2024年农学动物生理学基础复习：肺通气

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　　2024年农学动物生理学基础复习：肺通气

　　(一)肺通气的原理

　　1、呼吸运动：呼吸肌的收缩与舒张引起胸廓节律性地扩大和缩小称为呼吸运动，大气与肺泡之间的压力差是肺通气的直接动力：

　　①吸气末及呼气末为零

　　②平静呼吸：(-1～-2mmHg)～(+1～2mmHg)

　　③用力呼吸：(-30～-100mmHg)～(+60～140mmHg)

　　呼吸肌的舒缩活动所引起肺内压周期性↑/↓造成压力差(肺内压-大气压)是推动气体进/出肺的直接动力。

　　参与呼吸运动的肌肉称为呼吸肌

　　A.吸气肌：①膈肌：收缩时，胸腔容积增加;②肋间外肌：收缩时，胸腔容积增加。

　　B.辅助吸气肌：胸肌、背肌、胸锁乳突肌等收缩则胸腔容积增加。

　　C.呼气肌： ①肋间内肌;②腹壁肌。

　　肌纤维走向与肋间外肌走向相反，收缩时，胸腔容积减少。

　　(1)吸气运动

　　A.平静呼吸时,吸气运动主要由膈肌和肋间外肌的相互配合收缩完成。

　　B.用力呼吸时,呼气运动是主动的，腹肌强烈收缩进一步推动膈前移。

　　(2)呼气运动：呼气是被动的,肋间外肌和膈肌舒张。

　　2、肺内压：肺内气道和肺泡内气体的压力。

　　3、胸内压：即胸膜腔内的压力

　　(1)胸膜腔：由紧贴于肺表面的脏层和贴于胸廓内壁的壁层紧构成的一个密闭空腔，内有少量浆液。浆液的作用：润滑，减少摩擦内聚力(壁、脏两层紧贴，不易分离)

　　(2)胸内压大小：正常情况下，胸内压力总是低于大气压，故称为胸内负压。胸内压=大气压(肺内压)-肺回缩力，在吸气末和呼气末，肺内压等于大气压，这时胸内压=-肺回缩力，故胸内负压是肺的回缩力造成的。

　　A、吸气时：肺扩张↑,肺回缩力↑,胸膜腔的负值↑(-5～-10mmHg)

　　B、呼气时：肺扩张↓,肺回缩力↓,胸膜腔的负值↓(-3～-5mmHg)

　　(3)胸内负压形成原因：由于婴儿出生后胸廓比肺的生长快，而胸腔的壁层和脏层又粘在一起，故肺处于被动扩张状态，产生一定的回缩力。吸气末回缩力大，胸内负压绝对值大，呼气时，胸内负压绝对值变小。

　　(4)胸内负压的意义：

　　A、保持肺的扩张状态。

　　B、促进血液和淋巴液的回流(导致胸腔内静脉和胸导管扩张)。

　　4、肺通气阻力：包括弹性阻力和非弹性阻力，平静呼吸时弹性阻力是主要因素。

　　(1)弹性阻力：弹性组织在外力作用下变形时，有对抗变形和弹性回位的倾向，称为弹性阻力。一般用顺应性来衡量弹性阻力。

　　顺应性(C)与弹性阻力(R)成反比关系： C=ΔV/ΔP(式中ΔV为容量变化;ΔP为压力变化 )

　　肺的弹性阻力：来自肺组织本身的弹性回缩力和肺泡液-气界面的表面张力产生的回缩力，这两者成为肺扩张的弹性阻力。肺的弹性回缩力：来源于肺组织中的弹性纤维、胶原纤维等的扩张弹性阻力，平静呼吸时约占1/3。

　　(2)肺泡表面张力：分布于肺泡内侧表面的液体层，由于液体分子间的相互吸引，在液-气界面产生表面张力，作用于肺泡壁，驱使肺泡回缩。根据Laplace定律： P=2T/R (P是肺泡内的压力，T是肺泡表面张力，R是肺泡半径。)

