第五章 呼吸

★呼吸的基本过程：

呼吸 respiration：机体与外界环境之间的气体交换过程。

★肺通气的原理

肺通气：肺与外界环境之间进行气体交换的过程，其取决于推动气体流动的动力和组织气体流动的阻力的相互作用。（动力＞阻力）。

★肺通气的动力：

1、 肺内压intrapulmonary pressure：肺泡与外界环境之间的压力差是由肺泡内的压力，即肺

内压决定的（取决于肺的扩张和缩小）；直接动力

平静时，波动为-2~1mmHg；用力时，吸气时肺内压可低至-100mmHg~-30mmHg，呼气时可高达60~140mmHg。

2、 呼吸运动 respiratory movement：呼吸肌的收缩和舒张引起的节律性呼吸运动称为呼吸运动；吸气肌：

（主）膈肌和肋间外肌，（次）斜角肌、胸锁乳突肌；呼气肌：肋间内肌和腹肌。原动力。 平静呼吸eupnea：平稳而均匀；12~18次/分；吸气是主动的，呼气是被动的。 用力呼吸forced breathing：当机体运动或吸入气中的CO2含量增加而O2含量减少或肺通气阻力增大时，呼吸运动将加深加快，此时不仅参与收缩的吸气肌数量更多，收缩更强，而且呼气肌也参与收缩。 呼吸困难 dyspnea：在缺氧、CO2增多或肺通气阻力增大较严重的情况下，可出现呼吸困难，表现为呼吸运动显著加深、鼻翼扇动，同时还会出现胸部困压的感觉。 3、 ★胸膜腔内压intrapleural pressure：胸膜腔(潜在的，密闭的)。将肺和胸廓两个弹性体耦联在一起，使自身不具有自动张缩能力的肺能随胸廓容积的变化而扩大、缩小。

形成：胸膜腔内的压力称为胸膜前内压，与肺和胸廓的自然容积不同有关。 胸膜腔内压=肺内压+（-肺回缩压） 生理意义：⑴保持肺的扩张状态；

⑵促进血液和淋巴液的回流（导致胸腔内静脉和胸导管的扩张）； ⑶降低气道阻力。

气胸pneumothorax：在外伤或疾病等原因导致胸壁或肺破裂时，胸膜腔与大气相通，空气将立即自外界或肺泡进入负压的胸膜腔内，形成气胸。

肺通气的阻力：

弹性阻力：肺的弹性阻力 胸廓的弹性阻力 非弹性阻力：气道阻力 惯性阻力

组织的粘滞阻力

▲ 弹性阻力elastic resistance，R和顺应性compliance

物体对抗外力作用引起的变形的力，可用顺应性的高低来度量。 肺组织本身的弹性回缩力1/3，表面张力2/3

顺应性compliance，C是指弹性体在外力作用下发生变形的难易程度。在空腔器官，顺应性可用单位跨壁压变化所引起的器官容积变化来表示，单位是L/cmH2O. C= △V/△P（L/cmH2O） C∝1/R 肺的弹性阻力和顺应性

跨肺压是指肺内压与胸膜腔内压之差。

吸气和呼气时的肺顺应性曲线并不重叠，这一现象称为滞后现象hysteresis，这一现象的产生主要与肺泡液-气界面的表面张力有关。

比顺应性（CL）=平静呼吸时的肺顺应性（L/cmH2O）/功能余气量（L）

★肺泡表面活性物质 pulmonary surfactant

主要由肺泡Ⅱ型细胞产生，为复杂的脂蛋白混合物，其主要成分是二棕榈酰卵磷脂（DPPC）和表面活性物质蛋白（SP）。

主要作用：①降低肺泡液-气界面的表面张力 ②减小肺泡回缩力 生理意义：消除上述表面张力对肺通气的不利影响。 ① 有助于维持肺泡的稳定性

② 减少肺组织液生成，防止肺水肿 ③ 降低吸气阻力，减少吸气做功

胎儿在六、七个月或更后，肺泡Ⅱ型细胞才开始合成和分泌肺表面活性物质，因此，早产儿可因缺乏肺表面活性物质而出现新生儿呼吸窘迫综合征NRDS，导致死亡。 糖皮质类固醇可促进其合成。

★ 气道阻力airway resistance

来自气体流经呼吸道时气体分子之间和气体分子与气道壁之间的摩擦，是非弹性阻力主要成分，占80%~90%。

影响因素：气流速度：气流速度快，则阻力大

气流形式

气道管径大小：跨壁压

肺实质对气道壁的牵引

自主神经系统的调节：交感N是气道平滑肌舒张，管径变大，气道阻力降低； 副交感N使气道平滑肌收缩，管径变小，气道阻力增加。 化学因素的影响：使气道平滑肌舒张：儿茶酚胺，前列腺素E2，

