肺換氣和組織換氣

1、第二節(jié) 肺換氣和組織換氣,,一、氣體交換的原理,（一）氣體的擴散 氣體分子不停的進行著無定向的運動，其結(jié)果是氣體分子從分壓高處向分壓低處發(fā)生凈轉(zhuǎn)移，這一過程稱為氣體擴散。 肺換氣和組織換氣就是物理性的擴散過程。,氣體擴散遵循著以下物理原則：,1.氣體從分壓高的一側(cè)向低的一側(cè)擴散。2.各氣體的擴散方向和量，決定于該氣體的分壓差、氣體的擴散速度和氣體在液體中的溶解度。,,3.在液體或氣－液交界面，氣體的擴散速度與它在

2、液體中的溶解度密切相關(guān)。溶解度高的擴散快。4.氣體的擴散速度∝（1/ √氣體分子量）。分子量大的擴散速度慢。,,單位時間內(nèi)氣體擴散的容積為氣體擴散速率，它受下列因素影響。 分壓差×擴散面積×溫度×氣體溶解度 擴散距離×√分子量,擴散速率,∝,,,1.氣體的分壓差：分壓差大－－擴散快2.氣體分子量和溶解

3、度：溶解度高，擴散快 分子量大，擴散慢3.肺泡膜的擴散面積：擴散面積大，擴散快 安靜狀態(tài)下，肺泡擴散面積40m2 運動時肺泡擴散面積70m2 疾病狀態(tài)時下降,,4.擴散距離－肺泡膜的厚度（反比關(guān)系） 肺纖維化 厚度增加 肺水腫 擴散下降5.溫度

4、 液體溫度上升，溶解度上升－擴散快,｝,,6. 肺血流量與通氣血流比 0.75秒右心搏出量60ml/每搏 流經(jīng)肺泡膜氣體交換所需時間0.3秒，故時間上有很大貯備潛力。如果血流量下降，氣體交換正常－交換的總量下降故肺泡通氣量與血流量之間必須保持恰當(dāng)?shù)谋戎怠?/p>

5、,,,通氣/血流比值＝4.2升/5升＝0.84（VA/Q） （安靜時正常值） VA每分肺泡通氣量 Q 每分肺血流量,,通氣/血流比值升高：表示有部分肺泡氣不能與血液中的氣體充分交換＝生理無效腔增大。通氣/血流比值下降：表示有部分血液經(jīng)通氣不良的肺泡，得不到充分氣體交換，相當(dāng)于功能性動－靜脈短路。,,正常人直立時 肺各局部VAQ分布不均勻肺尖 VA下降/Q下降 比值上升

6、 （可在3以上）肺底 VA下降/Q上升 比值下降 （0.6）,,7. 肺擴散容量 指各種氣體在單位分壓差（1mmHg）下，每 分鐘能通過呼吸膜的氣體量（ml）。它是測定呼吸膜擴散功能的生理指標(biāo)。,,因為CO2擴散速度大于O2，20：1，所以臨床上不存在CO2擴散障礙。一

7、般以O(shè)2的擴散容量作為測定指標(biāo)。 正常成人20ml/min/mmHg 男大于女 ；成人大于老幼,（二）呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓,1.呼吸氣及肺泡氣的成分和分壓 呼吸周期中，肺泡氣O2及CO2的含量有輕微波動。 容積百分比 分壓 血漿溶解度 擴散速度 N2 79%

8、600mmHg O2 20.96% 159mmHg CO2 ＞ O2 CO2 ＞ O2 24:1 20.6:1 CO2 0.04%

9、 0.3mmHg,,混合氣體的總壓力是各組成氣體的分壓力的總和。各組成氣的分壓＝混合氣總壓力×該氣體的容積百分比 O2 159mmHg＝760mmHg×79％CO2擴散率/ O2擴散率＝ √O2分子量/√CO2分子量=√32/√44＝5.6/6.6在肺泡氣O2的擴散率稍大于CO2但由于CO2溶解度 /O2溶解度=0.592/0.0244=24.3/1.0(Herry’s law 赫利

