呼吸系统生理

呼吸系统生理通气·换气·运输·调节2026年课程导览01呼吸系统概述结构组成与功能定位02肺通气原理动力来源与阻力因素03气体交换与运输换气过程与血气运输04呼吸的调节神经反射与体液调控呼吸系统概述呼吸是生命的第一节律从结构到功能，认识呼吸系统01气道与肺泡构成呼吸通道呼吸道与肺构成呼吸系统两大组成部分，肺泡是气体交换的终端单位01组成部分呼吸道与肺呼吸道：鼻、咽、喉组成上呼吸道，气管与支气管组成下呼吸道肺：左肺两叶、右肺三叶肺泡与气-血屏障肺泡总数约3亿个呼吸膜总面积约70m²气-血屏障：表面活性物质层、肺泡上皮、上皮基膜与毛细血管内皮四层呼吸四环节环环相扣1肺通气肺与外界的气体交换，依赖呼吸运动实现›2肺换气肺泡与毛细血管血液之间的O₂与CO₂交换›3气体运输血液将O₂输送至组织，同时将CO₂带回肺›4组织换气血液与组织细胞之间的气体交换四环节构成呼吸全过程，任一环节障碍即致呼吸功能不全呼吸系统功能不止于通气防御功能黏液-纤毛清除系统与肺泡巨噬细胞构成重要防线代谢功能肺泡Ⅱ型细胞合成

肺泡表面活性物质降低表面张力调节功能通过改变

CO₂排出量

参与机体酸碱平衡调节免疫内分泌功能肺泡巨噬细胞分泌细胞因子，参与局部免疫应答肺通气原理一呼一吸，皆有动力解析通气动力与阻力的博弈02呼吸运动是通气原动力肺通气：肺与外界环境之间的气体交换过程原动力呼吸肌收缩舒张呼吸肌收缩舒张引发胸腔容积变化间接胸腔容积变化胸腔容积变化形成肺泡气与大气压之间的压力差直接动力压力差肺泡气与大气压之间的压力差直接驱动气体交换过程呼吸形式腹式呼吸以膈肌活动为主胸式呼吸以肋间肌活动为主呼吸频率正常成人安静时约

12-18次/分呼吸肌驱动胸腔节律“吸气肌与呼气肌的分工，决定肺通气的动力来源”膈肌运动是肺通气的核心动力来源吸气肌膈肌是最主要的吸气肌，肋间外肌辅助提肋扩胸呼气肌肋间内肌与腹肌，主要在用力呼气时参与平静呼吸吸气主动，呼气被动，耗能少用力呼吸吸气与呼气均为主动过程，辅助呼吸肌也参与收缩胸膜腔负压维系肺扩张平静呼吸时胸膜腔内压始终为负压，是维持肺扩张的关键。呼吸时相胸膜腔内压对比胸膜腔负压机制胸膜腔内压|肺内压−肺回缩压平静呼吸时始终为负压负压维持肺泡扩张促进静脉血与淋巴液回流

气胸警示胸膜腔破裂时，肺因弹性回缩而塌陷表面活性物质维持肺泡稳定肺弹性阻力主要由肺泡表面张力与肺弹性回缩力构成表面活性物质缺乏可导致新生儿呼吸窘迫综合征肺泡表面张力占肺弹性阻力70%主要来源肺弹性回缩力占肺弹性阻力30%次要来源分泌来源肺泡Ⅱ型细胞分泌表面活性物质主要成分为二棕榈酰卵磷脂生理功能降低表面张力，防止肺泡塌陷稳定大小肺泡容积顺应性定义单位跨肺压变化引起的肺容积变化反映肺扩张的难易程度气道半径决定阻力大小阻力与半径四次方成反比，半径微降即可显著增加阻力神经调节迷走神经→支气管平滑肌

收缩交感神经→支气管平滑肌

舒张通过自主神经调节气道管径，维持呼吸通畅。体液因素组胺、白三烯→气道

收缩肾上腺素、异丙肾上腺素→气道

舒张化学介质经体液途径调节支气管平滑肌张力。肺容积反映通气储备肺活量=潮气量+补吸气量+补呼气量四种肺容积成分对比各成分气量（ml）潮气量500ml补吸气量1500ml补呼气量1000ml残气量1200ml成分定义潮气量平静呼吸时每次吸入或呼出的气量补吸气量补呼气量深吸气与深呼气可额外吸入或呼出的气量残气量最大呼气后肺内仍残留的气量，无法主动呼出深慢呼吸通气效率更高深慢呼吸肺泡通气量最高浅快呼吸最低4200ml/min正常呼吸·肺泡通气量2400ml/min浅快呼吸·肺泡通气量5100ml/min深慢呼吸·肺泡通气量三种呼吸模式通气参数对比呼吸模式潮气量（ml）频率（次/分）肺通气量（ml/min）肺泡通气量（ml/min）正常呼吸5001260004200浅快呼吸2502460002400深慢呼吸1000660005100肺泡通气量=（潮气量−无效腔）

