第五章 呼 吸
第一节 肺 通 气
第三节 气体在血液中的运输
第四节 呼吸运动的调节
第二节 肺换气和组织换气
概 述
呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。
呼吸的全过程包括：
1 外呼吸（肺通气 +肺换气）
肺通气：肺与外界气体之间的气体交换过程
肺换气：肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程
2 气体在血中的运输
3 内呼吸（组织换气 +细胞内氧化）
呼吸全过程：
第一节 肺 通 气
肺通气概念, 肺与外界气体之间的气体交换过程
肺通气结构
血管网
粘液腺 加湿、加温、过滤、清洁
纤 毛
迷走 N→ACh+M 受体 → 收缩 → 气道阻力 ↑
平滑肌
交感 N→NE+β 2受体 → 舒张 → 气道阻力 ↓
呼吸肌：与肺通气的动力有关
胸膜腔：其负压与肺扩张有关
呼
吸
道
一、肺通气的动力
（一）、呼吸运动
呼吸肌收缩、舒张
所造成的胸廓扩大
和缩小。
膈肌
原动力,呼吸运动是肺通气
的原动力。
直接动力,肺内压与外界大
气压间的压力差。
吸气肌收缩 胸廓扩大 肺扩大
吸气肌舒张 吸气 肺内压 <大气压
胸廓缩小 肺缩小 肺内压 >大气压
呼气
呼吸运动包括：
吸气运动和呼气运动
呼吸肌：
?1 吸气肌
膈肌
肋间外肌
?2 呼气肌
肋间内肌
腹壁肌
?3 辅助呼吸肌
(1)型式,
按用力程度分类：平静呼吸 安静时的呼
吸。用力呼吸加深加快的呼吸。
?平静呼吸
吸气：主动过程
呼气：被动过程
?用力呼吸
吸气：主动过程
呼气：主动过程
按呼吸肌参与分类：
? 腹式呼吸 膈肌活动为主，胸壁起伏
明显。 婴儿、胸膜炎及胸腔积液患者
? 胸式呼吸 肋间外肌活动为主，腹壁
起伏明显。 严重腹水、腹腔有巨大肿块者
妊娠、肥胖。
? 混合式呼吸
? (2)频率,
成人,12～ 18次 /分
婴儿,60～ 70次 /分
(3)过程,
① 平静呼吸,
肺内压＞大气压，气体经呼吸道出肺
胸廓容积缩小,肺被动缩小
膈肌和肋间外肌舒张，
肋骨和膈肌弹性回位，
缩小胸廓
上下, 前后, 左右径
肺内压＜大气压，气体经呼吸道入肺
胸廓容积扩大，
肺在胸膜腔负压作用下被动扩张
(因肺无主动扩缩的组织结构 )
膈肌收缩使膈顶下移，
增大胸廓的上下径
肋间外肌收缩使肋骨上提,扩大胸廓前后、左右径
吸 气 呼 气
② 用力呼吸,
用力吸气时，辅助吸气肌也参加，胸廓容积进一步扩
大。
用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间
内肌 +腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。
③ 人工呼吸,
基本原理,使肺内与外界大气压间产生压力差
方法,负压吸气式 (压胸法 )正压吸气式 ( 口对口呼吸
法，呼吸机 )
（二） 肺内压,
肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。
平静吸气初,肺内压 < 大气压 =0.3～ 0.4kPa→ 气入肺
平静吸气末,肺内压 = 大气压 ──────→ 气流停
平静呼气初,肺内压 > 大气压 =0.3～ 0.4kPa→ 气出肺
平静呼气末,肺内压 = 大气压 ──────→ 气流停
用力呼吸时,肺内压的升降变化有所增加。
3.胸内压
（ 1）概念, 胸内压是指胸膜腔内的压力。
（ 2）测定方法,
间接法,气囊测定食管内压以间接反映胸内压
直接法,将减压计的注射针头刺入胸膜腔内
（ 3） 压力,
平静吸气时,胸内压 < 大气压 =0.7～ 1.3kPa
呼气时,胸内压 < 大气压 =0.4～ 0.7kPa
特点,
① 平静呼吸时胸内压始终为负压；
②用力呼吸时负压变动更大；
③ 有时可为正压 (如紧闭声门用力呼吸 )。
（ 4）成因,
