《生理第五章 呼吸第二節(jié)肺換氣和組織換氣》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《生理第五章 呼吸第二節(jié)肺換氣和組織換氣（51頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。
1、l 潮氣量潮氣量(tidal volume,TV):1 1、肺容積、肺容積(pulmonary volume)四種基本肺容積互不重疊，總和等于肺總量四種基本肺容積互不重疊，總和等于肺總量l 補吸氣量補吸氣量(inspiratory reserve volume,IRV)：l 補呼氣量或呼氣貯備量補呼氣量或呼氣貯備量(expiratory reserve volume,ERV)l 余氣量余氣量(residual volume,RV)每次呼吸時吸入每次呼吸時吸入或或呼出的氣體量。呼出的氣體量。平靜吸氣末再盡力吸氣所能吸入的氣體量。平靜吸氣末再盡力吸氣所能吸入的氣體量。平靜呼氣末再盡力呼氣所能吸入的
2、氣體量。平靜呼氣末再盡力呼氣所能吸入的氣體量。最大最大呼氣末尚留存于肺內不能再呼出的氣體量。呼氣末尚留存于肺內不能再呼出的氣體量。2 2、肺容量、肺容量(pulmonary capcity)肺容積中兩項或兩項以上聯合氣體量肺容積中兩項或兩項以上聯合氣體量l 深吸氣量深吸氣量(inspiratory capacity,IC):):平靜呼氣末做最大吸氣時所能吸入的氣體量。平靜呼氣末做最大吸氣時所能吸入的氣體量。TV+IRVl 功能余氣量功能余氣量(functional residual capacity,FRC):平靜呼氣末尚留存于肺內的氣體量。平靜呼氣末尚留存于肺內的氣體量。RV+ERVl 肺活
3、量肺活量(vital capacity,VC):):盡力吸氣后，從肺內所能呼出的最大氣體量。盡力吸氣后，從肺內所能呼出的最大氣體量。TV+IRV+ERV,個體差異大，個體差異大，男男3500ml;女女2500ml生理意義：生理意義：反映肺一次反映肺一次通氣最大能力通氣最大能力，一定程，一定程度上作為肺通氣功能指標（例如健康體檢時）。度上作為肺通氣功能指標（例如健康體檢時）。測定不限呼氣時間測定不限呼氣時間,不能反映肺組織彈性和氣道通不能反映肺組織彈性和氣道通暢程度。暢程度。l 用力肺活量用力肺活量(forced vital capacity,FVC)一次最大吸氣后，一次最大吸氣后，盡力盡快盡力
4、盡快呼氣所能呼出的最大氣體量。呼氣所能呼出的最大氣體量。用力呼氣量（用力呼氣量（FEV）：）：一次最大吸氣后盡力盡快呼氣，在一次最大吸氣后盡力盡快呼氣，在一定一定時間內時間內所能呼出的氣量所能呼出的氣量 FEV1/FVC、FEV2/FVC、FEV3/FVC：83%、96%、98%l 肺總量肺總量(total lung capacity,TLC)：肺活量肺活量+余氣量余氣量 （二）肺通氣量和肺泡通氣量（二）肺通氣量和肺泡通氣量l 肺通氣量(pulmonary ventilation)概念：每分鐘吸入或呼出的氣體總量。正常值：正常值：69L/min;可因性別、年齡、身材、活動量而不同?？梢蛐詣e、年
