第三节 人体和外界环境的气体交换
10－3－1肺 10－3－2肺泡 10－3－3气管 10－3－4支气管 10－3－5胸廓 10－3－6平静呼吸 10－3－7深呼吸 10－3－8人工呼吸 10－3－9煤气中毒 10－3－10胸内压
10－3－11呼吸系统模式图 10－3－12肺的内部结构示意图 10－3－13内呼吸与外呼吸 10－3－14人的呼吸器官与通气 10－3－15肺总量 10－3－16呼吸运动 10－3－17肺容量 10－3－18肺通气量
第三节 人体和外界环境的气体交换
10－3－1肺
肺是呼吸系统最重要的器官，位于胸腔内纵隔两侧，左右各一。组织呈海绵状，质软而轻，富弹性，左右肺均似圆锥形，上端为肺尖，下端为肺底，外侧为肋面。肺被肺裂分为数叶，左肺被叶间裂分为上下两叶；右肺被上方副裂及下方的叶间裂分为上、中、下三叶。纵隔面中央有肺门，是支气管、肺血管、神经及淋巴管出入肺之处。肺表面包有脏胸膜，光滑透明。肺的颜色在初生儿为淡红色，成人由于吸入尘埃沉积肺泡壁内而呈深灰色。老年人呈蓝黑色，吸烟人肺呈棕黑色。肺实质由导管部(支气管树)、呼吸部(主要是肺泡)和肺间质组成。
10－3－2肺泡
肺泡为肺的功能单位。肺部气体交换的主要部位。为多面形有开口的囊泡。泡壁薄，直径约为200～250微米，成人肺泡约有3～4亿，总面积可达100米2。相邻肺泡之间的组织称肺泡隔，其中富含毛细血管网、弹性纤维、网状纤维和胶原纤维等结缔组织。肺泡一面开口于肺泡囊，肺泡管或呼吸性细支气管；另一面与肺泡隔的结缔组织和血管密接。肺泡表面有两种上皮细胞。扁平细胞(I型细胞)：肺泡表面大部分为此种细胞、核扁椭圆形，细胞根薄，光镜下难于识别。电镜下可见肺泡上皮下方及肺泡毛细血管内皮外方各有一基膜，肺泡与血液间气体交换至少要经过肺泡上皮、上皮的基膜、内皮的基膜及内皮细胞四层结构，有些部位还可见到上皮基膜和内皮基膜之间有少量结缔组织存在。这些结构构成“气血屏障”。分泌细胞(II型细胞)：细胞圆形或立方形，表面有少量微绒毛，细胞质内除有一般细胞器
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外，尚有嗜锇性板层小体，直径为0.1～1.0微米。小体外包薄膜，内富含磷脂、粘多糖、蛋白等，可释放其内容物于肺泡上皮表面，称肺泡表面活性物质，具有降低肺泡表面张力，稳定肺泡直径的作用。II型上皮还有不断分化、增殖，修补损坏肺泡上皮作用。肺泡孔为肺泡间小孔，一般一个肺泡上可有1～6个。此孔连接相邻肺泡，并在肺泡扩张时完全张开，呈卵圆形或圆形，为沟通相邻肺泡内气体的孔道，当某支气管受到阻塞时可通过肺泡孔建立侧支通气，进行有限的气体交换。肺泡隔由肺泡间密集的毛细血管和薄层结缔组织构成。其结缔组织中的网状纤维、弹性纤维及少量的胶原纤维为肺泡毛细血管的支架，弹性纤维与肺泡的弹性回缩有关。在肺泡腔或肺泡隔内，有肺泡巨噬细胞，细胞体积较大，在吞噬灰尘后称为尘细胞。
10－3－3气管
