气体的扩散原理

1、第二节 肺换气和组织换气,一、肺换气和组织换气的基本原理,(一)气体的扩散,原理：扩散(diffusion),动力：膜两侧的气体分压差,气体扩散速率（diffusion rate ，D）：,单位时间内气体扩散的容积,影响因素：,1、气体的分压差(P),气体扩散动力,2、气体的分子量和溶解度,D与分子量(MW)的平方根成反比;与溶解度(S)成正比,气体的溶解度/分子量的平方根之比为扩散系数(diffusion coefficient)。,扩散系数大，扩散速率快。,CO2的扩散系数是O2的20倍,3、扩散面积和距离,4、温度,D与扩散面积(A)成正比,与扩散距离(d)成反比,D与温度(T)成正比,

2、（二）呼吸气体和人体不同部位的分压差,1、呼吸气和肺泡气的成分和分压,2、血液气体和组织气体的分压,二、肺换气,（一）肺换气的过程,换气动力：,分压差,换气方向：,分压高分压低,换气结果：,肺静脉血,动脉血,（二）、影响气体交换的因素,O2、CO2扩散速率（D）的比较 分子量 血浆溶解度 肺泡气 动脉血 静脉血 D O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 ,CO2的扩散系数是O2的20倍,在同等条件下，CO2的扩散速率是O2的20倍；但在肺中，由于肺泡气和V血间分压差的不同，CO2的扩散速率实际约为O2的2倍。 肺功能衰竭患者

3、往往缺O2显著，CO2潴留不明显。,分压差温度气体溶解度扩散面积,扩散距离分子量,(ml/L) （KPa） （KPa） （KPa）,1.气体扩散速率,2.呼吸膜,正常呼吸膜非常薄，通透性与面积极大(70-80m2)。,6层1m厚，平均0.6m,血液流经肺毛细血管全长约需0.7s，而完成气体交换的时间仅需0.3s(前1/3段) ,有气体交换的时间储备；,安静状态时仅有40m2参与气体交换,有相当大的气体交换的面积储备。,O2,CO2,（1）呼吸膜的厚度：,肺纤维化、尘肺、肺水肿,呼吸膜厚度,通透性,气体交换,（2）呼吸膜的面积：,气体交换速率与呼吸膜的厚度成反比,气体交换速率与呼吸膜的面积成正比

4、,3.通气/血流比值 (ventilation/perfusion ratio),概念:,(4.2L/min),(5L/min ),0.84,/,正常值:,(如心衰、肺动脉栓塞),肺通气或肺血流,肺泡无效腔,换气效率,肺通气,增大功能性动-静脉短路,换气效率,（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）,换气效率,缺O2和CO2潴留 但以缺O2为主,原因：,动-静脉血间Po2Pco2 功能性动-静脉短路时，动脉血Po2的程度静脉血Pco2,CO2的扩散系数是O2的20倍，CO2的扩散O2， 不易出现CO2潴留的症状；,动脉血Po2和Pco2时，可刺激呼吸，增加肺泡通气量，有助于CO2的排出，而几乎无助于O2

5、的摄取（O2和CO2解离曲线的特点所决定的).,整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标；但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性，故临床上更应测肺脏各局部的VA/Q：,人体直立时肺局部的VA/Q 肺上区 肺下区 VA（L/min）0.24 0.82 Q（L/min）0.07 1.29 VA/Q 3.3 0.63,（三）肺扩散容量（DL）自学,概 念：,指气体在单位分压差作用下每分钟通过呼吸膜扩散的体积。,意 义：,肺扩散容量是测定呼吸气通过呼吸膜的能力的一种指标。,正常值：,O2的DL=20mLmin-1mmHg-1,CO2的DL=400450mLmin-1mmHg-1 每分耗氧量为21mLmin-1mmHg-111mmHg=230mLmin-1,剧烈运动时O2的DL可增加到60m