5、齡、身材、活動量而不同。計算：計算：每分通氣量每分通氣量=潮氣量潮氣量呼吸頻率呼吸頻率最大隨意通氣量：盡力做深快呼吸時每分可達最大隨意通氣量：盡力做深快呼吸時每分可達150L（評估運動能力）（評估運動能力）通氣儲量百分比通氣儲量百分比最大通氣量最大通氣量 -每分平靜通氣量每分平靜通氣量最大通氣量最大通氣量100%100%生理無效腔生理無效腔(physiological dead space)：解剖無效腔解剖無效腔 +肺泡無效腔肺泡無效腔無效腔無效腔解剖無效腔解剖無效腔(anatomical dead space):):未參加氣體交換的未參加氣體交換的呼呼吸道吸道容量，約容量，約150ml150
6、ml。（鼻、口與終末細支氣管間）。（鼻、口與終末細支氣管間）肺泡無效腔肺泡無效腔(alveolar dead space):):未發(fā)生氣體交換的未發(fā)生氣體交換的肺泡肺泡容量。（血流分布不均）容量。（血流分布不均）生理無效腔生理無效腔解剖無效腔解剖無效腔(健康人平臥健康人平臥)肺泡通氣量肺泡通氣量 (alveolar ventilation)概概 念：念：每分鐘吸入肺泡的每分鐘吸入肺泡的新鮮新鮮氣體量。氣體量。計計 算：算：（潮氣量無效腔容量）（潮氣量無效腔容量）呼吸頻率呼吸頻率(150ml)(150ml)肺泡通氣量（潮氣量解剖無效腔）肺泡通氣量（潮氣量解剖無效腔）呼吸頻率呼吸頻率一定范圍內，深
7、而慢的呼吸更有利一定范圍內，深而慢的呼吸更有利每分通氣量潮氣量每分通氣量潮氣量呼吸頻率呼吸頻率呼吸頻率呼吸頻率（次（次/分鐘）分鐘）潮氣量潮氣量（mlml）每分通氣量每分通氣量（ml/minml/min）肺泡通氣量肺泡通氣量（ml/minml/min）16 16500500 80008000 5600 5600 8 810001000 8000 8000 68006800 32 32 250 250 80008000 3200 3200第二節(jié)第二節(jié) 肺換氣和組織換氣肺換氣和組織換氣一、基本原理一、基本原理動力：動力：氣體分壓差氣體分壓差分壓高處分壓高處分壓低處分壓低處氣體氣體（一）氣體的擴散（
8、換氣的方式）（一）氣體的擴散（換氣的方式）第二節(jié)第二節(jié) 肺換氣和組織換氣肺換氣和組織換氣氣體擴散速率的影響因素：氣體擴散速率的影響因素：1 1、氣體的分壓差（、氣體的分壓差（P P）氣體的分壓氣體的分壓=總壓力總壓力該氣體的容積百分比該氣體的容積百分比每一氣體的分壓取決于濃度和總壓力每一氣體的分壓取決于濃度和總壓力2 2、氣體的分子量（、氣體的分子量（MWMW）和溶解度（）和溶解度（S S）3 3、擴散面積（、擴散面積（A A）和距離（）和距離（d d）4 4、溫度（、溫度（T T）擴散系數：擴散系數：SMWD d MW擴散系數擴散系數 COCO2 2:O:O2 2 =20:1 =20:1，C
9、OCO2 2擴散速率快擴散速率快D 擴散系數擴散系數d（二）呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓（二）呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓 97100 40 30 40 46 50 二、肺換氣二、肺換氣（一）肺換氣的過程（一）肺換氣的過程0.3s/0.7s0.3s/0.7s儲備能力大儲備能力大（二）影響肺換氣的因素（二）影響肺換氣的因素1、呼吸膜的厚度、呼吸膜的厚度2、呼吸膜的面積、呼吸膜的面積3 3億肺泡的總面積約億肺泡的總面積約7070（安靜時（安靜時4040）D d MW0.6 m每分肺泡通氣量（每分肺泡通氣量（VA）/每分肺血流量（每分肺血流量（Q）.正常成人安靜時全肺：正常成人安靜時全肺：.
