呼吸系統(tǒng)-2肺換氣與氣體運輸

第五篇呼吸Section

5

Respiration首都醫(yī)

學生理學與病理生理學系主講人：z

概述肺通氣氣體交換氣體在血液中的呼吸運動的調節(jié)2Gas

exchange3體內不同部位的氣體分壓4一、氣體交換原理Principles

of

gas

exchange5分壓：混合氣體中各組成氣體所具有的壓力。PO2＝760×20.96%＝159mmHgPCO2＝760×0.04%＝0.3mmHg分壓差：指某同一氣體在不同部位分壓不相等而產生的壓力差。是促使氣體由分壓高處向分壓低處擴散的動力，即為氣體交換的動力.二、氣體交換的過程Procedure

of

gas

exchange6肺換氣組織換氣三、影響氣體交換的因素Factors

affecting

gas

exchange分壓差×溫度×氣體溶解度×擴散面積擴散距離×√分子量氣體擴散速率∝7（一）氣體的分壓差同一海平面，肺泡氣體分壓主要受肺泡氣更新率的影響。肺泡氣更新率=（潮氣量-無效腔氣量）/功能余氣量。通常狀態(tài)下肺泡更新率約為14%。8呼吸膜面積正常成年人兩肺的總擴散面積：70m2，安靜狀態(tài)下用于氣體擴散的呼吸膜面積約占60%，疾病狀態(tài)（肺不張、肺氣腫、肺實變、肺葉切除等）擴散面積：減小呼吸膜厚度（通透性）呼吸膜增厚或擴散距離增加的疾病，如肺纖維化、肺水腫等，都會降低氣體擴散速率。（二）呼吸膜910每分鐘肺泡通氣量(VA)和每分鐘肺血流量(Q)之間的比值。正常成人在安靜時VA

約為4.2L/min，Q約為5L/min，因此VA

/Q約為0.84。（三）通氣血流比值（

VA/Q

）通氣/血流比值及其變化示意圖Gas

transport

in

the

blood11肺與組織之間的氣體

是聯(lián)絡外呼吸和內呼吸的中間環(huán)節(jié)12一、氣體在血液中的

方式Transport

forms

of

gas

in

the

blood化學結合動態(tài)平衡物理溶解動脈血混合靜脈血物理溶解化學結合合計物理溶解化學結合合計O20.3120.0020.310.1115.2015.31CO22.5346.4048.932.9150.0052.9113二、氧的Transport

of

oxygen物理溶解占血液總氧含量的約1.5%化學結合占血液總氧含量的約98.5%1415Hb

+

O2HbO2（氧合血紅蛋白）PO2

低（組織）PO2

高（肺）血紅蛋白（Hemoglobin,

Hb）（一）

Hb與O2的結合特點反應快，可逆，不需要酶的催化，受O2分壓的影響。Fe2+與O2的結合是氧合，不是氧化。1分子的Hb可以結合4分子的O2。O2與Hb的結合或解離影響Hb對O2的親和力。(氧解離曲線)HbO2和去氧合Hb的顏色不同。HbO2呈鮮紅色，去氧Hb呈紫藍色。當體表表淺毛細血管床血液中去氧Hb含量達5g/100ml血液以上時，皮膚、粘膜呈淺藍色，稱

(cyanosis)。Hb氧容量Hb氧含量Hb氧飽和度血氧容量血氧飽和度血氧含量16（二）氧解離曲線（Oxygen

dissociation

curve）表示PO2

與Hb氧結合量或Hb氧飽和度關系的曲線。該曲線既表示不同

PO2

下，O2

與Hb的分離情況，也反映不同PO2時，

O2與Hb的結合情況。Hb氧容量Hb氧含量Hb氧飽和度血氧容量17血氧飽和度血氧含量上段：PO2100~60mmHg中段：PO260~40mmHg下段：PO240~15mmHg1.氧解離曲線特點及意義“S”形18。表明：氧飽和度受PO2變化影響小是Hb與O2的結合階段。意義:

當外環(huán)境或吸入氣中的O2分壓下降，造成血PO2降低時，仍能為機體攝取和攜帶足夠的O2

。對高空高原或呼吸系疾病的人抗低氧血癥有利。上段：坡度較平坦19血紅蛋白氧飽和度％表明：PO2降低能促進大量氧離，血氧飽和度下降顯著。是HbO2

O2的部分。意義:當動脈血流經組織時，可

出適量的O2

，滿足機體安靜狀態(tài)下對O2

的需求。血紅蛋白氧飽和度％中段：坡度較陡20表明：PO2稍有下降,血氧飽和度就急劇大幅度下降。也是Hb與O2的解離階段。意義:當動脈血流經活動增強的組織時，可足夠的O2

