一、基本要求：
掌握：1. 呼吸的全過程。
2.肺通氣的動力，肺通氣的彈性阻力和順應(yīng)性。
3.肺通氣功能測定
4.氣體交換原理，影響肺換氣和組織換氣的因素
5.肺牽張反射和化學(xué)感受性呼吸調(diào)節(jié)。
熟悉：1. 呼吸道的功能。肺通氣的非彈性阻力，胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性。
2.氧氣和二氧化碳在血液中的運(yùn)輸，氧離曲線及其影響因素。
了解：1. 組織換氣的過程。
2.二氧化碳解離曲線和影響因素。
3.腦干呼吸中樞的組成和呼吸神經(jīng)元的種類。
4.呼吸節(jié)律形成機(jī)制。呼吸肌本體感受性反射，防御性反射。
5.病理性呼吸，運(yùn)動時呼吸的變化及調(diào)節(jié)。
二、基本概念
呼 吸（respiration）、腹式呼吸（abdominal breathing）、胸式呼吸（thoracic breathing）、肺內(nèi)壓（intrapulmonary pressure）、胸膜腔內(nèi)壓（intrapleural pressure）、跨肺壓（transpulmonary pressure）、氣胸（pneumothorax）、順應(yīng)性（compliance）、表面張力（surface tension）、表面活性物質(zhì)（surfactant）、潮氣量（tidal volume）、余氣量（residual volume）、功能余氣量（functional residual capacity）、肺活量（vital capacity）、時間肺活量（timed vital capacity）、每分通氣量（minute ventilation volume）、肺泡通氣量（ alveolar ventilation volume）、無效腔（dead space）、呼吸膜（respiratory membrane）、肺擴(kuò)散容量（pulmonary diffusion capacity）、通氣/血流比值（ventilation/perfusion ratio）、血氧飽和度（oxygen saturation）、氧解離曲線（oxygen dissociation curve）、呼吸神經(jīng)元（respiratory neuron）、肺牽張反射或Hering-Breuer反射（pulmonary stretch reflex or Hering-Breuer reflex）、中樞化學(xué)感受器（central chemoreceptor）、外周化學(xué)感受器（peripheral chemoreceptor）、
三、重點(diǎn)與難點(diǎn)提示：
機(jī)體與外界環(huán)境之間的O2和CO2的交換稱為呼吸（respiration）。呼吸的全過程包括外呼吸、氣體在血液中的運(yùn)輸和內(nèi)呼吸三個環(huán)節(jié)。其中外呼吸是指外界空氣與血液在肺部進(jìn)行的氣體交換，分為肺通氣與肺換氣。呼吸是重要的生命體征。
第一節(jié) 肺通氣
1. 肺通氣原理
肺通氣（pulmonary ventilation） 指外界空氣與肺泡之間的氣體交換。
1.1 肺通氣的過程和動力
由 呼吸肌的收縮與舒張所引起的胸廓節(jié)律性擴(kuò)大與縮小稱為呼吸運(yùn)動。當(dāng)呼吸肌收縮或舒張，引起胸廓擴(kuò)大或縮小使胸腔容積增大或縮小，肺也隨之?dāng)U大或縮小，導(dǎo)致 肺泡內(nèi)的壓力即肺內(nèi)壓（intrapulmonary pressure）降低或升高。由于肺與外界直接相通，肺內(nèi)壓低于大氣壓時氣體進(jìn)肺即吸氣；肺內(nèi)壓高于大氣壓時氣體出肺即呼氣?？梢姺蝺?nèi)壓與大氣壓的壓力 差是肺通氣的直接動力（人工呼吸的原理），而呼吸運(yùn)動是肺通氣的原動力。
