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2. 第五章　呼　吸 (Respiration) • 概述(Introduction) • 第一节　肺通气 (Pulmonary Ventilation) • 第二节　呼吸气体的交换 (Respiratory Gases Exchange) • 第三节　气体在血液中的运输 (Gas Transport in the Blood) • 第四节　呼吸运动的调节 (Respiratory Regulation

3. 第一节　肺通气（pulmonary ventilation） 肺通气的器官包括呼吸道、肺泡和胸廓等 • 呼吸道：具有加温湿润、过滤清洁等保护功能 • 肺泡：气体与血液气体进行交换的场所 • 胸廓：呼吸肌的运动是肺通气的动力 （一）肺通气原理 （直接动力取决于肺内压与大气压之间压力变化） 1. 肺通气的动力（原动力）

4. 呼吸运动（胸廓运动） • 吸气肌（隔肌、肋间外肌） • 呼气肌（肋间内肌、腹肌及辅助肌） • 呼吸方式、特点及过程 • 平静呼吸（eupnea) • （吸气主动；呼气被动） • 用力呼吸（forced breathing） • （吸气主动；呼气主动） • 呼吸类型 • 腹式呼吸（abdominal breathing ） • 胸式呼吸（thoracic breathing）

5. 吸气 肌 收 缩 胸廓 容积 增大 肺 容积 增大 肺 内压 下降 外界 气体 流入 平静呼吸基本过程： 肺 容积 缩小 肺 内压 上升 肺内 气体 流出 吸气 肌 舒张 胸廓 容积 缩小

6. 吸 气肌 收缩 加强 胸廓 容积 明显 增大 肺 容积 明显 增大 肺 内压 明显 下降 外界 气体 流入 增加 用力呼吸基本过程： 肺 容积 进一步 缩小 呼 气肌 主动 收缩 胸廓 容积 进一步 缩小 肺 内压 明显 上升 肺内 气体 流出 加大

7. 呼吸运动（胸廓运动） • 吸气肌（隔肌、肋间外肌） • 呼气肌（肋间内肌、腹肌及辅助肌） • 呼吸方式、特点及过程 • 平静呼吸（eupnea) • （吸气主动；呼气被动） • 用力呼吸（forced breathing） • （吸气主动；呼气主动） • 呼吸类型及临床意义 • 腹式呼吸（abdominal breathing ） • 胸式呼吸（thoracic breathing）

8. 2. 肺内压在呼吸过程中周期性变化 • 平静吸气开始（肺内压低于大气压1-2mmHg，外界气体进入肺内），当外界气体进入肺泡内达平衡时，吸气终止，即吸气末=大气压）；呼气则相反。因此，气体进出肺泡的动力来自肺泡与大气压之间的压力差。 • 图示 • 人工呼吸的原理： • 口对口； • 节律性举臂压背或挤压胸廓

10. 2. 肺内压在呼吸过程中周期性变化 • 平静吸气开始（肺内压低于大气压1-2mmHg，外界气体进入肺内），当外界气体进入肺泡内达平衡时，吸气终止，即吸气末=大气压）；呼气则相反。因此，气体进出肺泡的动力来自肺泡与大气压之间的压力差。 • 图示 • 人工呼吸（artificial respiration）的原理： • 口对口； • 节律性举臂压背或挤压胸廓

11. 吸气 肌 收 缩 胸廓 容积 增大 肺 容积 增大 肺 内压 下降 外界 气体 流入 平静呼吸基本过程： 肺 容积 缩小 肺 内压 上升 肺内 气体 流出 吸气 肌 舒张 胸廓 容积 缩小

12. 3. 胸膜腔和胸膜腔内压 • 胸膜腔结构（密闭潜在的腔隙，内有少量浆液） • 胸膜腔内压（intrapleural pressure） • 测量方法：直接法 ；间接法 • 通常胸膜腔内压为负压 • 平静吸气末（-1.33 ~ -0.665kPa,-10~-5mmHg） • 平静呼气末（-0.665 ~ -0.399kPa,-5~-3mmHg） • 形成原因：作用于胸膜腔存在两种力（肺内压，使肺泡扩张；肺的回缩力，使肺泡缩小） • 胸膜腔内压=肺内压-肺回缩力

13. 吸气末或呼气末，肺内压=大气压，若以大气压=0，则：吸气末或呼气末，肺内压=大气压，若以大气压=0，则： 胸膜腔内压= -肺回缩力 • 胸膜腔内压意义: 1. 牵引肺扩张 2.促进腔静脉和胸导管内静脉与淋巴液的回流 • 气胸 (pneumothorax)临床意义 • 小结，呼吸过程中肺内压与胸内压的变化规律（图示）