10、VA .Q4.2L/min5L/min=0.84生理意義：生理意義：通氣通氣/血流相匹配才能實現適宜的肺換氣。血流相匹配才能實現適宜的肺換氣。3、通氣血流比值通氣血流比值(ventilation/perfusion ratio)VA/Q：肺通氣肺通氣或肺血流或肺血流增大無效腔增大無效腔換氣效率換氣效率 VA/Q：肺通氣肺通氣功能性功能性A-V短路短路換氣效率換氣效率 V VA A/Q/Q異常的后果：缺異常的后果：缺O(jiān) O2 2為主為主 (CO(CO2 2潴留潴留)(1)CO2的擴散系數是的擴散系數是O2的的20倍；倍；97100 40 40 46動動-靜脈短路時，靜脈短路時，動脈血動脈血POP
11、O2 2程度程度 PCOPCO2 2程度；程度；動脈血動脈血PO2 PCO2 頸頸A體主體主A體化學感受性反射體化學感受性反射 呼吸加深加快呼吸加深加快 肺泡通氣量肺泡通氣量 有助于有助于CO2排出而幾乎無助于排出而幾乎無助于O2的攝取（的攝?。ㄏ鹿?jié)內容下節(jié)內容）直立時肺尖部直立時肺尖部VA/Q大于肺底大于肺底VA/Q（三）肺擴散容量（三）肺擴散容量(pulmonary diffusion capacity,DL)氣體在氣體在0.133kPa（1mmHg）的分壓差作用下，）的分壓差作用下，每分鐘通過呼吸膜擴散的氣體的每分鐘通過呼吸膜擴散的氣體的ml數。數。（測定氣體通過呼吸膜能力的指標（測定氣
12、體通過呼吸膜能力的指標）V 每分鐘通過呼吸膜的氣體容積（每分鐘通過呼吸膜的氣體容積（ml/min）PA 肺泡氣中該氣體的平均分壓肺泡氣中該氣體的平均分壓PC 肺毛細血管血液中該氣體的平均分壓肺毛細血管血液中該氣體的平均分壓正常人安靜時正常人安靜時 O2的的 DL=20ml/(min.mmHg)CO2的的 DL 是是O2的的20倍倍 三、組織換氣三、組織換氣第三節(jié)第三節(jié) 氣體在血液中的運輸氣體在血液中的運輸血液血液O O2 2和和COCO2 2的含量（的含量（ml/100mlml/100ml血液）血液）O2和和CO2在血液中存在的形式在血液中存在的形式、物理溶解、物理溶解、化學結合、化學結合 血
13、液運輸血液運輸 2溶解溶解2溶解溶解2溶解溶解2溶解溶解結合結合結合結合物理溶解物理溶解:氣體直接溶解于血漿中氣體直接溶解于血漿中 特征特征:量小，但重要量小，但重要化學結合化學結合動態(tài)平衡動態(tài)平衡物理溶解物理溶解化學結合化學結合:氣體與某些物質進行化學結合氣體與某些物質進行化學結合 特征特征:量大量大 是是主要運輸形式主要運輸形式n 運輸形式運輸形式:一、氧的運輸一、氧的運輸（一）血紅蛋白（一）血紅蛋白(hemoglobin)的分子結構的分子結構一個珠蛋白：一個珠蛋白：4 4條多肽鏈（條多肽鏈（2 2 2 2）四個血紅素（亞鐵原卟啉）四個血紅素（亞鐵原卟啉）:各由各由4 4個吡咯基組成一個環(huán)
14、，個吡咯基組成一個環(huán)，中心為二價鐵原子中心為二價鐵原子O2COPOPO2 2(氧合氧合)POPO2 2(氧離氧離)HbOHbO2 2(鮮紅色鮮紅色)(紫藍色紫藍色)Hb+OHb+O2 2POPO2 2(氧合氧合)POPO2 2(氧離氧離)lHb是有效的運是有效的運O2工具工具2 2、是氧合、是氧合(oxygenation)(oxygenation)，非氧化，非氧化(oxidation);(oxidation);2+2+3 3、1 1分子分子HbHb可與可與4 4分子分子O O2 2可逆結合可逆結合;Hb+OHb+O2 2結合的結合的最大量最大量 氧容量氧容量 100ml100ml血血 Hb+O
