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)

肺回缩力

(大气压)

肺内压

图5-4胸内压的形成图5-5胸内压图5-6气胸气胸图5-6胸廓的弹性阻力R2R1拉普拉斯定律P=2T/RP肺内压T表面张力R半径R2=2R1肺泡的回缩力与肺泡半径成反比。图5-8互相连通的大小肺泡图5-9肺容量图5-10肺活量空气水吸气呼气1502500呼气末1502500150350500吸气末1502500呼气末150350吸气呼气图5-11无效腔功能余气量无效腔潮气量呼吸形式呼吸频率潮气量肺通气量肺泡通气量（次／分）（ml）（ml）（ml）平静呼吸1250060004200浅快呼吸2425060002400深慢呼吸6100060005100对肺换气而言，慢而深的呼吸更为有效，浅快呼吸是不利的表5-1肺换气效率图5-12肺换气和组织换气的过程图5-13呼吸膜肺泡毛细血管内皮细胞层毛细血管基膜层间质肺泡上皮基膜层肺泡上皮细胞层液体层毛细血管红细胞O2CO2呼吸膜图5-14通气/血流比值变化时对气体交换的影响图5-15红细胞氧合示意图图5-17呼吸节律形成机制脑桥呼吸调整中枢