胸廓擴(kuò)大時肺隨之?dāng)U大的原因有二：一是存在于胸廓與肺之間的胸膜腔內(nèi) 存在少量的漿液，由于漿液分子的內(nèi)聚力使臟壁兩層胸膜緊貼在一起，故胸廓擴(kuò)大時緊貼于肺的臟層胸膜也擴(kuò)大，肺隨之?dāng)U大。二是胸內(nèi)壓的作用：胸膜腔內(nèi)的壓力 稱為胸內(nèi)壓（intrapleural pressure），一般情況下為負(fù)值，等于肺內(nèi)壓－肺回縮力。由于它的負(fù)壓吸引作用，維持了肺的擴(kuò)張狀態(tài)。胸內(nèi)負(fù)壓也能促進(jìn)靜脈血與淋巴液的回流。因 此，臨床上發(fā)生開放性氣胸時，可造成肺萎陷和呼吸、循環(huán)衰竭。
1.2 肺通氣的阻力
肺通氣過程中必須克服阻力，通氣才能進(jìn)行。肺通氣的阻力包括彈性阻力與非彈性阻力，在平靜呼吸時分別占總阻力的70％和30％。
1.2.1 肺的彈性阻力 彈性組織在外力作用時對抗變形的力稱為彈性阻力。肺是彈性組織，也產(chǎn)生彈性阻力，反映肺彈性阻力大小的指標(biāo)是肺順應(yīng)性（compliance），即在外力 作用下肺擴(kuò)張的難易程度，＝肺容積的變化／跨肺壓的變化，肺順應(yīng)性的大小與彈性阻力呈反變的關(guān)系。肺彈性阻力包括肺泡表面張力和肺彈性回縮力，以前者為 主。在肺泡的內(nèi)表面有一層極薄的液體，與肺內(nèi)氣體構(gòu)成液氣界面，這種存在于液氣界面的能使液體表面積盡可能縮小的力即為肺泡表面張力。其合力指向肺泡的中 央，構(gòu)成吸氣的阻力。肺回縮壓（P）、肺泡表面張力（T）與肺泡半徑（r）符合Laplace 定律 即 P＝2T／r .成人有300萬個~400萬個肺泡，其中大肺泡的直徑是小肺泡的4倍。根據(jù)上述定律，如果大、小肺泡的表面張力相等，將出現(xiàn)小肺泡內(nèi)回縮壓增大而大肺泡 內(nèi)回縮壓變小，而大小肺泡的連通將導(dǎo)致肺泡塌陷與破裂。但實(shí)際上，在肺泡的內(nèi)表層存在由肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞分泌的肺表面活性物質(zhì)（ pulmonary surfactant），后者為雙極性分子，疏水端朝向空氣，親水端插入液體分子之間，使液氣界面的液體分子間的吸引力減小從而降低肺泡表面張力。
肺 表面活性物質(zhì)的作用有：（1）降低肺泡表面張力；（2）減少吸氣阻力，增加肺順應(yīng)性；（3）維持大、小肺泡容量的穩(wěn)定：由于肺表面活性物質(zhì)在大、小肺泡的 不均勻分布，大肺泡內(nèi)肺表面活性物質(zhì)的密度小些，降低表面張力的作用小，表面張力則大，與大肺泡的半徑大相適應(yīng)，故肺內(nèi)壓不致變?。环粗?，在小肺泡則因肺 表面活性物質(zhì)密度大使表面張力變小，故肺內(nèi)壓不變大。這樣就保證了大、小肺泡容量的穩(wěn)定。而對于同一個肺泡來說，其肺表面活性物質(zhì)的量基本穩(wěn)定，故吸氣時 表面活性物質(zhì)密度變小，表面張力增大，以避免過度吸氣；呼氣時的肺泡表面張力變小，防止肺不張；（4）防止肺水腫。
1.2.2 胸廓的彈性阻力
當(dāng) 肺容量占肺總?cè)萘康?7％，胸廓處于自然位置，無彈性回縮力；深吸氣時肺容積大于67％，胸廓向外擴(kuò)張，產(chǎn)生向內(nèi)的回縮力，是吸氣的阻力；反之，當(dāng)肺容積 小于67％，胸廓的彈性回縮力向外，稱為吸氣的動力?？梢?，與肺彈性阻力總是吸氣的阻力相比，胸廓的彈性阻力既可以是吸氣的阻力，也可以是動力。
1.2.3 非彈性阻力 包括氣道阻力、粘滯阻力和慣性阻力。其中80~90％是氣道阻力，是氣體在呼吸道內(nèi)流動時氣體分子之間及氣體分子與氣道壁之間的摩擦力，屬于動態(tài)阻力。其 大小受氣流速度、氣流形式和呼吸道口徑的影響，以后者的影響，氣道阻力與氣道半徑的4次方呈反比。
2. 肺容積與肺容量
2.1 肺容積
2.1.1 潮氣量（tidal volume， TV） 指每次吸入或呼出的氣量，成人平靜呼吸時約為500 ml.
2.1.2補(bǔ)吸氣量（inspiratory reserve volume，IRV） 指平靜吸氣末再盡力吸入的氣量，約為1500~2000 ml.
2.1.3補(bǔ)呼氣量（expiratory reserve volume，ERV） 指平靜呼氣末再盡力呼出的氣量，約為900~1200 ml.
2.1.4余氣量（residual volume， RV） 呼氣末存留于肺內(nèi)的氣量，約為1000~1500 ml.
