第五章 呼吸什么是呼吸 机体在新陈代谢过程中，不断地消耗氧气和产生机体在新陈代谢过程中，不断地消耗氧气和产生 二氧化碳。因此，机体也就需要不断地从外界环二氧化碳。因此，机体也就需要不断地从外界环 境中摄取氧气和排出二氧化碳。这种机体与外界境中摄取氧气和排出二氧化碳。这种机体与外界 环境之间的氧和二氧化碳气体交换过程，称为呼环境之间的氧和二氧化碳气体交换过程，称为呼 吸。在高等动物和人类此过程由三个环节构成（吸。在高等动物和人类此过程由三个环节构成（ 见图见图5 51 1）：）：外呼吸，包括肺通气（肺与外界外呼吸，包括肺通气（肺与外界 环境之间的气体交换过程）和肺换气（肺泡与肺环境之间的气体交换过程）和肺换气（肺泡与肺 毛细血管中的血液之间的气体交换过程）；毛细血管中的血液之间的气体交换过程）；气气 体在血液中的运输；体在血液中的运输；内呼吸（毛细血管血液与内呼吸（毛细血管血液与 组织细胞之间的气体交换过程）。通常所称的呼组织细胞之间的气体交换过程）。通常所称的呼 吸，一般是指外呼吸而言。吸，一般是指外呼吸而言。 图51人体呼吸过程示意图呼吸的生理意义 呼吸的生理意义在于供给组织细胞新陈代呼吸的生理意义在于供给组织细胞新陈代 谢所必需的氧气和排出代谢过程中所产生谢所必需的氧气和排出代谢过程中所产生 的二氧化碳，从而维持机体内环境氧和二的二氧化碳，从而维持机体内环境氧和二 氧化碳含量的相对稳定，保证组织细胞代氧化碳含量的相对稳定，保证组织细胞代 谢的正常进行。呼吸过程的任何一个环节谢的正常进行。呼吸过程的任何一个环节 发生障碍，均可引起组织缺氧和二氧化碳发生障碍，均可引起组织缺氧和二氧化碳 蓄积，导致内环境稳态遭到破坏，从而影蓄积，导致内环境稳态遭到破坏，从而影 响新陈代谢的正常进行，严重时将危及生响新陈代谢的正常进行，严重时将危及生 命。命。考点：呼吸的概念，呼吸过程的三 个环节 案例案例5 51 1 患者，男，患者，男，7676岁，反复发作性咳嗽、胸闷、气喘岁，反复发作性咳嗽、胸闷、气喘2626年，无明显年，无明显 的季节性。两天前洗澡后出现鼻痒、打喷嚏、干咳、流泪，当的季节性。两天前洗澡后出现鼻痒、打喷嚏、干咳、流泪，当 日凌晨咳嗽加重，咳大量白色泡沫样痰、胸闷、呼吸极度困难日凌晨咳嗽加重，咳大量白色泡沫样痰、胸闷、呼吸极度困难 ，急诊入院。查体：神志清晰、表情痛苦、面色发绀、大汗淋，急诊入院。查体：神志清晰、表情痛苦、面色发绀、大汗淋 漓、不能平卧，体温漓、不能平卧，体温37.237.2，脉搏，脉搏106106次次/min/min，呼吸，呼吸2929次次/min/min， 血压血压160/80mmHg160/80mmHg。检查：血象，嗜酸性粒细胞增高，气血分析。检查：血象，嗜酸性粒细胞增高，气血分析 : : POPO2 256.4 56.4 mmHgmmHg，PCOPCO2 249.3mmHg49.3mmHg。X X线检查，两肺透亮度增加线检查，两肺透亮度增加 。 问题：问题： 引起支气管哮喘病人呼吸困难的主要机理是什么引起支气管哮喘病人呼吸困难的主要机理是什么? ? 支气管哮喘对肺通气和肺换气产生哪些影响？支气管哮喘对肺通气和肺换气产生哪些影响？第一节 肺通气肺通气是指肺与外界环境之间进行气肺通气是指肺与外界环境之间进行气体交换的过程。它是通过肺通气的动体交换的过程。它是通过肺通气的动力克服肺通气的阻力而实现的。力克服肺通气的阻力而实现的。 一、肺通气的动力 气体是怎样进出肺的呢？按物理学原理，气体总是从气体是怎样进出肺的呢？按物理学原理，气体总是从 压力高的地方向压力低的地方流动。气体能被吸入肺压力高的地方向压力低的地方流动。气体能被吸入肺 内，是由于肺扩张，肺内压低于大气压；而气体被呼内，是由于肺扩张，肺内压低于大气压；而气体被呼 出肺外，则是由于肺缩小，肺内压高于大气压。通常出肺外，则是由于肺缩小，肺内压高于大气压。