肺呈圆锥形，分一尖、一底、三面、三缘。肺尖钝圆，经胸廓上口伸入颈根部，在锁骨内侧1/3段向上突至锁骨上方达2.5cm。肺底在膈肌上方，又称膈面，受膈肌压迫使肺底呈半月形凹陷。肋面与胸廓的外侧壁和前、后壁相邻。纵隔面中央有椭圆形凹陷，称肺门，如图4-1-11左、右肺内侧面，图片结束。其内有支气管、血管、神经、淋巴管的出入并为结缔组织包裹，称肺根。肺前缘锐利，左肺前缘下部有心切迹，下方有一突起称左肺小舌。后缘在脊柱两侧的肺沟中，为肋面与纵隔面在后方的移行处。下缘为膈面与肋面、纵隔面的移行部，其位置随呼吸运动而显著变化。
左肺斜裂由后上斜向前下，将左肺分为上、下两叶。右肺的斜裂和水平裂将右肺分为上、中、下三叶。
(二）肺的组织结构
肺组织分为实质和间质两部分。肺实质包括肺内逐级分支的支气管和大量肺泡。间质为肺内结缔组织、神经、血管和淋巴管等。肺实质根据其功能不同分为导管部和呼吸部。
1.导管部
导管部是主支气管人肺后反复分支形成的支气管树，包括肺叶支气管至终末细支气管的各级分支。此部只能传送气体，不能进行气体交换。左、右主支气管在肺门处分支进入肺叶，称肺叶支气管，肺叶支气管再分支即肺段支气管，继而在肺内反复分支，越分越细，最后连于肺泡。每一肺段支气管的分支及所属的肺组织，称一个支气管肺段。一般每侧肺有10个肺段。肺段支气管再分出小支气管、细支气管及终末细支气管，如图4-1-12肺内各级支气管及放大的肺泡，图片结束。
每个细支气管及其各级分支和所连的肺泡构成一个肺小叶，是肺的结构单位。每个肺有50?80个肺小叶。
2.呼吸部
呼吸部由呼吸性细支气管、肺泡管及肺泡等构成，是进行气体交换的场所，如图4-1-13肺泡结构模式图，图片结束。肺泡为半球形小囊，成人肺有3亿?4亿个肺泡，总面积70?80平方米。肺泡上皮分为Ⅰ型和Ⅱ型肺泡细胞：Ⅰ型肺泡细胞参与构成气血屏障，Ⅱ型肺泡细胞将磷脂分泌至肺泡表面，可起到降低肺泡表面张力和稳定肺泡大小的作用。肺泡壁由肺泡上皮及基膜组成，相邻肺泡间仅有少量结缔组织，称为肺泡隔。气血屏障是肺泡表面和血液间气体分子交换所通过的结构，包括肺泡表面液体层、Ⅰ型肺泡细胞及基膜、薄层结缔组织、毛细血管基膜和内皮。
三、胸膜及纵隔
(―)胸膜
胸膜是衬覆于胸壁内面、膈上面和肺表面的一层浆膜。分为脏胸膜和壁胸膜。脏胸膜紧贴于肺的表面，形成肺的外膜；壁胸膜紧贴于胸廓内面、膈上面及纵隔的外侧面，如图4-1-14胸膜模式图，图片结束。脏、壁两层胸膜在肺根处互相移行，形成两个完全密闭互不相通的浆膜间隙称为胸膜腔。正常情况下，由于胸膜腔是负压，腔内含少量浆液，液体分子之间有较强的凝聚力，故脏胸膜与壁胸膜贴附在一起。所以胸膜腔实际是两个潜在的腔隙。当胸腔扩大或缩小时，肺也随之扩大与缩小。另外少量的液体还可减少呼吸时两层胸膜之间的摩擦。胸膜腔呈负压是吸气时肺扩张的主要因素之一。
(二）胸膜与肺的体表投影
脏、壁胸膜返折部位称胸膜返折线。肋胸膜与纵隔胸膜前缘的返折线是胸膜前界;肋胸膜与纵隔胸膜后缘的返折线是胸膜后界；肋胸膜与膈胸膜的返折线则是胸膜下界，如图4-1-15肺和胸膜的体表投影，图片结束。
1.胸膜前界体表投影
上端起自锁骨中、内1/3交界处上方约2.5cm的胸膜顶，向内下斜行，在第2胸肋关节水平，两侧互相靠拢，在正中线附近垂直下行。右侧于第6胸肋关节处越过剑肋角与胸膜下界相移行。左侧在第4胸肋关节转向外下方，沿胸骨的外侧缘约2?2.5cm下行，于第6肋软骨后方与胸膜下界相移行。在第4胸肋关节平面以下则两侧胸膜返折线互相分开，形成位于胸骨体下部与第4、5肋软骨后方的三角形区，称心包区。
胸膜下界内侧端右侧起于第6胸肋关节，左侧则起于第6肋软骨后方。两侧都斜向外下，在锁骨中线与第8肋相交，腋中线与第10肋相交，肩胛线与第11肋相交，终止于第12胸椎髙度。
2.肺的体表投影
