
影響肺部氣體交換的因素是什么:
1.呼吸膜的厚度 在肺部肺泡氣通過呼吸膜(肺泡-毛細(xì)血管膜)與血液氣體進行交換。氣體擴散速率與呼吸膜厚度成反比關(guān)系,膜越厚,單位時間內(nèi)交換的氣體量就越少。呼吸膜由六層結(jié)構(gòu)組成(圖5-10);含表面活性物質(zhì)的極薄的液體層、很薄的肺泡上皮細(xì)胞層、上皮基底膜、肺泡上皮和毛細(xì)血管膜之間很小的間隙、毛細(xì)血管的基膜和毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞層。雖然呼吸膜有六層結(jié)構(gòu),但卻很薄,總厚度不到1μm,有的部位只有0.2μm,氣體易于擴散通過。此外,因為呼吸膜的面積極大,肺毛細(xì)血管總血量不多,只60-140ml,這樣少的血液分布于這樣大的面積,所以血液層很薄。肺毛細(xì)血管平均直徑不足8μm,因此,紅細(xì)胞膜通常能接觸至毛細(xì)血管壁,所以O(shè)2、CO2不必經(jīng)過大量的血漿層就可到達紅細(xì)胞或進入肺泡,擴散距離短,交換速度快。病理情況下,任何使呼吸膜增厚或擴散距離增加的疾病,都會降低擴散速率,減少擴散量,如肺纖維化、肺水腫等,可出現(xiàn)低氧血癥;特別是運動時,由于血流加速,縮短了氣體在肺部的交換時間,這時呼吸膜的厚度和擴散距離的改變顯得更有重要性。
2.呼吸膜的面積 氣體擴散速率與擴散面積成正比。正常成人肺有3億左右的肺泡,總擴散面積約70m2.安靜狀態(tài)下,呼吸膜的擴散面積約40m2,故有相當(dāng)大的貯備面積。運動時,因肺毛細(xì)血管開放數(shù)量和開放程度的增加,擴散面積也大大增大。肺不張、肺實變、肺氣腫或肺毛細(xì)血管關(guān)閉和阻塞均使呼吸膜擴散面積減小。
3.通氣/血流比值的影響 通氣/血流比值(ventilation/perfusion ratio)是指每分肺通氣量(VA)和每分肺血流量(Q)之間的比值(VA/Q),正常成年人安靜時約為4.2/5=0.84.不難理解,只有適宜的VA/Q才能實現(xiàn)適宜的氣體交換,這是因為肺部的氣體交換依賴于兩個泵協(xié)調(diào)工作。一個是氣歷史意義,使肺泡通氣,肺泡氣得以不斷更新,提供O2,排出CO2;一個是血泵,向肺循環(huán)泵入相應(yīng)的血流量,及時帶起攝取的O2,帶來機體產(chǎn)生的CO2.如果VA/Q比值增大,這就意味著通氣過剩,血流不足,部分肺泡氣未能與血液氣充分交換,致使肺泡無效腔增大。醫(yī)學(xué)教育網(wǎng)搜|集整理反之,VA/Q下降,則意味著通氣不足,血流過剩,部分血液流經(jīng)通氣不良的肺泡,混合靜脈血中的氣體未能得到充分更新,未能成為動脈血就流回了心臟。猶如發(fā)生了動-靜脈短路,只不過是功能性的而不是解剖結(jié)構(gòu)所造成的動-靜脈短路。由此可見,VA/Q增大,肺泡無效腔增加;VA/Q減小,發(fā)生功能性動-靜脈短路。兩者都妨礙了有效的氣體交換,可導(dǎo)致血液缺O(jiān)2或CO2潴留,但主要是血液缺O(jiān)2.這是因為,動、靜脈血液之間O2分壓差遠遠大于CO2的,所以動-靜脈短路時,動脈血PO2下降的程度大于PCO2升高的程度;CO2的擴散系數(shù)是O2的20倍,所以CO2的擴散較O2為快,不易潴留;動脈血PO2下降和PCO2升高,可以刺激呼吸,增加肺泡通氣量,有助于CO2的排出,卻幾乎無助于O2攝取,這是由氧離曲線和CO2解離曲線的特點所決定的。肺氣腫病人,因許多細(xì)支氣管阻塞和肺泡壁的破壞,上述兩種VA/Q異常都可以存在,致使肺換氣速率受到極大損害,這是造成肺換氣功能異常最常見的一種疾病。PCO2升高,可以刺激呼吸,增加肺泡通氣量,有助于CO2的排出,卻幾乎無助于O2攝取,這是由氧離曲線和CO2解離曲線的特點所決定的。肺氣腫病人,因許多細(xì)支氣管阻塞和肺泡壁的破壞,上述兩種VA/Q異常都可以存在,致使肺換氣速率受到極大損害,這是造成肺換氣功能異常最常見的一種疾病。