第五章 呼吸

第二節 氣體的交換

目的要求

1.掌握 肺換氣和組織換氣的原理

2.熟悉 肺換氣的影響因素

3.了解 肺換氣和組織換氣的基本原理

教學重點

通氣/血流比值

教學難點

通氣/血流比值

教學過程

一、 肺換氣和組織換氣的基本原理

(一) 氣體的擴散

1.氣體的分壓差氣體分壓=總壓力×該氣體的容積百分比

2.氣體的分子量和溶解度質量輕的氣體擴散較快。在相同條件下,氣體擴散速率和氣體分子量(MW)的平方根成反比。

溶解度與分子量的平方根之比稱為擴散系數,它取決于氣體分子本身的特性。

3.擴散面積和距離氣體擴散速率與擴散面積成正比,與擴散距離成反比。

4.溫度氣體擴散速率與溫度成正比。

(二).呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓

1.呼吸氣和肺泡氣的成分和分壓

2.血液氣體和組織氣體的分壓

二.肺換氣

即肺泡與肺毛細血管血液之間的氣體交換。

(一)結構基礎:呼吸膜(肺泡膜),包括六層結構:(1)單分子的表面活性物質層和肺泡液體層;(2)肺泡上皮層;(3)上皮基底膜層;(4)組織間隙層;(5)毛細血管基底膜層;(6)毛細血管內皮細胞層。

記憶方法:

呼吸膜是氣體由肺泡到血液或由血液到肺泡所經過的結構,所以呼吸膜必須包括肺泡上皮和毛細血管內皮兩層,而上皮和內層組織都帶有自己的基底膜,兩層基底膜之間應有空隙,這樣呼吸膜就包括五層結構,加上肺泡表面的液體層,共有六層。其中肺泡表面的液體層與肺泡氣體形成液一氣交界構成表面張力,是彈性阻力的主要成份,而液體層表面的肺泡表面活性物質能降低表面張力。

(二)肺換氣的動力:氣體的分壓差。

分壓是指在混合氣體中某一種氣體所占的壓力。

(三)肺換氣的過程

O2和CO2在血液和肺泡間的擴散極為迅速,不到0.3s即可達到平衡。通常情況下,血液流經肺毛細血管的時間約為0.7s,所以當血液流經肺毛細血管全長約1/3時,已經基本上完成肺換氣過程。

(四)影響肺換氣的因素

1. 呼吸膜的厚度氣體擴散速率與呼吸膜厚度成反比。呼吸膜由六層結構組成:液體層、上皮細胞層、上皮基底膜、肺泡上皮和毛細血管之間的間隙、毛細血管的基膜和毛細血管內皮層。

2. 呼吸膜的面積正常成人,兩肺約有3億個肺泡,總擴散面積達70m2。

3. 通氣/血流比值通氣/血流比值(ventilation /perfusionratio)是指每分鐘肺泡通氣量(VA)和每分鐘肺血流量(Q)之間的比值(VA/Q)。正常成人安靜時VA約為4.2L/min,Q約為5L/min,因此,VA/Q約為0.84。只有在適宜的VA/Q時才能實現適宜的肺換氣。如果VA/Q增大就意味著通氣過剩,血流相對不足,部分肺泡氣體未能與血液氣體充分交換,致使肺泡無效腔增大。反之,VA/Q比值下降,則意味著通氣不足,血流相對過多,混合靜脈血中的氣體不能得到充分更新。由此可見,無論VA/Q增大或減小,都會妨礙有效的氣體交換,導致機體缺氧和二氧化碳潴留,其中主要是缺氧。

通氣/血流比值的記憶方法:

將通氣/血流比值看作一個“標準”的分數,寫在前面的是分子,寫在后面的是分母,故通氣/血流比值(V/Q)表示每分鐘肺泡通氣量與每分鐘肺血流量的比值。

(五) 肺擴散容量

在單位分壓差(0.1333kPa,1mmHg)的作用下,每分鐘通過呼吸膜擴散的氣體的毫升數稱為肺擴散容量。

三 、 組 織 換 氣

在組織中,由于細胞的有氧代謝,O2被利用,并產生CO2,所以PO2可低至4kPa(30mmHg)下,PCO2可高達6.7kPa(50mmHg)以上。動脈血液流經組織毛細血管時,O2便順著分壓差從血液向組織液和細胞擴散,CO2則由組織液和細胞向血液擴散,動脈血液因失去O2和得到CO2而變成靜脈血。

課后小結

影響肺換氣的因素有: 呼吸膜的厚度 ,呼吸膜的面積和通氣/血流比值。

課后練習

試述影響肺換氣的因素

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