15、Hb+O2 2結合的結合的實際量實際量 氧含量氧含量 氧含量氧含量氧容量的氧容量的%氧飽和度氧飽和度（二）（二）O O2 2與與HbHb結合的特征結合的特征:1 1、迅速、可逆：受、迅速、可逆：受POPO2 2的影響、不需酶的催化；的影響、不需酶的催化；血液中血液中去氧去氧HbHb達達5g/100ml5g/100ml以上，皮膚、黏膜呈暗紫以上，皮膚、黏膜呈暗紫色稱色稱紫紺。紫紺。一般是缺一般是缺O(jiān) O2 2的標志，但也有例外。的標志，但也有例外。l紫紺紫紺/發(fā)紺發(fā)紺 (cyanosis)4 4、氧解離曲線呈、氧解離曲線呈S S形形（二）（二）O O2 2與與HbHb結合的特征結合的特征:去氧去
16、氧Hb 為緊密型（為緊密型（T型）型）親親O2力低力低HbHb 4 4個亞基的個亞基的協(xié)同效應協(xié)同效應 4 4、HbHb與與O O2 2的結合或解離曲線呈的結合或解離曲線呈S S形形HbHb的的1 1個亞單位結合個亞單位結合O O2 2，其他三個亞單位對，其他三個亞單位對O O2 2 的親和力的親和力HbOHbO2 2的的1 1個亞單位釋放個亞單位釋放O O2 2，其他三個亞單位更易釋放，其他三個亞單位更易釋放O O2 2 氧合氧合Hb 為疏松為疏松型（型（R型）型）親親O2力高力高（三）（三）氧解離曲線氧解離曲線表示血液表示血液PO2與與Hb氧飽和氧飽和度關系的曲線。度關系的曲線。反映不同反
17、映不同血液血液PO2下，下，O2與與Hb結合、解離的情況結合、解離的情況l上段上段60-100mmHg60-100mmHg較平（結合段）較平（結合段）反映：反映：HbHb與與O O2 2結合結合(主要在肺主要在肺)表明：表明：POPO2 2變化大時，血氧變化大時，血氧 飽和度變化小飽和度變化小(90(909898)意義意義:上上下下中中肺泡肺泡POPO2 2在一定范圍內降低時，不會明顯缺氧在一定范圍內降低時，不會明顯缺氧 ；V VA A/Q/Q不匹配，即使呼吸加強不匹配，即使呼吸加強,POPO2 2 可達可達100150mmHg,100150mmHg,因血氧飽和度因血氧飽和度很少很少,也無助也
18、無助O O2 2的攝取。的攝取。V VA A/Q/Q異常的后果：缺異常的后果：缺O(jiān) O2 2為主為主 (CO(CO2 2潴留潴留)(1)CO2的擴散系數是的擴散系數是O2的的20倍；倍；97100 40 40 46動動-靜脈短路時，靜脈短路時，動脈血動脈血POPO2 2程度程度 PCOPCO2 2程度；程度；動脈血動脈血PO2 PCO2 頸頸A體主體主A體化學感受性反射體化學感受性反射 呼吸加深加快呼吸加深加快 肺泡通氣量肺泡通氣量 有助于有助于CO2排出而幾乎無助于排出而幾乎無助于O2的攝取的攝取l 中段中段40-60mmHg40-60mmHg較陡（釋放段）較陡（釋放段）反映：反映：HbHb
