呼吸是重要的生命体征,机体在代谢过程中必须不断地与外界环境进行O2和CO2的交换。那么,O2是如何到达组织细胞,而组织细胞内的CO2又是如何排出体外的?实际上呼吸的全过程很复杂,包括外呼吸(肺通气与肺换气)、气体在血液中的运输和内呼吸。
肺通气是指外界环境与肺泡之间的气体交换。呼吸肌的节律性收缩与舒张引起胸廓扩大或缩小,肺随之扩大或缩小,肺内压低于或高于大气压,产生吸气或呼气。因此,肺通气的原动力是呼吸运动,直接动力是肺内压与大气压的压力差。在肺通气的过程中,胸内压起着重要作用。胸内压是指胸膜腔内的压力,由作用于肺泡壁(脏层胸膜)的肺内压与肺的回缩力构成,胸内压=肺内压-肺的回缩力。胸内压一般为负值,其生理意义是维持肺的扩张和促进静脉血与淋巴液的回流。
肺通气的动力必须克服阻力通气才能进行。肺通气阻力有弹性阻力和非弹性阻力。肺的弹性阻力包括肺泡表面张力和肺的弹性纤维回缩力,其中以肺泡表面张力为主。反映肺弹性阻力大小的常用指标是肺顺应性,两者呈反变关系。肺泡II型上皮细胞可合成和释放肺表面活性物质。肺表面活性物质的作用有:降低肺泡表面张力、减少吸气阻力,维持大小肺泡容量的稳定,防止肺不张,避免肺水肿。非弹性阻力包括气道阻力、粘
滞阻力与惯性阻力,其中最主要的是气道阻力。多种因素可使气道口径变小、气道阻力增大而诱发哮喘。
如何评价肺的通气功能?目前采用的指标中反映肺通气功能较好的指标是时间肺活量,反映肺通气效率的较好指标是肺泡通气量。根据肺通气功能指标,可鉴别阻塞性和限制性通气功能障碍。
肺泡气与肺毛细血管血液之间的气体交换称为肺换气,气体交换速率与气体的分压差、温度、溶解度、肺泡膜的面积成正比;与肺泡膜的厚度及气体分子量的平方根成反变。此外,通气还必须与肺血流相匹配。
气体在体内必须经过血液运输才能与组织细胞实现交换。气体在血液中以物理溶解和化学结合两种形式运输。物理溶解是O2和CO2出入血液的必经形式,化学结合是O2和CO2的主要运输形式,O2和CO2运输的主要形式分别为氧合血红蛋白和碳酸氢盐。
呼吸运动是自动的节律性运动但在一定程度上受意识调控。那么,这种自动的节律性的呼吸运动产生于何处?受哪些因素的调节?研究表明,呼吸中枢分布于大脑皮层到脊髓的各级中枢,最基本的呼吸中枢在延髓,其节律起搏点是pre-B?tzinger complex。而正常呼吸节律的形成有赖于延髓与脑桥的共同配合。呼吸运动受机械性和化学感受性反射的调节,前者以肺牵张反射为主。化学感受性反射的感受器分为外周(颈动脉体和主动脉体)和中枢化学感受器(延髓腹外侧浅表部位),血中Pco2和H+浓度升高及Po2降低时可兴奋外周化学感受器;CO2可进入脑脊液生成H2CO3,后者再离解出H+兴奋中枢化学感受器,血中H+亦可少量进入脑脊液,兴奋呼吸中枢,呼吸加深加快,维持体内正常的Pco2、Po2和H+浓度。
呼吸是指机体与外界环境之间的气体交换过程。机体必须通过营养物质氧化产生能量以供给自身活动与维持体温。因此,机体需要从大气中摄取O2并排出所产生的CO2。由于体内贮存的氧量很少,成年人约为1 500ml,而维持基础代谢所需的O2约250ml/min,仅能维持机体代谢数分钟。可见呼吸必须不断进行,是重要的生命体征。
在呼吸过程中,O2是如何到达组织细胞,而组织细胞内的CO2又是如何排出体外的?实际上呼吸的全过程包括三个相互衔接并且同时进行的过程(图5-1),即外呼吸或肺呼吸包括肺通气(肺与外界空气之间的气体交换过程)和肺换气(肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程);气体在血液中的运输;内呼吸(组织细胞与组织毛细血管之间的气体交换以及组织细胞内的氧化代谢)。