使气道平滑肌收缩：PGF2α，组胺和白三烯，CO2，内皮素

呼吸功 work of breathing

在一次呼吸过程中，呼吸肌为实现肺通气所做的功称为呼吸功，用于克服肺通气的阻力，通常以一次呼吸过程中的跨壁压变化乘以肺容积变化来表示。1J=10.2L*cmH2O。

肺容积pulmonary volume和肺容量pulmonary capacity

肺容积和肺容量是评价肺通气功能的基础 肺容积：肺内气体的容积，可分为： 1、★潮气量tidal volume,TV 每次呼吸时吸入或呼出的气体量称为潮气量，正常值（400~600ml）；

决定于呼吸肌收缩的强度、胸廓和肺的机械特性以及机体的代谢水平。运动时，潮气量增大，最大可达肺活量大小。

2. 补吸气量 inspiratory reserve volume，IRV 平静吸气末，再尽力吸气所能吸入的气体量称为补吸气量；

正常值（1500~2000 ml）；反映吸气的储备量

3. 补呼气量expiratory reserve volume，ERV 平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气体量称为补呼气量。

正常值（900~1200 ml）；反映呼气的储备量

4. 余气量 residual volume, RV 最大呼气末尚存留于肺内不能呼出的气体量称为余气量。正

常值（1000~1500 ml）；可避免肺泡在低肺容积条件下的塌陷。

肺容量：肺容积中两项或两项以上的联合气体量称为肺容量。

1、 深吸气量inspiratory capacity，IC 从平静呼气末最最大吸气时所能吸入的气体量。IC=TV+IRV

2、 ★功能余气量 functional residual capacity，FRC 平静呼气末尚存留于肺内的气体量。FRC=ERV+RV 3、 ▲肺活量vital capacity，VC 尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。VC=TV+IRV+ERV 4、 肺总量 total lung capacity，TLC，肺所能容纳的最大气体量。TLC=TV+IRV+ERV+RV

★ 功能余气量 functional residual capacity，FRC

平静呼气末尚存留于肺内的气体量。FRC=ERV+RV. 正常值：2500ml

生理意义：缓冲呼吸过程中肺泡气氧分压和二氧化碳分压的变化幅度

▲肺活量vital capacity，VC

尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。VC=TV+IRV+ERV 反映一次通气的最大能力，是肺功能测定的常用指标。 正常值：男（3500ml）女（2500ml）

★用力肺活量 (forced vital capacity，FVC) : 最大吸气后尽力、尽快呼气所呼出的最大气量 用力呼气量 (FEV)： 尽力吸气后尽力尽快呼气，一定时间内的呼出气量 FEV1/FVC： 80% , FEV2/FVC：96% , FEV3/FVC：99% 反映肺组织的弹性状态和气道的通畅程度

★ 肺通气量pulmonary ventilation

每分钟吸入或呼出的气体总量称为肺通气量。等于潮气量与呼吸频率的乘积。 正常值：6~9L

最大随意通气量（maximal voluntary ventilation）：在尽力作深、快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大气体量。反映单位时间内充分发挥全部通气能力所能达到的通气量，是估计一个人能进行多大运动量的生理指标之一，一般可达150L

★ 无效腔

每次吸入的气体，一部分将留在鼻或口与终末细支气管之间的呼吸道内，不参与肺泡与血液之间的气体交换，这部分呼吸道的容积称为解剖无效腔anatomical dead space。

进入肺泡的气体，也可因血流在肺内分布不均而不能都与血液进行气体交换，未能发生交换的这一部分肺泡容量称为肺泡无效腔 alveolar dead space。

肺泡无效腔和解剖无效腔一起合成为生理无效腔 physiological dead space。

★ 肺泡通气量 alveolar ventilation

是指每分钟吸入肺泡的新鲜空气量，它等于潮气量和无效腔气量之差与呼吸频率的乘积。

深而慢的呼吸虽可增加肺泡通气量，但也会增加呼吸做功。

★ 最大呼气流量-容量曲线（MEFV）：

最大呼气流量随肺容量变化的关系曲线。是测定小气道功能的常用指标。 小气道：直径在2mm以下的气道，特点：

管壁薄

管腔小，易阻塞 缺乏软骨支撑

总横截面积大，阻力小 沿气道可以找到气道内外的压力相等的某一点，等压点（动态挤压）