肺换气幻灯片

第二节肺换气和组织换气肺换气一、气体交换的原理（一）气体的扩散气体分子不停的进行着无定向的运动，其结果是气体分子从分压高处向分压低处发生净转移，这一过程称为气体扩散。肺换气和组织换气就是物理性的扩散过程。肺换气气体扩散遵循着以下物理原则：1.气体从分压高的一侧向低的一侧扩散。2.各气体的扩散方向和量，决定于该气体的分压差、气体的扩散速度和气体在液体中的溶解度。肺换气3.在液体或气－液交界面，气体的扩散速度与它在液体中的溶解度密切相关。溶解度高的扩散快。4.气体的扩散速度∝（1/√气体分子量）。分子量大的扩散速度慢。肺换气单位时间内气体扩散的容积为气体扩散速率，它受下列因素影响。分压差×扩散面积×温度×气体溶解度扩散距离×√分子量扩散速率∝肺换气1.气体的分压差：分压差大－－扩散快2.气体分子量和溶解度：溶解度高，扩散快分子量大，扩散慢3.肺泡膜的扩散面积：扩散面积大，扩散快

安静状态下，肺泡扩散面积40m2运动时肺泡扩散面积70m2疾病状态时下降肺换气4.扩散距离－肺泡膜的厚度（反比关系）肺纤维化厚度增加肺水肿扩散下降5.温度液体温度上升，溶解度上升－扩散快｝肺换气6.肺血流量与通气血流比

0.75秒右心搏出量60ml/每搏流经肺泡膜气体交换所需时间0.3秒，故时间上有很大贮备潜力。如果血流量下降，气体交换正常－交换的总量下降故肺泡通气量与血流量之间必须保持恰当的比值。肺换气通气/血流比值＝4.2升/5升＝0.84（VA/Q）（安静时正常值）VA每分肺泡通气量Q每分肺血流量肺换气通气/血流比值升高：表示有部分肺泡气不能与血液中的气体充分交换＝生理无效腔增大。通气/血流比值下降：表示有部分血液经通气不良的肺泡，得不到充分气体交换，相当于功能性动－静脉短路。肺换气正常人直立时肺各局部VAQ分布不均匀肺尖VA下降/Q下降比值上升（可在3以上）肺底VA下降/Q上升比值下降（0.6）肺换气7.肺扩散容量指各种气体在单位分压差（1mmHg）下，每分钟能通过呼吸膜的气体量（ml）。它是测定呼吸膜扩散功能的生理指标。

肺换气

因为CO2扩散速度大于O2，20：1，所以临床上不存在CO2扩散障碍。一般以O2的扩散容量作为测定指标。正常成人20ml/min/mmHg男大于女；成人大于老幼肺换气（二）呼吸气体和人体不同部位气体的分压1.呼吸气及肺泡气的成分和分压呼吸周期中，肺泡气O2及CO2的含量有轻微波动。容积百分比分压血浆溶解度扩散速度N279%600mmHgO220.96%159mmHgCO2＞O2CO2＞O224:120.6:1CO20.04%0.3mmHg肺换气混合气体的总压力是各组成气体的分压力的总和。各组成气的分压＝混合气总压力×该气体的容积百分比O2159mmHg＝760mmHg×79％CO2扩散率/O2扩散率＝√O2分子量/√CO2分子量=√32/√44＝5.6/6.6在肺泡气O2的扩散率稍大于CO2但由于CO2溶解度

/O2溶解度=0.592/0.0244=24.3/1.0(Herry’slaw赫利定理）CO2扩散速率

/O2扩散速率

=（5.6/6.6）×（0.592/0.0244)=20.6/1.0肺换气2.血液气体和组织的分压（张力）肺换气二、肺换气过程混合静脉血PO2是5.32kPa（40mmHg），比肺泡气的13.82kPa（104mmHg）低，肺泡气中O2向血液中扩散，血液的PO2逐渐上升，最后接近肺泡气的PO2。混合静脉血PCO2是6.12kPa（46mmHg），比肺泡气的5.32kPa（40mmHg）高，血液中CO2向肺泡中扩散，血液的PCO2逐渐下降，最后接近肺泡气的PCO2。

肺换气第三节气体在血液中的运输

一、氧和二氧化碳在血液中的存在形式物理溶解（中介作用）两种形式化学结合（为主）｛肺换气O2溶解

化合结合CO2组织或肺血液溶解系数

O20.022ml/1ml全血CO20.511ml/1ml全血

肺换气二、氧的运输与Hb结合占98.5％氧的运输物理溶解占1.5％｛肺换气氧容量：指每100ml血中，血红蛋白结合氧的最大量。正常Hb在15g/100ml血液中，1gHb结合1.34ml氧。氧容量＝15×1.34＝20ml氧含量：血红蛋白实际结合的氧量。动脉血：20ml氧静脉血：15ml氧肺换气氧饱和度：指氧含量占氧容量的百分比。动脉血，氧含量20ml，氧饱和度为100％静脉血，氧含量15ml，氧饱和度为75％肺换气（一）Hb与O2的可逆结合

