Atmung Teil I

引言醫學與生理學的重點：PD Dr. Ulrike Lodemann 的講座內容僅供內部使用，禁止複製或散發

呼吸基礎

呼吸的定義

• 外部呼吸：指氧氣從大氣中通過呼吸系統進入體內，然後被運輸到細胞的粒線體中，而同時生成的二氧化碳則被排出至大氣中。這個過程主要涉及肺部的功能以及呼吸道的氣體交換。

• 內部呼吸：在體內的粒線體中，所吸入的氧氣用於通過氧化碳基化合物（如葡萄糖）的化學反應，生成能量富含的ATP（腺苷三磷酸），並釋放出二氧化碳作為代謝的副產品。

呼吸系統結構

呼吸系統的主要組件

• 組成的基本部件包括：

  • 空氣的“泵”：如膈肌和肋間肌的運動，能夠通過擴張和收縮來創造氣壓的變化。

  • 運輸 O2 和 CO2 的機制：包含呼吸道、肺部及血液，主要由紅血球和血漿中的氣體運輸。

  • 用於氣體交換的表面：如肺泡的巨細胞表面，提供了大量的面積以促進氣體的有效交換。

  • 循環系統：負責運輸氧氣與二氧化碳至全身組織，涉及心臟、動脈和靜脈的功能。

  • 局部通風和灌注的調整機制：確保氧氣和二氧化碳的有效交換，針對不同組織的需求進行即時調節。

  • 主要的通氣調控中心：位於腦幹，調節呼吸頻率和深度，反應體內血液的氧氣和二氧化碳水平。

呼吸過程

通氣與肺部容量

• 通氣：指氣體在呼吸道中的流動，分為吸氣和呼氣兩個階段。

• 肺部容量的要素：包括以下幾種容量的測量：

  • 吸氣預備容量：在靜息狀態下，肺部能吸入的額外空氣量。

  • 吸氣容量：肺部在正常呼吸中吸入的空氣量。

  • 呼氣預備容量：靜息狀態下，肺部能額外排出的空氣量。

  • 殘餘容量：靜息狀態下，無法被排出的肺內殘餘空氣量。

肺功能的測試

• 使用肺活量計：來測試整體肺容量及各類重要數據，例如潮氣量、功能性殘餘容量等。

• 重要肺部測量標準： 吸氣時的正常呼吸量範圍（例如：10-15 ml/kg之間）。

體內的氣體交換原理

分子擴散和對流的角色

• 氣體的傳輸主要涉及以下過程：

  • 體內的對流運動：血液循環將含有氧氣和二氧化碳的血液運輸至全身。

  • 在肺泡和肺毛細血管之間的擴散進程：氧氣和二氧化碳透過薄薄的細胞膜進行擴散，依據濃度梯度進行高效交換。

  • 血液通過組織毛細血管的對流轉移：確保組織细胞能夠獲得氧氣並清除二氧化碳。

氣體的物理性質與計算

氣體的分壓部分計算公式

• 分壓 Pgas = Fgas × PB ，這一公式用於計算某一氣體在混合氣體中的分壓。

• 修正水蒸氣壓後的計算：Pgas = Fgas × (PB − PH2O)，可以考慮氣體在加入水分後的影響。

氣體的濃度與環境

標準溫度和壓力下的氣體濃度計算與轉換

• 依據亨利法則計算氣體的溶解度，指出在特定壓力和溫度下氣體的溶解量。

肺的非呼吸功能

• 支持嗅覺，過濾進入的空氣並進行加熱和濕化，這對於保持呼吸道健康至關重要。

• 左心室的儲備，過濾小栓逆流的作用，以防止血栓進入全身循環。

鶴形肺的解剖

• 各動物物種的呼吸系統特徵及其與生俱來的肺部結構差異，了解動物如何適應其特定環境。

呼吸過程的生理學

• 體內的呼吸協作模式，神經訊號的通過如何影響呼吸運動，特別是腹部與胸部的協同運動。

重要計算與參數

• 吸氣過程與呼氣過程的計算技巧，及靜息與運動狀態下的呼吸頻率變化的重要性，這對於評估房屋內外的呼吸狀況至關重要。

• 聯繫生理學與臨床應用進行呼吸狀況的評估，提供臨床實踐中的更好理解。