第五章呼吸第二節呼吸運動與肺通氣第四節氣體在血液中運輸第五節呼吸運動調整第三節呼吸氣體交換第一節呼吸道與肺泡呼吸一專題知識講座第1頁呼吸：機體與外界環境之間氣體交換過程。呼吸全過程：呼吸一專題知識講座第2頁第一節呼吸道與肺泡一、呼吸道功效呼吸一專題知識講座第3頁呼吸一專題知識講座第4頁二、肺泡（一）肺泡結構與功效1、組成：主要由Ⅰ型和Ⅱ上皮細胞組成。2、功效（1）Ⅰ型：肺與血液之間氣體交換（2）Ⅱ型：分泌肺泡表面活性物質，調整肺泡表面張力。呼吸一專題知識講座第5頁呼吸一專題知識講座第6頁

呼吸一專題知識講座第7頁依據Laplace定律:

P(N/cm)＝————————

肺泡內壓力(P):與表面張力(T)成正比,與肺泡半徑(r)成反比。肺泡表面張力作用：a.肺泡回縮→肺通氣（吸氣）阻力b.肺泡內壓不穩定→肺泡破裂或萎縮c.促肺泡內液生成→產生肺水腫

2T(N/cm)r(cm)呼吸一專題知識講座第8頁（二）肺表面活性物質1、分泌細胞：肺泡Ⅱ型上皮細胞2、主要成份：二棕櫚酰卵磷脂（DPPC）3、主要功效：調整肺泡表面張力，穩定肺泡張縮。

肺泡內液-氣界面，因界面層液體分子受力不均勻，表現內聚力（表面張力）方向是向中心→使肺泡縮小。呼吸一專題知識講座第9頁Ⅱ.表面活性物質(DPL或DPPC)肺泡Ⅱ型細胞分泌作用：a.降低肺泡表面張力→降低吸氣阻力；b.降低肺泡內液生成→防肺水腫發生c.維持肺泡內壓穩定性→防肺泡破裂或萎縮呼吸一專題知識講座第10頁一、呼吸運動概念二、呼吸運動結構

血管網粘液腺加濕、加溫、過濾、清潔纖毛迷走N→ACh+M受體→氣管收縮平滑肌交感N→NE+β2受體→氣管舒張

呼吸肌：與肺通氣動力相關胸膜腔：其負壓與肺擴張相關呼吸道第二節呼吸運動與肺通氣呼吸一專題知識講座第11頁呼吸一專題知識講座第12頁

原動力:呼吸運動是肺通氣原動力。

直接動力:肺內壓與外界大氣壓間壓力差。三、肺通氣原理（一）肺通氣動力呼吸一專題知識講座第13頁呼氣肺內壓＞大氣壓縮小肺臟吸氣肺內壓＜大氣壓胸廓呼吸肌縮小收縮舒張擴張擴張呼吸一專題知識講座第14頁(3)過程：

①平靜呼吸：肺內壓＜大氣壓，氣體經呼吸道入肺胸廓容積擴大，肺在胸膜腔負壓作用下被動擴張膈肌收縮使膈頂下移，增大胸廓上下徑；肋間外肌收縮使肋骨上提,擴大胸廓前后、左右徑

吸氣呼吸一專題知識講座第15頁呼吸一專題知識講座第16頁膈肌和肋間外肌舒張，肋骨和膈肌彈性回位，縮小胸廓上下、前后、左右徑胸廓容積縮小,肺被動縮小肺內壓＞大氣壓，氣體經呼吸道出肺

呼氣呼吸一專題知識講座第17頁呼吸一專題知識講座第18頁

四、呼吸運動

(1)型式:按呼吸深度分:平靜呼吸和用力呼吸；按動作部位分:

混合呼吸:正常成人。腹式呼吸:嬰兒、胸膜炎、胸腔積液。胸式呼吸:嚴重腹水、腹腔有巨大腫塊、(2)頻率:成人:12～18次/分嬰兒:60～70次/分妊娠、肥胖。呼吸一專題知識講座第19頁②用力呼吸：③人工呼吸:

