呼吸解剖与生理呼吸解剖与生理山东省立医院呼吸科山东省立医院呼吸科 姜淑娟姜淑娟呼吸过程呼吸过程一、一、 呼吸道与肺泡呼吸道与肺泡（一）呼吸道（一）呼吸道 主干气道（区）：气管主干气道（区）：气管支气管支气管细细 支气管支气管1616级细小支气管级细小支气管终末细支气终末细支气 管（解剖无效腔管（解剖无效腔150ml150ml）。）。 用于呼吸的气道（用于呼吸的气道（6-76-7级）呼吸性细支气管级）呼吸性细支气管 肺泡管肺泡管肺泡肺泡肺泡囊，气体交肺泡囊，气体交 换仅在此区域进行。换仅在此区域进行。呼吸道分级呼吸道分级 示意图示意图: :肺的传导部肺的传导部 肺的呼吸部肺的呼吸部正常肺小叶结构正常肺小叶结构 肺泡肺泡（二）肺泡 呈多面形囊泡状，是肺进行物质交换的场所，内 覆肺泡上皮，由I型和II型肺泡细胞组成。 （1）I型肺泡细胞：扁平状，覆盖肺 泡壁的大部分。 EM：各种细胞器较少，有较多的吞 饮小泡。 功能：参与构成气血屏障。肺泡结构模式图气血屏障（呼吸膜）的结构： 肺泡表面活性物 质 液体层 I型肺泡上皮与 基膜 间质层 毛细血管基膜层 毛细血管内皮层 （2）II型肺泡细胞 呈立方形，分散在I型细胞之间。 EM：细胞表面有微绒毛，胞质内含 嗜锇性板层小体。 功能：分泌肺泡表面活性物质，并 可转化为I型肺泡细胞 。II II型肺泡细胞型肺泡细胞肺泡表面活性物质二棕榈酰卵磷脂作用：保持肺泡表面张力，防止肺不张。 （三） 血管和血流 由于肺部毛细血管网的形成，尽管大量血 液从右心流向肺血管系统，肺循环阻力却 很小。 主干气道和终末细支气管由支气管循环供 血，血液直接回到动脉循环。 （四 ）清除吸入的微粒 大的微粒在鼻腔被滤过，沉积在主干呼吸 道的细小微粒被纤毛和粘液清除，至会厌 部后被吞咽。 肺泡内没有纤毛，微粒被巨噬细胞吞噬， 进入淋巴系统。二、二、 呼吸运动与肺通气呼吸运动与肺通气一、呼吸运动一、呼吸运动胸廓体积改变呼吸肌收缩胸腔容 积变化肺容积变化 肺 内压变化 肺泡与大气压力差 肺通气。 呼吸肌： 吸气肌：膈肌、肋间外 肌。斜角肌、胸锁乳 突肌。 呼气肌：腹壁肌、肋间 内肌。胸式呼吸：肋骨和胸骨运动 腹式呼吸：膈肌舒缩活动膈肌舒缩活动 平和呼吸：平和呼吸：膈肌、肋间外肌。膈肌、肋间外肌。吸气主动，呼气被动吸气主动，呼气被动1.1.（1 1）胸膜腔：）胸膜腔：胸膜脏层和壁层之间的腔。胸膜脏层和壁层之间的腔。（2 2）胸内负压：）胸内负压：胸内压胸内压= =大气压肺回缩力大气压肺回缩力胸内压胸内压= =肺回缩力肺回缩力二、肺内压与胸内压的变化二、肺内压与胸内压的变化胸膜内层的压力有两个：其一是肺内压 ，使肺泡扩张，其二是肺的回缩力，使肺 泡缩小。因此胸膜腔内的压力实际上是这 两种方向相反的力的代数和，即：胸内压=肺内压-肺回缩力在吸气末和呼气末，肺内压等于大气压 。 若以大气压力为零位标准， 胸内压= -肺回缩力 可见，胸内负压是由肺的回缩力造成的（一）肺容量（一）肺容量1. 1. 潮气量潮气量(TV)(TV)：平和呼吸时，每次气体进出肺的气量，平和呼吸时，每次气体进出肺的气量， 平静呼吸时，潮气量为平静呼吸时，潮气量为400-600ml400-600ml，平均为，平均为500ml500ml。2. 2. 补吸气量和深吸气量：补吸气量和深吸气量：补吸气量补吸气量(IRV)(IRV)：平和呼吸后，尽力吸气所吸入的气量，平和呼吸后，尽力吸气所吸入的气量， 正常成年人为正常成年人为1500-2000ml1500-2000ml。