氣體擴(kuò)散速率除受分壓差、溫度和擴(kuò)散系數(shù)的影響以外,還受擴(kuò)散距離、擴(kuò)散面積及通氣/血流比值的影響。
1.呼吸膜的厚度
在肺部,肺泡氣通過(guò)呼吸膜(肺泡-毛細(xì)血管膜)與血液氣體進(jìn)行交換。氣體擴(kuò)散速率與呼吸膜厚度成反比關(guān)系,雖然呼吸膜有六層結(jié)構(gòu),但卻很薄,總厚度不到1μm,有的部位只有0.2μm,氣體易于擴(kuò)散通過(guò)。此外,因?yàn)楹粑さ拿娣e極大,肺毛細(xì)血管總血量不多,只60-140ml,這樣少的血液分布于這樣大的面積,所以血液層很薄。肺毛細(xì)血管平均直徑不足8μm,因此,紅細(xì)胞膜通常能接觸到毛細(xì)血管壁,所以O(shè)2、CO2不必經(jīng)過(guò)大量的血漿層就可到達(dá)紅細(xì)胞或進(jìn)入肺泡,擴(kuò)散距離短,交換速度快。病理情況下,任何使呼吸膜增厚或擴(kuò)散距離增加的疾病,都會(huì)降低擴(kuò)散速率,減少擴(kuò)散量,如肺纖維化、肺水腫等,可出現(xiàn)低氧血癥。
2.呼吸膜的面積
氣體擴(kuò)散速率與擴(kuò)散面積成正比。正常成人肺有3億左右的肺泡,總擴(kuò)散面積約70m2.安靜狀態(tài)下,呼吸膜的擴(kuò)散面積約40m2,故有相當(dāng)大的貯備面積。運(yùn)動(dòng)時(shí),因肺毛細(xì)血管開(kāi)放數(shù)量和開(kāi)放程度的增加,擴(kuò)散面積也大大增大。肺不張、肺實(shí)變、肺氣腫或肺毛細(xì)血管關(guān)閉和阻塞均使呼吸膜擴(kuò)散面積減小。
3.通氣/血流比值的影響
通氣/血流比值是指每分鐘肺泡通氣量(VA)和每分肺血流量()之間的比值(),正常成年人安靜時(shí)約為4.2/5=0.84.不難理解,只有適宜的才能實(shí)現(xiàn)適宜的氣體交換,這是因?yàn)榉尾康臍怏w交換依賴于兩個(gè)泵協(xié)調(diào)配合的工作。一個(gè)是氣泵,使肺泡通氣,肺泡氣得以不斷更新,提供O2,排出CO2;一個(gè)是血泵,向肺循環(huán)泵人相應(yīng)的血流量,及時(shí)帶走攝取的O2,帶來(lái)機(jī)體產(chǎn)生的CO2,。如果比值增大,這就意味著通氣過(guò)剩,血流不足,部分肺泡氣末能與血液氣充分交換,致使肺泡無(wú)效腔增大。反之,下降,則意味著通氣不足,血流過(guò)剩,部分血液流經(jīng)通氣不良的肺泡,混合靜脈血中的氣體未得到充分更新,未能成為動(dòng)脈血就流回了心臟,猶如發(fā)生了動(dòng)-靜脈短路。由此可見(jiàn),增大,肺泡無(wú)效腔增加;減小,發(fā)生功能性動(dòng)-靜脈短路,兩者都妨礙了有效的氣體交換,可導(dǎo)致血液缺O(jiān)2或CO2潴留,但主要是血液缺O(jiān)2.
1.呼吸膜的厚度
在肺部,肺泡氣通過(guò)呼吸膜(肺泡-毛細(xì)血管膜)與血液氣體進(jìn)行交換。氣體擴(kuò)散速率與呼吸膜厚度成反比關(guān)系,雖然呼吸膜有六層結(jié)構(gòu),但卻很薄,總厚度不到1μm,有的部位只有0.2μm,氣體易于擴(kuò)散通過(guò)。此外,因?yàn)楹粑さ拿娣e極大,肺毛細(xì)血管總血量不多,只60-140ml,這樣少的血液分布于這樣大的面積,所以血液層很薄。肺毛細(xì)血管平均直徑不足8μm,因此,紅細(xì)胞膜通常能接觸到毛細(xì)血管壁,所以O(shè)2、CO2不必經(jīng)過(guò)大量的血漿層就可到達(dá)紅細(xì)胞或進(jìn)入肺泡,擴(kuò)散距離短,交換速度快。病理情況下,任何使呼吸膜增厚或擴(kuò)散距離增加的疾病,都會(huì)降低擴(kuò)散速率,減少擴(kuò)散量,如肺纖維化、肺水腫等,可出現(xiàn)低氧血癥。
2.呼吸膜的面積
氣體擴(kuò)散速率與擴(kuò)散面積成正比。正常成人肺有3億左右的肺泡,總擴(kuò)散面積約70m2.安靜狀態(tài)下,呼吸膜的擴(kuò)散面積約40m2,故有相當(dāng)大的貯備面積。運(yùn)動(dòng)時(shí),因肺毛細(xì)血管開(kāi)放數(shù)量和開(kāi)放程度的增加,擴(kuò)散面積也大大增大。肺不張、肺實(shí)變、肺氣腫或肺毛細(xì)血管關(guān)閉和阻塞均使呼吸膜擴(kuò)散面積減小。
3.通氣/血流比值的影響
通氣/血流比值是指每分鐘肺泡通氣量(VA)和每分肺血流量()之間的比值(),正常成年人安靜時(shí)約為4.2/5=0.84.不難理解,只有適宜的才能實(shí)現(xiàn)適宜的氣體交換,這是因?yàn)榉尾康臍怏w交換依賴于兩個(gè)泵協(xié)調(diào)配合的工作。一個(gè)是氣泵,使肺泡通氣,肺泡氣得以不斷更新,提供O2,排出CO2;一個(gè)是血泵,向肺循環(huán)泵人相應(yīng)的血流量,及時(shí)帶走攝取的O2,帶來(lái)機(jī)體產(chǎn)生的CO2,。如果比值增大,這就意味著通氣過(guò)剩,血流不足,部分肺泡氣末能與血液氣充分交換,致使肺泡無(wú)效腔增大。反之,下降,則意味著通氣不足,血流過(guò)剩,部分血液流經(jīng)通氣不良的肺泡,混合靜脈血中的氣體未得到充分更新,未能成為動(dòng)脈血就流回了心臟,猶如發(fā)生了動(dòng)-靜脈短路。由此可見(jiàn),增大,肺泡無(wú)效腔增加;減小,發(fā)生功能性動(dòng)-靜脈短路,兩者都妨礙了有效的氣體交換,可導(dǎo)致血液缺O(jiān)2或CO2潴留,但主要是血液缺O(jiān)2.