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临床执业医师考试生理学知识点精讲

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知识点二：肺换气

2.1.肺换气的过程

混合静脉血流经肺毛细血管时，血液po₂是40mmhg(5.3kpa)，比肺泡气的104mmhg(13.9kpa)低，肺泡气中o2便由于分压差向血液净扩散，血液的p02便逐渐上升，最后接近肺泡气的p0₂。co₂则向相反的方向扩散，从血液到肺泡，因为混合静脉血的pco2是46mmhg(6.1kpa)，肺泡气的pco₂是40mmhg(5.3kpa)。

o₂和c0₂的扩散都极为迅速，仅需约0.3秒即可达到平衡。通常情况下血液流经肺毛细血管的时间约0.7秒，所以当血液流经肺毛细血管全长约1/3时，已经基本上完成交换过程。可见，通常情况下肺换气时间十分充足。

习题

体内co₂分压最高的部位是

a.静脉血液

b.毛细血管血液

c.动脉血液

d.组织液

e.细胞外液

[答疑编号111040201]

『正确答案』d

2.2.影响肺部气体交换的因素

气体扩散速率除受分压差、温度和扩散系数的影响以外，还受扩散距离、扩散面积及通气/血流比值的影响。气体扩散速率如下式所示

式中△p为某气体的分压差;t为温度;a为气体扩散的面积;s为气体分子溶解度;d为气体扩散的距离;mw为气体的分子量。

1).呼吸膜的厚度：

在肺部，肺泡气通过呼吸膜(肺泡-毛细血管膜)与血液气体进行交换。气体扩散速率与呼吸膜厚度成反比关系，病理情况下，任何使呼吸膜增厚或扩散距离增加的疾病，都会降低扩散速率，减少扩散量，如肺纤维化、肺水肿等，可出现低氧血症。

2).呼吸膜的面积：

气体扩散速率与扩散面积成正比。正常成人肺有3亿左右的肺泡，总扩散面积约70m2。安静状态下，呼吸膜的扩散面积约40m2，故有相当大的储备面积。运动时，因肺毛细血管开放数量和开放程度的增加，扩散面积也大大增大。肺不张、肺实变、肺气肿或肺毛细血管关闭和阻塞均使呼吸膜扩散面积减小。

通气/血流比值的影响

通气/血流比值是指每分钟肺泡通气量(v(·)a)和每分钟肺血流量(q(·))之间的比值(v(·)a/q(·))。正常成年人安静时，v(·)a约为4.2l/min，q约为5l/min，因此，v(·)a /q(·)约为0.84。这一比值的维持依赖于气体泵和血液泵的协调配合，只有适宜的v(·)a /q(·)才能实现适宜的气体交换，这是因为肺部的气体交换依赖于两个泵协调配合的工作。一个是气泵，使肺泡通气，肺泡气得以不断更新，提供o2，排出co2;一个是血泵，向肺循环血液泵入相应的血流量，及时带走摄取的02，带来机体产生的c02。

① 如果v(·)a /q(·)比值增大，这就意味着通气过剩，血流不足，部分肺泡气未能与血液气充分交换，致使肺泡无效腔增大。

② v(·)a /q(·)下降，则意味着通气不足，血流过剩，部分血液流经通气不良的肺泡，混合静脉血中的气体未得到充分更新，未能成为动脉血就流回了心脏，犹如发生了动-静脉短路。

由此可见，v(·)a /q(·)增大，肺泡无效腔增加;v(·)a /q(·)减小，发生功能性动-静脉短路，两者都妨碍了有效的气体交换，可导致血液缺o2或c02潴留，但主要是血液缺o2。

肺尖部的通气和血流都较肺底的小，不过血流量的减少更为显著，所以肺尖部的通气/血流比值增大，可达3。肺下部部分血流得不到充分气体交换，比值减少。

知识点三：气体在血液中的运输

o2和co2在血液中以物理溶解和化学结合的方式运输。o2和co2化学结合方式分别占各自总运输量的98.5%和95%，物理溶解的量仅占1.5%和5%。物理溶解的量虽少，但是一重要环节;因为气体必须首先物理溶解后才能发生化学结合。

3.1.氧和二氧化碳在血液中的运输形式

3.1.1.氧在血液中的运输

o2主要以氧合血红蛋白(hbo2)的方式运输。扩散入血的o2能与红细胞中血红蛋白(hb)发生可逆性结合。

hb+o2 hbo2

在肺由于o2分压高，促进o2与hb结合，将o2由肺运输到组织;在组织处o2分压低，则hb o2解离，释放出o2。

3.1.2.二氧化碳在血液中的运输

co2也主要以化学结合方式运输。化学结合运输的co2分为两种形式：氨基甲酰血红蛋白(hhbnhcooh)形式和 的方式。

(1) 方式： 的方式占co2运输总量的88%。

机制：红细胞内含有较高浓度的碳酸酐酶，从组织扩散入血的大部分co2在红细胞内生成h2c03，继而又解离成 和h+。 在红细胞内与k+结合。随着红细胞内khco3生成的增加，可不断向血浆扩散，与血浆中na+结合成nahco3，同时血浆中cl-向红细胞内扩散以交换 。在肺部，肺泡气pco2低于静脉血，上述反应相反方向进行，以 形式运输的co2逸出，扩散到肺泡被呼出体外。

(2)氨基甲酰血红蛋白方式;约7%的co2与hb的氨基结合生成氨基甲酰血红蛋白。这一反应无需酶的催化，反应迅速、可逆，主要调节因素是氧合作用。

机制：由于氧合血红蛋白与co2的结合能力小于还原血红蛋白，所以在组织处，还原血红蛋白的增多促进了氨基甲酰血红蛋白的生成。一部分co2就以氨基甲酰血红蛋白的形式运输到肺部。在肺部，氧合血红蛋白的生成增加。促使氨基甲酰血红蛋白释放出co2。

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