深吸气量：深吸气量：潮气量和补吸气量之和。潮气量和补吸气量之和。3. 3. 补呼气量补呼气量(ERV)(ERV) ：平和呼吸后，尽力呼气所呼出的气量，平和呼吸后，尽力呼气所呼出的气量， 正常成年人为正常成年人为900-1200ml900-1200ml 。三、肺容量与肺通气量三、肺容量与肺通气量肺容量与肺通气量肺容量与肺通气量 4. 4. 肺活量和时间肺活量：肺活量和时间肺活量： 肺活量肺活量(VC)(VC)：最大吸气后，尽力呼气所最大吸气后，尽力呼气所 呼出的气量呼出的气量, ,正常成年男性平均为正常成年男性平均为3500ml3500ml，女性为，女性为 2500ml2500ml。 时间肺活量：时间肺活量：最大深吸气后，一定时间最大深吸气后，一定时间 内尽力呼气所呼出的气量。内尽力呼气所呼出的气量。 5. 5. 肺总容量：肺总容量： 肺所能容纳的最大气量为肺总量，为肺活量肺所能容纳的最大气量为肺总量，为肺活量 和残气量之和，成年男性平均为和残气量之和，成年男性平均为5000ml5000ml，女性为，女性为 3500ml3500ml。肺容量图示:潮气量潮气量补吸气量和深吸气量补吸气量和深吸气量补呼气量补呼气量肺活量和时间肺活量肺活量和时间肺活量肺总容量肺总容量无效腔无效腔（二）肺通气量（二）肺通气量1. 1. 每分通气量每分通气量每分通气量每分通气量= =潮气量潮气量 呼吸频率（次呼吸频率（次/min/min）2. 2. 肺泡通气量肺泡通气量生理无效腔生理无效腔= =解剖无效腔解剖无效腔+ +肺泡无效腔肺泡无效腔肺泡通气量肺泡通气量= =（潮气量（潮气量- -生理无效腔）生理无效腔） 呼呼 吸频率（次吸频率（次/min/min）（三）、肺通气阻力（三）、肺通气阻力呼吸道阻力：呼吸道中对气流的反作呼吸道阻力：呼吸道中对气流的反作 用力。包括：用力。包括：1. 1. 弹性阻力弹性阻力胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力肺的弹性阻力肺的弹性阻力2. 2. 非弹性阻力非弹性阻力气道阻力气道阻力组织粘滞性阻力组织粘滞性阻力惯性阻力惯性阻力1 1 弹性阻力弹性阻力（1）主要分布与肺组织和可扩展的小气道。 一般用顺应性来衡量弹性阻力，顺应性（C ）与弹性阻力（R）成反比关系C = 1/RC = V/P（L/cmH2O 顺应性用来描述肺的可扩张性。 顺应性高指肺容易扩张，肺顺应性低是指 肺组织很紧密。 肺部总顺应性=肺顺应性+胸廓顺应性。 下列情况胸廓顺应性减小：肥胖，脊柱后 侧凸，硬皮病，胸廓损伤，膈肌麻痹。 下列情况肺顺应性减小：肺膨胀不全，肺 炎，肺水肿，胸膜渗出，肺纤维化，气胸 。肺泡表面活性物质的生理作用肺泡表面活性物质的生理作用 防止肺萎缩塌陷，降低吸气阻力。 维持肺泡容积的相对稳定 。 减少肺间质和肺泡内的组织液生成，防 止肺水肿发生 。由于肺泡表面活性物质降低了肺泡表面张 力，减弱了表面张力对肺毛细血管中液体 的吸引作用，防止液体渗入肺间质和肺泡 内，使肺泡得以保持“干燥”。 3. 呼吸过程中的能量转换 呼吸过程中的功是指肺和胸壁运动所需的 功，以单位时间内压力变化乘以容积变化 表示，单位是kg.m。 吸气做功对抗弹性阻力和非弹性（磨擦） 阻力。50%的能量用于对抗摩擦力，以热 能的形式消耗了。对抗弹性阻力的能量部 分转化为势能。监测呼吸功WOB有重要意义： 正常人WOB呼吸功为 0.30.6 J/L,占全身氧耗的 1%2%，在气道阻力增加，顺 应性降低时，呼吸功可增加50 倍，重度ARDS病人呼吸氧耗 可占总氧耗的50%。 