以上稱為基本肺容積（pulmonary volume）。
2.2肺容量（pulmonary capacity）
由肺容積中兩種或兩種以上的聯(lián)合氣量：
2.2.1深吸氣量（inspiratory capacity， IC） 平靜呼氣后作吸氣所吸入的氣量，＝潮氣量＋補(bǔ)吸氣量。是衡量通氣潛力的重要指標(biāo)。
2.2.2功能余氣量（functional residual capacity， FRC） 平靜呼氣末存留于肺內(nèi)的氣量，＝余氣量＋補(bǔ)呼氣量，正常成人約為2500 ml，其生理意義是緩沖呼吸過程中肺泡氣O2和CO2分壓的過度變化。
2.2.3 肺活量（vital capacity， VC） 指吸氣后作呼氣所呼出的氣量，＝潮氣量＋補(bǔ)吸氣量＋補(bǔ)呼氣量，是反映肺通氣功能的重要指標(biāo)；但肺活量未考慮時間因素，因此更客觀的指標(biāo)是用力肺活 量（forced vital capacity， FVC），指吸氣后，盡力盡快呼氣所呼出的氣量。而在一定時間內(nèi)所呼出的氣量占用力肺活量的百分比則稱為用力呼氣量（forced expiratory volume， FEV），即FEVt ／FVC.正常值約為80％。
2.2.4 肺總?cè)萘浚╰otal lung capacity ， TLC） 肺所能容納的氣量，＝潮氣量＋補(bǔ)吸氣量＋補(bǔ)呼氣量＋余氣量，或肺活量＋余氣量，或深吸氣量＋功能余氣量。
3. 肺通氣量
3.1每分通氣量
每分通氣量（minute ventilation volume） 指每分鐘進(jìn)肺或出肺的氣量，＝潮氣量×呼吸頻率；以最快速度盡力呼吸時每分鐘吸入或呼出的氣量則稱為隨意通氣量（maximal voluntary ventilation）或通氣量，是估計一個人能進(jìn)行多大運(yùn)動量的生理指標(biāo)之一。應(yīng)當(dāng)注意的是測定通氣量一般只測10~15秒，再換算成每分 鐘，以保證準(zhǔn)確性并避免過度通氣。
3.2肺泡通氣量
肺泡通氣量（alveolar ventilation） 從鼻腔到呼吸性細(xì)支氣管的呼吸道因管壁厚而不能進(jìn)行氣體交換，這一段稱為解剖無效腔（anatomical dead space），成人約為150 ml.進(jìn)入肺泡內(nèi)的氣體未與血液進(jìn)行氣體交換的部分稱為肺泡無效腔（alveolar dead space），兩者合稱為生理無效腔（physiological dead space）， 健康人平臥位生理無效腔接近于解剖無效腔。由于無效腔的存在，每次吸入肺泡的新鮮空氣量小于潮氣量，＝潮氣量－無效腔氣量。因此肺泡通氣量是指每分鐘吸入 肺泡的新鮮空氣量，＝（潮氣量－無效腔氣量）×呼吸頻率。是反映肺通氣效率的重要指標(biāo)。在一定的呼吸頻率范圍內(nèi)深慢的呼吸比淺快的呼吸更有效。
第二節(jié) 肺換氣與組織換氣
1. 肺換氣
1.1 氣體的擴(kuò)散過程
當(dāng)高CO2（46 mmHg）低O2（40 mmHg）的靜脈血流經(jīng)肺部時，與肺泡氣（Pco2 40 mmHg， Po2100 mmHg）存在較大的分壓差，O2從肺泡擴(kuò)散入血液，而CO2則從血液擴(kuò)散到肺泡，實(shí)現(xiàn)肺換氣，這樣流經(jīng)肺部的肺泡的靜脈血變成了動脈血。
1.2影響肺部氣體交換的因素有
1.2. 1氣體的分壓差
分壓差是氣體交換的動力，也決定氣體交換的方向，分壓差越大，氣體擴(kuò)散越快。
1.2.2氣體的分子量和溶解度
CO2的分子量比O2大，單從分子量來看，O2的擴(kuò)散速度應(yīng)快于CO2 ；但CO2的溶解度（51.5 ml）比O2（2.14 ml）快24倍，故總的來說，CO2的擴(kuò)散速度是O2的20 倍。
1.2.3、呼吸膜的面積
成人兩肺呼吸膜的總面積為70 m2，安靜狀態(tài)下只需40 m2 的呼吸膜即能滿足機(jī)體代謝的需要。呼吸膜面積越大，氣體擴(kuò)散越快。
1.2.4 呼吸膜的厚度
呼吸膜由含肺表面活性物質(zhì)的液體層、肺泡上皮層、上皮基底膜、肺泡上皮與毛細(xì)血管膜之間的間隙、毛細(xì)血管的基膜和毛細(xì)血管內(nèi)皮層6層組成，總厚度小于1μm，最薄處僅為0.2 μm .氣體擴(kuò)散與呼吸膜的厚度呈反變的關(guān)系。肺水腫時呼吸膜增厚，氣體擴(kuò)散減少。
1.2.5通氣／血流比值
通 氣／血流比值（ventilation / perfusion ratio）：指每分肺泡通氣量與每分肺血流量的比值，正常值為0.84或0.85，表示流經(jīng)肺部的靜脈血全部變成了動脈血。通氣／血流比值增加，意味著 肺泡無效腔的增大；通氣／血流比值減少，則意味著出現(xiàn)功能性的動-靜脈短路。但值得注意的是，由于肺臟各個不同部位局部的肺泡通氣量與肺毛細(xì)血管血流量分 布的不均勻，導(dǎo)致通氣／血流比值的不均一，肺尖部可高達(dá)2.5~3，而在肺底部可低至0.6.