(4)特點：

①平靜呼吸時，吸氣是主動，呼氣是被動。②用力呼吸時，吸氣和呼氣都是主動。③平靜呼吸時，肋間外肌所起作用＜膈肌。用力吸氣時，輔助吸氣肌（斜角肌）也參加。用力呼氣時，除吸氣肌舒張外，呼氣肌（肋間內肌+腹壁肌）也收縮。基本原理:使肺內與外界大氣壓間產生壓力差方法:負壓吸氣式(壓胸法)正壓吸氣式(口對口呼吸法，呼吸機)呼吸一專題知識講座第20頁二、肺內壓和胸內壓改變:（一）肺內壓肺內壓是指肺內氣道和肺泡內氣體壓力。平靜吸氣初:肺內壓<大氣壓=0.3～0.4kPa→氣入肺平靜吸氣末:肺內壓=大氣壓──────→氣流停平靜呼氣初:肺內壓>大氣壓=0.3～0.4kPa→氣出肺平靜呼氣末:肺內壓=大氣壓──────→氣流停呼吸一專題知識講座第21頁呼吸一專題知識講座第22頁（二）胸內壓1、概念:胸內壓是指胸膜腔內壓力。2、測定方法:間接法:氣囊測定食管內壓以間接反應胸內壓直接法:呼吸一專題知識講座第23頁呼吸一專題知識講座第24頁3、壓力:平靜吸氣時:胸內壓<大氣壓=0.7～1.3kPa呼氣時:胸內壓<大氣壓=0.4～0.7kPa特點:①平靜呼吸時胸內壓一直為負壓；②用力呼吸時負壓變動更大；③有時可為正壓(如緊閉聲門用力呼吸)。呼吸一專題知識講座第25頁4、成因:

兩種方向相反作用力代數和

胸內壓＝大氣壓－肺回縮力胸內壓＝0－肺回縮力迫使臟層胸膜回位迫使臟層胸膜外移使肺擴張(肺彈性組織回縮力和肺泡表面張力)肺回縮力(大氣壓)肺內壓呼吸一專題知識講座第26頁5、生理意義:紐帶作用；維持肺處于擴張狀態；促進血液和淋巴液回流。

結論：胸膜腔內負壓是臟層胸膜受到兩個相反作用力相互抵消代數和,經臟層胸膜間接反應在胸膜腔壓力。呼吸一專題知識講座第27頁（二）肺通氣阻力

彈性阻力非彈性阻力肺通氣阻力胸廓彈性阻力：與胸廓所處位置相關肺彈性阻力氣道阻力：與氣體流動形式+氣道半徑相關粘滯阻力慣性阻力肺彈性回縮力:1/3肺泡表面張力：2/3常態下可忽略不計呼吸一專題知識講座第28頁1.彈性阻力:(1)肺彈性阻力

①度量法

順應性

=(1/彈性阻力)

順應性：指在外力作用下彈性組織可擴張性。

肺容積改變(△V)肺順應性(CL)=───────=0.2L/cmH2O跨肺壓改變(△P)

測得肺順應性（L/cmH2O）比順應性=————————————————————肺總量（L）

呼吸一專題知識講座第29頁②起源：肺彈性阻力Ⅰ.肺泡表面張力

肺泡內液-氣界面，因界面層液體分子受力不均勻，表現內聚力（表面張力）方向是向中心→使肺泡縮小。肺彈性組織回縮力:1/3肺泡表面張力:2/3呼吸一專題知識講座第30頁依據Laplace定律:

P(N/cm)＝————————

肺泡內壓力(P):與表面張力(T)成正比,與肺泡半徑(r)成反比。肺泡表面張力作用：a.肺泡回縮→肺通氣（吸氣）阻力b.肺泡內壓不穩定→肺泡破裂或萎縮c.促肺泡內液生成→產生肺水腫

2T(N/cm)r(cm)呼吸一專題知識講座第31頁Ⅱ.表面活性物質(DPL或DPPC)肺泡Ⅱ型細胞分泌作用：a.降低肺泡表面張力→降低吸氣阻力；b.降低肺泡內液生成→防肺水腫發生c.維持肺泡內壓穩定性→防肺泡破裂或萎縮呼吸一專題知識講座第32頁

●成人肺炎、肺血栓等→表面活性物質↓→肺不張。

●6～7個月胎兒才開始分泌表面活性物質，故早產兒可因缺乏表面活性物質而發生肺不張和新生兒肺透明膜病→呼吸窘迫綜合征。吸氣肺泡表面積↑DPL分散降表面張力作用↓肺泡表面張力↑肺泡回縮防肺泡破裂

(呼氣)(↓)(密集)(↑)(↓)(擴張)(萎陷)呼吸一專題知識講座第33頁（3）影響彈性阻力原因:

①肺充血、肺不張、表面活性物質降低、肺纖維化和感染等原因→肺彈性阻力↑②肺氣腫時→肺彈性成份破壞→肺回縮力↓→肺彈性阻力↓(肺順應性↑)→呼氣困難。

故肺順應性加大并不一定表示肺通氣功效好。③肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹內占位病變等原因→彈性阻力↑(順應性↓)呼吸一專題知識講座第34頁2.非彈性阻力——氣道阻力