15. （二）肺通气的阻力 包括弹性阻力（肺与胸廓的弹性阻力，占70%）和非弹性阻力（主要是气道阻力，占30%） 弹性阻力与顺应性(compliace)的概念及关系 C=1/R=（ V/ P）L/cmH2O 1. 肺的弹性阻力和顺应性： 肺顺应性（CL） 肺容积的变化（ V） 跨肺压的变化（ P） 跨肺压=肺内压-胸膜腔内压 L/cmH2O =

16. 肺静态顺应性曲线 （图示）及意义 • 比顺应性（specific compliance ）概念 • 受肺总量的影响 • = 测得的肺顺应性（L/ cmH2O）/肺总量（L） • 肺弹性阻力的来源（肺组织的弹性回缩力，占1/3；表面张力，占2/3） • Laplace 定律，P=2T/r • 肺泡表面活性物质作用及临床意义 • 有助于维持肺泡的稳定性 • 减少肺间质和肺泡内组织液生成，防止肺水肿

18. 肺静态顺应性曲线 （图示）及意义 • 比顺应性（specific compliance ）概念 • 受肺总量的影响（肺总量大，其顺应性亦大） • = 测得的肺顺应性（L/ cmH2O）/肺总量（L） • 肺弹性阻力的来源（肺组织的弹性回缩力，占1/3；表面张力，占2/3） • Laplace 定律，P=2T/r • 肺泡表面活性物质作用及临床意义 • 有助于维持肺泡的稳定性 • 减少肺间质和肺泡内组织液生成，防止肺水肿

21. 降低吸气阻力，减少吸气作功 临床意义： • 胸廓的弹性阻力和顺应性 • 自然位置（相当于肺总量的67%，胸廓不表现为弹性回缩力） • 小于自然位置（胸廓回缩力表现为向外，有利于吸气，不利于呼气） • 大于自然位置（胸廓回缩力表现为向内，有利于呼气，不利于吸气） • 胸廓的顺应性（Cchw） = 胸腔容积的变化（ V）/ 跨胸壁压的变化 （ P）（L/cmH2O）

22. 2、非弹性阻力主要来自： • 气道阻力（airway resistance）；位于鼻、声门、气管及支气管等部位，仅10%发生于口径<2mm的细支气管。正常平静呼吸总气道阻力为1-3cmH2O/L/s)。 • 影响因素及临床意义 • 受气流速度、形式（层流和湍流）和管径大小（1/r4）的影响；其中气道管径又受： • 跨壁压（管内压-管外压） • 肺实质对气道壁的外向放射状牵引（多种纤维牵引使没有软骨支持细支气管畅通）

23. 神经调节（交感神经兴奋使之平滑肌舒张；副交感神经兴奋使之平滑肌收缩；以及其它共存的递质的调制）神经调节（交感神经兴奋使之平滑肌舒张；副交感神经兴奋使之平滑肌收缩；以及其它共存的递质的调制） • 体液因素调节 • 使支气管平滑肌收缩的因素（前列腺素F2、组胺、白三烯、内皮素以及等吸入气中CO2增加反射引起等） • 使支气管平滑肌舒张的因素（儿茶酚胺、前列腺素E2等） • 呼吸功：呼吸过程中 ，呼吸肌克服阻力（弹性阻力和非弹性阻力）实现肺通气所作的功。平静呼吸为0.3~0.6kg·m/分钟；运动时可增至 10kg·m/分钟；占总耗能的3%。

24. 二. 肺容积和肺容量（图示） 潮气量 tidal volume 500ml 补吸气量（吸气储备量）1500-2000ml 补呼气量（呼气储备量） 900-1200ml 残气量 residual volume 1000-1500ml • 深吸气量(inspiratory capacity) • 潮气量+补吸气量 • 功能残气量(functional residual capacity) • 补呼气量+残气量 • 其意义：缓冲肺泡内PO2和PCO2的过度变化，以利于气体交换。

25. 肺活量（vital capacity）： • 用力肺活量（forced vital capacity） • 用力呼气量（forced expiratory volume） • 三者间的区别、正常值及应用意义（图示） • 肺总量 total lung capacity • 成人 女：3500 ml 男：5000ml 三、肺通气量 • 每分通气量minute ventilation volume =潮气量呼吸频率/分（测定条件及应用单位） • 最大（随意）通气量（ maximal voluntary ventilation）

