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《生理学》第五章呼吸呼吸，这一我们习以为常的生命活动，却蕴含着极其复杂而精妙的生理机制。
从我们每一次不经意的吸气到呼气，身体内部都在进行着一系列有条不紊的运作。
呼吸的过程，简单来说，就是气体在我们体内进出的过程，但这个看似简单的过程实际上包含了多个环节。
首先是肺通气，这是呼吸的第一步。
当我们吸气时，肋间外肌和膈肌收缩。
肋间外肌的收缩会使得肋骨向上向外移动，从而增大胸廓的前后径和左右径；膈肌的收缩则会使其顶部下降，增加胸廓的上下径。
这样一来，胸廓的容积就增大了，导致肺内的压力低于大气压，外界的空气便顺着压力差被吸入肺内。
而当我们呼气时，情况则相反，肋间外肌和膈肌舒张，胸廓容积缩小，肺内压力高于大气压，肺内的气体被排出。
接下来是肺换气。
吸入的空气到达肺泡后，并不是直接就进入血液被运输到全身各处了。
在肺泡和肺毛细血管之间，需要进行气体交换。
肺泡内的氧气浓度高，而肺毛细血管内的氧气浓度低；同时，肺毛细血管内的二氧化碳浓度高，肺泡内的二氧化碳浓度低。
这样，在浓度差的驱动下，氧气从肺泡扩散进入血液，二氧化碳则从血液扩散进入肺泡，完成气体交换。
气体在血液中的运输也是呼吸过程中的重要环节。
氧气主要是与血红蛋白结合形成氧合血红蛋白，通过血液循环被输送到身体的各个部位。
而二氧化碳则有三种运输形式：碳酸氢盐形式、氨基甲酰血红蛋白形式和物理溶解形式。
其中，碳酸氢盐形式是最主要的运输方式。
呼吸运动的调节是保证呼吸功能正常运行的关键。
呼吸中枢位于脑干，包括延髓、脑桥等部位。
延髓是产生呼吸节律的基本中枢，而脑桥则对呼吸节律有调整作用。
此外，外周化学感受器和中枢化学感受器也在呼吸调节中发挥着重要作用。
外周化学感受器主要感受动脉血中的氧分压、二氧化碳分压和氢离子浓度的变化；中枢化学感受器则对脑脊液中的氢离子浓度敏感。
当体内的二氧化碳分压升高、氧分压降低或者氢离子浓度升高时，化学感受器会将这些信号传递给呼吸中枢，从而调节呼吸运动的频率和深度，以保证体内气体的平衡。
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。
在人的自然呼吸停止时，可以用人为的方法改变肺内压，建立肺内压和大气压之间的压力差来维持肺通气，称为人工呼吸。
（3）胸膜腔内压：1）概念：胸膜腔内的压力称为胸膜腔内压。
平静呼吸时，胸膜腔内压始终低于大气压，即为负压，但在肺通气阻力增大时，呼气时胸膜腔内压有可能高于大气压。
2）胸膜腔内压的形成：是由两种方向相反的力（肺内压和肺回缩压）的代数和形成，即胸膜腔内压=肺内压+（-肺回缩压）在吸气末和呼气末，肺内压等于大气压，故胸膜腔内压=大气压-肺回缩压，若以大气压为0，这时胸膜腔内压=-肺回缩压，可见胸膜腔内压是由肺的回缩造成的。
肺回缩压的产生是因为在生长发育过程中，胸廓的生长速度比肺快，又因为胸膜腔的存在，故肺始终处于被动扩张状态，产生一定的回缩压。
平静吸气时回缩压增大，胸膜腔内负压更大；平静呼气时回缩压降低，胸膜腔内负压减小。
3）意义：保持肺的扩张状态和促进血液及淋巴液的回流。
2.肺通气的阻力：肺通气的阻力可分为弹性阻力和非弹性阻力两类。
弹性阻力包括肺的弹性阻力和胸廓的弹性阻力，是平静呼吸时的主要阻力，约占肺通气总阻力的70%非弹性阻力包括气道阻力、惯性阻力和粘滞阻力，约占肺通气总阻力的30%其中以气道阻力为主。
（1）弹性阻力和顺应性：物体对抗外力作用所引起的变形的力称为弹性阻力，其大小常用顺应性来度量。
顺应性（complianee）指弹性物体在外力作用下发生变形的难易程度。
顺应性（C）与弹性阻力（R）成反变关系。
肺和胸廓均为弹性组织，也具有弹性阻力，其弹性阻力的大小也可用顺应性来表示。