10、定理）CO2擴散速率 /O2擴散速率 =（5.6/6.6）×（0.592/0.0244)=20.6/1.0,,2.血液氣體和組織的分壓（張力）,二、肺換氣過程,混合靜脈血PO2是5.32kPa（40mmHg），比肺泡氣的13.82 kPa（104mmHg）低，肺泡氣中O2向血液中擴散，血液的PO2逐漸上升，最后接近肺泡氣的PO2。 混合靜脈血PCO2是6.12kPa（46mmHg），比肺泡氣的5.32 kPa（40mmH

11、g）高，血液中CO2向肺泡中擴散，血液的PCO2逐漸下降，最后接近肺泡氣的PCO2。,第三節(jié) 氣體在血液中的運輸,一、氧和二氧化碳在血液中的存在形式 物理溶解（中介作用）兩種形式 化學(xué)結(jié)合（為主）,,｛,,O2 溶解

12、 化合結(jié)合 CO2 組織或肺 血液 溶解系數(shù) O2 0.022 ml/1ml 全血 CO2 0.511ml/1ml 全血,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,二、氧的運輸,與Hb結(jié)合占98.5％氧的運輸

13、 物理溶解占1.5％,｛,,氧容量：指每100ml血中，血紅蛋白結(jié)合氧的最大量。正常Hb在15g/100ml血液中，1gHb結(jié)合1.34ml氧。氧容量＝15×1.34＝20ml氧含量：血紅蛋白實際結(jié)合的氧量。動脈血：20ml氧靜脈血：15ml氧,,氧飽和度：指氧含量占氧容量的百分比。動脈血，氧含量20ml，氧飽和度為100％靜脈血，氧含量15ml，氧飽和度為75％,

14、（一）Hb與O2的可逆結(jié)合,O2分壓高（肺） Hb＋O2 HbO2 O2分壓低（組織） （還原、紫藍色） （氧化、紅色） 鹽鍵斷裂 分子構(gòu)型緊密型 分子構(gòu)型疏松型

15、 （T型） 鹽鍵形成 （R型）,,,,,,,特點：,1.可逆性結(jié)合，非酶促過程，反應(yīng)快，受PO2影響。2.O2與血紅蛋白的亞鐵離子結(jié)合，結(jié)合后亞鐵離子的離子價不變，故稱氧合，不是氧化。,,3.血紅蛋白的珠蛋白由兩條α肽鏈和兩條β肽鏈構(gòu)成，每條肽鏈上結(jié)合一個含亞鐵離子的血紅素分子，，每個亞鐵離子結(jié)合一個O2分子。故每個血紅蛋白分子可結(jié)合4個O2分（Hb4O8）1gHb可結(jié)合1.34－1.39ml

16、O2。4.血紅蛋白兩對α、β肽鏈與O2結(jié)合能力可互相促成結(jié)合或解離（釋放）。 在肺部，PO2升高促結(jié)合；在組織，PO2下降促釋放。,血紅蛋白的異常形成,1.胎兒血紅蛋白（HbF）是由兩條γ鏈和α鏈結(jié)合組成，它對O2親和力比HbA大?？赡苡捎讦面湶慌c2，3DPG相結(jié)合，不受2，3DPG影響的緣故。2.鐮狀細胞貧血（HbS)兩條β鏈第6位谷氨酸為纈氨酸所取代，使去氧Hb釋放O2的能力下降，導(dǎo)致組織缺O(jiān)2。3.地中海貧血 。 我

17、國常見β地貧。由于β鏈合成障礙HbA生成抑制，HbF代償增多，O2解離曲線左移。,,5. Hb與O2的結(jié)合或解離曲線呈S型與 Hb的變構(gòu)效應(yīng)有關(guān)。 Hb與O2結(jié)合－－鹽鍵斷裂，R型 Hb與O2解離－－鹽鍵斷裂，T型 T型對O2親和力小。 R型對O2親和力大。,Bohr effect,PH下降，H+與Hb多肽鏈的某些氨基酸殘基結(jié)合，促使鹽鍵形成（T型），使其對O2親和力下降。PCO2上升