通常 情况下，大气压是个常数，因此，气体能否进出肺主情况下，大气压是个常数，因此，气体能否进出肺主 要取决于肺内压的变化。但是，肺本身不具有主动扩要取决于肺内压的变化。但是，肺本身不具有主动扩 张和缩小的能力，它的扩张和缩小是由胸廓的扩大和张和缩小的能力，它的扩张和缩小是由胸廓的扩大和 缩小引起的，而胸廓的扩大和缩小又是通过呼吸肌的缩小引起的，而胸廓的扩大和缩小又是通过呼吸肌的 收缩和舒张实现的。收缩和舒张实现的。（一）呼吸运动 1. 呼吸运动概念 呼吸运动是指呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓有节律地扩大与呼吸运动是指呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓有节律地扩大与 缩小。它包括吸气运动和呼气运动。平静呼吸时，吸气运动是缩小。它包括吸气运动和呼气运动。平静呼吸时，吸气运动是 由主要的吸气肌，即肋间外肌和膈肌的收缩引起的。肋间外肌由主要的吸气肌，即肋间外肌和膈肌的收缩引起的。肋间外肌 收缩时，使肋骨前端和胸骨向上移动，并使肋弓稍外展收缩时，使肋骨前端和胸骨向上移动，并使肋弓稍外展, ,从而使从而使 胸廓的前后径和左右径均扩大。与此同时，膈肌收缩，膈肌穹胸廓的前后径和左右径均扩大。与此同时，膈肌收缩，膈肌穹 窿顶下降，胸廓的上下径也增大。二者使胸腔容积增大的同时窿顶下降，胸廓的上下径也增大。二者使胸腔容积增大的同时 肺的容积也增大，肺内压下降，当肺内压低于大气压时，外界肺的容积也增大，肺内压下降，当肺内压低于大气压时，外界 气体进入肺内，即吸气过程。随后，膈肌和肋间外肌舒张，使气体进入肺内，即吸气过程。随后，膈肌和肋间外肌舒张，使 胸廓弹性回位容积缩小，同时肺的容积也缩小，肺内压上升，胸廓弹性回位容积缩小，同时肺的容积也缩小，肺内压上升， 当肺内压高于大气压时，气体从肺内流出，即呼气过程。由此当肺内压高于大气压时，气体从肺内流出，即呼气过程。由此 可见，肺通气的原动力是由呼吸肌的收缩和舒张引起的呼吸运可见，肺通气的原动力是由呼吸肌的收缩和舒张引起的呼吸运 动，直接动力是肺内压与大气压之间的压力差。动，直接动力是肺内压与大气压之间的压力差。（一）呼吸运动 2. 呼吸运动分类 （1 1）平静呼吸和用力呼吸：人体在安静时平稳而均匀的）平静呼吸和用力呼吸：人体在安静时平稳而均匀的 自然呼吸，称为平静呼吸。平静呼吸时其吸气动作是主动自然呼吸，称为平静呼吸。平静呼吸时其吸气动作是主动 的，由膈肌和肋间外肌的收缩引起。而呼气动作是被动的的，由膈肌和肋间外肌的收缩引起。而呼气动作是被动的 ，只是膈肌和肋间外肌的舒张所致。人体在劳动或运动时，只是膈肌和肋间外肌的舒张所致。人体在劳动或运动时 呼吸运动加深加快称为用力呼吸。用力吸气时，除膈肌和呼吸运动加深加快称为用力呼吸。用力吸气时，除膈肌和 肋间外肌收缩加强外还有更多的肌肉（如胸锁乳头肌、斜肋间外肌收缩加强外还有更多的肌肉（如胸锁乳头肌、斜 角肌、前锯肌、背肌等辅助吸气肌）参与收缩角肌、前锯肌、背肌等辅助吸气肌）参与收缩, ,使胸廓和肺使胸廓和肺 容积进一步扩大容积进一步扩大, ,吸气量增加。用力呼气时除吸气肌舒张外吸气量增加。用力呼气时除吸气肌舒张外 ，还有肋间内肌和腹壁肌等参加收缩，使胸廓和肺容积进，还有肋间内肌和腹壁肌等参加收缩，使胸廓和肺容积进 一步缩小，呼气量增加。所以此时的吸气和呼气都是主动一步缩小，呼气量增加。所以此时的吸气和呼气都是主动 过程，因而消耗的能量也更大。过程，因而消耗的能量也更大。（一）呼吸运动 2. 呼吸运动分类 （2 2）腹式呼吸和胸式呼吸：腹式呼吸是指）腹式呼吸和胸式呼吸：腹式呼吸是指 主要由膈肌的舒缩活动而引起的呼吸运动主要由膈肌的舒缩活动而引起的呼吸运动 ，表现为腹壁的明显起伏；胸式呼吸是指，表现为腹壁的明显起伏；胸式呼吸是指 主要由肋间外肌的舒缩活动而引起的呼吸主要由肋间外肌的舒缩活动而引起的呼吸 运动，表现为胸壁的明显起伏。