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第五章 呼吸
www.chinamr.org 2002-12-18 华夏盲人网

机体在新陈代谢过程中，需要不断地从外界环境摄取氧气并排出二氧化碳。机体与环境
之间氧和二氧化碳的交换过程，称为呼吸。其生理意义主要是保证机体新陈代谢的正常进行，
因此，呼吸是机体基本生命活动之一。
机体的呼吸过程由四个互相联系的环节组成（图5-1）：①肺通气，即气体进出肺泡的过
程；②肺换气，即肺泡与血液间的气体交换（肺通气和肺换气合称为外呼吸）；③血液对气体
的运输；④组织换气，即组织细胞与血液间的气体交换（又称为内呼吸）。
第一节 肺通气
一、肺通气过程
气体进出肺泡时要经过呼吸道。呼吸道不仅是气体出入的管道，而且对吸入气体具有加
温、湿润和清洁作用。肺泡是气体交换场所。气体进出肺泡是通过呼吸运动实现的。
（一）呼吸运动
在神经系统支配下，由呼吸肌舒缩而引起的胸腔有节律地扩大和缩小的活动，称为呼吸
运动，它包括吸气动作和呼气动作。
1．平静呼吸和用力呼吸 平静呼吸是指人体安静时和缓均匀的呼吸运动。它是由膈肌和
肋间外肌舒缩引起。平静吸气时．膈肌收缩，膈顶下降，使胸腔上下径增大（图5-2）：同时
肋间外肌收缩，牵动肋骨上提并略外展，胸骨也随着向前上方移动，使胸腔前后径和左右径
增大（图5-3）。胸腔扩大，肺随着扩张而容积增大．使肺内压下降，比大气压约低2～3毫米
汞柱，空气顺气压差经呼吸道入肺，引起吸气。平静呼气时．膈肌和肋间外肌舒张。膈顶回升
到原位．肋骨及胸骨也回原位。使胸腔缩小，肺也回缩而容积缩小。使肺内压上升，比大气压
约高2～3毫米汞柱．肺内气体顺气压差出肺，引起呼气。
由上可知，肺通气的直接动力是肺内压与大气压间的压力差；压力差是由于肺内压的周
期性变化产生的，肺内压的变化由胸腔的扩大与缩小造成，胸腔的扩大与缩小是由呼吸肌舒
缩引起的。所以，呼吸肌舒缩活动是肺通气的原动力。平静呼吸的特点是：吸气动作由膈肌
和肋间外肌收缩引起，故吸气是主动的；而呼气动作只是上述吸气肌舒张所造成，并无呼气
肌收缩，故呼气是被动的。
用力呼吸（深呼吸）是指人体在劳动或运动时，用力而加深的呼吸运动。它与平静呼吸
的不同点是：用力吸气时，除隔肌和肋间外肌收缩加强外，其它辅助吸气肌（如胸锁乳突肌，
胸大肌等）也参加收缩，使胸腔更加扩大，以加强吸气动作；用力呼气时，不仅吸气肌舒张，
而且还有呼气肌（肋间内肌、腹肌）参加收缩，使胸腔更加缩小，以加强呼气动作。因此，
用力呼气和吸气都是主动的。
2．胸式呼吸和腹式呼吸 肋间活动可引
起肋骨和胸骨的运动，表现为胸壁的起伏，故
以肋间肌活动为主的呼吸运动，称为胸式呼吸。
由于膈肌的升降可造成腹壁的起伏，故以膈肌
活动为主的呼吸运动，称为腹式呼吸。正常成
人多为混合型呼吸，但在妊娠或腹水，腹腔肿
瘤等疾患，使膈肌活动受限制时，可表现明显
胸式呼吸；而胸膜炎或胸腔积液等患者，由于
疼痛的影响使肋间肌活动减弱，可表现为明显
的腹式呼吸。
3.呼吸周期和呼吸频率 每一次呼吸运动称为一个呼吸运动周期（呼吸周期）。每分钟
呼吸运动的次数，称为呼吸频率（次／分），正常成人安静时为 12～18次／分。呼吸频率随
年龄、性别、肌肉活动和情绪变化等而有所不同。
