第十五章 肺换气与组织换气
肺换气：
肺通气过程中，进入到肺泡内的新鲜空气通过很薄的组织层与流经肺泡的毛细血管血液进行气

体交换的过程
组织换气：
组织毛细血管血液与组织细胞之间的气体交换过程

一. 肺换气和组织换气的基本原理
1. 呼吸气体以扩散的方式进行交换
气体扩散：
气体分子不停地进行着无定向的运动，结果为气体分子从分压高处向分压低处发生

净转移
。

气体扩散速率∝
∆P•T•A•S
𝑑𝑑•
√
𝑀𝑀𝑀𝑀

① ∆P即扩散气体的分压差。分压差是气体扩散的动力
② T
为温度（生理情况下影响不大）

③ A
为气体的扩散面积（呼吸膜的面积）
④ S为气体分子的溶解度
⑤ d
为气体的扩散距离（呼吸膜厚度）
⑥ MW为气体的分子量
S
√
𝑀𝑀𝑀𝑀
称气体分子的扩散系数，是决定气体扩散速率的自身因素。

𝐶𝐶𝐶𝐶
２扩散系数≈20倍𝐶𝐶２

2. 大气与人体不同部位的气体分压存在差异

This picture derived from textbook for eight-year MD program
空气中各气体的容积百分比一般不变，分压可因总大气压变化而变化。
吸入的空气在呼吸道内被水蒸气饱和（“加湿”）→成分比例不同于大气→各气体分压改变
二. 肺换气
1.
肺换气过程中肺毛细血管内血液的气体分压发生变化
如表15-1，静脉血与肺泡气的𝐶𝐶
2、𝐶𝐶𝐶𝐶2存在分压差，𝐶𝐶2从肺泡扩散→静脉血；而𝐶𝐶𝐶𝐶2

从静脉血扩散→肺泡。经气体交换后，静脉血→动脉血。

正常情况下，气体扩散极为迅速，不到0.3s即可达平衡；血液流经肺毛细血管全长
约1/3
时，肺换气过程基本完成（贮备能力大）

2.
呼吸膜是实现肺换气的结构基础

This picture derived from textbook for eight-year MD program.
3. 肺通气与肺血流匹配程度影响肺换气效率
可用通气/血流比值（指每分钟肺泡通气量𝑉𝑉
𝐴𝐴
和每分钟肺血流量Q的比值）衡量

正常成年人安静时
𝑉𝑉
𝐴𝐴
/Q为0.84

① 呼吸膜由六层结构组成，但很薄：
含PS的液体层、肺泡上皮细胞层、上皮基
底膜、基质层、毛细血管基膜、毛细血管内
皮细胞层

②
任何使呼吸膜增厚或扩散距离增加的疾病

（
肺纤维化、肺水肿等
），都会降低扩散速率，

减少扩散量（运动时，血流加速，交换时间
缩短，影响更突出）

③ 呼吸膜总面积约为50~100𝑚𝑚
2
，安静时仅有

40𝑚𝑚
2
参与气体交换（巨大贮备面积），呼吸

膜总面积小于正常1/3-1/4时，不能满足静
息机体需要。

𝑉𝑉
𝐴𝐴
/Q↑，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，

肺泡无效腔↑

𝑉𝑉
𝐴𝐴
/Q↓，通气不足，血流相对过多，部分血液流经通气不良的肺泡，静脉血

中的气体不能充分更新，犹如功能性动-静脉短路
肺总的𝑉𝑉
𝐴𝐴

/Q为0.84，但由于肺泡通气量和肺毛细血管血流量肺内分布不均→

各个局部𝑉𝑉
𝐴𝐴

/Q值并不相同。（由于胸膜腔负压分布及重力影响，肺尖通气优于

肺底，血流量少于肺底→肺尖𝑉𝑉
𝐴𝐴

/Q较大，可达3.3）

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4.
肺扩散容量反映肺换气的效率

在单位分压差下，每分钟通过呼吸膜进行扩散的气体的毫升数。
𝐷𝐷𝐿𝐿=
𝑉𝑉
𝑃𝑃
𝐴𝐴−𝑃𝑃𝐶𝐶

(
V代表每分钟通过呼吸膜的气体量，𝑷𝑷

𝑨𝑨、𝑷𝑷𝑪𝑪
分别代表肺泡中、肺毛细血管血液中

该气体的平均分压 该气体的平均分压。𝑪𝑪𝑪𝑪𝟐𝟐的𝑫𝑫𝑳𝑳≈20倍𝑪𝑪
𝟐𝟐

)

三. 组织换气
与肺换气不同，完全在液相中完成，𝐶𝐶𝐶𝐶2、𝐶𝐶2净扩散方向与肺换气相反
毛细血管血液与组织液之间气体的分压差是驱动力
影响因素：①组织细胞与毛细血管距离（即扩散距离）
②组织血流量（血流量↓，分压差↓）
③组织代谢率（代谢率↑，组织𝑃𝑃
𝑪𝑪𝟐𝟐↓、𝑃𝑃𝑪𝑪𝑪𝑪
𝟐𝟐

↑，分压差↑）

Summary：了解肺换气、组织换气基本原理及几个重要影响因素
重点掌握𝑉𝑉
𝐴𝐴
/Q

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代理律师：湖南金州（岳阳）律师事务所 肖捷律师

 肺尖通气优于肺底与肺底
通气量>肺尖并不矛盾：肺
尖体积≪肺底


从肺底到肺尖，

通气量↓

血流量↓↓
故𝑽𝑽
𝑨𝑨

/Q↑