⑴氣道阻力特點:①只在呼吸運動時產生；流速快→阻力大②與氣體流動形式相關：層流→阻力小湍流→阻力大③與氣道半徑4次方成反比：（R∝1／r4）呼吸一專題知識講座第35頁

⑵影響氣道阻力原因：

①跨壁壓②肺實質對氣道壁外向放射狀牽引作用③氣道管壁平滑肌舒縮活動

④高氣壓呼吸一專題知識講座第36頁⑤化學原因影響：

兒茶酚胺→氣道平滑肌舒張。

PGF2α→氣道平滑肌收縮；PGE2→氣道平滑肌舒張。

肥大細胞釋放組胺→氣道平滑肌收縮。

吸入氣CO2↑→反射性支氣管收縮。

哮喘病人氣道上皮合成、釋放肺內皮素↑→氣道平滑肌收縮。

呼吸一專題知識講座第37頁四、肺容量和肺通氣量

(一)肺容量呼吸一專題知識講座第38頁

機能余氣量：余氣量＋補呼氣量

肺總容量：肺活量＋余氣量

肺活量：補吸氣量＋潮氣量＋補呼氣量

時間肺活量：用力吸氣后再用力并快速呼出氣體量在一定時間內所能呼出氣量。

注：時間肺活量是評價肺通氣功效很好指標呼吸一專題知識講座第39頁(二)肺通氣量：⒈每分通氣量＝潮氣量×呼吸頻率(次/分)最大通氣量=最大程度潮氣量×最快呼吸頻率(次/分)

通氣貯存量百分比=———————————————————

2.肺泡通氣量＝(潮氣量-無效腔量)×呼吸頻率

生理無效腔＝解剖無效腔＋肺泡無效腔

最大通氣量最大通氣量-每分通氣量×100%呼吸一專題知識講座第40頁

第三節呼吸氣體交換一、氣體交換原理——呼吸氣體分壓和溶解度

動力：膜兩側氣體分壓差。方式：擴散。

速率：=擴散速率（D）

氣體溶解度/分子量平方根之比為擴散系數。擴散系數大，擴散速率快。擴散距離×√分子量分壓差×溫度×氣體溶解度×擴散面積=呼吸一專題知識講座第41頁呼吸一專題知識講座第42頁二、肺換氣與組織換氣

換氣動力：分壓差換氣方向：分壓高→分壓低換氣結果：肺Ｖ血組織Ａ血↓↓Ａ血Ｖ血O2呼吸一專題知識講座第43頁肺泡氣、血液和組織液中O2和CO2分壓肺泡氣靜脈血動脈血組織液O213.6(102)5.3(40)13.03(100)4.0(30)CO25.3(40)6.0(46)5.3(40)6.7(50)呼吸一專題知識講座第44頁CO2換氣O2換氣呼吸一專題知識講座第45頁肺換氣過程呼吸一專題知識講座第46頁組織換氣過程呼吸一專題知識講座第47頁三、影響氣體交換原因

(一)氣體擴散速率

O2、CO2擴散速率（D）比較——————————————————————————————————————

分子量血漿溶解度肺泡氣A血V血D

——————————————————————————————————————O23221.413.913.35.31CO244515.05.35.36.12———————————————————————————————————————擴散速率（D）=在同等條件下，CO2擴散速率是O220倍；但在肺中，因為肺泡氣和V血間分壓差不一樣，CO2擴散速率實際約為O22倍。

(ml/L)（KPa）（KPa）

（KPa）分壓差×溫度×氣體溶解度×擴散面積擴散距離×√分子量呼吸一專題知識講座第48頁1.厚度6層＜1μm厚：呼吸膜厚度↑→氣體交換↓

2.面積：呼吸膜面積↓→氣體交換↓。(二)呼吸膜

呼吸一專題知識講座第49頁(三)通氣/血流比值

每分肺通氣量（VA）/每分肺血流量（Q）

1.VA/Q↑≈肺通氣↑或肺血流↓→增大生理無效腔→換氣效率↓(如心衰、肺動脈栓塞)2.VA/Q↓≈肺通氣↓→增大功效性A-V短路→換氣效率↓（如支哮、肺氣腫、支氣管栓塞）呼吸一專題知識講座第50頁●整個肺臟VA/Q=0.84,是衡量肺換氣功效指標；但因肺臟各局部肺泡通氣量和血流量不均性，故臨床上更應測肺臟各局部VA/Q：人體直立時肺局部VA/Q肺上區肺下區VA（L/min）0.240.82Q（L/min）0.071.29VA/Q3.40.64呼吸一專題知識講座第51頁呼吸一專題知識講座第52頁