正常人多运动，表现为胸壁的明显起伏。正常人多 为混合型呼吸，只有当胸廓或腹部活动受为混合型呼吸，只有当胸廓或腹部活动受 限时才可能出现单一的呼吸类型。限时才可能出现单一的呼吸类型。（一）呼吸运动 3. 呼吸周期和呼吸频率 呼吸周期是指一次呼吸运动所经历的时间呼吸周期是指一次呼吸运动所经历的时间 。呼吸频率是指每分钟呼吸运动的次数。呼吸频率是指每分钟呼吸运动的次数。 正常成人安静状态下呼吸频率为正常成人安静状态下呼吸频率为12121818次次 /min/min。它可因年龄、性别、肌肉活动和情绪。它可因年龄、性别、肌肉活动和情绪 变化等不同而不同。变化等不同而不同。（二）肺内压和胸内压的变化 1. 肺内压的变化 肺内压是指肺泡内的压力，在呼吸过程中，肺内压呈肺内压是指肺泡内的压力，在呼吸过程中，肺内压呈 周期性变化。平静吸气之初肺内压比大气压低约周期性变化。平静吸气之初肺内压比大气压低约 1mmHg1mmHg2mmHg2mmHg，空气顺压力差经呼吸道进入肺泡，空气顺压力差经呼吸道进入肺泡 ，肺内压逐渐升高，至吸气末，肺内压等于大气压；，肺内压逐渐升高，至吸气末，肺内压等于大气压； 平静呼气之初肺内压比大气压高平静呼气之初肺内压比大气压高1mmHg1mmHg2mmHg2mmHg， 肺泡内的气体顺压力差经呼吸道排出体外，肺内压逐肺泡内的气体顺压力差经呼吸道排出体外，肺内压逐 渐降低，至呼气末，肺内压又等于大气压。但是在用渐降低，至呼气末，肺内压又等于大气压。但是在用 力呼吸时，肺内压变动幅度将明显增大。正是由于呼力呼吸时，肺内压变动幅度将明显增大。正是由于呼 吸过程中肺内压呈现出这种周期性升降，才造成肺内吸过程中肺内压呈现出这种周期性升降，才造成肺内 压与大气压之间的压力差，从而构成肺通气的直接动压与大气压之间的压力差，从而构成肺通气的直接动 力。力。（二）肺内压和胸内压的变化 2.胸内压的变化 胸内压是指胸膜腔内压，胸膜腔是胸膜壁胸内压是指胸膜腔内压，胸膜腔是胸膜壁 层和脏层之间的一个密闭的、潜在的腔隙层和脏层之间的一个密闭的、潜在的腔隙 。它与外界不相通，在生理情况下，胸膜。它与外界不相通，在生理情况下，胸膜 的壁层和脏层是靠少量浆液紧密地粘附在的壁层和脏层是靠少量浆液紧密地粘附在 一起的，能保证胸廓的运动带动肺的运动一起的，能保证胸廓的运动带动肺的运动 ，使肺能随着胸廓的张缩而张缩。因此，使肺能随着胸廓的张缩而张缩。因此， 胸膜腔在胸廓的运动和肺的运动之间起耦胸膜腔在胸廓的运动和肺的运动之间起耦 联的作用。联的作用。 （二）肺内压和胸内压的变化 胸内压的测定方法 将与检压计相连接的注射针头通过胸壁刺将与检压计相连接的注射针头通过胸壁刺入胸膜腔内，可见检压计中与胸膜腔相通入胸膜腔内，可见检压计中与胸膜腔相通的一侧水位升高，而与大气相通的一侧水的一侧水位升高，而与大气相通的一侧水位降低，如图（位降低，如图（5 52 2）所示。这说明胸膜）所示。这说明胸膜腔内的压力低于大气压，称为胸内负压。腔内的压力低于大气压，称为胸内负压。（二）肺内压和胸内压的变化 胸内负压是人在出生后形成的，并随着胸廓和肺的生长发胸内负压是人在出生后形成的，并随着胸廓和肺的生长发 育而逐渐增大。胎儿一出生，立即进行呼吸，第一次吸气育而逐渐增大。胎儿一出生，立即进行呼吸，第一次吸气 后肺一旦扩张就不能回复到原来的最小状态，即使是最强后肺一旦扩张就不能回复到原来的最小状态，即使是最强 呼气时，肺泡也不可能完全被压缩，而且出生后的发育期呼气时，肺泡也不可能完全被压缩，而且出生后的发育期 间，胸廓的生长速度比肺快，因此肺的自然容积总是小于间，胸廓的生长速度比肺快，因此肺的自然容积总是小于 胸廓的自然容积而处于被动扩张状态，这是形成胸内负压胸廓的自然容积而处于被动扩张状态，这是形成胸内负压 的前提条件。另一方面，肺又是弹性组织，借呼吸道与大的前提条件。另一方面，肺又是弹性组织，借呼吸道与大