1肺的弹性阻力和顺应性：肺的弹性回缩力构成了肺扩张的弹性阻力。
可用肺顺应性表示肺的弹性阻力：肺顺应性（CL）=肺容积的变化（△ V /肺跨肺压的变化⑺ P）（L/cmH2O，式中跨肺压指肺内压和胸膜腔内压之差。
①肺静态顺应性曲线：是指在被测者屏气无气体流动情况下测定并绘制得到的压力-容积曲线，曲线斜率反映不同肺容量下肺顺应性的大小。
正常成人平静呼吸时肺顺应性约0.2L/cmH2O。
②比顺应性：测定单位肺容量的顺应性，即比顺应性。
③肺弹性阻力的来源：肺弹性阻力包括肺组织弹性回缩力（1/3 ）和肺泡内的液-气界面形成的表面张力（2/3 ）。
肺组织的弹性回缩力来自肺组织的弹力纤维和胶原纤维。
在肺泡液-气界面上存在的肺表面活性物质，主要由肺泡n型细胞产生，为复杂的脂蛋白混合物，主要成分是二棕榈酰卵磷脂和表面活性物质结合蛋白。
肺表面活性物质的密度随肺泡的张缩而改变。
肺表面活性物质的主要作用是降低肺泡液-气界面的表面张力，这种作用的生理意义：有助于维持肺泡的稳定性；减少肺组织液生成，防止肺水肿；降低吸气阻力，减少吸气做功。
2 ）胸廓的弹性阻力和顺应性：胸廓的弹性阻力来自胸廓的弹性成分。
当肺容量约为肺总量的67%寸，胸廓无变形不表现出弹性阻力；当肺容量小于肺总量的67%寸，胸廓被牵引向内其弹性阻力向外，是吸气的动力，呼气的阻力；当肺容量大于肺总量的67%寸，胸廓被牵引向外其弹性阻力向内，是吸气的阻力，呼气的动力。
所以胸廓弹性阻力的作用视其位置而定。
胸廓的弹性阻力也可用胸廓的顺应性表示。
正常人胸廓的顺应性也是0.2L/cmH2O。
3）肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性：因为肺和胸廓呈串联排列，所以肺和胸廓的总弹性阻力是二者弹性阻力之和，如以顺应性来表示，则肺和胸廓的总顺应性（CL+chw）为0.1L/cmH2O。
（2）非弹性阻力：气道阻力是非弹性阻力的主要成分，而惯性阻力和粘滞阻力都很小，可忽略不计。
气道阻力主要受气道管径大小的影响，平静呼吸时气道阻力主要发生在直径2mm1ffl支气管以上的部位。
使气道平滑肌舒张的因素有：跨壁压增大、肺实质的牵引、交感神经兴奋、PGE2、儿PGF a、内皮素等。
茶酚胺类等；使气道平滑肌收缩的因素有：副交感神经兴奋、组胺、二、肺通气功能的指标1.肺容积和肺容量（1）肺容积1 ）潮气量：每次呼吸时吸入或呼出的气量。
正常成人平静呼吸时为400-600ml,平均500ml。
2）补吸气量或吸气储备量：平静吸气末，再尽力吸气所能吸入的气量。
正常成人为1500-2000ml。
3）补呼气量或呼气储备量：平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气量。
正常成人为900-1200ml。
4）余气量：最大呼气末尚存留于肺内不能呼出的气量。
正常成人为1000-1500ml。
（2 ）肺容量：肺容积中两项或两项以上的联合气体量。
1）深吸气量：从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量。
深吸气量=潮气量+补-1 吸气量，是衡量最大通气潜力的一个重要指标。
2）功能余气量：平静呼气末尚存留于肺内的气量。
功能余气量=余气量+补呼气量。
正常成人约为2500ml。
3）肺活量：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气量。
等于潮气量+补吸气量+补呼气量。
正常成年男性为3500ml，女性为2500ml。
肺活量反映了肺一次通气的最大能力，是肺功能测定的常用指标。
用力呼气量：是指一次最大吸气后，再尽力尽快呼气时，在一定时间内所能呼出的气量，通常以它所占用力肺活量的百分数来表示。
