呼吸respiration12023/2/19呼

吸機體與外界環境之間的氣體交換過程組織換氣細胞內氧化代謝肺換氣氣體運輸肺通氣O2CO2外呼吸（肺呼吸）氣體在血液中運輸內呼吸22023/2/1932023/2/19肺泡呼吸道空氣肺毛細血管肺靜脈動脈肺動脈右心靜脈左心組織毛細血管組織細胞CO2O2CO2O2肺換氣肺通氣氣體運輸組織換氣外呼吸(內呼吸)42023/2/19鼻上呼吸道咽喉呼吸道氣管下呼吸道支氣管肺內分支解剖結構52023/2/1962023/2/19肺泡72023/2/19肺泡通過氣體交換把靜脈血轉變成動脈血82023/2/19肺泡是氣體交換的場所92023/2/19肺泡是呼吸系統的基本單位102023/2/19

第一節肺通氣pulmonaryventilation112023/2/19肺通氣Pulmonaryventilation

肺與外界環境之間的氣體交換過程

肺通氣的概念122023/2/19實現肺通氣的結構

RespiratoryStructuresandOrgans氣管支氣管細支氣管鼻腔喉肺泡胸廓呼吸道132023/2/19胸廓組成：脊柱、肋骨、胸骨、肋間肌作用：吸氣時胸廓擴大，呼氣時胸廓縮小正面側面142023/2/19參與呼吸的肌肉：主要吸氣肌：膈肌和肋間外肌主要呼氣肌：肋間內肌和腹肌輔助吸氣肌：斜角肌、胸鎖乳突肌等152023/2/19肋間外肌膈肌斜角肌胸鎖乳突肌吸氣肌呼氣肌呼吸肌162023/2/19

阻力-阻止氣體流動的力

動力-推動氣體流動的力動力>阻力,氣體開始流動，實現肺通氣172023/2/19

1.呼吸運動Respiratorymovement

呼吸肌的收縮和舒張引起的胸廓節律性的擴張和縮小。1)

吸氣inspiration

肋間外肌收縮→肋骨上移→胸廓前后徑和左右徑增大→肺內壓下降<大氣壓→氣體入肺泡→吸氣肺內壓定義：肺泡內的壓力稱為肺內壓（一）肺通氣的動力182023/2/19正面側面192023/2/19膈肌收縮→膈下移→胸廓上下徑增大→肺內壓下降<大氣壓→氣體入肺泡→吸氣

*平靜呼吸時,因膈肌收縮而增加的胸腔容積約占總通氣量4/5。所以膈肌收縮在肺通氣中起重要作用

202023/2/19呼吸過程中肺內壓的變化吸氣：212023/2/19InspirationExpiration

（1）呼吸過程

(平靜呼吸)吸氣運動吸氣肌收縮→胸廓擴大→肺被動擴張→肺內壓↓→氣體入肺→低于大氣壓222023/2/192)呼氣expiration

肋間外(膈)肌舒張→肋骨(膈)下(上)

移→胸廓前后(上下)徑減小→肺內壓上升>大氣壓→肺泡氣體流出→呼氣。232023/2/19呼吸過程中肺內壓的變化

肺內壓周期性↑/↓造成壓力差（肺內壓－大氣壓）是推動氣體進/出肺的直接動力呼氣：242023/2/19呼氣運動吸氣肌舒張→胸廓縮小→肺隨之縮小→肺內壓↑→氣體出肺→高于大氣壓252023/2/19

呼吸運動是肺通氣的原動力,由此造成的肺內壓與大氣壓的壓差是推動氣體進出肺的直接動力。262023/2/19肺內壓變化肺縮小擴張胸廓縮小

擴張呼吸肌收縮舒張原動力直接動力272023/2/19（2）呼吸運動的形式胸式呼吸腹式呼吸：以膈肌舒縮，引起腹壁變化為主的呼臨床診斷中的意義

：以肋間外肌舒縮，引起胸廓變化為主的呼吸運動稱為胸式呼吸。常發生于妊娠、腹水、腹腔腫瘤等。吸運動稱為腹式呼吸。常發生于胸膜炎、胸腔積水等。282023/2/19平靜呼吸eupnea用力呼吸forcedbreathing吸氣肌收縮吸氣呼氣吸氣肌舒張主動被動呼氣肌收縮吸氣肌收縮吸氣肌舒張292023/2/19“三凹癥”是指呼吸極度困難，輔助呼吸肌如胸部及腹部的肌肉都強力運動以輔助呼吸活動，致使在吸氣時可見胸骨上窩、兩側鎖骨上窩以及下部肋間隙均顯凹陷，故稱“三凹癥”。302023/2/192、胸膜腔內壓（intrapleuralpressure）胸膜腔

