呼吸-肺换气和组织换气

【生理学】肺换气和组织换气一、气体交换的基本原理（一）气体的扩散气体分子不停地进行无定向运动，当不同区域存在气压差时，气体分子将从气压高处向气压低除发生净转移，这一过程称为气体的扩散。

混合气体中各种气体都按其各自的分压差由分压高处向分压低处扩散，直到取得动态平衡。

肺换气和组织换气均以扩散方式进行。

单位时间内气体扩散的容积称为气体扩散速率。

1. 气体的分压差是指混合气体中各气体组分所产生的压力。

在温度恒定时，某种气体的分压等于混合气体的总压力诚意该气体在混合气体中所占容积百分比。

气体分压差是指两个区域之间某气体分压的差值，它是气体扩散的动力和决定气体扩散方向的关键因素。

2. 气体的分子量和溶解度根据Graham定律，在相同条件下，气体分子的相对扩散速率与气体分子量的平方根成反比，因此分子量小的气体扩散速率较快。

如果扩散发生于气相和液相之间，扩散速率还与气体在溶液中的溶解度成正比。

溶解度（S）是单位分压下溶解于单位容积溶液中的气体量。

一般以1个大气压下，38℃、100ml液体中溶解的气体毫升数来表示。

气体分子的溶解度与分子量的平方根之比称为扩散系数，它取决与气体分子本身的特点。

二氧化碳的扩散系数约为氧气的20倍，主要是因为二氧化碳在血浆中的溶解约为氧气的24倍。

3. 温度在正常人体，体温相对恒定，温度因素可忽略不计。

4. 扩散面积和距离扩散面积越大，所扩散的分子总数也越大；分子扩散的距离越大，扩散的时间越长。

（二）呼吸气体和人体不停部位气体的分压1. 呼吸气和肺泡气的成分和分压人体吸入的气体是空气。

空气成分中具有生理意义的是氧和二氧化碳。

吸入的空气在呼吸道内被水蒸气饱和，所以呼吸道内吸入气的成分不同于大气，各种气体成分的分压也发生变相的改变。

呼出气是无效腔内的吸入气和部分肺泡气的混合气体。

2. 血液气体和组织气体的分压人体血液和组织中气体的分压（mmHg）二、肺换气（一）肺换气过程混合静脉血流经肺毛细血管时，血液PO2为40mmHg，比肺泡气102mmHg的PO2低，O2就在分压差的作用下由肺泡气向血液净扩散，使血液PO2逐渐上升，最后接近肺泡气的PO2；混合静脉血PCO2为46mmHg，所以，CO2便向相反的方向净扩散，即从血液向肺泡扩散。

第五章呼吸机体与外界环境之间的气体交换过程,称为呼吸（respiration）。

呼吸的全过程由三个环节组成：①外呼吸，包括肺通气和肺换气；②气体运输；③内呼吸，即组织换气，有时也将细胞内的氧化过程包括在内。

第一节肺通气一、肺通气的原理气体进出肺取决于推动气体流动的动力和阻止气体流动的阻力的相互作用，动力必须克服阻力，才能实现肺通气。

1.肺通气的动力：肺泡与外界环境之间的压力差是肺通气的直接动力，而呼吸运动则是肺通气的原动力。

（掌握）（1）呼吸运动：指呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小的过程。

它包括吸气运动和呼气运动。

1）呼吸运动的过程：•吸气过程①（平静）吸气时，膈肌、肋间外肌收缩T胸廓扩大T肺容积扩大T肺内压降低（v大气压气体进入肺T完成吸气。

②用力吸气时，辅助吸气肌也参与收缩。

•呼气过程①（平静）呼气时，膈肌、肋间外肌舒张T肺弹性回缩，容积减小并牵引使胸廓缩小T肺内压增加（＞大气压）T气体排出肺T完成呼气。

②用力呼气时，呼气肌也收缩T胸廓进一步缩小T肺内压进一步增加T更多气体排出肺。

2）呼吸运动的型式：①腹式呼吸和胸式呼吸：膈肌的收缩和舒张可引起腹腔内器官位移，造成腹部的起伏，这种以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动称为腹式呼吸。

肋间外肌收缩和舒张时主要表现为胸部的起伏，这种以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动称为胸式呼吸。

一般情况下，成年人的呼吸运动呈胸式和腹式混合式呼吸。

②平静呼吸和用力呼吸：安静状态下的呼吸运动称为平静呼吸，呼吸频率为每分钟12〜18次。

当机体运动或吸入气中C◎含量增加而Q含量减少或肺通气阻力增大时，呼吸运动将加深加快，这种呼吸运动称为用力呼吸或深呼吸。

在缺氧、CQ增多或肺通气阻力较严重的情况下，可出现呼吸困难。

（2）肺内压：指肺泡内的压力。

在呼吸过程中，肺内压呈周期性波动。

吸气时，肺内压下降，低于大气压，气体入肺，至吸气末，肺内压与大气压相等。

反之, 呼气时，肺内压升高，高于大气压，气体出肺，至呼气末，肺内压与大气压相等。

人体呼吸的四个过程及原理人体呼吸是生命活动中的重要组成部分，它涉及氧气进入体内并二氧化碳排出体外的过程。

这一过程由四个主要步骤组成：外呼吸、气体运输、内呼吸和组织换气。

下面将详细介绍这四个过程及其原理。

一、外呼吸外呼吸包括肺通气和肺换气两个子过程。

肺通气是指空气进入肺部的过程，主要由呼吸肌的收缩和舒张驱动。

当呼吸肌收缩时，胸腔扩大，肺内压降低，空气被吸入肺部；当呼吸肌舒张时，胸腔缩小，肺内压升高，空气从肺部排出。

肺换气则是指肺泡内的气体与血液之间的交换过程。

氧气从肺泡进入血液，而二氧化碳从血液释放到肺泡。

这一过程依赖于肺泡膜两侧的气体分压差和气体的溶解性。

二、气体运输气体运输是指氧气和二氧化碳在血液中的运输过程。

氧气主要与血红蛋白结合形成氧合血红蛋白，在血液中运输至全身组织细胞。

而二氧化碳则以溶解状态和碳酸氢盐形式在血液中运输。

血红蛋白与氧气的结合是一个可逆过程，其结合程度取决于血液中的氧分压。

当氧分压升高时，血红蛋白与氧气的结合增加；当氧分压降低时，血红蛋白释放氧气。

这种特性使得血红蛋白能够在肺部高效地摄取氧气，并在组织细胞处释放氧气。

三、内呼吸内呼吸是指组织细胞与血液之间的气体交换过程。

在这一过程中，氧气从血液进入组织细胞，而二氧化碳从组织细胞释放到血液。

这一过程依赖于组织细胞膜两侧的气体分压差和气体的溶解性。

内呼吸的效率受到多种因素的影响，如组织细胞的代谢率、血液循环速度和血液与组织细胞之间的接触面积等。

当这些因素发生变化时，内呼吸的速率和效率也会相应调整以适应身体的需要。

四、组织换气组织换气是指组织细胞内的气体交换过程。

在这一过程中，组织细胞通过细胞膜上的离子泵和转运蛋白将氧气和营养物质运入细胞内，同时将二氧化碳和代谢废物运出细胞外。

这一过程对于维持组织细胞的正常代谢和功能至关重要。

综上所述，人体呼吸的四个过程包括外呼吸、气体运输、内呼吸和组织换气。

这些过程相互协调，共同维持着人体内部环境的稳定和生命活动的正常进行。