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2014成人高考医学综合生物学5.3肺换气和组织换气
时间: 2014年07月22日 来源:互联网 作者: 佚名 浏览:

 第三节肺换气和组织换气

  一、气体交换的原理

  机体内的气体交换就是以扩散方式进行的。单位时间内气体扩散的容积为气体扩散速率(D),它受下列因素的影响。

  (一)气体分压差

  两个区域之间的分压差是气体扩散的动力,分压差大,扩散快。气体在0.133kPa(1mmHg)分压差作用下,每分钟通过呼吸膜扩散的毫升数为扩散容量。

  (二)气体的相对分子质量和溶解度

  质量轻的气体扩散较快。在相同条件下,各气体扩散速率和各气体相对分子质量(MW)的平方根成反比。如果气体交换是发生在气一液之间,那么溶解度越大,气体扩散越快。溶解度与相对分子质量平方根之比为扩散系数,取决于气体分子本身的特性。CO2的扩散系数是O2的20倍,主要是因为CO2在血浆中的溶解度约为O2的24倍的缘故,尽管CO2的相对分子质量略大于O2。肺换气时,由于肺泡处O2分压是CO2分压的10倍,所以,肺泡处CO2的扩散速率是O2扩散速率的2倍左右。当肺换气不足时,缺O2比CO2滞留更明显。

  (三)扩散面积和距离

  扩散面积越大,所扩散的分子总数也越大,所以气体扩散速率与扩散面积成正比。分子扩散的距离越大,扩散经全程所需的时间越长,因此,扩散速率与扩散距离成反比。

  (四)温度

  扩散速率与温度成正比。

  二、肺换气

  肺换气是指肺泡与血液之问,O2与CO2的交换过程。气体交换是通过生物膜以扩散的方式实现的。气体交换的动力是膜两侧各气体的分压差。O2与CO2总是顺分压差由分压高处向分压低处扩散。

  影响肺换气的主要因素如下:

  (一)分压差

  分压差是气体交换的动力,决定气体交换的方向和速率。分压差越大,气体扩散的速率越快。

  (二)呼吸膜的面积和通透性

  肺部气体交换所经历的组织结构为呼吸膜。呼吸膜由六层结构组成,但却很薄,总厚度不到11μm,有的部位只有0.2μm,气体易于扩散通过。当气体扩散面积减少,肺泡壁增厚,通透性降低,气体扩散量及速度都会减少。

  (三)通气/血流比值

  这是指每分肺泡通气量与每分肺血流量(心输出量)的比值,称为通气/血流比值(VA/Q)。两者比例恰当,换气效率高。正常成人安静时,通气与血流比值为0.84。比值增大,表明一部分肺泡未得到足够的血流灌注,相当于无效腔增大;比值减少,表示一部分静脉血未得到充分的气体交换,发生功能性动一静脉短路。

  健康成人就整个肺而言VA/Q是0.84。但是肺内肺泡通气量和肺毛细血管血流量的分布不是很均匀的,因此,各个局部的通气/血流比值也不相同。例如人体直立位时,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左右,产生中度肺泡无效腔,而肺底的比值减小,产生功能性动静脉短路。

  三、组织换气

  在组织处,由于细胞有氧代谢,02被利用并产生C02,所以P02可低至3.99kPa(30mmHg)以下,PC02可高达6.65kPa(30mmHg)以上。动脉血流经组织毛细血管时,便顺分压差由血液向细胞扩散,C02则由细胞向血液扩散,动脉血因失去02和得到C02而变成静脉血。

 

 
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