反映呼吸氣通過呼吸膜能力的一個重要指標(biāo)是肺擴(kuò)散容 量（pulmonary diffusion capacity， DL），指在1 mmHg分壓差作用下每分鐘通過呼吸膜擴(kuò)散的氣體的ml數(shù)。正常人安靜時O2的DL平均約為20 ml/min.mmHg-1.CO2比O2快20倍。
2.組織換氣
高O2（Po2為100 mmHg）低CO2（P co2 為40 mmHg）的動脈血在流經(jīng)組織細(xì)胞（Po2為30 mmHg，Pco2為50 mmHg）時，因?yàn)榉謮翰畹拇嬖冢琌2擴(kuò)散入細(xì)胞，CO2則擴(kuò)散入血液。這樣流經(jīng)組織的動脈血就變成了動脈血。
第三節(jié) 呼吸運(yùn)動的調(diào)節(jié)
1.呼吸中樞及其節(jié)律形成
在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動的神經(jīng)細(xì)胞群稱為呼吸中樞。從脊髓到大腦皮層的各級中樞均存在有呼吸神經(jīng)元，其中最基本的呼吸中樞是延髓，而正常呼吸節(jié)律的形成有賴于延髓與腦橋的共同配合。目前為大多數(shù)人公認(rèn)的呼吸節(jié)律的形成機(jī)制是吸氣切斷機(jī)制。
2.呼吸的反射性調(diào)節(jié)
呼吸運(yùn)動是一種自動的節(jié)律性運(yùn)動，也可以在大腦皮層的控制下進(jìn)行，如加快或減慢呼吸，甚至屏氣停止呼吸。但進(jìn)行隨意呼吸的時間有限，這就是呼吸的反射性調(diào)節(jié)的作用。
2.1肺牽張反射
由 肺擴(kuò)張或肺萎陷引起的吸氣抑制或興奮的反射稱為肺牽張反射（pulmonary stretch reflex）或黑-伯反射（Hering-Breuer reflex）。其傳入神經(jīng)為迷走神經(jīng)。肺牽張反射有明顯的種族差異，在兔的，人的最弱。肺牽張反射的生理意義是參與維持呼吸的深度和頻率，若切斷兔 的雙側(cè)迷走神經(jīng)，則出現(xiàn)吸氣過深，呼吸頻率變慢。
2.2化學(xué)感受性反射
2.2.1 CO2對呼吸的調(diào)節(jié)
一定濃度的CO2是維持 呼吸中樞興奮性的必需條件，如在過度通氣的情況下可造成呼吸暫停。因此，CO2是調(diào)節(jié)呼吸的生理性體液因子。但吸入氣中CO2升高（小于7％）或其它原因 導(dǎo)致血中CO2增加時，可興奮外周化學(xué)感受器（頸動脈體和主動脈體），再經(jīng)傳入神經(jīng)興奮呼吸中樞；同時CO2能通過血腦屏障進(jìn)入腦脊液，與H2O生成 H2CO3，后者離解出H+，使腦脊液中的H+濃度升高，興奮位于延髓的中樞化學(xué)感受器，再興奮呼吸中樞。因此，CO2增加，將使呼吸加深、加快。由于中 樞化學(xué)感受器的敏感性比外周化學(xué)感受器高25倍，因而CO2加快呼吸的作用以興奮中樞化學(xué)感受器為主。但CO2過高則可抑制呼吸中樞，引起CO2麻痹，甚 至死亡。
2.2.2 H+對呼吸的調(diào)節(jié)
H+升高可興奮外周化學(xué)感受器，也可少量緩慢通過血腦屏障進(jìn)入腦脊液興奮中樞化學(xué)感受器，再興奮呼吸中樞，使呼吸加深、加快。雖然中樞化學(xué)感受器對H+的敏感性比外周化學(xué)感受器高，但由于H+較難通過血腦屏障，故血中H+濃度增高以外周作用為主。
2.2.3 低O2對呼吸的調(diào)節(jié)
當(dāng) 氧分壓降低時對呼吸中樞具有直接抑制作用，但氧分壓降低同時又能興奮外周化學(xué)感受器，間接興奮呼吸中樞。因此，缺氧時呼吸中樞的最終效應(yīng)是興奮還是抑制取 決于缺氧的程度。輕度缺氧時，間接的興奮作用大于直接的抑制作用，呼吸加深、加快。重度缺氧時，則呼吸中樞被抑制。值得注意的是，外周化學(xué)感受器敏感的是 氧分壓而不是氧含量的變化，臨床上CO中毒或貧血時，如果氧分壓在正常范圍，呼吸可保持正常。
掌握：1. 呼吸的全過程。
2.肺通氣的動力，肺通氣的彈性阻力和順應(yīng)性。
3.肺通氣功能測定
4.氣體交換原理，影響肺換氣和組織換氣的因素