两肺下缘的投影相同，于锁骨中线处与第6肋相交，腋中线处与第8肋相交，肩胛线处与第10肋相交，再向内至第11胸椎棘突外侧2cm左右向上与后缘相移行。
(三）纵隔
纵隔是两侧纵隔胸膜间全部器官、结构与结缔组织的总称。纵隔稍偏左，为上窄下宽、前短后长的矢状位。其前界为胸骨，后界为脊柱胸段，两侧为纵隔胸膜，上界是胸廓上口，下界是膈。在胸骨角水平面将纵隔分为上纵隔和下纵隔，图4-1-16纵隔的分部示意图，图片结束。
第二节呼吸运动与肺通气
肺通气是指气体经呼吸道进出肺的过程。它是由于肺通气的动力克服了肺通气的阻力而实现的。
一、肺通气的动力
呼吸运动是肺通气的原动力。呼吸运动所造成的肺内压与外界大气间的压力差是肺通气的直接动力。
(―)呼吸运动
由呼吸肌舒缩引起的胸廓扩大和缩小的活动，称为呼吸运动，包括吸气动作和呼气动作。通常所说的“呼吸”是指呼吸运动而言。呼吸运动按其深度不同，可分为平静呼吸和用力呼吸两种。
1.平静呼吸和用力呼吸
人在安静时平稳、均匀的呼吸，称为平静呼吸。人在劳动或运动时用力而加深的呼吸，称为用力呼吸或深呼吸。平静呼吸是由膈肌和肋间外肌舒缩引起。平静吸气时，膈肌收缩，膈顶下降，使胸廓上下径增大；同时，肋间外肌收缩，牵动肋骨上提并略外展，胸骨也随着上移，使胸廓前后径和左右径都增大，如图4-2-1膈、肋在呼吸运动中的位置变化，图片结束。胸廓扩大使肺扩张，肺内压下降，当低于大气压1?2mmHg时，空气进入肺，即吸气。平静呼气时，膈肌和肋间外肌舒张，膈顶、肋骨和胸骨均回到原位，使胸廓和肺容积缩小，肺内压上升，当高于大气压1?2mmHg时，气体出肺，产生呼气。吸气末或呼气末，肺内压等于大气压，此时肺通气停止。平静呼吸的特点是：吸气动作是吸气肌收缩的主动过程，而呼气动作是由吸气肌舒张引起的被动过程。在用力吸气时，除膈肌和肋间外肌收缩加强外，还有胸锁乳突肌、胸大肌等辅助吸气肌参加收缩，使胸廓及肺容积更加扩大，吸气量增加。用力呼气时，除吸气肌舒张外，尚有肋间内肌和腹肌等呼气肌参加收缩，使胸廓和肺容积更加缩小，呼气量增加。因此，用力呼吸的吸气和呼气动作都是主动过程。
2.胸式呼吸和腹式呼吸
由肋间外肌舒缩为主的呼吸运动，胸壁起伏明显称为胸式呼吸。由膈肌舒缩为主的呼吸运动，腹壁起伏明显称为腹式呼吸。正常人胸式和腹式呼吸同时进行，女性以胸式呼吸为主；成年男性和儿童以腹式呼吸为主。当妊娠或腹水、腹腔肿瘤时，膈肌活动受限制，胸式呼吸加强；而胸膜炎或胸腔积液等患者，胸部活动受限制，腹式呼吸加强。
3.呼吸周期和呼吸频率
一次呼吸运动称为一个呼吸周期。每分钟呼吸运动的次数，称为呼吸频率。正常成年人安静时的呼吸频率为12?18次/分。它可因年龄、性别、运动、情绪激动等情况不同而变化。
(二）胸膜腔内压
胸膜腔是由胸膜壁层和脏层围成的密闭潜在腔隙，胸膜腔内的压力称胸膜腔内压。在平静呼吸过程中，测量其压力通常比大气压低，故称为胸内负压。正常成年人平静吸气末，胸内负压约为-0.7至-1.3kPa(-5至-lOmmHg)，平静呼气末约为-0.4至-0.7kPa(-3至-5mmHg)。正常腔内无气体只有少量浆液，浆液可使两层胸膜紧贴在一起，并起润滑作用，从而使肺能够随胸廓的运动而扩张和回缩。
1.胸内负压的形成
胸内负压是由作用于胸膜腔的两种对抗的力形成的。一是肺内压，使肺泡扩张；二是肺的回缩力，使肺泡缩小。胸内负压是这两种方向相反的力的代数和，即：
胸膜腔内压等于肺内压减去肺回缩力。
在吸气末或呼气末，肺内压等于大气压；若以大气压为零，则：胸膜腔内压等于（负压）肺回缩力。
可见，胸膜腔负压实际上是由肺回缩力形成的。肺回缩力的大小与肺扩张程度成正比，吸气时肺扩张，肺回缩力增大，故胸内负压值增大；呼气时肺缩小，肺回缩力减小，故胸内负压值减小。
2.胸内负压的生理意义
胸内负压的生理意义：①有助于肺的扩张，不致因肺回缩力而萎缩；②能降低心房、腔静脉及胸导管内的压力，有利于心房的充盈和静脉血及淋巴液的回流。
