第四章 呼吸机能
第一节 呼吸运动和肺通气机能
第二节 气体交换和运输
第三节 呼吸运动的调节
第四节 运动对呼吸机能的影响
概 述
呼吸,人体与外界环境之间进行的气体交换过程。
呼吸全过程,
呼吸三个环节,
空
气
呼
吸
道
肺
泡
肺
毛
细
血
管
肺
静
脉
左
心
动
脉
肺
动
脉
毛
细
血
管
右
心
静
脉
组
织
细
胞
O2
CO2
O2
CO2
外呼吸
气体运输
内呼吸
? 呼吸系统 包括了 呼吸道 和 肺泡 。
? 呼吸道,分上、下两部分，上呼吸道由
鼻、咽、喉组成，下呼吸道由气管及各
级支气管组成。呼吸道有加温、润湿和
净化空气的功能，有通过调节支气管平
滑肌的舒缩来改变呼吸道的口径进而影
响气流阻力的功能，但呼吸道不具备气
体交换的功能。
?肺泡,人体左右肺共有 6-7亿个，总面积约为 70-100平方米。
从由单层上皮细胞构成的肺泡膜到肺毛细血管壁，是气体交换
必须穿越的结构，该结构称作呼吸膜，呼吸膜共有六层结构，
其厚度仅为 l从 μm,厚度越薄，气体的通透性越强。
第一节 呼吸运动和肺通气机能
一、肺通气的动力学
二、肺通气机能
三、肺通气机能的指标
一、肺通气的动力学
? (一 )呼吸运动
? 概念,胸廓的节律性扩大和缩
小 。 它是通过呼吸肌的舒缩活
动来实现的, 构成肺的通气动
力 。
? 呼吸肌,
主要吸气肌,膈肌和肋间外肌
辅助吸气肌, 胸肌, 斜方肌,
胸锁乳突肌和背阔肌等
呼气肌,肋间内肌和腹壁肌
? 1.平静呼吸
? 2.用力呼吸
? 3.呼吸形式
? 膈式呼吸或腹式呼吸（如屈体直角动作） ；
? 肋式或胸式呼吸（如双杠或地上做倒立的动作 ）。
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。
平静呼吸与用力呼吸特点,
① 平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。
②用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。
③ 平静呼吸时，肋间外肌所起的作用＜膈肌。
3.呼吸形式 胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸
混合呼吸,正常成人
腹式呼吸,婴儿； 双杠或地上做倒立的动作
胸式呼吸,屈体直角动作造型
(二 )肺内压
平静吸气初,肺内压 < 大气压 =2-3mmHg → 气入肺
平静呼气初,肺内压 > 大气压 =2-3mmHg → 气出肺
用力呼吸时,肺内压的升降变化有所增加。
如：紧闭声门或口鼻，再用力做呼气动作 (憋
气 )时，肺内压可高于大气压 60-140mmHg。若此时做
用力吸气动作，肺内压可低至 -30—-lOOmmHg。
(三 )胸内压
? 概念,胸膜腔内的压力。
? 胸膜位于肺表面的部分为 胸膜脏层,位于胸壁内表
面的部分为 胸膜壁层 。这两个部分延续相连，形成
密闭的间隙，即 胸膜腔 。
? 胸内压特点,
胸内压在呼吸过程中始终低于大气压，为 负压。
平静呼气之末 胸内压为与 -5 ～ -3mmHg,
平静吸气之末胸内压为 -l0 ～ -5mmHg,
用力吸气时负压可达 -3OmmHg。
? 胸内负压的形成原因,
婴儿出生后, 胸廓和肺发育的速度不均衡, 肺
发育较慢, 胸廓发育较快, 胸廓容积大于肺 。
由于胸膜壁层和脏层的紧贴不分, 即使在呼气
之末也是如此, 因而肺始终处于被动牵拉状态,
肺本身是有弹性的组织, 肺泡又有表面张力,
这两种因素使肺具有了回缩力 。
? 所以胸膜腔内的压力应是肺的回缩力与反方向
作用于胸膜腔的肺内压 (或大气压 )之和, 即,
胸内压 =肺内压 (或大气压 )-肺回缩力
? 胸内负压的主要作用,
? ① 有利于肺泡进行气体
交换；
? ② 有利于静脉血和淋巴
液的回流。
? 运动时采用深呼吸，能
够有效地促进肺泡气的
交换和有效地促进静脉
血的回心。
二、肺通气机能
(一 )肺容量及其变化
? 1.潮气量 每一呼吸周期中, 吸入或呼出的气量
? 2.补吸气量和深吸气量
补吸气量,平静吸气之后，再做最大吸气时，增补吸入
的气量。
深吸气量,补吸气量 +潮气量。 是衡量最大通气潜力的
一个重要指标 。
? 3.补呼气量
平静呼气之后，再做最大呼气时，增补呼出的气量。
其大小反映了呼气的贮备能力。
4.肺活量
? 概念,最大深吸气后，再做最大呼气时所呼出的气量，