，滿足活動增強組織對O2需求。代表O2的貯備。下段：坡度更陡血紅蛋白氧飽和度％212.影響氧解離曲線的因素22P50↑，Hb對O2親和力↓，曲線右移P50

↓，Hb對O2親和力↑，曲線左移23PCO2和pH的影響pH

降低或PCO2升高，P50增大，曲線右移。波爾效應（Bohr

effect)：指酸度對Hb氧親和力的影響。當PCO2升高或酸度增大時，Hb對氧的親和力下降，氧解離曲線右移。[H+]↑→與Hb氨基酸殘基結合→鹽鍵↑→T型Hb↑→Hb對O2的親和力↓生理意義：既可促進肺毛細血管血液的氧合，又有利于組織毛細血管血液中氧氣的。1904年.丹麥科學家Christian

Bohr、T↑→H+的活度↑→

Hb與O2親和力↓→Hb

O2

→Hb構型變?yōu)門型→氧離曲線右移→氧離易。如：組織代謝↑→局部T↑+CO2↑H+↑→曲線右移→氧離易T↓→H+的活度↓→Hb與O2親和力↑→Hb結合O2

→Hb構型變?yōu)镽型→氧離曲線左移→氧離難如：低溫麻醉時，應防組織缺氧冬天，末梢循環(huán)↓+氧離難→局部紅易凍傷溫度的影響2425DPG

↑→氧離曲線右移；DPG

↓→氧離曲線左移DPG

能與Hb結合形成鹽鍵→Hb構型變?yōu)門型DPG

→[H+]↑→波爾效應。高原缺氧→RBC無氧代謝↑→DPG↑→氧離曲線右移→氧離易大量輸入冷凍血→DPG↓→氧離曲線左移→氧離難，應注意缺氧。2,3-二磷酸甘油酸的影響2,3-DPG煤氣的機理、癥狀有哪些？如何預防？26（三）

Hb與CO的結合Hb+CO

HbCO（一氧化碳血紅蛋白）Hb與CO的親合力強于與O2的親和力約250倍。當Hb與

CO結合會造成機體缺氧。稱為煤氣

。HbCO使血液呈櫻桃紅色，煤氣

的患者不出現(xiàn)發(fā)紺。27化物?

離子對細胞內呼吸鏈的細胞色素氧化酶(cytochromeoxidase)具有很高的親和力，CN-與細胞色素a3中的鐵離子(Fe3+)配位結合，氧化型細胞色素氧化酶與CN-結合后便失去傳遞電子的能力，從而阻斷細胞呼吸和氧化磷酸化過程，以至氧不能被利用，氧化磷酸化受阻，ATP

減少，細胞因攝取能量嚴重不足而窒息?；?/p>

時，血氣變化明顯，氧利用率降低，靜脈血氧飽和度顯著增高，動靜脈血氧分壓差縮小，靜脈血呈鮮紅色。早期因呼吸加強，換氣過度，血液中

分壓下降，呈現(xiàn)呼吸性堿

。三、

的Transport

of

carbon

dioxide物理溶解(physical

dissolution)每100ml靜脈血，物理溶解的CO2僅為2.91ml，約占總

量的5%?；瘜W結合(chemical

combination)，占95%#碳酸氫鹽

88%CO2+H2O=H2CO3=HCO3-

+

H+HbNCOOH+O2氨基甲酰血紅蛋白#氨基甲酰血紅蛋白7%組織HbNH2O2+H+

+

CO2肺29組織HbNH2O2+H++CO2

HbNHCOOH+O2肺當血液流經組織時，

HbO2

O2迅速與CO2結合，形成氨基甲酰血紅白（HbNHCOOH）；當血液流經肺時，HbNHCOOH

與O2結合，形成HbO2

，同時

CO2氨基甲酰血紅蛋白，蛋。氧合血紅蛋白（HbO2）酸性高，不宜與CO2結合，而去氧Hb酸性低，易與CO2結合。3031（二）O2與Hb的結合對CO2

的影響何爾登效