前提条件,
① 有少量浆液的密闭腔；
②肺和胸廓是弹性组织；
③胸廓自然容积 >肺容积；
④壁层胸膜紧贴于胸廓内壁,大气压对其影响极小。
形成因素,
两种方向相反作用力的代数和
胸内压＝大气压－肺回缩力
胸内压＝ 0－肺回缩力
迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张
(肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力 )
肺 回 缩 力
(大 气 压 )
肺 内 压
胸内压形成
?以胸膜腔密闭且含浆液为条件
?胸廓生长 >肺生长
?胸廓容积 >肺容积
?胸廓将肺拉大
?肺回缩 胸内负压
(5)生理意义,
维持肺处于扩张状态；
促进血液和淋巴液的回流。
结论：
胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相
互抵消的代数和,经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压
力 。
呼吸运动（原动力）
胸内压变化（间接动力）
肺内压与大气压差变化（直接动力）
肺通气
二, 肺通气的阻力
呼吸运动产生的动力,在克服肺通气所遇到的阻
力后,方能实现肺通气 。 阻力增高是临床肺通气障碍
的常见原因 。
弹
性
阻
力
非
弹
性
阻
力
肺
通
气
阻
力
胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关
肺弹性阻力
气道阻力：与气体流动形式 +气道半径有关
粘滞阻力
惯性阻力
肺弹性回缩力, 1/3
肺泡表面张力,2/3
常态下可忽略不计
1.弹性阻力,
(1)肺的弹性阻力
度量法, =顺应性 =(1/弹性阻力 )
顺应性,指在外力作用下弹性组织的可扩张性。
顺应性大 = 易扩张 =弹性阻力小
顺应性小 =不易扩张 =弹性阻力大
肺容积变化 (△ V)
肺顺应性 (CL)= ─────── = 0.2L/cmH 2O
跨肺压变化 (△ P)
‖ 肺内压与胸膜腔内压之差
（ 1）肺弹性阻力
?产生：
?①弹性纤维及
胶原纤维 1/3
? ② 表面张力 2/3
（液 — 气界面）
肺泡内的液 -气界面，因界
面层的液体分子受力不均匀，
表现的内聚力（表面张力）
方向是向中心的 → 使肺泡缩
小。
表面张力的作用：
?使液体表面积缩小。
（肺塌陷）
表面活性物质产生,
肺泡 Ⅱ 型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂 (DPPC)
表面活性物质作用：
?降低表面张力,
临床,
● 成人肺炎、肺血栓等 → 表面活性物质
↓→ 肺不张。
● 6～ 7个月胎儿才开始分泌表面活性物质，
故早产儿可因缺乏表面活性物质而发生肺
不张和新生儿肺透明膜病 → 呼吸窘迫综合
征
（ 2） 胸廓的弹性阻力
胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形
成。
（ 3） 影响弹性阻力的因素,
①肺充血、肺不张、表面活性物质减少、
肺纤维化和感染等原因 → 肺弹性阻力 ↑ (肺顺
应性 ↓ )→ 吸气困难。
②肺气肿时 → 肺弹性成分破坏 → 肺回缩力
↓→ 肺弹性阻力 ↓ (肺顺应性 ↑ )→ 呼气困难。
故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功
能好。
③ 肥胖, 胸廓畸形, 胸膜增厚, 腹内占位
病变等原因 → 弹性阻力 ↑ (顺应性 ↓ )→ 但引
起通气障碍的情况较少 。
2.非弹性阻力 ——气道阻力
⑴ 气道阻力特点,
① 只在呼吸运动时产生；
流速快 → 阻力大
② 与气体流动形式有关：
层流 → 阻力小
湍流 → 阻力大
③ 与气道半径的 4次方成反比：
（ R∝1 ／ r4）