5.肺牽張反射和化學(xué)感受性呼吸調(diào)節(jié)。
熟悉：1. 呼吸道的功能。肺通氣的非彈性阻力，胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性。
2.氧氣和二氧化碳在血液中的運(yùn)輸，氧離曲線及其影響因素。
了解：1. 組織換氣的過程。
2.二氧化碳解離曲線和影響因素。
3.腦干呼吸中樞的組成和呼吸神經(jīng)元的種類。
4.呼吸節(jié)律形成機(jī)制。呼吸肌本體感受性反射，防御性反射。
5.病理性呼吸，運(yùn)動時呼吸的變化及調(diào)節(jié)。
二、基本概念
呼 吸（respiration）、腹式呼吸（abdominal breathing）、胸式呼吸（thoracic breathing）、肺內(nèi)壓（intrapulmonary pressure）、胸膜腔內(nèi)壓（intrapleural pressure）、跨肺壓（transpulmonary pressure）、氣胸（pneumothorax）、順應(yīng)性（compliance）、表面張力（surface tension）、表面活性物質(zhì)（surfactant）、潮氣量（tidal volume）、余氣量（residual volume）、功能余氣量（functional residual capacity）、肺活量（vital capacity）、時間肺活量（timed vital capacity）、每分通氣量（minute ventilation volume）、肺泡通氣量（ alveolar ventilation volume）、無效腔（dead space）、呼吸膜（respiratory membrane）、肺擴(kuò)散容量（pulmonary diffusion capacity）、通氣/血流比值（ventilation/perfusion ratio）、血氧飽和度（oxygen saturation）、氧解離曲線（oxygen dissociation curve）、呼吸神經(jīng)元（respiratory neuron）、肺牽張反射或Hering-Breuer反射（pulmonary stretch reflex or Hering-Breuer reflex）、中樞化學(xué)感受器（central chemoreceptor）、外周化學(xué)感受器（peripheral chemoreceptor）、
三、重點(diǎn)與難點(diǎn)提示：
機(jī)體與外界環(huán)境之間的O2和CO2的交換稱為呼吸（respiration）。呼吸的全過程包括外呼吸、氣體在血液中的運(yùn)輸和內(nèi)呼吸三個環(huán)節(jié)。其中外呼吸是指外界空氣與血液在肺部進(jìn)行的氣體交換，分為肺通氣與肺換氣。呼吸是重要的生命體征。
第一節(jié) 肺通氣
1. 肺通氣原理
肺通氣（pulmonary ventilation） 指外界空氣與肺泡之間的氣體交換。
1.1 肺通氣的過程和動力
由 呼吸肌的收縮與舒張所引起的胸廓節(jié)律性擴(kuò)大與縮小稱為呼吸運(yùn)動。當(dāng)呼吸肌收縮或舒張，引起胸廓擴(kuò)大或縮小使胸腔容積增大或縮小，肺也隨之?dāng)U大或縮小，導(dǎo)致 肺泡內(nèi)的壓力即肺內(nèi)壓（intrapulmonary pressure）降低或升高。由于肺與外界直接相通，肺內(nèi)壓低于大氣壓時氣體進(jìn)肺即吸氣；肺內(nèi)壓高于大氣壓時氣體出肺即呼氣?？梢姺蝺?nèi)壓與大氣壓的壓力 差是肺通氣的直接動力（人工呼吸的原理），而呼吸運(yùn)動是肺通氣的原動力。
胸廓擴(kuò)大時肺隨之?dāng)U大的原因有二：一是存在于胸廓與肺之間的胸膜腔內(nèi) 存在少量的漿液，由于漿液分子的內(nèi)聚力使臟壁兩層胸膜緊貼在一起，故胸廓擴(kuò)大時緊貼于肺的臟層胸膜也擴(kuò)大，肺隨之?dāng)U大。二是胸內(nèi)壓的作用：胸膜腔內(nèi)的壓力 稱為胸內(nèi)壓（intrapleural pressure），一般情況下為負(fù)值，等于肺內(nèi)壓－肺回縮力。由于它的負(fù)壓吸引作用，維持了肺的擴(kuò)張狀態(tài)。胸內(nèi)負(fù)壓也能促進(jìn)靜脈血與淋巴液的回流。因 此，臨床上發(fā)生開放性氣胸時，可造成肺萎陷和呼吸、循環(huán)衰竭。