×

呼吸频率无效腔与有效通气无效腔：停留于传导气道、不参与气体交换的部分呼吸越浅快：无效腔占比越大，有效通气越少每分钟通气量相同时，呼吸越浅快，无效腔占比越大，有效通气越少气体交换与运输气体跨越屏障，奔赴全身换气与运输的完整链条03分压差驱动气体交换O₂进入血液O₂分压差引导O₂从肺泡进入血液，104−40=64mmHg。CO₂排出肺泡CO₂分压差引导CO₂从血液进入肺泡，46−40=6mmHg。分压差越大，气体扩散速率越快。气体分压差对比单位：mmHg肺换气与组织换气同步⇄分压差是气体交换的根本动力呼吸膜增厚（肺水肿、肺纤维化）时，换气效率显著下降双程换气对比肺换气O₂肺泡→血液，CO₂血液→肺泡静脉血变为动脉血组织换气O₂血液→组织，CO₂组织→血液动脉血变为静脉血📊效率影响因素呼吸膜厚度与面积直接影响肺换气效率组织代谢组织代谢水平与局部血流量影响组织换气效率通气血流匹配决定换气效率0.84=肺泡通气量

÷

肺血流量·正常约

0.84V/Q正常时换气效率最高，动脉血气维持稳定代偿机制：局部低氧性肺血管收缩可重新分配血流，改善通气与血流匹配V/Q失衡的两种后果2型V/Q增大无效腔样通气（血流相对不足）·常见病因：肺栓塞V/Q减小功能性动-静脉短路（通气相对不足）·常见病因：哮喘血红蛋白是氧的主要载体O₂运输形式占比化学结合是绝对主力运输形式解读物理溶解量少但意义关键：决定氧分压，参与气体交换每克血红蛋白结合量约

1.34mlO₂血氧饱和度反映结合程度氧解离曲线反映供氧能力段曲线分段解读上段较平坦氧分压60–100mmHg，保证肺部O₂充分结合中段较陡氧分压40–60mmHg，组织静息时可释放适量O₂下段最陡氧分压15–40mmHg，组织活动增强时可大量释放O₂移曲线位移与波尔效应曲线右移CO₂升高、pH下降、温度升高、2,3-DPG

增多波尔效应pH下降或CO₂升高使血红蛋白氧亲和力降低，促进O₂释放碳酸氢盐是二氧化碳主路CO₂运输以碳酸氢盐为主路，占比88%CO₂运输形式占比88%碳酸氢盐7%氨基甲酸血红蛋白5%物理溶解碳酸酐酶催化：CO₂与H₂O生成H₂CO₃，解离为H⁺与HCO₃⁻氯转移：红细胞内HCO₃⁻与血浆Cl⁻交换，维持电荷平衡氨基甲酸血红蛋白：生成促进CO₂运输与释放呼吸的调节呼吸不止，调节不息神经与体液共同守护呼吸节律04延髓是呼吸节律基本中枢自上而下01脊髓膈肌运动神经元位于C3-C5，肋间肌运动神经元位于T1-T1102延髓背侧呼吸组与腹侧呼吸组构成基本呼吸中枢，产生节律性呼吸03脑桥呼吸调整中枢限制吸气时长，防止吸气过深过长04大脑皮层可随意控制呼吸，参与说话、屏气等行为吸气切断机制形成呼吸节律延髓吸气神经元自发产生吸气活动

→肺扩张激活牵张感受器→脑桥与迷走共同触发切断→转为呼气1延髓吸气吸气神经元自发产生吸气活动，引起吸气肌收缩›2肺扩张牵张激活牵张感受器，迷走神经传入冲动增加›3脑桥+迷走触发切断呼吸调整中枢与迷走传入共同触发吸气切断机制›4转为呼气吸气被切断后转为呼气，随后进入下一呼吸周期，形成节律

异常情况切断机制受损时可出现长吸式呼吸，吸气异常延长二氧化碳是呼吸最强刺激外外周化学感受器位置颈动脉体与主动脉体感受对象动脉血O₂分压、CO₂分压与H⁺浓度中中枢化学感受器位置延髓腹外侧浅表区域感受对象脑脊液与局部细胞外液H⁺浓度CO₂是调节呼吸最重要的体液因素CO₂升高同时兴奋外周与中枢感受器，使呼吸加深加快，加速CO₂排出，形成负反馈O₂降低对呼吸的兴奋作用较弱，仅在严重缺氧时才明显增强肺牵张反射防止肺过度扩张“肺牵张反射（黑-伯反射