⑵ 影响气道阻力的因素,
1） 气道管壁平滑肌舒缩活动：
迷走 N→Ach + M 受体 → 收缩 → 气道阻力 ↑
交感 N→NE + β 2受体 → 舒张 → 气道阻力 ↓
2） 化学因素的影响：
◇ 儿茶酚胺 → 气道平滑肌舒张。
◇ PGF2α → 气道平滑肌收缩； PGE2→ 气道平滑肌舒张。
◇ 过敏反应时肥大细胞释放的组胺 → 气道平滑肌收缩。
◇ 吸入气 CO2↑→ 反射性支气管收缩。
◇ 哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮素 ↑→ 气道
平滑肌收缩。
三,肺容量和肺通气量
(一 )肺容量
机能余气量 ＝余气量＋补呼气量
肺总容量 ＝肺活量＋余气量
肺活量 ＝补吸气量＋潮气量＋补呼气量
正常值,t1末 =83％,t2末 =96％,t3末 =99％ 。时间肺活量
意义：反映肺活量容量的大小、呼吸所遇阻力的变化，
肺活量 最大吸气后，从肺内所能呼出 的最大
气量。意义：反映肺一次通气的最大能力
时间肺活量,最大吸气后以最快速度呼气，第 1、
2,3秒末呼出气量占肺活量的百分数。意义：
反映肺活量及呼吸阻力。 是评价肺通气功能较好指
标，阻塞性肺疾患的时间肺活量 ↓ 。
正常值,t1末 =83％,t2末 =96％,t3末 =99％ 。
(二 ) 肺通气量：
⒈每分通气量 ＝ 潮气量 × 呼吸频率 (次 /分 )
最大通气量 =最大限度潮气量 × 最快呼吸频率 (次 /分 )
通气贮存量百分比 = ———————————————————
2.肺泡通气量 ＝ (潮气量 -无效腔量 )× 呼吸频率
解剖无效腔,无气体交换能力的腔（从上呼吸道
→ 呼吸性细支气管）。
肺泡无效腔,因无血流通过而不能进行气体交换
的肺泡腔。
生理无效腔 ＝解剖无效腔＋肺泡无效腔
最大通气量
最大通气量 -每分通气量
× 100%
≥93%( 反映通气贮备能力 )
= 4.2～ 6.3 L/min
第一节 肺 通 气
第三节 气体在血液中的运输
第四节 呼吸运动的调节
第二节 肺换气和组织换气
概 述
呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。
呼吸的全过程包括：
1 外呼吸（肺通气 +肺换气）
肺通气：肺与外界气体之间的气体交换过程
肺换气：肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程
2 气体在血中的运输
3 内呼吸（组织换气 +细胞内氧化）
呼吸全过程：
第一节 肺 通 气
肺通气概念, 肺与外界气体之间的气体交换过程
肺通气结构
血管网
粘液腺 加湿、加温、过滤、清洁
纤 毛
迷走 N→ACh+M 受体 → 收缩 → 气道阻力 ↑
平滑肌
交感 N→NE+β 2受体 → 舒张 → 气道阻力 ↓
呼吸肌：与肺通气的动力有关
胸膜腔：其负压与肺扩张有关
呼
吸
道
一、肺通气的动力
（一）、呼吸运动
呼吸肌收缩、舒张
所造成的胸廓扩大
和缩小。
膈肌
原动力,呼吸运动是肺通气
的原动力。
直接动力,肺内压与外界大
气压间的压力差。
吸气肌收缩 胸廓扩大 肺扩大
吸气肌舒张 吸气 肺内压 <大气压
胸廓缩小 肺缩小 肺内压 >大气压
呼气
呼吸运动包括：
吸气运动和呼气运动
呼吸肌：
?1 吸气肌
膈肌
肋间外肌
?2 呼气肌
肋间内肌
腹壁肌
?3 辅助呼吸肌
(1)型式,
按用力程度分类：平静呼吸 安静时的呼
吸。用力呼吸加深加快的呼吸。
?平静呼吸
吸气：主动过程
呼气：被动过程
?用力呼吸
吸气：主动过程
呼气：主动过程
按呼吸肌参与分类：
? 腹式呼吸 膈肌活动为主，胸壁起伏
明显。 婴儿、胸膜炎及胸腔积液患者
? 胸式呼吸 肋间外肌活动为主，腹壁
起伏明显。 严重腹水、腹腔有巨大肿块者
妊娠、肥胖。
? 混合式呼吸
? (2)频率,
成人,12～ 18次 /分
婴儿,60～ 70次 /分