在每一个呼吸周期中除肺内压发生变化外，还有胸内压、呼吸阻力等变化。现将这些变
化及相互关系分述于后。
（二）胸内压与肺回缩力
1．胸内压 是指胸膜腔内的压力。胸腔是由胸膜壁层和脏层所围成的密闭的潜在腔
隙。正常腔内无气体而有少量浆液，浆液可使两层胸膜紧密粘在一起，在呼吸运动过程中，
使肺可跟随胸廓被动地张缩，并起润滑作用，减小两层胸膜之间的摩擦。正常情况下，不论
吸气或呼气时，胸膜腔内压都比大气压低，故习惯上称为胸内负压。这可用检压计直接测量
（图5－4）。临床上常用间接方法，即测定下1/3食管内压来表示胸内压。正常成人平静吸
气末为-5～-10毫米汞柱，平静呼气末为-3～-5毫米汞柱。
（1）胸内负压的成因：先从静态来说，吸气末或呼气末气流停止时，肺内压等于大气压，
此压力可通过肺作用于胸膜腔，故胸压应等于大气压；然而由于肺处于被动扩张状态而产生
一定的肺回缩力，此力作用方向恰与肺内压作用于胸膜腔的力量方向相反，因此使作用于胸
膜腔的压力被抵消了一小部分，致使胸内压低于大气压，即：胸内压＝肺内压（大气压）一
肺回缩力。若以大气压值为零则：胸内压＝一肺回缩力。可见，胸内负压是作用于胸膜表面
的两种相反压力所间接形成的，其中主要取决于肺的回缩力。所以，在呼吸周期中吸气时胸
内负压增大，呼气时则减小；用力呼吸时，胸内负压的变化幅度加大。
胸内负压是出生后形成的，并随胸廓和肺的生长发育而逐渐加大，出生前胎儿无呼吸运
动，肺未被扩张，故不存在胸内负压。出生后呼吸开始，肺随胸廓的扩张而扩大，始有一定
胸内负压。随着生长，因胸廓的发育速度大于肺，肺被动扩张的程度也逐渐增大，胸内负压
也随着逐渐增大。
（2）胸内负压的生理意义：主要有三：一是维持肺扩张状态，不致因肺回缩力而萎缩；
二是可减低心房、腔静脉及胸导管内的压力，有利于心房的充盈和静脉血与淋巴液的回流。
胸内负压降低或消失，可导致呼吸循环机能障碍，甚至危及生命；三，在呼吸运动与肺通
气间起偶联作用。
2．肺回缩力 肺的回缩力由肺泡表面张力和肺泡壁弹力纤维的回缩力共同构成，其中
表面张力造成的回缩力约占2/3，弹力纤维产生的回缩力只有1/3左右。
（1）肺泡表面张力：肺泡内壁有一层液体与肺泡气之
间形成液一气界面，这一界面具有使肺泡回缩至最小面积
的力，即肺泡表面张力。肺泡为球形气泡，大小不一，根
据物理学原理，液泡表面张力（T）与各肺泡所形成的回缩
压力（P）成正比，而与其半径（r）成反比，即P=2T/r如
果大小肺泡的表面张力相同，则小泡内回缩压力大于大泡，
可导致小泡萎缩而大泡趋于膨大（图5－5）。但在正常呼吸
运动过程中不会发生上述现象，这与肺泡表面活性物质有
关。
（2）肺泡表面活性物质：它是由肺泡Ⅱ型细胞分泌的一种脂蛋白，主要成分是二软脂酰
卵磷脂。因它以单分子敷布于肺泡液体分子层的表面，即在液一气界面之间，从而使肺泡表
面张力降低到原来的1/7～1/14。因此表面活性物质能影响肺回缩力，起到维持大小肺泡内压
和容积相对稳定作用。因为肺泡表面活性物质分子在小肺泡内较密集，而大肺泡内较稀疏，
这样降低表面张力的作用不同，使大小肺泡的回缩压力相对平衡，从而都能维持在一定的充
气状态。此外，它是阻止肺泡毛细血管中液体向肺泡内滤出的因素。如果肺泡表面活性物质
缺乏，则肺泡表面张力增大，肺回缩力增强，不但可引起肺不张，并可使肺组织间隙的静脉