1.2 肺通氣的阻力
肺通氣過程中必須克服阻力，通氣才能進(jìn)行。肺通氣的阻力包括彈性阻力與非彈性阻力，在平靜呼吸時分別占總阻力的70％和30％。
1.2.1 肺的彈性阻力 彈性組織在外力作用時對抗變形的力稱為彈性阻力。肺是彈性組織，也產(chǎn)生彈性阻力，反映肺彈性阻力大小的指標(biāo)是肺順應(yīng)性（compliance），即在外力 作用下肺擴(kuò)張的難易程度，＝肺容積的變化／跨肺壓的變化，肺順應(yīng)性的大小與彈性阻力呈反變的關(guān)系。肺彈性阻力包括肺泡表面張力和肺彈性回縮力，以前者為 主。在肺泡的內(nèi)表面有一層極薄的液體，與肺內(nèi)氣體構(gòu)成液氣界面，這種存在于液氣界面的能使液體表面積盡可能縮小的力即為肺泡表面張力。其合力指向肺泡的中 央，構(gòu)成吸氣的阻力。肺回縮壓（P）、肺泡表面張力（T）與肺泡半徑（r）符合Laplace 定律 即 P＝2T／r .成人有300萬個~400萬個肺泡，其中大肺泡的直徑是小肺泡的4倍。根據(jù)上述定律，如果大、小肺泡的表面張力相等，將出現(xiàn)小肺泡內(nèi)回縮壓增大而大肺泡 內(nèi)回縮壓變小，而大小肺泡的連通將導(dǎo)致肺泡塌陷與破裂。但實(shí)際上，在肺泡的內(nèi)表層存在由肺泡Ⅱ型上皮細(xì)胞分泌的肺表面活性物質(zhì)（ pulmonary surfactant），后者為雙極性分子，疏水端朝向空氣，親水端插入液體分子之間，使液氣界面的液體分子間的吸引力減小從而降低肺泡表面張力。
肺 表面活性物質(zhì)的作用有：（1）降低肺泡表面張力；（2）減少吸氣阻力，增加肺順應(yīng)性；（3）維持大、小肺泡容量的穩(wěn)定：由于肺表面活性物質(zhì)在大、小肺泡的 不均勻分布，大肺泡內(nèi)肺表面活性物質(zhì)的密度小些，降低表面張力的作用小，表面張力則大，與大肺泡的半徑大相適應(yīng)，故肺內(nèi)壓不致變?。环粗?，在小肺泡則因肺 表面活性物質(zhì)密度大使表面張力變小，故肺內(nèi)壓不變大。這樣就保證了大、小肺泡容量的穩(wěn)定。而對于同一個肺泡來說，其肺表面活性物質(zhì)的量基本穩(wěn)定，故吸氣時 表面活性物質(zhì)密度變小，表面張力增大，以避免過度吸氣；呼氣時的肺泡表面張力變小，防止肺不張；（4）防止肺水腫。
1.2.2 胸廓的彈性阻力
當(dāng) 肺容量占肺總?cè)萘康?7％，胸廓處于自然位置，無彈性回縮力；深吸氣時肺容積大于67％，胸廓向外擴(kuò)張，產(chǎn)生向內(nèi)的回縮力，是吸氣的阻力；反之，當(dāng)肺容積 小于67％，胸廓的彈性回縮力向外，稱為吸氣的動力?？梢?，與肺彈性阻力總是吸氣的阻力相比，胸廓的彈性阻力既可以是吸氣的阻力，也可以是動力。
1.2.3 非彈性阻力 包括氣道阻力、粘滯阻力和慣性阻力。其中80~90％是氣道阻力，是氣體在呼吸道內(nèi)流動時氣體分子之間及氣體分子與氣道壁之間的摩擦力，屬于動態(tài)阻力。其 大小受氣流速度、氣流形式和呼吸道口徑的影響，以后者的影響，氣道阻力與氣道半徑的4次方呈反比。
2. 肺容積與肺容量
2.1 肺容積
2.1.1 潮氣量（tidal volume， TV） 指每次吸入或呼出的氣量，成人平靜呼吸時約為500 ml.
2.1.2補(bǔ)吸氣量（inspiratory reserve volume，IRV） 指平靜吸氣末再盡力吸入的氣量，約為1500~2000 ml.
2.1.3補(bǔ)呼氣量（expiratory reserve volume，ERV） 指平靜呼氣末再盡力呼出的氣量，約為900~1200 ml.
2.1.4余氣量（residual volume， RV） 呼氣末存留于肺內(nèi)的氣量，約為1000~1500 ml.