WOB1.25 J/L,导致呼吸肌 严重疲劳三、呼吸气体的交换三、呼吸气体的交换一、呼吸气体的分压和溶解度一、呼吸气体的分压和溶解度混合气的总分压混合气的总分压= =各气体的分压的总和各气体的分压的总和二、气体在肺和组织的交换二、气体在肺和组织的交换 换气中的区域性差异： 在自主呼吸患者，吸入气体由于胸廓的抬 升和膈肌的降低导入，肺外围部及肺底部 扩张更好。 在使用呼吸机的患者，吸入气体由正压通 过气管进入肺部，肺尖部和最接近气管的 部分扩张更好。气体弥散气体弥散 与通过气血屏障由被 动弥散进行气体转换 ，无须耗能。 气体交换 肺部:肺泡气中O2的分压大于肺毛细血管O2 的分压, O2进入血管.肺泡气中CO2 的分压小于肺毛细血管CO2 的分压, CO2进入肺泡. 组织:组织中O2的分压小于毛细血管O2 的分压, O2进入组织.组织中CO2 的分压大于毛细血管CO2 的分压, CO2进入血管. 三、肺泡通气与血流量的相互关系三、肺泡通气与血流量的相互关系（一）（一） 肺泡通气量决定因素肺泡通气量决定因素 单位压力作用下，胸廓和肺容积变化是临 床上用以反映肺和胸廓弹性的指标，肺泡 局部顺应性改变影响肺泡接受气体量；气 道阻力的变化影响肺泡接受气体量的速率 。 肺血流量肺血流量 受重力影响分上中下，分别为0.6L/min、 2.0L/min、3.4L/min 肺尖下无血流量，无气体交换；逐渐过渡 为间歇性，吸气时有血流量，呼气时无血 流量；下肺区持续有血流量。 V/QV/Q比值比值 上、中、下区分别为1.7、0.9、0.18 大部分肺区V/Q比值接近1.0 通气通气- -血流匹配血流匹配 通气-血流匹配指适量的肺通气量与血流量的匹配 ，换气效率最高。 肺通气量不足或血流量不足均使通气量和血流量 匹配不当时，导致气体交换不充分。 两类VQ匹配不当 （1）功能性动-静脉短路（分流灌注）：肺血流 量过剩，如肺通气量不足（如肺萎陷） （2）通气无效腔：通气过剩，如肺血流量不足（ 如肺栓塞）。四、气体在血液中的运输四、气体在血液中的运输氧和二氧化碳在血液中存在的形式氧和二氧化碳在血液中存在的形式物理溶解物理溶解 化学结合化学结合一、氧的运输一、氧的运输HbHb与与O O2 2结结合特征合特征： Hb+O2=HbO2变变构效构效应应 ：紧密型紧密型(T(T型型)+O)+O2 2疏松型疏松型(R(R型型) )（一）氧的化学结合1. 氧合：血红蛋白与氧的结合方式2. 氧容量：每100ml血液的血红蛋白化学结合氧的量（20.8ml），称为血红蛋白的氧容量 3.血红蛋白氧含量 ：每100ml血液的血红蛋白实际结合氧的量，称为血红蛋白氧含量 。 4. 氧饱和度：血红蛋白氧含量所占血红蛋白的氧容量 的百分数称为血红蛋白氧饱和度。 氧的化学结合Hb+O2=HbO2（二）氧离曲线及其影响因素氧离曲线：表达氧分压与氧饱和度之间的关系的曲线。上段：血氧高饱和度 中段：组织细胞中，氧分压稍有变化，即可释放氧。 氧-血红蛋白的亲和与解离决定于PaO2水平 。 在机体组织中， PaO2较低，O2与Hb亲和 力低， O2更容易释放到组织中。 在肺内， PaO2较高， O2与Hb亲和力强， Hb更容易获取肺内的O2。影响氧离曲线的因素1. CO2和pH的影响2. 温度的影响3. 2,3-DPC的影响二、二氧化碳的运输二、二氧化碳的运输（一）二氧化碳的化学结合1. 碳酸氢盐形式2. 氨甲酰血红蛋白 （