18、，H+增加。PCO2上升，CO2本身與Hb多肽鏈終末氨基酸的－NH2－形成氨甲?；衔铮冫}鍵形成，從而使Hb對O2親和力下降。,（二）氧離曲線,反映PO2與氧合Hb飽和度的關(guān)系的曲線。,特點：,1.曲線上段：PO2 60－100mmHg.坡度較平坦（1）氧分壓變化雖大但飽和度變異?。词雇饨缁蚍闻葜蠵O2下降，但氧化飽和度依然可維持在較高水平。（2）PO2＞100mmHg時，氧合飽和度增加很不明顯，血氧量增加很少。,,2.

19、 曲線中段 PO2 60－40mmHg是 HbO2釋放O2的部分。 此時Hb氧飽和度75％，血O2含量14.4％， 即每100ml血液流過組織時釋放5mlO2。 血液流經(jīng)組織時釋放出的O2容積所占動脈O2含量的百分數(shù)－－O2利用系數(shù)。安靜時為25％，運動時可增加到75％。,,3. 曲線下段 PO2 10－40mmHg.坡度陡。PO2略有下降，促使較多O2解離，飽和度下降，不利于組織

20、活動的供氧，氧利用系數(shù)上升至75％。 機制：血紅蛋白αβ肽鏈結(jié)合氧時，互相作用。,,高原PO2下降 意義：Hb的氧緩沖功能 組織活動 血紅蛋白氧緩沖功能：不論血液本身或外界O2濃度有較大幅度變動，而組織PO2仍可保持在穩(wěn)定的正常范圍內(nèi)。 O2 5ml/100ml/min,｛,（三）影響氧離曲線的因素,

21、1. PH和CO2影響 通常用P50表示Hb對O2的親和力。 正常P50：PO2 26.5mmHg。 P50上升，親和力下降，曲線右移； P50下降，親和力上升，曲線左移。,,Bohr效應(yīng)： Hb分子構(gòu)型轉(zhuǎn)為T型： PH下降，PCO2上升－－曲線右移，氧飽和度下降，解離增加。 Hb分子構(gòu)型R型： PH上升，PCO2下降－－曲線左移，氧飽和度增加，解離下降。,,2.溫度

22、的影響T增加－－曲線右移，氧飽和度下降。T增加－－H+活動性增加，Hb對O2親和力下降。T下降－－Hb與O2親和力上升，氧飽和度上升，曲線左移，HbO2不易解離出O2（低溫麻醉）。,,3. 2，3二磷酸甘油酸（2，3－DPG）的影響 2，3－DPG為RBC內(nèi)一種有機磷酸鹽。 缺氧、貧血 甲狀腺素 長時間運動RBC

23、 2，3DPG上升 無氧代謝 脫氧血紅蛋白β鏈形成鹽鍵 失去氧合能力（T型）Hb 氧離曲線右移，促氧解離,,,,,,,4.其他因素Fe++ Fe+++就失去O2結(jié)合能力CO中毒， CO與Hb結(jié)合

24、 COHb（無與O2結(jié)合能力）,,,三、二氧化碳的運輸,物理溶解CO2的運輸 （6％） 碳酸氫鹽形式 化合結(jié)合 （87％） （94％） 氨基甲酸血紅蛋白 （7％ ）,｛,｛,,（一）碳酸氫鹽形式的運輸 特

25、點：1.反應(yīng)可逆，但需酶的促助。 2.結(jié)合或解離決定于CO2分壓差。 3.反應(yīng)中伴有Cl－的轉(zhuǎn)移。,,（二）氨基甲酸血紅蛋白的形式運輸 在組織中 HbNH2+CO2 HbNHCOOH 肺

26、 HbNHCOO－ ＋H＋,,,,,,特點： 1.反應(yīng)可逆，無需酶的促助。 2.結(jié)合或解離取決于Hb的氧合作用。 脫氧Hb與CO2結(jié)合多； 氧合Hb結(jié)合少，解離多。 3.CO2分壓差的影響不明顯。,（三）CO2解離曲線,1.血液中CO2的運輸量，決定于CO