19、釋放釋放O O2 2表明：表明：POPO2 2降低能促大量氧離降低能促大量氧離，血氧飽和度下降顯著血氧飽和度下降顯著(90(907575)上上中中下下意義意義:維持正常安靜時組織的氧供。維持正常安靜時組織的氧供。如如PO2=40mmHg時時(V血血)，血氧飽和度為，血氧飽和度為75%；血氧含量為血氧含量為14.4 ml/100ml血液血液組織消耗的氧量組織消耗的氧量=19.414.4=5 ml/100ml血液血液機體每分鐘耗氧量機體每分鐘耗氧量=5L/min50ml/L=250ml/minl下段下段15-40mmHg15-40mmHg更陡更陡反映：反映：HbHb與與O O2 2解離。解離。表明
20、：表明：POPO2 2稍有下降稍有下降，血氧血氧飽飽和度和度就急劇下降就急劇下降(75%-22%)(75%-22%)每每100ml100ml血液向組織釋氧血液向組織釋氧15ml,15ml,是正常時是正常時3 3倍，此段代表氧貯備。倍，此段代表氧貯備。上上中中下下意義意義:維持活動時組織的氧供。維持活動時組織的氧供。當組織代謝增強，當組織代謝增強，PO2進一步降低時，進一步降低時，HbO2將會釋放更多的將會釋放更多的O2 (反映血液供反映血液供O2的儲備的儲備)上段：結合段上段：結合段肺肺中段：釋放段中段：釋放段組織組織 （安靜狀態(tài)）（安靜狀態(tài)）下段：解離段下段：解離段組織組織 （代謝旺盛）（代
21、謝旺盛）氧解離曲線氧解離曲線P50 表示表示親和力親和力：需更高的需更高的PO2才能達才能達SO2 50%，曲線右移曲線右移P50 表示表示親和力親和力：需較低的需較低的PO2即能達即能達SO2 50%，曲線左移曲線左移（四）（四）影響氧解離曲線的因素影響氧解離曲線的因素P50:指血氧飽和指血氧飽和度達度達50%時的時的PO2（正常為（正常為26.5mmHg）P P50（四）（四）影響氧解離曲線的因素影響氧解離曲線的因素l PH 和和 PCO2PCO2/PHH+氧離曲線氧離曲線右右移移PCO2/PHH+氧離曲線氧離曲線左左移移機制：機制：CO2+H2OHCO3-+H+H+H+與與Hb的某些的某
22、些A-的殘基結合，促的殘基結合，促Hb鹽鍵形成鹽鍵形成Hb變變T型型Hb與與O2親和力下降親和力下降曲線右移。曲線右移。組織：組織：CO2擴散入血擴散入血血液血液H+曲線右移曲線右移促氧離促氧離肺臟：肺臟：CO2擴散入肺泡擴散入肺泡血液血液H+曲線左移曲線左移促氧合促氧合 酸度對酸度對Hb與與O2親和力的影響親和力的影響-波爾效應波爾效應(Bohr effect)意義：意義：4.影響氧離曲線的因素影響氧離曲線的因素l 溫度溫度T氧離曲線右移氧離曲線右移T氧離曲線左移氧離曲線左移 機制：機制：TH+的活度的活度易解離易解離 e.g.組織代謝組織代謝局部局部 T、CO2和和H+易解離易解離;TH+
23、的活度的活度難難解離解離 e.g.冬天，末梢循環(huán)冬天，末梢循環(huán)難解離難解離局部紅、易凍傷局部紅、易凍傷l 2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(2,3-DPG)DPG 氧離曲線右移氧離曲線右移 DPG 氧離曲線左移氧離曲線左移 e.g.e.g.高原缺氧高原缺氧RBCRBC無氧代謝無氧代謝DPGDPG曲線右移曲線右移 氧離易氧離易 對低對低O O2 2適應的重要機制適應的重要機制;e.g.e.g.大量輸入庫存血大量輸入庫存血DPGDPG曲線左移曲線左移釋氧少。釋氧少。（冷凍血（冷凍血3 3周后，周后，RBCRBC無氧代謝停止無氧代謝停止DPGDPG。大量輸入貯存。大量輸入貯存 血時應注意缺氧。）血時