(3)过程,
① 平静呼吸,
肺内压＞大气压，气体经呼吸道出肺
胸廓容积缩小,肺被动缩小
膈肌和肋间外肌舒张，
肋骨和膈肌弹性回位，
缩小胸廓
上下, 前后, 左右径
肺内压＜大气压，气体经呼吸道入肺
胸廓容积扩大，
肺在胸膜腔负压作用下被动扩张
(因肺无主动扩缩的组织结构 )
膈肌收缩使膈顶下移，
增大胸廓的上下径
肋间外肌收缩使肋骨上提,扩大胸廓前后、左右径
吸 气 呼 气
② 用力呼吸,
用力吸气时，辅助吸气肌也参加，胸廓容积进一步扩
大。
用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间
内肌 +腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。
③ 人工呼吸,
基本原理,使肺内与外界大气压间产生压力差
方法,负压吸气式 (压胸法 )正压吸气式 ( 口对口呼吸
法，呼吸机 )
（二） 肺内压,
肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。
平静吸气初,肺内压 < 大气压 =0.3～ 0.4kPa→ 气入肺
平静吸气末,肺内压 = 大气压 ──────→ 气流停
平静呼气初,肺内压 > 大气压 =0.3～ 0.4kPa→ 气出肺
平静呼气末,肺内压 = 大气压 ──────→ 气流停
用力呼吸时,肺内压的升降变化有所增加。
3.胸内压
（ 1）概念, 胸内压是指胸膜腔内的压力。
（ 2）测定方法,
间接法,气囊测定食管内压以间接反映胸内压
直接法,将减压计的注射针头刺入胸膜腔内
（ 3） 压力,
平静吸气时,胸内压 < 大气压 =0.7～ 1.3kPa
呼气时,胸内压 < 大气压 =0.4～ 0.7kPa
特点,
① 平静呼吸时胸内压始终为负压；
②用力呼吸时负压变动更大；
③ 有时可为正压 (如紧闭声门用力呼吸 )。
（ 4）成因,
前提条件,
① 有少量浆液的密闭腔；
②肺和胸廓是弹性组织；
③胸廓自然容积 >肺容积；
④壁层胸膜紧贴于胸廓内壁,大气压对其影响极小。
形成因素,
两种方向相反作用力的代数和
胸内压＝大气压－肺回缩力
胸内压＝ 0－肺回缩力
迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张
(肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力 )
肺 回 缩 力
(大 气 压 )
肺 内 压
胸内压形成
?以胸膜腔密闭且含浆液为条件
?胸廓生长 >肺生长
?胸廓容积 >肺容积
?胸廓将肺拉大
?肺回缩 胸内负压
(5)生理意义,
维持肺处于扩张状态；
促进血液和淋巴液的回流。
结论：
胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相
互抵消的代数和,经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压
力 。
呼吸运动（原动力）
胸内压变化（间接动力）
肺内压与大气压差变化（直接动力）
肺通气
二, 肺通气的阻力
呼吸运动产生的动力,在克服肺通气所遇到的阻
力后,方能实现肺通气 。 阻力增高是临床肺通气障碍
的常见原因 。
弹
性
阻
力
非
弹
性
阻
力
肺
通
气
阻
力
胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关
肺弹性阻力
气道阻力：与气体流动形式 +气道半径有关
粘滞阻力
惯性阻力
肺弹性回缩力, 1/3
肺泡表面张力,2/3
常态下可忽略不计
1.弹性阻力,
(1)肺的弹性阻力
度量法, =顺应性 =(1/弹性阻力 )
顺应性,指在外力作用下弹性组织的可扩张性。
顺应性大 = 易扩张 =弹性阻力小
顺应性小 =不易扩张 =弹性阻力大
肺容积变化 (△ V)
