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5.2. 肺换气 * * 肺泡和肺泡毛细血管内的血液之间的气体交换过程 对肺换气的理解 理解气体交换的基本原理 影响肺换气的因素 理解通气/血流比值的重要性 气体的分压：概念和计算 问题 在海平面水平，大气压为760mmHg，氧分压为多少（空气中有21%的氧气）。 提示 Dalton定律：混合气体的总分压为不同气体的分压之和。 在混合气体中，单一气体的分压与该气体所占容积成正比。 * * 答案 PB = PN2 + PO2 + PHO2 + PCO2 (在海平面，PB = 760 mmHg) 其中为PB为大气压 PN2为氮气的分压 PO2为但大气中的氧分压 空气中的PO2 = 760 mmHg X 0.21 = 160 mmHg * * 在海平面的气体分压（PB = 760 mmHg） * * 气体 干燥空气 （mmHg） 湿润的气管内空气 （mmHg） 肺泡中气体 （mmHg） 动脉血 （mmHg） 混合静脉血 （mmHg） 氧气分压 160 150 102 95 40 二氧化碳分压 0 0 40 40 46 水蒸气压 0 47 47 47 47 氮气分压 600 563 571 571 571 总压力 760 760 760 760 704 空气湿化后，PO2下降 空气在抵达肺泡之前被湿化。 水蒸气的存在不改变O2和N2所占的百分比，但降低O2或N2的分压。 湿化后的空气中含 PO2= (760 – 47) X 0.21 = 150 mmHg PN2 = (760 – 47) X 0.79 = 563 mmHg * * 肺泡气中的氧气分压降到102 mmHg * * 原因 FRC的存在导致新鲜空气和肺泡内气体混合，降低肺泡内气体中的氧分压 肺泡毛细血管内血液对氧气的持续摄取导致肺泡内的氧分压进一步下降 * * 肺泡通气量和机体氧耗量决定肺泡气氧分压 * * * * 肺换气的过程 * * * * 呼吸膜（alveolar-capillary membrane或respiratory membrane) * * 构造 肺泡表面液体层 肺泡上皮细胞层 肺泡上皮基底膜 基质层 毛细血管基底膜 毛细血管上皮细胞层 氧分子的弥散 血液通过肺泡的时间为0.75秒。 肺泡内氧气和肺泡毛细血管内血液达到平衡的时间为0.25秒 肺静脉端肺泡毛细血管内血液、肺静脉血和体动脉血液中的PO2应与肺泡内氧分压接近。 * * 体动脉血液中的氧分压为何低于肺泡气的氧分压？ * * 传导气道有自己的循环系统即支气管循环（bronchial circulation） 支气管循环中的的部分静脉血不经氧合，直接进入肺静脉。低氧的静脉血和氧合后血液的混合导致肺静脉血氧分压的下降，这一现象称为分流 另外，部分肺泡处于低通气状态低通气/血流比值使通过此类肺泡的肺动脉血未能得到充分氧和 分流和低通气/血流比值导致体动脉血液中的氧分压低于肺泡气中的氧分压 影响肺换气因素的定量描述 Fick定律：D = ?P.T.A.S/d.(MW)1/2 式中 D为弥散速率 ?P为气体的分压差，是弥散的动力 T为温度 A为呼吸膜面积 S为气体在血液中的溶解度 S/(MW)1/2为扩散系数，它与气体的溶解度成正比，与气体分子量的平方根成反比。 MW为气体的分子量 D为弥散的距离(呼吸膜厚度) * * 二氧化碳分子的弥散速度较氧气为快  结论 在同一压力梯度下，二氧化碳的弥散速度较氧气快24.3倍。 在生理状态下，二氧化碳较氧气的弥散快2.35倍。 部分呼吸衰竭患者存在缺氧但无二氧化碳蓄积。 * * 气体 在37?C 下的溶解系数(ml/dl/mmHg) 分压梯度 (mmHg) CO2 0.592 X 6 3.552 O2 0.0244 X 62 1.5128 CO2/O2 24.3 X 0.097 2.35 影响肺换气的因素 气体的分压差 与换气的速度成正比 呼吸膜的厚度 肺纤维化、肺水肿导致呼吸膜厚度增加 呼吸膜的面积改变 肺切除、肺气肿导致呼吸膜面积减少 通气/血流比值改变 通气/血流比值异常导致缺氧，伴有或不伴有CO2储留 受重力、通气和心输出量的影响 * * 影响气体分压差梯度的因素 肺泡通气量 增大肺泡通气量可减弱FRC的缓冲作用，导致分压差减小 肺血流量 肺血流量增加导致O2和CO2分压差上升 血红蛋白与氧气和CO2结合的动力学 * * 呼吸膜的弥散容量（ Diffusion capacity of the lung ） 用于定量评建呼吸膜的气体交换能力 定义：在分压差保持在1mmHg时，每分钟跨过呼吸膜的气体容积 在健康年轻受试者，O2的弥散容量为21 ml/min/mmHg 体育锻炼增加呼吸膜的弥散容量 * * 通气/血流比