24、應注意缺氧。）4.影響氧離曲線的因素影響氧離曲線的因素機制：機制：能與能與Hb結合形成鹽鍵結合形成鹽鍵Hb構型變?yōu)闃嬓妥優(yōu)門型；型；能提高能提高H+波爾效應波爾效應l CO：CO曲線左移曲線左移氧離難氧離難4.影響氧離曲線的因素影響氧離曲線的因素機制機制：（：（煤氣中毒）煤氣中毒）CO與與Hb；CO與與Hb的的結合位點與結合位點與O2相同相同，影響氧合影響氧合；CO與與Hb的某亞基結合后，將的某亞基結合后，將增加其余三個亞增加其余三個亞 基對基對O2的親和力的親和力，妨礙氧解離妨礙氧解離。4.影響氧離曲線的因素影響氧離曲線的因素l 反應過程：反應過程：1.HCO3-的形式：的形式：88 二、二
25、、COCO2 2的運輸的運輸碳酸酐酶碳酸酐酶H H2 2COCO3 3HCOHCO3 3-H H+COCO2 2H H2 2O Ol 反應特征反應特征:極快且可逆，反應方向取決于極快且可逆，反應方向取決于PCO2差，需差，需酶酶催化催化 在在RBC內反應內反應,在血漿內運輸在血漿內運輸 RBC膜上有膜上有Cl-HCO3-特異轉運載體，特異轉運載體，Cl-轉移轉移（一）（一）COCO2 2的運輸形式的運輸形式細胞細胞肺泡肺泡CAH H2 2COCO3 3 CO CO2 2H H2 2O COO CO2 2 CO CO2 2 CO CO2 2肺泡肺泡細胞細胞碳酸酐酶碳酸酐酶 HbNHHbNH2 2
26、O O2 2+H+H+CO+CO2 2組織組織肺臟肺臟HHbNHCOOHHHbNHCOOHO O2 2 占運輸量的占運輸量的7%，卻占肺部排出量的，卻占肺部排出量的17.5%2.2.氨基甲酸血紅蛋白的形式：氨基甲酸血紅蛋白的形式：7 7l 反應過程：反應過程：l 反應特征反應特征:反應迅速且可逆，反應迅速且可逆，無無需酶催化；需酶催化；CO2與與Hb的結合較為松散；的結合較為松散；反應方向主要受氧合作用的調節(jié)反應方向主要受氧合作用的調節(jié):組織組織Hb的酸性低的酸性低,易與易與CO2結合，反應向右進行結合，反應向右進行 肺肺HbO2的酸性高的酸性高,難與難與CO2結合，反應向左進行結合，反應向左
27、進行（二）（二）CO2解離曲線解離曲線表示血液中表示血液中COCO2 2含量與含量與PCOPCO2 2間關系間關系l 血液血液CO2含量與含量與PCO2 幾成線性關系幾成線性關系(非非S形曲線形曲線)，且無飽和點。且無飽和點。l l 當血當血PO2時，時，CO2解離解離 曲線下移（促解離，何爾登曲線下移（促解離，何爾登 效應效應 Haldane effect）（三）（三）O2與與Hb結合的氧合作用對結合的氧合作用對CO2運輸的影響運輸的影響何爾登效應：何爾登效應：在組織：在組織：HbO2釋放出釋放出O2而成為而成為Hb，促使血液攝取，促使血液攝取并結合并結合CO2；在肺：在肺：Hb與與O2結合，促使結合，促使CO2釋放。釋放。O O2 2 和和 COCO2 2 的運輸相互影響！的運輸相互影響！本節(jié)要點：本節(jié)要點：1、概念：通氣、概念：通氣/血流血流、氧離曲、氧離曲線、波爾效應、何爾登效應線、波爾效應、何爾登效應2、問答、問答 影響氧離曲線的因素影響氧離曲線的因素
生理第五章 呼吸第二節(jié)肺換氣和組織換氣