第四節氣體在血液中運輸一、運輸形式:（一）物理溶解:氣體直接溶解于血漿中。特征:①量小；②溶解量與分壓呈正比：

（二）化學結合:氣體與一些物質進行化學結合。特征:量大,主要運輸形式。

化學結合動態平衡物理溶解呼吸一專題知識講座第53頁二、氧運輸(一)物理溶解：(2%)(二)化學結合:(98%)⒈O2與Hb可逆性結合:Hb+O2

當表淺毛細血管床血液中去氧Hb達5g/100ml以上，呈藍紫色稱紫紺（普通是缺O2標志）。PO2↑(氧合)PO2↓(氧離)HbO2鮮紅色暗紅色呼吸一專題知識講座第54頁③1分子Hb可與4分子O2可逆結合Hb+O2結合最大量——氧容量100ml血Hb+O2結合實際量——氧含量氧含量?氧容量%——氧飽和度

2.

O2與Hb結合特征:①反應快、可逆、受PO2影響、不需酶催化；②是氧合，非氧化PO2↑(氧合)PO2↓(氧離)呼吸一專題知識講座第55頁④

Hb+O2結合或解離曲線呈S形

機制：與Hb變構相關：

氧合Hb為疏松型（R型）去氧Hb為緊密型（T型）R型親O2力為T型數百倍即當Hb某亞基與O2結合或解離后→Hb變構→其它亞基親O2力↑or↓→Hb4個亞基協同效應便展現S形氧離曲線特征。呼吸一專題知識講座第56頁（三）氧離曲線特征及生理意義1.上段:坡度較平坦。表明：PO2改變大時，血氧飽和度改變小。意義:確保低氧分壓時高載氧能力。

呼吸一專題知識講座第57頁2.中段:坡度較陡。PO2降低能促進大量氧離

意義:維持正常時組織氧供。

3.下段:坡度更陡。PO2稍有下降,血氧飽和度就急劇下降。

意義:維持活動時組織氧供。

上中下呼吸一專題知識講座第58頁

（四）影響氧離曲線原因1.

Pco2↑PH↓Pco2↑PH↓→氧離曲線右移Pco2↓PH↑→氧離曲線左移

(1)[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（組織）

(2)[H+]↓→促進Hb鹽鍵斷裂→Hb構型變為R型→Hb與o2親和力↑→氧離曲線左移→氧合易（肺）這種酸度對Hb與o2親和力影響，稱為波爾效應(Bohreffect)，其意義：①在肺臟促進氧合②在組織促進氧離。呼吸一專題知識講座第59頁

2.溫度

(1)T↑→H+活度↑→

Hb與o2親和力↓→Hb釋放o2→Hb構型變為R型→氧離曲線右移→氧離易

如：組織代謝↑→局部T↑+CO2↑H+↑→曲線右移→氧離易

(2)T↓→H+活度↓→Hb與o2親和力↑→Hb結合o2

→Hb構型變為T型→氧離曲線左移→氧離難

如：低溫麻醉時，應防組織缺o2

冬天，末梢循環↓+氧離難→局部紅、易凍傷呼吸一專題知識講座第60頁3.2,3-DpG

(1)高原缺氧→RBC無氧代謝↑

→DpG↑→氧離曲線右移→氧離易注：①這一效應是機體對低o2適應主要機制；②但此時肺泡Po2↓，RBC無氧代謝產生過多DpG，也防礙了在肺部氧合，故是否對機體有利尚無定論。

(2)大量輸入冷凍血→DpG↓→氧離曲線左移→氧離難（∵冷凍血3周后，RBC無氧代謝停頓，DpG↓）

故：應注意缺氧。呼吸一專題知識講座第61頁4.Pco↑Pco↑→曲線左移→氧離難∵①co與Hb親和力>o2與Hb親和力250倍；②co與Hb結合位點與o2相同；③co與Hb某亞基結合后，將增加其余三個亞基對o2親和力。5.Hb本身性質HbFe2+→Fe3+:Hb失去結合o2能力（如亞硝酸鹽）異常Hb：Hb運o2能力↓（如地中海貧血）

胎兒Hb：與o2親和力＞成人，這與胎兒所處低氧環境是相適應。呼吸一專題知識講座第62頁三、CO2運輸(一)物理溶解：5％(二)化學結合：95％⒈HCO3-形式：88％(1)反應過程：

(2)反應特征:①極快且可逆，反應方向取決PCO2差；②RBC膜上有Cl-和HCO3-特異轉運載體，Cl-轉移維持電平衡,促進CO2化學結合運輸；③需酶催化；④在RBC內反應,在血漿內運輸。碳酸酐酶H2C