气管与支气管共同构成连接喉与肺间的管道。为后壁略扁平的圆筒形，上端平第七颈椎，上缘与喉相连，向下至胸骨角平面(相当第4、5胸椎体交界处)，分为左、右支气管。分叉处为气管叉。成年男子平均长约10.6厘米，前后径小于横径。女性气管较短，约为9.8厘米。气管由软骨、平滑肌纤维和结缔组织构成。气管软骨呈“C”形，约占气管周径2/3、缺口对向后方。约为14～16个，其间以环韧带相连。后壁由平滑肌纤维和结缔组织构成的膜性壁所封闭。气管软骨具支架作用，且有弹性，使管腔永远保持开放状态，以维持呼吸正常进行。气管的膜性壁较柔软，有一定舒张性，适于其后方的食管扩张，利于食团顺利下行。管壁分三层：粘膜层为假复层纤毛柱状上皮，夹有杯状细胞；上皮基膜明显；固有膜内有丰富的弹性纤维、淋巴组织和浆细胞，粘膜分泌物中含免疫球蛋白。粘膜下层为疏松结缔组织，内有腺体，为气管腺。外膜由软骨和结缔组织构成。气管软骨缺口处有平滑肌束和腺体。气管上皮和腺体分泌物是防止尘埃入肺的保护装置。
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10－3－4支气管
支气管为气管叉至肺门的一段管道，左、右各一。左支气管细长，约4～5厘米，比较倾斜，与气管延长线夹角为40～50度，约在齐第6胸椎体高度，经左肺门入右肺；右支气管粗短，长2～3厘米，较陡直，几为气管的直接延续，与气管延长线间夹角为25～30度，约在第5胸椎体高处，经右肺门入左肺。支气管构造与气管相似。只是软骨开始分成片段，不够完整。支气管由肺门进入肺中，不断分支，形成树枝状，称支气管树。支气管分支再分支，称小支气管。小支气管分支到直径1毫米以下，称细支气管。其末端称终末细支气管。
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10－3－5胸廓
胸廓由12块胸椎，12对肋骨和1块胸骨构成。保护胸腔和一部分腹腔内脏器，并参与呼吸运动。肋包括肋骨和肋软骨，共12对。上7对肋骨借肋软骨连于胸骨，称真肋；下5对肋骨与胸骨不相连。第8～10对借肋软骨连于上位的肋软骨。第11、12对肋骨连同肋软骨游离于腹壁肌层中，称浮肋。肋骨弯曲呈弓状，分前、后端及中部的体。前端借肋软骨与胸骨相连，后端略膨大，称肋骨小头，其上有关节面与胸椎相关节，肋下缘内面为一纵行的肋沟，有肋间神经与血管通过。胸骨为长方形扁骨，上宽下窄，构成胸廓前壁正中部。自上而下为胸骨柄、胸骨体和剑突三部分。胸廓上窄下宽，近似圆锥形，有上下两个口。上口小，由第1胸椎、第1对肋骨、肋软骨和胸骨柄上缘围成；下口宽阔，由第12对胸椎、第12对肋、第11对肋软骨及两侧肋弓构成。下口周缘有膈附着，形成胸腔底。
人类由于直立和生产劳动，内脏重力转向腹部与盆部，适应上肢灵活运动，肩胛骨后移到背侧，胸廓向两侧发展，横径大于矢状径。上窄下宽近似圆锥形。扩大了胸腔容积保持了直立平衡。靠肋间肌及横膈的膈肌进行有节律的收缩使胸廓扩大和缩小，完成了呼吸运动。
10－3－6平静呼吸
身体平静状态的呼吸运动，这时吸气是主动的，呼气是被动的。吸气时，肋间外肌和膈肌收缩，胸廓前后径、左右径和上下径都增大，整个胸廓容积扩大，肺也随着扩张。肺容积增大，肺内气压下降，低于外界气压，外界空气进入肺泡。呼气时，肋间外肌和膈肌舒张，肋骨因重力作用下降，膈顶回升，胸廓容积缩小，肺借弹性回缩，肺内气压升高，迫使肺泡内部分气体排出体外。婴儿胸廓虽呈圆锥形，但各肋骨排列基本与脊柱垂直，无自后向前下的倾斜，所以无肋间外肌收缩使肋骨上举的吸气效应，婴儿平静呼吸只能靠膈肌的收缩与松弛。
10－3－7深呼吸
深呼吸又称加强呼吸，这时吸气和呼气都是主动的。深吸气时，除加强肋间外肌和膈肌的收缩强度之外，其它辅助吸气肌肉，如胸锁乳突肌和斜方肌也参加收缩，使胸骨及第1
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