以上稱為基本肺容積（pulmonary volume）。
2.2肺容量（pulmonary capacity）
由肺容積中兩種或兩種以上的聯(lián)合氣量：
2.2.1深吸氣量（inspiratory capacity， IC） 平靜呼氣后作吸氣所吸入的氣量，＝潮氣量＋補(bǔ)吸氣量。是衡量通氣潛力的重要指標(biāo)。
2.2.2功能余氣量（functional residual capacity， FRC） 平靜呼氣末存留于肺內(nèi)的氣量，＝余氣量＋補(bǔ)呼氣量，正常成人約為2500 ml，其生理意義是緩沖呼吸過程中肺泡氣O2和CO2分壓的過度變化。
2.2.3 肺活量（vital capacity， VC） 指吸氣后作呼氣所呼出的氣量，＝潮氣量＋補(bǔ)吸氣量＋補(bǔ)呼氣量，是反映肺通氣功能的重要指標(biāo)；但肺活量未考慮時間因素，因此更客觀的指標(biāo)是用力肺活 量（forced vital capacity， FVC），指吸氣后，盡力盡快呼氣所呼出的氣量。而在一定時間內(nèi)所呼出的氣量占用力肺活量的百分比則稱為用力呼氣量（forced expiratory volume， FEV），即FEVt ／FVC.正常值約為80％。
2.2.4 肺總?cè)萘浚╰otal lung capacity ， TLC） 肺所能容納的氣量，＝潮氣量＋補(bǔ)吸氣量＋補(bǔ)呼氣量＋余氣量，或肺活量＋余氣量，或深吸氣量＋功能余氣量。
3. 肺通氣量
3.1每分通氣量
每分通氣量（minute ventilation volume） 指每分鐘進(jìn)肺或出肺的氣量，＝潮氣量×呼吸頻率；以最快速度盡力呼吸時每分鐘吸入或呼出的氣量則稱為隨意通氣量（maximal voluntary ventilation）或通氣量，是估計一個人能進(jìn)行多大運(yùn)動量的生理指標(biāo)之一。應(yīng)當(dāng)注意的是測定通氣量一般只測10~15秒，再換算成每分 鐘，以保證準(zhǔn)確性并避免過度通氣。
3.2肺泡通氣量
肺泡通氣量（alveolar ventilation） 從鼻腔到呼吸性細(xì)支氣管的呼吸道因管壁厚而不能進(jìn)行氣體交換，這一段稱為解剖無效腔（anatomical dead space），成人約為150 ml.進(jìn)入肺泡內(nèi)的氣體未與血液進(jìn)行氣體交換的部分稱為肺泡無效腔（alveolar dead space），兩者合稱為生理無效腔（physiological dead space）， 健康人平臥位生理無效腔接近于解剖無效腔。由于無效腔的存在，每次吸入肺泡的新鮮空氣量小于潮氣量，＝潮氣量－無效腔氣量。因此肺泡通氣量是指每分鐘吸入 肺泡的新鮮空氣量，＝（潮氣量－無效腔氣量）×呼吸頻率。是反映肺通氣效率的重要指標(biāo)。在一定的呼吸頻率范圍內(nèi)深慢的呼吸比淺快的呼吸更有效。
第二節(jié) 肺換氣與組織換氣
1. 肺換氣
1.1 氣體的擴(kuò)散過程
當(dāng)高CO2（46 mmHg）低O2（40 mmHg）的靜脈血流經(jīng)肺部時，與肺泡氣（Pco2 40 mmHg， Po2100 mmHg）存在較大的分壓差，O2從肺泡擴(kuò)散入血液，而CO2則從血液擴(kuò)散到肺泡，實(shí)現(xiàn)肺換氣，這樣流經(jīng)肺部的肺泡的靜脈血變成了動脈血。
1.2影響肺部氣體交換的因素有
1.2. 1氣體的分壓差
分壓差是氣體交換的動力，也決定氣體交換的方向，分壓差越大，氣體擴(kuò)散越快。
1.2.2氣體的分子量和溶解度
CO2的分子量比O2大，單從分子量來看，O2的擴(kuò)散速度應(yīng)快于CO2 ；但CO2的溶解度（51.5 ml）比O2（2.14 ml）快24倍，故總的來說，CO2的擴(kuò)散速度是O2的20 倍。
1.2.3、呼吸膜的面積
成人兩肺呼吸膜的總面積為70 m2，安靜狀態(tài)下只需40 m2 的呼吸膜即能滿足機(jī)體代謝的需要。呼吸膜面積越大，氣體擴(kuò)散越快。
1.2.4 呼吸膜的厚度
呼吸膜由含肺表面活性物質(zhì)的液體層、肺泡上皮層、上皮基底膜、肺泡上皮與毛細(xì)血管膜之間的間隙、毛細(xì)血管的基膜和毛細(xì)血管內(nèi)皮層6層組成，總厚度小于1μm，最薄處僅為0.2 μm .氣體擴(kuò)散與呼吸膜的厚度呈反變的關(guān)系。肺水腫時呼吸膜增厚，氣體擴(kuò)散減少。
1.2.5通氣／血流比值
通 氣／血流比值（ventilation / perfusion ratio）：指每分肺泡通氣量與每分肺血流量的比值，正常值為0.84或0.85，表示流經(jīng)肺部的靜脈血全部變成了動脈血。通氣／血流比值增加，意味著 肺泡無效腔的增大；通氣／血流比值減少，則意味著出現(xiàn)功能性的動-靜脈短路。但值得注意的是，由于肺臟各個不同部位局部的肺泡通氣量與肺毛細(xì)血管血流量分 布的不均勻，導(dǎo)致通氣／血流比值的不均一，肺尖部可高達(dá)2.5~3，而在肺底部可低至0.6.