正常成人第1秒末呼出的气量占其用力肺活量的百分数为80% FVC和FEV能更好的反映肺通气功能。
4）肺总量：肺所能容纳的最大气量。
肺总量=潮气量+补吸气量+补呼气量+余气量。
成年男性约为5000ml，女性约为3500ml。
2.肺通气量和肺泡通气量（1）肺通气量：指每分钟吸入或呼出的气体总量。
每分肺通气量=潮气量X呼吸频率。
最大随意通气量指尽力做深、快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大气量。
它反映单位时间内充分发挥全部通气能量所能达到的通气量，是估计一个人能进行多大运动量的生理指标之一。
（2）无效腔和肺泡通气量1）无效腔：从鼻或口至终末细支气管之间的呼吸道内的容积称为解剖无效腔。
进入肺泡的气体，因血流在肺内分布不均而未能与血液进行气体交换，未能发生交换的这一部分肺泡容量称为肺泡无效腔。
肺泡无效腔与解剖无效腔一起称为生理无效腔。
健康人平卧时，生理无效腔等于或接近于解剖无效腔。
2）肺泡通气量：指每分钟吸入肺泡内的新鲜空气量，等于（潮气量-无效腔气量）X |呼吸频率。
比较潮气量减半、呼吸频率加倍与潮气量加倍而呼吸频率减半时发现深慢呼吸比浅快呼吸有利于气体交换。
3.最大呼气流速-容积曲线：是反映最大呼气流速随肺容积变化而变化的关系的曲线。
绘制该曲线时让受试者尽力吸气后，尽力尽快呼气至余气量，并同时记录呼出的气量和流速。
在临床上该曲线可反映小气道阻塞的情况，阻力增高时，曲线降支下移。
4•呼吸功：指在一次呼吸过程中，呼吸肌为实现肺通气所做的功。
第二节肺换气和组织换气一、肺换气和组织换气的基本原理1.气体的扩散：指气体分子从分压高处向分压低处发生净转移的过程。
单位时间内气体扩散的容积为气体扩散速率，与气体的分压差（△ P）、气体的溶解度（S）、温度（T）和扩散面积（A）成正比，与扩散距离（d）和气体的分子量的平方根成反比。
其中，溶解度与分子量的平方根之比为扩散系数，CO2的扩散系数是02的20倍。
肺换气与组织换气都是以气体扩散的方式进行的。
2•呼吸气体和人体不同部位气体的分压（1）呼吸气和肺泡气的成分和分压：人体吸入的气体是空气。
吸入的空气在呼吸道内被水蒸气饱和，所以呼吸道内的吸入气的成分已不同于大气，各种气体成分的分压也发生相|应的改变。
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：液体中的气体分压也称气体的张力，其数值与分压相同。
不同组织中的P02和PC02不同，在同一组织，它们还受组织活动水平的影响。
二、肺换气1.肺换气的过程：混合静脉血流经肺毛细血管时，血液P02低于肺泡气，PC02高于肺泡气，根据气体扩散原理，肺泡气中的02向血液扩散，而C02由血液扩散到肺泡。
02和C02在血液和肺泡间的扩散都极为迅速，当血液流经肺毛细血管全长约1/3时，已基本完成肺换气过程。
可见，肺换气有很大的储备能力。
2.影响因素（1 ）呼吸膜的厚度：气体的扩散速率和呼吸膜的厚度成反比。
（2 ）呼吸膜的面积：气体扩散速率与扩散面积成正比。
（3）通气/血流比值：指每分钟肺泡通气量（VA）与每分肺血流量（Q）的比值（VA/Q）。
正常成人安静时约为0.84。
如果VA/Q>0.84意味着通气过剩或血流量相对不足，部分肺泡气体未能与血液气体充分交换，致使肺泡无效腔增大。
反之，如果VA/Q<0.84则意味着通气不足或血流相对过剩，部分血液流经通气不良的肺泡，混合静脉血中的气体不能得到充分更新，犹如发生了功能性动一静脉短路。
二者均妨碍了气体交换，导致机体缺Q和C◎潴留，但主要是缺O。
3.肺扩散容量：指气体在单位分压差（1mmH）的作用下，每分钟通过呼吸膜扩散的气体毫升数，是衡量呼吸气体通过呼吸膜的能力的一种指标。