pleuralcavity壁胸膜臟胸膜胸膜腔內壓312023/2/19

平靜呼氣末:-5~-3mmHg平靜吸氣末:-10~-5mmHg（1）胸膜腔內壓的測量322023/2/19肺內壓肺回縮壓胸膜腔內壓=-=大氣壓肺回縮壓-（2）胸膜腔內壓的形成-肺回縮壓=（大氣壓為零標準）332023/2/19胸膜腔是密閉的，不直接與外界相通胸廓堅固，外力不易直接作用在胸膜腔壁層胎兒在出生前和出生后胸廓的生長速度快于肺，造成胸廓經常牽引著肺，使肺始終處于擴張狀態，只是程度不同而已342023/2/19使肺泡總是處于擴張狀態有利于血液和淋巴液回流（3）胸膜腔內壓的意義352023/2/19氣胸（Pneumothorax）362023/2/19（二）肺通氣的阻力彈性阻力（占70%）

非彈性阻力（占30%）肺彈性阻力胸廓彈性阻力氣道阻力（占非彈性阻力的90%）粘滯阻力慣性阻力肺泡表面張力肺回縮力372023/2/19

1.彈性阻力和順應性彈性阻力：物體對抗外力作用引起變形的力稱為彈性阻力順應性(compliance)：單位跨壁壓（△P）變化所引起的容積（△

V）變化C=1/RC=△V(L/cmH2O)△P順應性（C）與彈性阻力（R）呈反比關系382023/2/19⑴肺的彈性阻力和順應性

肺的彈性阻力

=1/C

肺彈性阻力是吸氣時的阻力，呼氣時的動力

肺的順應性

CL=ΔV/ΔPΔV=肺容積的變化

ΔP=跨肺壓的變化392023/2/19彈性阻力的衡量指標

靜態順應性曲線：跨肺壓與肺容積的關系曲線

斜率=順應性Ｃ

順應性Ｃ↓，彈性阻力R↑

402023/2/19斜率↓順應性↓彈性阻力↑吸氣困難（如：肺充血、肺纖維化、表面活性物質↓）412023/2/19斜率↑順應性↑彈性阻力↓呼氣困難（如：肺氣腫）422023/2/19肺彈性阻力的來源來自肺組織本身的彈性回縮力(彈性纖維）及肺泡表面張力肺泡表面張力：分布于肺泡內側表面的液體層，由于液體分子間的相互吸引，在液-氣界面產生表面張力，作用于肺泡壁，驅使肺泡回縮。432023/2/19肺彈性阻力①組成:充氣時，液-氣界面存在，肺彈性阻力＝肺表面張力＋肺彈性纖維回縮力充鹽水時，液-氣界面不存在，肺彈性阻力＝肺彈性纖維回縮力③結論：在同等容積變化時，注水壓力＜注氣壓力，表面張力占2/3，肺彈性纖維回縮力占1/3②證據：充氣-充鹽水實驗