反映呼吸氣通過呼吸膜能力的一個重要指標(biāo)是肺擴(kuò)散容 量（pulmonary diffusion capacity， DL），指在1 mmHg分壓差作用下每分鐘通過呼吸膜擴(kuò)散的氣體的ml數(shù)。正常人安靜時O2的DL平均約為20 ml/min.mmHg-1.CO2比O2快20倍。
2.組織換氣
高O2（Po2為100 mmHg）低CO2（P co2 為40 mmHg）的動脈血在流經(jīng)組織細(xì)胞（Po2為30 mmHg，Pco2為50 mmHg）時，因?yàn)榉謮翰畹拇嬖冢琌2擴(kuò)散入細(xì)胞，CO2則擴(kuò)散入血液。這樣流經(jīng)組織的動脈血就變成了動脈血。
第三節(jié) 呼吸運(yùn)動的調(diào)節(jié)
1.呼吸中樞及其節(jié)律形成
在中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動的神經(jīng)細(xì)胞群稱為呼吸中樞。從脊髓到大腦皮層的各級中樞均存在有呼吸神經(jīng)元，其中最基本的呼吸中樞是延髓，而正常呼吸節(jié)律的形成有賴于延髓與腦橋的共同配合。目前為大多數(shù)人公認(rèn)的呼吸節(jié)律的形成機(jī)制是吸氣切斷機(jī)制。
2.呼吸的反射性調(diào)節(jié)
呼吸運(yùn)動是一種自動的節(jié)律性運(yùn)動，也可以在大腦皮層的控制下進(jìn)行，如加快或減慢呼吸，甚至屏氣停止呼吸。但進(jìn)行隨意呼吸的時間有限，這就是呼吸的反射性調(diào)節(jié)的作用。
2.1肺牽張反射
由 肺擴(kuò)張或肺萎陷引起的吸氣抑制或興奮的反射稱為肺牽張反射（pulmonary stretch reflex）或黑-伯反射（Hering-Breuer reflex）。其傳入神經(jīng)為迷走神經(jīng)。肺牽張反射有明顯的種族差異，在兔的，人的最弱。肺牽張反射的生理意義是參與維持呼吸的深度和頻率，若切斷兔 的雙側(cè)迷走神經(jīng)，則出現(xiàn)吸氣過深，呼吸頻率變慢。
2.2化學(xué)感受性反射
2.2.1 CO2對呼吸的調(diào)節(jié)
一定濃度的CO2是維持 呼吸中樞興奮性的必需條件，如在過度通氣的情況下可造成呼吸暫停。因此，CO2是調(diào)節(jié)呼吸的生理性體液因子。但吸入氣中CO2升高（小于7％）或其它原因 導(dǎo)致血中CO2增加時，可興奮外周化學(xué)感受器（頸動脈體和主動脈體），再經(jīng)傳入神經(jīng)興奮呼吸中樞；同時CO2能通過血腦屏障進(jìn)入腦脊液，與H2O生成 H2CO3，后者離解出H+，使腦脊液中的H+濃度升高，興奮位于延髓的中樞化學(xué)感受器，再興奮呼吸中樞。因此，CO2增加，將使呼吸加深、加快。由于中 樞化學(xué)感受器的敏感性比外周化學(xué)感受器高25倍，因而CO2加快呼吸的作用以興奮中樞化學(xué)感受器為主。但CO2過高則可抑制呼吸中樞，引起CO2麻痹，甚 至死亡。
2.2.2 H+對呼吸的調(diào)節(jié)
H+升高可興奮外周化學(xué)感受器，也可少量緩慢通過血腦屏障進(jìn)入腦脊液興奮中樞化學(xué)感受器，再興奮呼吸中樞，使呼吸加深、加快。雖然中樞化學(xué)感受器對H+的敏感性比外周化學(xué)感受器高，但由于H+較難通過血腦屏障，故血中H+濃度增高以外周作用為主。
2.2.3 低O2對呼吸的調(diào)節(jié)
當(dāng) 氧分壓降低時對呼吸中樞具有直接抑制作用，但氧分壓降低同時又能興奮外周化學(xué)感受器，間接興奮呼吸中樞。因此，缺氧時呼吸中樞的最終效應(yīng)是興奮還是抑制取 決于缺氧的程度。輕度缺氧時，間接的興奮作用大于直接的抑制作用，呼吸加深、加快。重度缺氧時，則呼吸中樞被抑制。值得注意的是，外周化學(xué)感受器敏感的是 氧分壓而不是氧含量的變化，臨床上CO中毒或貧血時，如果氧分壓在正常范圍，呼吸可保持正常。