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呼吸
肺通气
吸气初:肺内压＜大气压 吸气末:肺内压＝大气压(肺内不再进气体) 呼气初:肺内压＞大气压 呼气末:＝肺内压大气压(肺不再出气体)
胸内压即胸膜腔内压，等于肺内压与肺回缩压之差。 胸膜腔内压在平静呼吸时始终低于大气压，若以大气压为0计算，则胸膜腔内压为负压，故胸膜腔内压又称胸膜腔负压。 吸气时，肺容积增大，肺内压随之降低，而肺的弹性回缩力（回缩压）却增加，故胸膜腔负压将变得会更负。（胸膜腔负压变大其实是胸膜腔压力变小）
胸膜腔内保持负压具有重要意义，不仅可以扩张肺，使肺能随胸廓的张缩而张缩，还作用于胸腔内的腔静脉和胸导管，使之扩张，有利于静脉血和淋巴液的回流。 胸膜腔负压增大时，可使气道口径增大，气道阻力减小。 保持大、小肺泡的稳定性是肺表面活性物质的作用，与胸膜腔负压无关。 胸膜腔的密闭有助于保持胸膜腔内负压，而不是胸膜腔内负压有助于保持胸膜腔的密闭。
肺气肿是指肺部终末细支气管远端气腔出现异常持久的扩张，并伴有肺泡和细支气管的破坏，肺弹性成分大量破坏，肺回缩力减小，顺应性增大，弹性阻力减小，呼气阻力增加，患者表现为呼气困难，应注意与气胸的区别。 发生气胸时，会引起吸气阻力增大，阻碍静脉和淋巴回流。
肺通气过程中所遇到的阻力为肺通气的阻力，可分为弹性阻力（70％）和非弹性阻力（30％）两类，前者包括肺的弹性阻力和胸廓的弹性阻力，肺泡表面张力是平静呼吸时，吸气阻力的主要来源，约占2/3，而由肺的弹性成分所形成的弹性回缩力约占1/3。 胸廓处于自然位置时，肺容量约为肺总量的67%（相当于平静吸气末的肺容量），此时胸廓无变形，不表现出弹性阻力。 气道阻力是非弹性阻力的主要成分，占80%-90%。 两个2/3，弹性阻力占通气总阻力的2/3，肺泡表面张力占肺弹性阻力的2/3。
肺泡充气和排空的速度取决于肺顺应性与气道阻力的乘积，即时间常数。 小气道疾病时，呼吸频率增快时，肺顺应性减低，称动态肺顺应的频率依赖性，是测定小气道功能的一项敏感指标。 对空腔器官说，顺应性大，则表示其可扩张性大，在较小的跨壁压作用下，就能引起较大的腔内容积改变。 肺充满生理盐水时，没有液气平面了， 表面张力消失，弹性阻力消失，所以顺应性变大。 平静呼吸时的肺阻力时要小于深呼吸时的肺阻力的，所以平静呼吸的时候肺顺应性大。 肺和胸廓的总阻力大于肺单独的阻力，所以肺的顺应性大于肺和胸廓的总顺应性。
当充满生理盐水时，根据不存在液气界面，也就没有表面张力（肺的表面张力源于肺泡内表面的液-气界面），而肺泡表面活性物质只是降低表面张力。所以，充满生理盐水时，肺泡表面张力几乎为0，肺的弹性阻力减小（由占2/3的肺表面张力和占1/3的肺弹性成分回缩力组成），故顺应性增大。而如果只是充少量生理盐水再注空气，由于液气界面的存在，表面张力这时是存在的，但充水使表面活性物质的减少，而使表面张力增大，顺应性减少，故临床肺水肿的患者顺应性是减小的。
肺泡细胞包括Ⅰ型细胞和Ⅱ型细胞两类，其中Ⅰ型细胞是普通的肺泡上皮细胞，覆盖了肺泡95%的表面积，是进行气体交换的部位。 Ⅱ型细胞具有分泌功能，能够分泌肺表面活性物质，肺泡表面活性物质的主要成分是二棕榈酰卵磷脂，也叫二软脂酰卵磷脂，二棕榈酰卵磷脂以单层分子垂直排列于肺泡液-气界面，而不是位于肺泡上皮与液体分子层之间。 肺表面活性物质的主要作用是降低肺泡表面张力，增加肺顺应性。
肺表面活性物质的主要作用是降低肺泡表面张力，减小肺泡的回缩力，这种作用具有重要的生理意义，主要表现在以下几个方面： （1）降低吸气阻力，减少吸气做功。 （2）维持肺泡的稳定性：因为肺表面活性物质在肺泡内液-气界面的密度可随肺泡半径的变小而增大，也随肺泡半径的增大而减小，所以，在肺泡缩小（呼气）时，表面活性物质的密度增大，降低表面张力的作用加强，肺泡表面张力减小，因而可防止肺泡萎陷；而在肺泡扩大（吸气）时，表面活性物质的密度减小，肺泡表面张力增加，因而可防止肺泡膨胀，这样，不同大小肺泡的稳定性便得以维持。 （3）防止肺水肿：由于肺泡表面张力的合力指向肺泡腔内，根据组织液生成原理，肺泡表面张力对肺毛细血管血浆和肺组织间液可产生“抽吸”作用，使肺组织液生成增加，因而可能导致肺水肿。肺表面活性物质可降低肺泡表面张力，减小肺泡回缩力，减弱对肺毛细血管血浆和肺组织间液的“抽吸”作用，从而防止肺水肿的发生。因为肺表面活性物质可以减小肺泡回缩力，所以它不能防止肺气肿的发生。 肺表面活性物质增加肺顺应性，即气球更好吹了，可防止肺不张，但是越吹越大也会肺气肿了，所以不能防止肺气肿，如果极端一点，肺表面活性物质过多，肺泡表面张力（回缩力）过小，可能导致肺气肿。
