第三讲 呼吸系统的解剖结构和生理功能(三)

肺换气和组织换气

一、肺换气

肺换气是指肺泡中的氧气进入肺泡壁毛细血管血液以及血液中的二氧化碳进入肺泡的过程。通过肺换气，含氧量少而含二氧化碳多的静脉血，转变为含氧量多而含二氧化碳少的动脉血。

肺换气是通过呼吸膜进行的，其动力是靠呼吸膜两边存在的气体分压差。氧从压力高的肺泡向压力低的血液运动，二氧化碳从压力高的血液向压力低的肺泡运动。气体分子从压力高处向压力低处运动的过程，称之为气体扩散。

气体扩散的速率与气体分压差、温度、扩散面积（呼吸膜面积）和溶解速度成正比，与扩散距离（呼吸膜厚度）和分子量的平方根成反比。综合考虑各因素，氧的扩散速率大约是二氧化碳的1/2，因此，临床上缺氧现象比二氧化碳潴留更为常见。

另外，肺通气与血液的比值也可以影响肺换气的效率。就整个肺来说，通气和血流比值，即每分钟肺泡通气量与每分钟肺血流量的比值。正常人安静状态下，每分钟肺泡通气量为4.21升，心排出量约为51升，通气/血流比值为0.84，此时，肺内气体交换效率最高。通气/血流比值增大或减小时，肺换气的效率均下降。

二、组织换气

组织换气是指血液中的氧与组织细胞产生的二氧化碳，进行交换的过程，也称为内呼吸。组织换气的原理与肺换气相同，氧和二氧化碳都是顺着压力差扩散的。在此过程中，组织细胞不断地消耗氧，而产生二氧化碳。所以，在日常生活中，任何原因，只要会减少输送氧气的量，都可发生组织缺氧现象。

三、气体在血液中的运输

氧和二氧化碳在血液中均通过物理溶解和化学结合两种形式运输。进入血液中的氧和二氧化碳首先溶解在血浆中，提高了气体分压，再发生化学结合；反之，氧和二氧化碳从血液释放时，也是溶解的先逸出，待气体分压下降后，呈化学结合气体再解离、释放出来。

血液中的氧和化学结合形式，主要是靠氧和血红蛋白的结合。氧与血红蛋白中的铁元素的结合是可逆的。在肺内，由于氧分压升高，氧与血红蛋白结合形成氧合血红蛋白，从而把氧运输到组织中。在组织内由于血氧分压降低，氧与血红蛋白解离并扩散进入细胞内，供细胞代谢所需要。

氧合血红蛋白呈鲜红色，脱氧血红蛋白呈紫蓝色。当血液中脱氧血红蛋白达到50克/升以上时，患者皮肤、牙床、黏膜，口唇可出现紫蓝色，临床上称之为紫绀。

二氧化碳的化学结合运输方式有两种形式：一是生成碳酸氢盐，这是运输二氧化碳的主要形式，大约占血液中总二氧化碳的88%；二是生成氨基甲酸血红蛋白。这种形式大约占血液二氧化碳总量的7%。