二、肺换气
(一)肺换气过程
肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换过程称肺换气。肺泡内的PO2(104 mmHg)高于静脉血中PO2(40 mmHg),同时肺泡内PCO2(40 mmHg)低于静脉血中PCO2(46 mmHg),因此,当肺动脉的静脉血流经肺毛细血管时,在分压差的推动下,O2从肺泡扩散入血液,CO2由静脉血向肺泡内扩散(图7-6-1),完成肺换气。结果使静脉血变成了动脉血。
图7-6-1 肺换气示意图
(二)影响肺换气的因素
1.呼吸膜的厚度和面积 肺泡气体通过呼吸膜与血液气体进行交换。气体扩散速率与呼吸膜的厚度成反比,呼吸膜越厚,单位时间内交换的气体量就越少。正常呼吸膜很薄,对气体通透性很大,使气体易于扩散通过。气体扩散速率与扩散面积成正比。正常成人两肺约有3亿个肺泡,总扩散面积达70 m2。安静状态下,用于气体扩散的呼吸膜面积约40 m2,因此有相当大的贮备面积。呼吸膜良好的通透性及广大的面积,保证了肺泡与血液间能迅速地进行气体交换。在病理情况下,呼吸膜的厚度增加(如肺炎、肺纤维化等)或呼吸膜的面积减小(如肺气肿)都导致气体扩散量减少。
2.通气/血流比值 通气/血流比值是指每分钟肺泡通气量和每分钟肺血流量之间的比值。正常成人安静时,肺泡通气量约为4.2 L/min,肺血流量约为5 L/min,因此,通气/血流比值约为0.84,这一比值表示肺通气量与肺血流量匹配最合适,气体交换效率最高。如果通气/血流比值增大(>0.84),就意味着通气过剩,血流相对不足,部分肺泡气体未能与血液气体充分交换,致使肺泡无效腔增大。反之,通气/血流比值下降(<0.84),则意味着通气不足,血流相对过多,部分血液流经通气不良的肺泡,混合静脉血中的气体不能得到充分更新,犹如发生了功能性动-静脉短路(图7-6-2)。由此可见,无论通气/血流比值增大或减小,都会妨碍有效的气体交换,导致机体缺O2和CO2潴留,其中以缺O2为主。可见,肺泡通气量与肺血流量之间必须保持恰当的比值,才能正常实现肺换气功能。
图7-6-2 通气/血流比值及其变化示意图