肺表面活性物质可以降低肺泡表面张力，降低肺弹性阻力，增加肺的顺应性。 根据Laplace定律，肺泡的回缩力与肺泡半径成反比，即肺泡直径变小时的肺泡的回缩力增大，但是肺泡直径变小时，表面活性物质的密度也增大，降低表面张力的作用加强，从而避免了小肺泡萎陷关闭而大肺泡过度膨胀的情况，保持了大小肺泡的稳定性。 成年人患肺炎、肺血栓时，或新生儿肺泡Ⅱ型细胞尚未发育成熟时，均可因为肺表面活性物质缺乏而引起小肺泡萎陷关闭，产生肺不张，引起通气不足，导致呼吸性酸中毒，当机体不能代偿时，可间接导致动脉血pH降低。
非弹性阻力包括气道阻力、惯性阻力和组织的黏滞阻力。 气道阻力是指气体流经呼吸道时气体分子之间和气体分子与气道壁之间的摩擦力，是非弹性阻力的主要组成部分，受气道口径、气流速度和气流形式的影响，其中以气道口径最为重要。 肺泡表面张力是肺弹性阻力的主要来源。 伴随吸气过程，肺泡半径和气道半径都增大； 呼气过程中，肺泡半径和气道半径都缩小； 所以越吸越容易吸，越呼越不容易呼。 哮喘患者，小气道病变，表现为呼气性呼吸困难。
气道阻力受气流速度、气流形式和气道口径等因素的影响。 气流速度快、气流呈湍流（如气道内有黏液、渗出物或肿瘤、异物等造成狭窄时）、气道口径减小等都能使气道阻力增大而影响肺通气，其中以气道口径最为重要。而神经调节可以影响气道口径，副交感神经使气道平滑肌收缩，口径变小，气道阻力增加；而交感神经则使之舒张，口径变大，气道阻力降低。 肾上腺皮质激素包括糖皮质激素、盐皮质激素和性激素，除了糖皮质激素具有舒张气管的作用，常用来治疗支气管哮喘以外，其他激素对气道口径改变无作用。
顺应性是指弹性组织在外力的作用下发生变形的难易程度。 肺的顺应性可分为静态肺顺应性和动态肺顺应性。 肺的顺应性与弹性阻力在数值上互为倒数，即肺顺应性越大，弹性阻力越小；反之，肺顺应性越小，弹性阻力越大。 由于肺表面活性物质可以降低肺泡表面张力，肺泡表面张力又是肺弹性阻力的主要来源，故肺表面活性物质可以减少肺的弹性阻力。 在肺气肿时，肺弹性成分大量破坏，肺回缩力减小，顺应性增大。 惯性阻力、气道阻力影响动态顺应性。 弹性阻力减小（相当于松筋变松了 容易拉 但不易回缩） 表现为呼出困难，呼气阻力增加。 静态顺应性（屏气时肺的弹性）——肺泡弹性； 动态顺应性（呼吸时肺的弹性）——肺泡弹性及气道阻力 COPD时，小气道病变，肺动态顺应性下降，静态顺应性上升。
肺活量=补呼气量+补吸气量+潮气量。 肺总量=肺活量+余气量。 肺总量=深吸气量+功能余气量(补呼气量+余气量)。 肺活量比深吸气量多个补呼气量
功能残气量（功能余气量）是指平静呼气末尚存留于肺内的气体量。 余气量是指最大呼气末尚存留于肺内不能呼出的气体量。 呼气储备量即补呼气量，指平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气体量。 吸气储备量即补吸气量，指平静吸气末，再尽力吸气所能吸入的气体量。 总肺容量即肺总量，指肺所能容纳的最大气体量。 平静呼气末尚存留于肺内的气体量为功能余气量（机能余气量），功能余气量的生理意义是缓冲呼吸过程中肺泡气氧分压（PO₂）和二氧化碳分压（PCO₂）的变化幅度。 由于功能余气量的稀释作用，吸气时，肺内PO₂不致突然升得太高，PCO₂不致降得太低； 呼气时，则PO₂不会降得太低，PCO₂不会升得太高。 这样，肺泡气和动脉血液的PO₂和PaCO₂就不会随呼吸而发生大幅度的波动，有利于肺换气。
用力肺活量（FVC）是指一次最大吸气后，尽力尽快呼气，所能呼出的最大气体量，通常以FEV所占FVC的百分数表示。正常时，FEV₁/FVC约为80%（83%）； 在肺纤维化等限制性肺疾病患者，FEV₁和FVC均下降，但FEV₁/FVC不变或超过80%； 而在哮喘等阻塞性肺疾病患者，FEV₁的降低比FVC更明显，因而FEV₁/FVC减小。
每次平静呼吸时肺泡更新气体量的比例=（潮气量-无效腔气量）/功能余气量=（500-150）/2500≈1/7。
表面看上去是一道数学题，其实也可以用医学的角度去思考。 每一次呼吸都会损耗气体，呼吸次数变多，就意味着损耗变多。 深而慢的呼吸有利于呼吸，浅快的呼吸不利于呼吸。