28. 最大通气量--每分平静通气量 100% = 最大通气量 • 通气贮量百分比（正常值93%） • 无效腔 • 肺泡通气量 =（潮气量--无效腔气量） 呼吸频率 为什么浅而快的呼吸对肺换气不利？ 或接近正常人 生理无效腔 解剖无效腔 = 生理无效腔 肺泡无效腔

29. 第二节　肺换气和组织换气 一．气体交换的原理 • 气体的扩散（取决于分压差） • 气体扩散速率（单位时间时间内气体扩散的容积），它受以下因素影响： • 分压差；分子量和溶解度（扩散系数）；扩散面积和距离；温度等 扩散系数 CO2 > O2 20 倍 • 呼吸气体和人体不同部位的气体的分压 • 呼吸气和肺泡的成分和分压（图表） • 血液气体和组织气体的分压（张力）图表

32. 二．肺换气（静脉血变为动脉血） • 交换过程（图示） • 0.3 秒达平衡；血液流经1/3毛细血管长度可基本完成。（图示） • 影响因素： • 与呼吸膜厚度呈反比（膜结构图示） • 与扩散面积呈正比（总扩散面积达70m2;安静为40m2） • 通气/血流比值：=0.84；> 0.84(意味着肺泡无效腔增大）；< 0.84(意味着动静脉短路） • 比值异常易造成血液缺O2和CO2潴留发生，尤其缺O2更明显，其原因：1、2、3

36. 通气/血流比值分布并不均匀 • 肺扩散容量 （pulmonary diffusion capacity) • 静息正常值平均为20ml/min0.133kPa • DL=V/（PA-PC） • 是衡量呼吸气体通过膜的能力的一种指标 • 三．组织换气 （动脉血变成静脉血）

38. 第三节 气体在血液中的运输 一、Ｏ2和ＣＯ2在血液中存在的形式 • 物理溶解：量虽少，但是进行化学结合必需的中间步骤。 • 化学结合：运输的主要形式，量多，效率高 • 体内血液Ｏ２和ＣＯ２的含量（见表）

40. 表5-4 血液O2和CO2的含量(ml/100ml) 物理溶解 动脉血化学结合 合计 O2 0.31 20.0 20.31 CO2 2.53 46.4 48.93 物理溶解 静脉血化学结合 合计 O2 0.11 15.20 15.31 CO2 2.91 50.0 52.91

41. 二、氧的运输 （物理溶解占1.5%；化学结合占98.5%) • Hb与O2结合特征 1、（反应快、可逆、不需酶催化、受PO2的影响） 2、Fe 2+与O2结合呈氧合反应(oxygenation) 3、 Hb氧饱和度（oxygen saturation ） = Hb氧含量（oxygen content）/ Hb氧 容量（ oxygen capacity）的百分比 发绀（cyanosis）

42. 4、“S”形解离或结合曲线 • 氧离曲线 (oxygen dissociation curve) • 含义及特点（图示） • 上段 （>60mmHg；曲线平坦，提示氧分压变化对氧饱和度影响不大，具有缓冲能力） • 中段（40~60mmHg，相当于体内静脉血的PO2环境；曲线较陡，提示氧分压变化对氧饱和度影响较大，以满足组织供养需要。O2的利用系数的概念） • 下段（15~40mmHg；曲线更陡，提示氧分压进一步下降时，Hb释放O2的能力进一步增强； O2的利用系数可提高安静时的3倍）

44. 影响氧解离曲线的因素 • P50的概念（正常为26.5mmHg； P50增大，提示Hb与O2的亲和力下降，曲线右移，反之则相反）图示 • pH和PCO2的影响（波尔效应机制及意义） • 温度 • 2，3-DPG（2,3-diphosphoglycerate） • 其它因素 • Hb自身性质（氧化时、胎儿Hb及异常Hb） • CO与Hb的结合的危害性

45. 三．二氧化碳的运输 • 运输形式（物理溶解占5%；化学结合占95%，其中以碳酸氢钠形式占88%，而氨基甲酸血红蛋白形式占7%） • 化学结合机制 • 碳酸氢钠形式（图示） • 氨基甲酸血红蛋白形式(carbaminohemoglobin) HbNH2O2+H2+CO2 bNHCOOH+O2 调节这一反应的主要因素是氧合作用 在组织 在肺

46. 二氧化碳解离曲线（carbon dioxide dissociation curve ） • 接近线性关系（图示） • 氧与Ｈb结合对二氧化碳运输的影响 • 何尔登效应（Haldane effect） • O2和CO2的运输不是孤立进行的，而是相互影响的。 CO2通过波尔效应影响O2的结合和释放； O2又通过何尔登效应影响CO2的结合和释放。