呼吸过程包括哪些环节:分内外两步
呼吸过程包括哪些环节,完整分为外呼吸、气体在血液中的运输、内呼吸三个连续环节,外呼吸又拆成肺通气、肺换气,内呼吸包含组织换气与细胞内氧化代谢,健康成年人安静状态下整套循环持续运转,气道重度梗阻、严重溶血、组织坏死的人群,任意一环中断都会快速引发缺氧,这套划分方式来自人民卫生出版社第九版生理学教材,是医学考试与临床评估的通用框架。
呼吸过程的外呼吸环节
肺通气是肺泡和外界大气之间的气体流动,依靠胸廓节律扩张收缩制造压力差,吸气时胸腔容积变大,肺内压力低于大气压,空气流入肺泡;呼气时胸腔回缩,肺内压力升高,气体向外排出。膈肌和肋间肌是主要做功肌肉,平静呼气不需要肌肉主动发力,属于被动过程,用力呼气才会调动腹壁肌肉辅助压缩胸腔。
肺换气发生在肺泡壁毛细血管处,依靠气体分压差完成扩散,肺泡内氧气分压高于血液,氧气穿过肺泡膜进入血浆,二氧化碳分压血液一侧更高,反向扩散进入肺泡等待排出。肺泡膜厚度、有效换气面积、血流匹配程度,都会明显影响气体交换效率,肺炎、肺水肿会增厚肺泡膜,减慢气体扩散速度。
外呼吸负责完成氧气摄取和二氧化碳初步排出。
呼吸过程的气体运输环节
氧气进入血液后,绝大多数和红细胞内的血红蛋白结合形成氧合血红蛋白,少量直接溶解在血浆里随循环流动,二氧化碳运输路径更多样,可以溶解于血浆、和血红蛋白结合,或是在红细胞内转化成碳酸氢根离子转运,碳酸氢根是二氧化碳占比最高的运输形式。
| 气体种类 | 主要运输形式 | 占比参考 | 影响因素 |
|---|---|---|---|
| 氧气 | 与血红蛋白结合 | 约98.5% | 血氧分压、酸碱度、温度 |
| 二氧化碳 | 碳酸氢根离子 | 约70% | 碳酸酐酶活性、血流速度 |
血红蛋白结合氧气的能力存在饱和上限,血氧分压上升到一定数值后,结合量增长幅度会明显放缓,一氧化碳和血红蛋白亲和力远高于氧气,抢占结合位点后,会直接阻断氧气运输,即便肺通气、肺换气正常,机体依旧会出现缺氧表现。
呼吸过程的内呼吸环节
组织换气是毛细血管和组织细胞之间的气体交换,组织持续消耗氧气、生成二氧化碳,组织内氧分压低于血液,二氧化碳分压高于血液,氧气脱离血红蛋白扩散进入组织液再进入细胞,二氧化碳沿着分压差进入毛细血管,完成气体的交接。
细胞内的生物氧化是内呼吸的最后一步,氧气在线粒体内参与营养物质分解,释放能量供给细胞活动,同时生成代谢产物二氧化碳,这一步不属于气体扩散,却是整套呼吸链条的最终目的,只完成气体交换而细胞氧化受损,依旧无法满足机体能量需求。
该整套呼吸环节划分不适用于体外膜肺支持的患者,体外膜肺可以替代肺通气与肺换气,绕过自身肺部完成气体交换,仅保留血液运输和组织侧的气体交换。