肺顺应性 (CL)= ─────── = 0.2L/cmH 2O
跨肺压变化 (△ P)
‖ 肺内压与胸膜腔内压之差
（ 1）肺弹性阻力
?产生：
?①弹性纤维及
胶原纤维 1/3
? ② 表面张力 2/3
（液 — 气界面）
肺泡内的液 -气界面，因界
面层的液体分子受力不均匀，
表现的内聚力（表面张力）
方向是向中心的 → 使肺泡缩
小。
表面张力的作用：
?使液体表面积缩小。
（肺塌陷）
表面活性物质产生,
肺泡 Ⅱ 型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂 (DPPC)
表面活性物质作用：
?降低表面张力,
临床,
● 成人肺炎、肺血栓等 → 表面活性物质
↓→ 肺不张。
● 6～ 7个月胎儿才开始分泌表面活性物质，
故早产儿可因缺乏表面活性物质而发生肺
不张和新生儿肺透明膜病 → 呼吸窘迫综合
征
（ 2） 胸廓的弹性阻力
胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形
成。
（ 3） 影响弹性阻力的因素,
①肺充血、肺不张、表面活性物质减少、
肺纤维化和感染等原因 → 肺弹性阻力 ↑ (肺顺
应性 ↓ )→ 吸气困难。
②肺气肿时 → 肺弹性成分破坏 → 肺回缩力
↓→ 肺弹性阻力 ↓ (肺顺应性 ↑ )→ 呼气困难。
故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功
能好。
③ 肥胖, 胸廓畸形, 胸膜增厚, 腹内占位
病变等原因 → 弹性阻力 ↑ (顺应性 ↓ )→ 但引
起通气障碍的情况较少 。
2.非弹性阻力 ——气道阻力
⑴ 气道阻力特点,
① 只在呼吸运动时产生；
流速快 → 阻力大
② 与气体流动形式有关：
层流 → 阻力小
湍流 → 阻力大
③ 与气道半径的 4次方成反比：
（ R∝1 ／ r4）
⑵ 影响气道阻力的因素,
1） 气道管壁平滑肌舒缩活动：
迷走 N→Ach + M 受体 → 收缩 → 气道阻力 ↑
交感 N→NE + β 2受体 → 舒张 → 气道阻力 ↓
2） 化学因素的影响：
◇ 儿茶酚胺 → 气道平滑肌舒张。
◇ PGF2α → 气道平滑肌收缩； PGE2→ 气道平滑肌舒张。
◇ 过敏反应时肥大细胞释放的组胺 → 气道平滑肌收缩。
◇ 吸入气 CO2↑→ 反射性支气管收缩。
◇ 哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮素 ↑→ 气道
平滑肌收缩。
三,肺容量和肺通气量
(一 )肺容量
机能余气量 ＝余气量＋补呼气量
肺总容量 ＝肺活量＋余气量
肺活量 ＝补吸气量＋潮气量＋补呼气量
正常值,t1末 =83％,t2末 =96％,t3末 =99％ 。时间肺活量
意义：反映肺活量容量的大小、呼吸所遇阻力的变化，
肺活量 最大吸气后，从肺内所能呼出 的最大
气量。意义：反映肺一次通气的最大能力
时间肺活量,最大吸气后以最快速度呼气，第 1、
2,3秒末呼出气量占肺活量的百分数。意义：
反映肺活量及呼吸阻力。 是评价肺通气功能较好指
标，阻塞性肺疾患的时间肺活量 ↓ 。
正常值,t1末 =83％,t2末 =96％,t3末 =99％ 。
(二 ) 肺通气量：
⒈每分通气量 ＝ 潮气量 × 呼吸频率 (次 /分 )
最大通气量 =最大限度潮气量 × 最快呼吸频率 (次 /分 )
通气贮存量百分比 = ———————————————————
2.肺泡通气量 ＝ (潮气量 -无效腔量 )× 呼吸频率
解剖无效腔,无气体交换能力的腔（从上呼吸道
→ 呼吸性细支气管）。
肺泡无效腔,因无血流通过而不能进行气体交换
的肺泡腔。
生理无效腔 ＝解剖无效腔＋肺泡无效腔
最大通气量
最大通气量 -每分通气量
× 100%
≥93%( 反映通气贮备能力 )
= 4.2～ 6.3 L/min