O2分压高（肺）Hb＋O2HbO2O2分压低（组织）（还原、紫蓝色）（氧化、红色）盐键断裂分子构型紧密型分子构型疏松型（T型）盐键形成（R型）肺换气特点：1.可逆性结合，非酶促过程，反应快，受PO2影响。2.O2与血红蛋白的亚铁离子结合，结合后亚铁离子的离子价不变，故称氧合，不是氧化。肺换气3.血红蛋白的珠蛋白由两条α肽链和两条β肽链构成，每条肽链上结合一个含亚铁离子的血红素分子，，每个亚铁离子结合一个O2分子。故每个血红蛋白分子可结合4个O2分（Hb4O8）1gHb可结合1.34－1.39mlO2。4.血红蛋白两对α、β肽链与O2结合能力可互相促成结合或解离（释放）。在肺部，PO2升高促结合；在组织，PO2下降促释放。肺换气血红蛋白的异常形成

1.胎儿血红蛋白（HbF）是由两条γ链和α链结合组成，它对O2亲和力比HbA大。可能由于γ链不与2，3DPG相结合，不受2，3DPG影响的缘故。2.镰状细胞贫血（HbS)两条β链第6位谷氨酸为缬氨酸所取代，使去氧Hb释放O2的能力下降，导致组织缺O2。3.地中海贫血。我国常见β地贫。由于β链合成障碍HbA生成抑制，HbF代偿增多，O2解离曲线左移。肺换气5.Hb与O2的结合或解离曲线呈S型与Hb的变构效应有关。Hb与O2结合－－盐键断裂，R型Hb与O2解离－－盐键断裂，T型T型对O2亲和力小。R型对O2亲和力大。肺换气Bohreffect

PH下降，H+与Hb多肽链的某些氨基酸残基结合，促使盐键形成（T型），使其对O2亲和力下降。PCO2上升，H+增加。PCO2上升，CO2本身与Hb多肽链终末氨基酸的－NH2－形成氨甲酰化合物，促盐键形成，从而使Hb对O2亲和力下降。肺换气（二）氧离曲线反映PO2与氧合Hb饱和度的关系的曲线。肺换气特点：1.曲线上段：PO260－100mmHg.坡度较平坦（1）氧分压变化虽大但饱和度变异小－－即使外界或肺泡中PO2下降，但氧化饱和度依然可维持在较高水平。（2）PO2＞100mmHg时，氧合饱和度增加很不明显，血氧量增加很少。肺换气2.曲线中段PO260－40mmHg是HbO2释放O2的部分。此时Hb氧饱和度75％，血O2含量14.4％，即每100ml血液流过组织时释放5mlO2。血液流经组织时释放出的O2容积所占动脉O2含量的百分数－－O2利用系数。安静时为25％，运动时可增加到75％。肺换气3.曲线下段PO210－40mmHg.坡度陡。PO2略有下降，促使较多O2解离，饱和度下降，不利于组织活动的供氧，氧利用系数上升至75％。机制：血红蛋白αβ肽链结合氧时，互相作用。

肺换气高原PO2下降意义：Hb的氧缓冲功能组织活动血红蛋白氧缓冲功能：不论血液本身或外界O2浓度有较大幅度变动，而组织PO2仍可保持在稳定的正常范围内。O25ml/100ml/min｛肺换气（三）影响氧离曲线的因素

1.PH和CO2影响通常用P50表示Hb对O2的亲和力。正常P50：PO226.5mmHg。P50上升，亲和力下降，曲线右移；P50下降，亲和力上升，曲线左移。肺换气Bohr效应：Hb分子构型转为T型：PH下降，PCO2上升－－曲线右移，氧饱和度下降，解离增加。Hb分子构型R型：PH上升，PCO2下降－－曲线左移，氧饱和度增加，解离下降。肺换气2.温度的影响T增加－－曲线右移，氧饱和度下降。T增加－－H+活动性增加，Hb对O2亲和力下降。T下降－－Hb与O2亲和力上升，氧饱和度上升，曲线左移，HbO2不易解离出O2（低温麻醉）。肺换气3.2，3二磷酸甘油酸（2，3－DPG）的影响

2，3－DPG为RBC内一种有机磷酸盐。缺氧、贫血甲状腺素长时间运动RBC2，3DPG上升

无氧代谢

脱氧血红蛋白β链形成盐键失去氧合能力（T型）Hb

氧离曲线右移，促氧解离肺换气4.其他因素Fe++Fe+++就失去O2结合能力CO中毒，CO与Hb结合

COHb（无与O2结合能力）肺换气三、二氧化碳的运输

物理溶解CO2的运输（6％）碳酸氢盐形式化合结合（87％）（94％）氨基甲酸血红蛋白（7％）｛｛肺换气（一）碳酸氢盐形式的运输特点：1.反应可逆，但需酶的促助。2.结合或解