称为肺活量。
? 正常值,男性约为 3500ml，女性约为 2500ml,运动锻炼
既能使人的肺活量水平提高，也能延缓肺活量的衰减，
高水平的运动员肺活量可达 7000ml之多。
?影响因素,性别、年龄、体
表面积、胸廓大小、呼吸肌
发达程度以及肺和胸壁的弹
性等因素有关，而且有较大
的个体差异。
5.余气量和功能余气量
? 余气量,尽最大力呼气之后，仍贮留于肺内的
气量。正常男性为 1500ml，女性为 1000ml。
老年人大于青壮年，男性高于女性。
? 功能余气量,平静呼气之后，存留于肺中的气
量。正常成年男性约为 250Oml，女性约为
2000ml。
? 6.肺总容量
肺所能容纳的最大气量为肺总容量，肺总
容量是肺活量和余气量之和。
(二 )肺通气量
? 概念,单位时间内吸入 (或呼出 )的气量
=呼吸深度 (潮气量 )*呼吸频率
安静时,6-8L 剧烈运动时,80-15OL或更多 (180-200L)
(三 )肺泡通气量
? 指每分钟吸入肺泡的实际能与血液进行气体交换的有效通气量。
=(呼吸深度 -生理无效腔 )*呼吸频率
三, 肺通气机能的指标
(一 )肺活量
? 肺活量反映了肺一次通气的最大能力，
也是测定肺通气功能简单易行的指标，
应用较普遍，常用于评定运动员的训练
水平和开展国民体质测定。
(二 )连续肺活量
? 连续地测五次肺活量，根据五次所测数
值的变化趋势，判断呼吸肌的机能能力。
(三 )时间肺活量
? 在最大吸气之后，以最快速度进行最大呼
气，记录在一定时间内所能呼出的气量。
? 第 l秒,83%肺活量 最有意义
? 第 2秒,96%肺活量
? 第 3秒,99%肺活量
? 时间肺活量是一个评价肺通气功能较好的
动态指标，它不仅反映肺活量的大小，而
且还能反映肺的弹性是否降低、气道是否
狭窄、呼吸阻力是否增加等情况。
(四 )最大通气量
? 以适宜的呼吸频率和呼吸深度进行呼吸时所
测得的每分通气量，称最大通气量。
? 一般只做 15秒钟通气量的测定, 并将所测得
的值乘以 4,即为每分最大通气量 。 是衡量通
气功能的重要指标, 可用来评价受试者的通
气储备能力 。 还可用通气贮量的百分比来表
示,
?返回
第一节 呼吸运动和肺通气机能
第二节 气体交换和运输
第三节 呼吸运动的调节
第四节 运动对呼吸机能的影响
概 述
呼吸,人体与外界环境之间进行的气体交换过程。
呼吸全过程,
呼吸三个环节,
空
气
呼
吸
道
肺
泡
肺
毛
细
血
管
肺
静
脉
左
心
动
脉
肺
动
脉
毛
细
血
管
右
心
静
脉
组
织
细
胞
O2
CO2
O2
CO2
外呼吸
气体运输
内呼吸
? 呼吸系统 包括了 呼吸道 和 肺泡 。
? 呼吸道,分上、下两部分，上呼吸道由
鼻、咽、喉组成，下呼吸道由气管及各
级支气管组成。呼吸道有加温、润湿和
净化空气的功能，有通过调节支气管平
滑肌的舒缩来改变呼吸道的口径进而影
响气流阻力的功能，但呼吸道不具备气
体交换的功能。
?肺泡,人体左右肺共有 6-7亿个，总面积约为 70-100平方米。
从由单层上皮细胞构成的肺泡膜到肺毛细血管壁，是气体交换
必须穿越的结构，该结构称作呼吸膜，呼吸膜共有六层结构，
其厚度仅为 l从 μm,厚度越薄，气体的通透性越强。
第一节 呼吸运动和肺通气机能
一、肺通气的动力学
二、肺通气机能
三、肺通气机能的指标
一、肺通气的动力学
? (一 )呼吸运动
? 概念,胸廓的节律性扩大和缩
小 。 它是通过呼吸肌的舒缩活
动来实现的, 构成肺的通气动
力 。
? 呼吸肌,
主要吸气肌,膈肌和肋间外肌
辅助吸气肌, 胸肌, 斜方肌,
胸锁乳突肌和背阔肌等
呼气肌,肋间内肌和腹壁肌
? 1.平静呼吸
? 2.用力呼吸
? 3.呼吸形式
? 膈式呼吸或腹式呼吸（如屈体直角动作） ；
? 肋式或胸式呼吸（如双杠或地上做倒立的动作 ）。
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。
平静呼吸与用力呼吸特点,
① 平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。
②用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。
③ 平静呼吸时，肋间外肌所起的作用＜膈肌。
3.呼吸形式 胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸
