呼吸系统的功能
呼吸系统作为人体沟通外环境的重要器官，在维持机体新陈代谢和其他功能活动方面起着重要的作用。呼吸功能为呼吸系统的主要功能。呼吸过程由3个相互衔接并同时进行的环节来完成，即外呼吸（包括肺通气和肺换气）、气体在血液中的运输及内呼吸。
（一）呼吸功能
是肺的主要生理功能，为吸入外界的O2，排出血液内过剩的CO2。衡量呼吸功能的一个重要手段就是肺功能检查。临床上常规的检查项目主要是肺容量测定、肺通气功能测定和动脉血气分析。
1.肺容量测定
肺容量测定包括潮气容积、补吸气容积、补呼气容积、残气容积、深吸气量、肺活量、功能残气量、肺总量8项指标；肺通气功能测定包括每分钟静息通气量、肺泡通气量、最大通气量、用力肺活量、呼气高峰流量等内容。
（1）潮气容量（VT）：指平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量。
（2）补吸气量（IRV）：指平静吸气后再用力吸入的最大气量。
（3）补呼气量（ERV）：指平静呼气后再用力呼出的最大气量。
（4）残气量（RV）：为补呼气后，肺内不能呼出的残留气量。
（5）深吸气量（IC）：指平静呼气后能吸入的最大气量（潮气量+补吸气量）。
（6）肺活量（VC）：最大吸气后能呼出的最大（全部）气量（潮气量+补吸气量+补呼气量）。
（7）功能残气量（FRC）：指平静呼气后肺内所含气量（补呼气量+残气量）。
（8）肺总量（TLC）：深吸气后肺内所含有的总气量（肺活量+残气量）。
每个肺气量均由2个或2个以上的肺容积所组成，肺容积间彼此相互没有重叠。即：
深吸气量=补吸气容积+潮气容积
功能残气量=补呼气容积+残气容积
肺活量=补吸气容积+潮气容积+补呼气容积
肺总量=补吸气容积+潮气容积+补呼气容积+残气容积
2.肺通气功能测定
肺通气是肺与外界环境之间的气体交换，通气动力来自呼吸肌的收缩、舒张引起胸廓的扩大和缩小，使气体有效地进入或排出肺泡。临床上常用以下指标来了解肺的通气功能。
（1）每分通气量（E）：是每分钟进或出肺的气体总量，为呼吸频率（f）与潮气量（VT）的乘积。MV的降低表示呼吸次数或潮气量的减少。如E＞10 L为通气过度，＜3 L为通气不足。
（2）肺泡通气量（VA）：是每分钟吸入肺泡进行气体交换的气量，又称有效通气量。
VA=(VT-VD)×f
VD为生理无效腔，是解剖无效腔与肺泡无效腔之和。VA能确切表明有效通气的增加或减少。当VA不足时，可产生低氧血症、高碳酸血症和呼吸性酸中毒；过度时，则产生低碳酸血症和呼吸性碱中毒。
（3）最大通气量（MVV）：为以最快速度和最大幅度的呼吸时所测的每分通气量。通常以15秒测值乘以4而得。MVV一般可达70～120 L，通过MVH和MVV可了解通气功能的贮备能力，以通气贮量百分比表示。(https://www.daowen.com)
通气贮量百分比=（最大通气量-每分通气量）÷最大通气量×100%
正常值为≥93%。MVV减低常见于支气管哮喘、慢性阻塞性肺疾病、肺纤维化、肺水肿等疾病。
3.气道通气功能
吸气状态下内径≤2 mm的细支气管称小气道，小气道阻力在气道总阻力中仅占20%。小气道功能损害常见于受大气污染、长期大量吸烟者，长期接触挥发性化学物质者，早期肺尘埃沉着病、细支气管病毒感染、哮喘缓解期、早期肺气肿、肺间质纤维化等患者。