阻塞性肺疾病（哮喘等）：FEV₁减小、FVC基本不变、FEV₁/FVC减小即小于80%。 限制性肺疾病时（肺纤维化）：FEV₁和FVC都减小、FEV₁/FVC基本不变或大于80%。
英文 respiration external respiration pulmonary ventilation gas exchange in lungs internal respiration gas exchange in tissues respiratory system alveolar interdependence direct force alveolar pressure intrapulmonary pressure respiratory movement primary force respiratory movement inspiratory movement expiratory movement inspiration expiration expiratory muscle breathing pattern eupnea abdominal breathing thoracic breathing eupnea forced breathing dyspnea intrapulmonary pressure artificial respiration pleural cavity pleural pressure intrapleural pressure pneumothorax elastic resistance, R compliance compliance of lung, CL (L为下角标） pressure-volume curve static compliance specific compliance surface tension hysteresis pulmonary surfactant surfactant-associated protein, SP dipalmitoyl phosphatidyl choline, DPPC neonatal respiratory distress system, NRDS compliance of chest wall, Cchw（chw为下角标） inelastic resistance inertial resistance viscous resistance airway resistance laminar flow turbulence prostaglandin, PG dynamic compliance restrictive hypoventilation obstructive hypoventilation pulmonary volume tidal volume, TV inspiratory reserve volume, IRV expiratory reserve volume, ERV residual volume, RV pulmonary capacity inspiratory capacity, IC functional residual capacity, FRC vital capacity, VC forced vital capacity, FVC former expiratory volume, FEV total lung capacity, TLC pulmonary ventilation volume maximal voluntary ventilation anatomical dead space alveolar dead space physiological dead space alveolar ventilation high frequency ventilation, HFV maximum expiratory flow volume, MEFV peak expiratory flow rate, PEFR bronchial provocation test, BPT provoking concentration work of breathing |
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