混合呼吸,正常成人
腹式呼吸,婴儿； 双杠或地上做倒立的动作
胸式呼吸,屈体直角动作造型
(二 )肺内压
平静吸气初,肺内压 < 大气压 =2-3mmHg → 气入肺
平静呼气初,肺内压 > 大气压 =2-3mmHg → 气出肺
用力呼吸时,肺内压的升降变化有所增加。
如：紧闭声门或口鼻，再用力做呼气动作 (憋
气 )时，肺内压可高于大气压 60-140mmHg。若此时做
用力吸气动作，肺内压可低至 -30—-lOOmmHg。
(三 )胸内压
? 概念,胸膜腔内的压力。
? 胸膜位于肺表面的部分为 胸膜脏层,位于胸壁内表
面的部分为 胸膜壁层 。这两个部分延续相连，形成
密闭的间隙，即 胸膜腔 。
? 胸内压特点,
胸内压在呼吸过程中始终低于大气压，为 负压。
平静呼气之末 胸内压为与 -5 ～ -3mmHg,
平静吸气之末胸内压为 -l0 ～ -5mmHg,
用力吸气时负压可达 -3OmmHg。
? 胸内负压的形成原因,
婴儿出生后, 胸廓和肺发育的速度不均衡, 肺
发育较慢, 胸廓发育较快, 胸廓容积大于肺 。
由于胸膜壁层和脏层的紧贴不分, 即使在呼气
之末也是如此, 因而肺始终处于被动牵拉状态,
肺本身是有弹性的组织, 肺泡又有表面张力,
这两种因素使肺具有了回缩力 。
? 所以胸膜腔内的压力应是肺的回缩力与反方向
作用于胸膜腔的肺内压 (或大气压 )之和, 即,
胸内压 =肺内压 (或大气压 )-肺回缩力
? 胸内负压的主要作用,
? ① 有利于肺泡进行气体
交换；
? ② 有利于静脉血和淋巴
液的回流。
? 运动时采用深呼吸，能
够有效地促进肺泡气的
交换和有效地促进静脉
血的回心。
二、肺通气机能
(一 )肺容量及其变化
? 1.潮气量 每一呼吸周期中, 吸入或呼出的气量
? 2.补吸气量和深吸气量
补吸气量,平静吸气之后，再做最大吸气时，增补吸入
的气量。
深吸气量,补吸气量 +潮气量。 是衡量最大通气潜力的
一个重要指标 。
? 3.补呼气量
平静呼气之后，再做最大呼气时，增补呼出的气量。
其大小反映了呼气的贮备能力。
4.肺活量
? 概念,最大深吸气后，再做最大呼气时所呼出的气量，
称为肺活量。
? 正常值,男性约为 3500ml，女性约为 2500ml,运动锻炼
既能使人的肺活量水平提高，也能延缓肺活量的衰减，
高水平的运动员肺活量可达 7000ml之多。
?影响因素,性别、年龄、体
表面积、胸廓大小、呼吸肌
发达程度以及肺和胸壁的弹
性等因素有关，而且有较大
的个体差异。
5.余气量和功能余气量
? 余气量,尽最大力呼气之后，仍贮留于肺内的
气量。正常男性为 1500ml，女性为 1000ml。
老年人大于青壮年，男性高于女性。
? 功能余气量,平静呼气之后，存留于肺中的气
量。正常成年男性约为 250Oml，女性约为
2000ml。
? 6.肺总容量
肺所能容纳的最大气量为肺总容量，肺总
容量是肺活量和余气量之和。
(二 )肺通气量
? 概念,单位时间内吸入 (或呼出 )的气量
=呼吸深度 (潮气量 )*呼吸频率
安静时,6-8L 剧烈运动时,80-15OL或更多 (180-200L)
(三 )肺泡通气量
? 指每分钟吸入肺泡的实际能与血液进行气体交换的有效通气量。
=(呼吸深度 -生理无效腔 )*呼吸频率
三, 肺通气机能的指标
(一 )肺活量
? 肺活量反映了肺一次通气的最大能力，
也是测定肺通气功能简单易行的指标，
应用较普遍，常用于评定运动员的训练
水平和开展国民体质测定。
(二 )连续肺活量
? 连续地测五次肺活量，根据五次所测数
值的变化趋势，判断呼吸肌的机能能力。
(三 )时间肺活量
? 在最大吸气之后，以最快速度进行最大呼
气，记录在一定时间内所能呼出的气量。
? 第 l秒,83%肺活量 最有意义
? 第 2秒,96%肺活量
? 第 3秒,99%肺活量
? 时间肺活量是一个评价肺通气功能较好的
动态指标，它不仅反映肺活量的大小，而
且还能反映肺的弹性是否降低、气道是否
狭窄、呼吸阻力是否增加等情况。
(四 )最大通气量
? 以适宜的呼吸频率和呼吸深度进行呼吸时所
测得的每分通气量，称最大通气量。
? 一般只做 15秒钟通气量的测定, 并将所测得
的值乘以 4,即为每分最大通气量 。 是衡量通
气功能的重要指标, 可用来评价受试者的通
气储备能力 。 还可用通气贮量的百分比来表
示,
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