肺彈性阻力＝肺表面張力＋肺彈性纖維回縮力442023/2/19Laplacelaw:P=2T/rP壓強

T表面張力系數取決于形成界面的氣體和液體的性質

r肺泡半徑說明：半徑越小，表面張力引起的回縮壓越大452023/2/19462023/2/194)肺泡表面活性物質性質：脂蛋白混合物（DPL/SP）

肺泡Ⅱ型細胞合成、釋放特點：DPL以單分子層垂直排列于肺泡液- 氣界面,密度隨肺泡的張縮而改變功能：降低肺泡液-氣界面的表面張力472023/2/19

功能：①有助于維持肺泡的穩定性（密度變化）維持大小肺泡的容積防止吸氣時肺泡過度擴張，呼氣時過度縮小②減弱表面張力對肺毛細血管中液體的吸引作用，減少肺間質和肺泡內的組織液生成，防止肺水腫發生③降低吸氣阻力，減少吸氣作功482023/2/19與臨床的關系:初生兒缺乏肺表面活性物質（呼吸窘迫綜合征）492023/2/19Summary①肺充血肺纖維化DPL↓肺彈性阻力↑肺順應性↓吸氣困難②肺氣腫肺彈性阻力↓肺順應性↑呼氣困難彈性成分破壞502023/2/19（2）胸廓的彈性阻力和順應性吸氣的阻力呼氣的動力R向內＞67％肺總量吸氣的動力呼氣的阻力R向外＜

67％肺總量胸廓無變形,R=0肺容量=

67％肺總量512023/2/19胸廓彈性阻力①特點：方向可變性胸廓位置胸廓彈性阻力（Rchw）方向肺回縮力（Rl）方向自然位置=0，無向內（吸氣的阻力）呼氣＜自然位置＜0，向外（吸氣的動力，呼氣的阻力）向內（吸氣的阻力）吸氣＞自然位置＞0，向內（呼氣的動力，吸氣的阻力）向內（吸氣的阻力）②指標：胸廓順應性Cchw＝胸廓容積變化÷（胸內壓—大氣壓）＝0.2L/cmH2O③關系：胸廓彈性阻力與肺彈性阻力是串聯關系

R總＝RL＋Ｒchw

即總彈性阻力是肺和胸廓的彈性阻力的代數和

1/C＝1/CL＋1/Cchw

即總順應性的倒數是肺和胸廓的順應性倒數之和522023/2/19慣性阻力：氣流和組織的慣性所產生的阻止肺通氣的力粘滯阻力：呼吸時組織相對位移所發生的摩擦氣道阻力：氣體分子間，氣體和氣道壁間的摩擦（80~90％）動態阻力2.非彈性阻力532023/2/19影響氣道阻力的因素氣流速度：流速快，阻力大管徑大小R:R=1/r4氣流形式：層流阻力小，湍流阻力大（氣流快、管道不規則時，容易發生湍流）542023/2/19影響氣道管徑的因素跨壁壓肺實質對氣道壁的外向牽引作用自主神經對氣道壁平滑肌活動的調節化學因素的影響552023/2/19小支氣管狹窄與痙攣(支氣管哮喘)時，病人呼氣更費力562023/2/19肺內壓572023/2/19

小結肺通氣原理肺通氣的動力呼吸運動肺內壓的改變肺通氣的阻力彈性阻力非彈性阻力胸膜腔內壓的作用582023/2/19肺總量肺活量深吸氣量功能殘氣量補吸氣量補呼氣量殘氣量潮氣量二、肺通氣功能的指標

（一）

肺容積和肺容量592023/2/19602023/2/19肺總容量(totallungcapacity，TLC):指肺所能容納的最大氣量，等于潮氣量、補吸氣量、補呼氣量和殘氣量之和。也等于深吸氣量與功能余氣量之和。成年男性平均約5000ml，女性約3500ml。

肺活量(vitalcapacity，VC)：指最大吸氣后作最大呼氣所呼出的氣量。肺活量等于潮氣量、補吸氣量和補呼氣量之和，也等于肺總容量減去殘氣量。正常成年男性平均約3500ml，女性約2500ml。肺活量反映了肺一次通氣的最大能力，一般來說肺活量越大，肺的通氣功能越好。

用力肺活量（FVC）：是指盡力最大吸氣后，盡力盡快呼氣所能呼出的最大氣量。略小于沒有時間限制條件下測得的肺活量。該指標是指將測定肺活量的氣體用最快速呼出的能力。612023/2/19用力呼氣量（FEC）

：在一定的時間內一次最大吸氣后再盡快盡力呼氣所能呼出的氣體量，通常以它所占用肺活量的百分比表示。正常時，第一秒用力呼氣量（FEV1）約為用力肺活量的83%，第二秒鐘的FEV2/FVC約為96%，第三秒鐘的FEV3/FVC約為99%。