水压下降，从而促使毛细血管中液体进入肺组织间质及肺泡中，导致肺水肿。
（三）呼吸阻力
呼吸肌活动所产生的动力，首先必须克服呼吸阻力，才能使胸腔扩大或缩小以实现肺通
气功能，呼吸阻力是指在肺通气过程中所遇到的各种阻力，主要是弹性阻力和气道阻力。
1．弹性阻力 是指胸廓和肺的弹性回缩力，约占总呼吸阻力的70％左右。弹性回缩力大，
吸气时的弹性阻力也大。弹性阻力的大小表现为在吸气肌的作用下，胸廓或肺扩张的难易，
通常用“顺应性”表示，顺应性指弹性器官在外力作用下的可扩张性。如弹性阻力大，、则
不易扩张为顺应性小；弹性阻力小，则容易扩张为顺应性大。因此，顺应性与弹性阻力互为
倒数。
肺顺应性的大小通常以每厘米水柱的跨肺压（即肺内压与胸内压之差）变化下所产生的
肺容量改变来表示，即：

肺顺应性＝肺容量改变／跨肺压改变（升／厘米水柱）

正常成人肺的静态顺应性约0.2升／厘米水柱,即跨肺压每改变1厘米水柱则肺容量改变
0.2升。如果肺的顺应性减小，例如肺水肿、肺不张、肺纤维化等病理情况，患者必须加强
呼吸肌收缩来克服弹性阻力，才能达到足够肺通气量，故患者主观感觉呼吸困难。
2．气道阻力 是指气流通过呼吸道时引起的摩擦阻力。气道阻力特点是只在呼吸的动
态过程中才表现出来。气道阻力的大小与呼吸运动的速度和深度有关，越是深而快的呼吸，
气道阻力越大。另外，呼吸道管径的改变也是影响气道阻力的另一个重要因素。管径越小，
则阻力越大；管径变大则阻力减小。气道阻力与气道管径的四次方成反比。因此，气道管径
稍有改变，气道阻力就会出现明显的改变。故支气管哮喘引起的呼吸困难，临床上常用支气
管平滑肌舒张药治疗。
二、肺容量和肺通气量
（－）肺容量
图5-6 肺容量变化的记录曲线
肺容量是指肺容纳的气体量。在呼吸周期中，肺容量随着进出肺的气体量而变化，吸气
时肺容量增大；呼气时减小。其变化幅度主要与呼吸深度有关，可用肺量计测定和描记。图
5-6为人体在进行各种不同深度呼吸时肺容量的变化及其记录曲线。
1.潮气量 是指平静呼吸时每次吸入或呼出的气量，正常人潮气量约为400～500毫升。
2.补吸气量与深吸气量 在平静吸气之后再尽力吸气所能增加的吸入气量。称为补吸气
量或吸气贮备量。正常成人约为1,500～1,800毫升。补吸气量与潮气量之和，称为深吸气量。
3．补呼气量 在平静呼气之后再尽力呼气所能增加的呼出气量，称为补呼气量或呼气贮
备量。正常成人约为900～1200毫升。
4．余气量与机能余气量 在最大呼气之后肺仍处于一定的扩张状态，这时肺内残余的气
体量，称为余气量或残气量。正常成人男性约为1500毫升，女性约为1000毫升。在平静呼气末
肺内除余气量外还有补呼气量，两者之和称为机能余气量。
5．肺活量与时间肺活量 在最大吸气之后作全力呼气所能呼出的气体总量，称为肺活
量。肺活量等于潮气量。补吸气量和补呼气量之和。正常成人男性约为3500毫升，女性约为
2500毫升。肺活量的大小受性别、年龄、身材大小、呼吸肌强弱以及肺和胸廓的弹性等的影响
而有较大差异，一般低于标准值的20％为不正常。肺活量是反映一次呼吸的最大通气潜力，常
作为身体健壮情况的指标之一。临床上某些病人因肺组织弹性降低或呼吸道狭窄时通气功能已
受到影响，但肺活量测定由于没有时间因素限制仍可在正常范围内；若限制呼气时间，则单位