　　如果大小肺泡的表面张力相等，则肺泡内压力与肺泡半径成反比。如果这些肺泡彼此连通，结果小肺泡内的气体将流入大肺泡，小肺泡越来越小，最后塌陷。

　　肺泡表面活性物质(PS)：是由肺泡Ⅱ型细胞分泌的一种脂蛋白，主要成分是二棕搁酰卵磷脂，分布于肺泡液体分子层的表面，即在液一气界面之间。

　　肺泡表面活性物质的生理意义：①降低肺泡表面张力;②增加肺的顺应性;③维持大小肺泡容积的相对稳定;④防止肺不张;⑤防止肺水肿。

　　肺泡表面活性物质缺乏将出现：肺泡的表面张力增加，大肺泡破裂小肺泡萎缩，初生儿呼吸窘迫综合征等病变。

　　(3)非弹性阻力包括气道阻力、惯性阻力和组织的粘滞阻力，其中气道阻力主要受气道管经大小的影响。

　　A、气道阻力：来自气体流经呼吸道时气体分子与气道壁之间的摩擦，是非弹性阻力的主要组成部分，约占80～90%。气道阻力受气流速度、气流形式和管径大小的影响。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、组织胺、PGF2→5-HT、过敏原等。平静呼吸时气道阻力主要发生在直径2mm细支气管以上的部位。

　　B、惯性阻力：是因气流和组织的惯性所产生的阻止肺通气运动的因素。平静呼吸时，可忽略不计。

　　C、粘滞阻力：来自呼吸时组织相对位移所发生的摩擦力

　　5、呼吸功

　　在呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性阻力和非弹性阻力而实现肺通气所作的功称为呼吸功。以单位时间内压力变化乘以容积变化表示，单位是kg.m。

　　正常情况下呼吸功不大，其中大部分用来克服弹性阻力，小部分用来克服非弹性阻力。

　　(二)肺容量与肺通气量

　　1、肺容量：指肺内容纳的气体量。

　　(1)潮气量(TV)：平静呼吸时，每次呼吸时吸入或呼出的气量。

　　(2)补吸气量或吸气贮备量(IRV) ：平静吸气末再尽力吸气，所能吸入的气量。

　　(3)补呼气量或呼气贮备量(ERV)：平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气量。

　　(4)余气量或残气量(RV)：最大呼气末尚存留于肺中不能呼出的气量。

　　(5)功能余气量(FRC)：平静呼气末尚存留于肺内的气量.是余气量和补呼气量之和。功能余气量的生理意义是缓冲呼吸过程中肺泡气氧和二氧化碳分压(Po2和Pco2)的过度变化.利于气体交换。另外，功能余气量能影响平静呼气基线的位置，也反映胸廓与肺组织弹性的平衡关系。功能余量=余气量+补呼气量。

　　(6)评价肺通气功能的指标

　　①肺活量 (VC)：最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气量称为肺活量，是潮气量、补吸气量和补呼气量之和。肺活量反映了一次通气的最大能力，在一定程度上可作为肺通气功能的指标。

　　②肺总容量(TLC)=潮气量+补吸气量+补呼气量+余气量。

　　③肺通气量：包括每分通气量和肺泡通气量。

　　2、肺通气量

　　(1)每分通气量 ：是指每分钟吸入肺内或从肺呼出的气体总量，每分肺通气量=潮气量×呼吸频率。

　　(2)每分通气量受两个因素影响：一是呼吸的速度，(呼吸的频率);二是呼吸的深度，即每次呼吸时肺通气量的大小。

　　(3)解剖无效腔：每次吸入的新鲜空气，其中一部分停留在从鼻腔到终末细支气管呼吸道内，不能与血液进行气体交换，是无效的，故把这一段呼吸道称为解剖无效腔

　　(4)肺泡通气量为每分钟吸入肺并能与血液进行气体交换的新鲜空气量，也称有效通气量，每分肺泡通量=(潮气量—解剖无效腔气量)×呼吸频率

　　(3)生理无效腔：进入肺泡内的气体，也可能由于血液在肺内分布不均而未能与血液进行气体交换，这部分肺泡容量称生理无效腔。

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