4.动脉血气分析
动脉血气分析是检测肺换气功能的重要项目，主要指标包括动脉血氧分压、动脉血二氧化碳分压、pH值、标准碱、缓冲碱、剩余碱。根据上述指标可判断出有无缺氧及其程度，有无酸碱失衡及其失衡的类型、程度等，可为手术、麻醉、危重症的监护及抢救提供重要的依据。
5.肺换气
指肺泡与血液之间的气体交换。气体交换是通过呼吸膜以弥散的方式进行的。呼吸膜由含肺泡表面活性物质的液体层、肺泡上皮细胞层、上皮基底膜、肺泡上皮和毛细血管膜之间很小的间隙、毛细血管的基膜和毛细血管内皮细胞层组成。
影响肺换气的主要因素为呼吸膜的面积和弥散功能；肺通气/血流比值；呼吸膜两侧的气体分压差。
（二）呼吸系统的防御功能
呼吸系统是机体直接与外界持续进行物质交换，表面积最大的器官。为了防止有害物质的侵入，呼吸系统具有一套完善的防御机制：①吸入空气的调节和净化；②气道表面异物的排除；③反射性防御机制；④肺泡巨噬细胞在细支气管和肺泡的吞噬，可清除侵入肺泡的有害物质；⑤呼吸道分泌物中的中性粒细胞、免疫球蛋白、溶菌酶等对病毒和细菌的抑制及杀伤作用。
（三）呼吸的调节
呼吸调节的目的在于为机体提供氧气、排出二氧化碳和稳定血液中的酸碱度。机体通过呼吸中枢、效应器和感受器来共同完成。
1.中枢性调节
包括两个方面：一是受大脑皮层控制，调节随意的呼吸运动；二是受以脑干为主的神经结构控制，调节自主呼吸。基本呼吸节律产生于延髓，呼气和吸气两组神经元交替兴奋和抑制形成呼吸周期。
2.反射性调节
为神经系统活动的一种方式，整个过程包括感受器、传入神经、中枢、传出神经和效应器等部分。
（1）肺牵张反射：又称黑伯反射，是肺扩张或缩小引起的吸气抑制或兴奋的一种反射。属于一种负反馈调节机制，可使吸气不致过长，促使吸气动作向呼气转化，维持正常的呼吸节律。
（2）呼吸肌本体感受性反射：肌梭是呼吸肌的本体感受器。当肌肉被拉长或肌肉两端固定而肌肉主动收缩时，感受器受刺激，反射性地引起受刺激肌梭所在肌肉的收缩，使呼吸道阻力增加，呼吸运动加强。
（3）防御性呼吸反射：当异物突然进入气道黏膜受到机械刺激时，引起防御性呼吸反射，以清除激惹物，避免进入肺泡，如咳嗽反射、喷嚏反射、屏气反射、“J”感受器反射等。
3.化学性调节
化学因素对呼吸的调节也是一种呼吸的反射性调节，主要是动脉血或脑脊液中的O2、CO2和H+。机体通过呼吸调节血液中的O2、CO2、H+水平，动脉血中的O2、CO2、H+水平的变化又通过化学感受器调节着呼吸。根据感受器的不同将化学感受器分为中枢性和周围性两类。中枢化学感受器位于延髓的腹外侧浅表部位，对CO2敏感。周围化学感受器有颈动脉体和主动脉体，动脉血中PCO2增高、PCO2降低和H+增加都能不同程度地兴奋呼吸，增加通气量。CO2和O2的调节是通过外周化学感受器来实现的。
（四）其他功能
随着越来越多的研究证实，肺不仅是一个气体交换的器官，还是一个具有多种代谢功能的内分泌器官。与肺代谢有关的主要细胞为肺泡Ⅰ型细胞、Ⅱ型细胞、内皮细胞、肺泡巨噬细胞、肥大细胞、Clara细胞、纤毛细胞等。此外，呼吸系统还具有嗅觉和发声以及协调水与热平衡的功能。
（戈艳蕾 李建）