其中，第1秒鐘內呼出的氣體量稱為1秒用力呼氣量（FEV1），在臨床上最為常用。用力肺活量（FVC

）測量方法：囑受檢者取立位，與肺量計連接后作最大吸氣至肺總量位，屏氣1秒鐘后以最大力量、最快速度呼氣至殘氣量位，持續、均勻、快速呼盡，重復2次。然后選擇最佳曲線進行計算。622023/2/19用力肺活量（FVC

）用力呼氣量

（FEV）一定時間呼出氣量占用力肺活量的百分比632023/2/19FEVt/FVC%

用力呼氣量（FEV）占用力肺活量（FVC）的百分數正常時：第１秒末，FEV1/FVC%≈80％當阻塞性肺疾病時：FEV1/FVC%降低

642023/2/19

肺通氣量（minuteventilationvolume）1.

肺通氣量指每分鐘吸入或呼出的氣體總量

每分通氣量=潮氣量×呼吸頻率2.最大隨意通氣量是盡力作深快呼吸時每分鐘所能吸入或呼出的最大氣體量3.通氣貯量百分比反映了通氣功能的儲備能力通氣貯量百分比＝最大通氣量－每分平靜通氣量最大通氣量×100%(潮氣量:平靜呼吸時每次呼出或吸入的氣量)652023/2/19無效腔與肺泡通氣量⒈無效腔（deadspace）生理無效腔解剖無效腔肺泡無效腔662023/2/191502500解剖無效腔呼氣末吸氣末呼氣吸氣3505001502500肺泡通氣量指每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量,=(潮氣量-無效腔氣量)×呼氣頻率672023/2/19不同呼吸頻率和深度對肺泡通氣量的影響呼吸頻率潮氣量肺通氣量肺泡通氣量

(次/min)（ml）（ml/min）（ml/min）

165008000560081000800068003225080003200在一定的呼吸頻率范圍內深而慢的呼吸比淺而快的呼吸更為有效結論：正常安靜深慢呼吸淺快呼吸被測者682023/2/19（三）呼吸功定義：呼吸過程中，呼吸肌為克服彈性阻力和非彈性阻力而實現肺通氣所做的功正常值（平靜呼吸）：0.3~0.6

Kg·m2呼吸功占全身總耗能的3％692023/2/19第二節

肺換氣和組織換氣702023/2/19一、肺換氣和組織換氣的基本原理氣體的擴散氣體分子從分壓高處向分壓低處發生凈移動氣體擴散速率：單位時間氣體擴散的容積氣體的分壓差氣體分子量，溶解度擴散距離和面積溫度712023/2/19概念：混合氣體中，每種氣體分子運動產生的壓力稱為該氣體的分壓在液體內氣體的分壓主要是物理溶解的部分所產生。722023/2/19二、肺換氣

㈠概念

指肺泡與肺毛細血管血液之間的氣體交換㈡肺換氣的過程特點：快、0.3秒達平衡732023/2/19肺換氣的部位742023/2/19呼吸膜的結構①②③④⑤⑥752023/2/19組織換氣762023/2/19772023/2/19氣體交換過程氣體交換肺換氣組織換氣

肺泡靜脈血

動脈血組織ＰＯ２13.8（104）→5.33（40）13.3（100）→4（30）ＰＣＯ２5.33（40）←6.13（46）5.33（40）←6.67（50）結論靜脈血變成動脈血動脈血變成靜脈血782023/2/19氣體交換的衡量指標1．氣體擴散量：

A×D×△PV＝（Fick法則）ｄ

A：擴散面積，d：擴散距離，△Ｐ：分壓差，

D（擴散系數）＝s（溶解度）/（MW）1/2

，MW：分子量

DCO251.5/(44)1/2

==20即CO2擴散系數是O2擴散系數的20倍。

DO22.14/(32)1/22．肺擴散容量：

1）定義式：

V[ml/min]Dl＝△Ｐ[mmHg]

即:1mmHg分壓差作用下，每分鐘通過呼吸膜的氣體量。

2）關系式：Dl＝（A/d）×Ｄ792023/2/19

(三)影響肺換氣的因素氣體的分壓差呼吸膜的厚度呼吸膜的面積通氣/血流比值每分肺泡通氣量和肺血流量之間的比值正常情況下VA/Q=4.2/5=0.84

802023/2/19V/Q比值在0.84時氣體交換的效率最高血泵功能下降時，V/Q>0.84:

相當于增大了肺泡無效腔氣泵功能下降時，V/Q<0.84:

相當于發生了功能性A-V短路

812023/2/19822023/2/19主要原因：CO2的擴散系數是O2的20倍V/Q比值不當時通常缺氧明顯，CO2潴留不明顯832023/2/19整個肺V/Q比值不均842023/2/19(三)肺擴散容量

氣體在1mmHg分壓差作用下，每分鐘通過呼吸膜擴散的氣體的ml數

肺擴散容量的大小反映呼吸膜的面積和厚度852023/2/19影響因素氣體交換速率氣體分壓差（△Ｐ）↑↑（正變關系）氣體溫度（T）↑↑（正變關系）氣體溶解度（s）↑↑（正變關系）氣體分子量（MW）↑↑（1/[MW]1/2）呼吸膜擴散面積（A）↑↑（正變關系）肺擴散容量（Dl）↑↑（正變關系）呼吸膜厚度（擴散距離d）↑↓（反變關系）肺通氣量（V）↑↑通氣/血流比值=0.84正常通氣/血流比值>0.84↓（部分肺泡毛細血管灌流不足，引起生理無效腔增加）通氣/血流比值<0.84↓（部分肺毛細血管灌流未通氣肺泡，功能性A-V短路增加）862023/2/19

三、組織換氣影響因素：細胞內氧化代謝的強度和血流量

血液組織細胞O2CO2872023/2/19

第三節氣體在血液中的運輸882023/2/19

一、O2

和CO2在血液中存在的形式物理溶解化學結合二、氧的運輸

㈠運輸的形式⒈物理溶解：占1.5%⒉化學結合：占98.5%，以HbO2形式892023/2/19902023/2/19㈡Hb與O2結合的特征①反應快、可逆、不需酶的催化，受PO2影響Hb氧容量：100ml血液中，Hb能結合的最大氧量Hb氧含量：100ml血液中，Hb實際結合的氧量Hb氧飽和度：指氧含量與氧容量的百分比Hb＋O2HbO2PO2低PO2高②反應為氧合，Fe2+結合O2后化合價仍為２價③１分子Hb可結合4分子O2912023/2/19Hb（Fe2+）+O2T型（緊密型）HbR型（疏松型）Hb鹽鍵斷裂Hb對O2親和力增加數百倍協同效應④Hb與O2的結合或解離曲線呈S形，與Hb的變構效應有關

去氧Hb氧合Hb922023/2/19㈢氧解離曲線（oxygondissociationcurve）⒈概念定義：又稱氧合血紅蛋白解離曲線，是表示PO2與Hb氧飽和度關系的曲線意義：表明不同PO2下O2與Hb的分離情況，及不同PO2下O2與Hb的結合情況曲線特點：S形932023/2/19上段(60~100mmHg):平坦、Hb與O2結合、PO2影響小中段(40~60mmHg):較陡、Hb與O2解離下段(15~40mmHg):最陡、Hb與O2解離、PO2影響大⒉氧解離曲線的特點及功能意義942023/2/19

比較項分段特點生理意義上段PO2=60～100mmHg坡度小、平坦，PO2較大變化，O2飽和度變化小PO2在相當大范圍波動時，血液仍結合足夠氧供機體需要。輕度攝氧不足時，不影響O2運輸，安全系數大中段PO2=40～60mmHg坡度大、陡直，PO2輕度變化，O2飽和度很大變化組織細胞PO2低，可釋放大量O2供組織細胞利用下段PO2=15～40mmHg坡度較陡直，組織O2張力降低，可增加O2解離組織液O2張力↓時，O2解離↑，保證血液及時將更多的O2釋出供組織需要952023/2/19⒊影響氧解離曲線的因素

pH和PCO2

波爾效應溫度2，3-DPG其它

Hb的狀況

CO中毒962023/2/19波爾效應pH對Hb氧親和力的影響稱為波爾效應機制:

[H+]↑→促進Hb鹽鍵形成→Hb構型變為T型→Hb與O2親和力↓→氧離曲線右移→氧離易當血液流經組織，特別是代謝旺盛的組織如肌肉時，這里的pH較低，CO2濃度較高，氧合血紅蛋白釋放O2，使組織獲得更多O2，供其需要972023/2/19曲線右向移動左向移動理解有利于O2釋放，Hb與O2結合力降低不利于O2釋放，Hb與O2結合力增強影響因素PCO2↑H+↑（pH↓）波爾效應↑溫度↑（運動）2，3二磷酸甘油酸↑（貧血、缺氧）P50↑Hb為氧離型（T型,緊密型）PCO2↓H+↓（pH↑）波爾效應↓溫度↓（麻醉）2，3二磷酸甘油酸↓CO中毒P50↓Hb為氧合型（R型,蔬松型）982023/2/19P50

:血紅蛋白氧飽和度為50%時的氧分壓,放映Hb對O2的親和力.若P50減少，說明氧和血紅蛋白親和力增加，氧就不易從血紅蛋白釋放,則氧離曲線左移992023/2/19氧離曲線的移動1002023/2/19三、CO2的運輸㈠形式1.物理溶解（占5%）2.化學結合碳酸氫鹽（占88%）氨基甲酸血紅蛋白（占7%）在肺＋－碳酸酐酶＋HCO33222HCOCOHOH??????+2222OHHbNHCOOHCOOHbNH+????+在組織1012023/2/191022023/2/19㈡CO2解離曲線定義：血液中CO2含量與Pco2關系的曲線曲線特點：近似線性關系，無飽和點何爾登效應：

O2與Hb結合可促使CO2的釋放；去氧Hb容易與CO2結合1032023/2/19第四節呼吸運動的調節1042023/2/19一、呼吸中樞（respiratorycenter）㈠CNS中，產生和調節呼吸運動的神經細胞群㈡各級中樞⒈脊髓初級中樞前角有支配呼吸肌的運動神經元⒉低位腦干⑴延髓

基本中樞，產生基本節律的呼吸1052023/2/191062023/2/19⑵腦橋上部呼吸調整中樞，集中于PBKF核群。作用是限制吸氣，促使吸氣向呼氣轉換背側組：孤束核，吸氣神經元為主腹側組后疑核主含呼氣神經元疑核主含吸氣神經元面神經后核主含呼氣神經元1072023/2/19⒊高位腦：下丘腦邊緣系統大腦皮層：保證呼吸相關活動的完成。其呼吸調節系統是隨意呼吸調節系統1082023/2/19二、呼吸節律的形成㈠呼吸節律形成的兩種學說⒈起搏細胞學說延髓per-B?tzinger復合體中存在電壓依賴性起步神經元⒉神經元網絡學說中樞吸氣活動發生器和吸氣切斷機制1092023/2/19中樞吸氣發生器（+）

吸氣肌運動神經元吸氣

呼吸調整中樞（+）吸氣切斷機制（+）（+）（-）（+）迷走神經CO2→肺擴張→肺牽張感受器1102023/2/19

二、呼吸的反射性調節化學感受性反射肺牽張反射呼吸肌本體感受性反射防御性反射1112023/2/19潮氣量呼吸頻率呼吸中樞效應器（呼吸肌）動脈血PCO2PO2H+化學感受器（一）化學感受性呼吸反射1122023/2/19

⒈化學感受器⑴外周化學感受器——

頸動脈體、主動脈體感受動脈血PO2↓、PCO2↑和H+濃度↑1132023/2/19頸動脈體受刺激（Ⅰ型細胞）細胞內Ca2+竇N傳入沖動迷走N傳入沖動延髓呼吸中樞囊泡遞質釋放呼吸加深加快PO2PCO2H+外周傳導通路

特點：對缺氧敏感，不易產生適應1142023/2/19（2）中樞化學感受器：位于延髓腹外側表淺部位1152023/2/19中樞傳導通路：（血）CO2血腦屏障生成H2CO3H+中樞化學感受器興奮呼吸中樞肺通氣（慢、酶少）

特點：①不感受CO2本身，感受的是腦脊液中或局部細胞外液中的H+濃度，但血中H+

不易通過血腦屏障，血pH作用小②對PCO2↑敏感，不感受缺氧1162023/2/19中樞化學感受器：調節腦脊液H+，維持穩定的PH外周化學感受器：在低O2狀態，是維持呼吸的驅動力1172