当胸膜腔的密闭性受到破坏，气体进入胸膜腔，称为气胸。气胸时，负压消失，轻则肺扩张受到限制，重则肺不张使呼吸功能障碍，而且也导致循环功能障碍，以致危及生命。
二、肺通气的阻力
呼吸运动产生的动力，只有在克服了肺通气的阻力后，才能实现肺通气功能。肺通气阻力可分为弹性阻力和非弹性阻力。平静呼吸时，前者约占总阻力的70%。
(一）弹性阻力
弹性阻力是指外力使弹性组织变形时，弹性组织产生对抗变形的回位力。肺通气的弹性阻力包括肺弹性阻力和胸廓弹性阻力，一般指前者。弹性阻力的大小可用其反义词肺顺应性来表示。
1.肺顺应性
肺顺应性是指弹性组织在外力作用下的可扩张性，实际上是表示肺扩张难易程度的一个指标。肺容易扩张，则顺应性大，弹性阻力小；肺不容易扩张，则顺应性小，弹性阻力大。因此，顺应性与弹性阻力呈反比。临床上常见肺的弹性阻力增大，例如肺充血、肺不张等病理情况下，患者肺的顺应性减小，表现为吸气困难。
2.肺回缩力
肺回缩力1/3来自肺泡壁弹性纤维的回缩力，2/3来自肺泡表面张力。肺泡表面张力是指肺泡表面液-气界面使肺泡表面积缩小的力。其作用是缩小肺泡，有助于呼气。
正常时肺泡内还分布有表面活性物质。它是由肺泡Ⅱ型细胞合成并分泌的一种脂蛋白，以单分子层分布，具有降低肺泡表面张力的作用。这一作用的生理意义是：①有利于肺的扩张，有助于吸气。由于降低表面张力，可使肺回缩力减小，肺顺应性增大；②防止肺水肿发生。降低表面张力对肺毛细血管中液体的吸引作用，因而可以防止液体滤出，避免肺水肿的发生。如果肺泡表面活性物质缺乏，则肺泡表面张力增大，回缩力增强，可引起肺不张和肺水肿。
(二）非弹性阻力
非弹性阻力主要是指气流通过呼吸道的摩擦力，即呼吸道阻力。其大小主要受呼吸道口径和气流速度的影响。呼吸道阻力与呼吸道半径的四次方成反比，与气流容积速度成正比。
支气管平滑肌受自主神经支配，交感神经兴奋，平滑肌舒张，气道口径增大，阻力下降；迷走神经兴奋，平滑肌收缩，气道口径缩小，阻力增大。支气管哮喘的病人就是因为支气管平滑肌痉挛，使气道口径变小，呼吸道阻力增大，而导致呼吸困难的，其中呼气比吸气更甚。根据这个道理，支气管哮喘病发作时，可用拟交感神经药（如异丙肾上腺素等)使病情缓解。
三、肺容量和肺通气量
肺容量和肺通气量是衡量肺通气功能的指标。在不同状态下，气量有所不同。
(一）肺容量
肺容量是指肺容纳气体的量，如图4-2-2肺容量及肺活量示意图，图片结束。在通气过程中，肺容量随着气体的吸入或呼出而发生变化。它随呼吸幅度的变化而变化，可用肺量计测定和描记。
1.潮气量
平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量，称潮气量。安静时正常成年人的潮气量约为400?600ml，平均约500ml。
2.补吸气量
平静吸气末，再尽力吸气所能增加的吸入气量，称补吸气量。正常成年人约为1500?2000ml。
3.补呼气量
平静呼气末，再尽力呼气所能增加的呼出气量，称补呼气量。正常成年人约900?1200ml。
4.残气量和功能残气量
残气量是最大呼气末肺内残余的气量。正常成年人约为1000?1500ml。其生理意义：①使肺泡不至于塌陷；②在最大呼气之后仍能保持肺换气持续不断地进行。平静呼气末肺内所残余的气量，称功能残气量，它是补呼气量和残气量之和。正常成年男性约为2500ml，女性约为2000ml。肺气肿患者的功能残气量增多；肺实质性病变时减小。
5.肺活量和时间肺活量
肺活量是指做一次最大吸气后再尽力呼气所能呼出的气体量，称肺活量。它是潮气量、补呼气量和补吸气量之和。正常成年男性约3500ml，女性约2500ml。但是它有较大的个体差异，与性别、年龄、身材大小、呼吸肌强弱等有关。肺活量反映一次呼吸的最大通气能力，常作为肺通气功能好坏的指标之一。但肺活量只计算所呼出的气量，而不考虑呼出这些气量所消耗的时间。临床上某些病人因肺组织弹性降低或呼吸道狭窄，通气功能已受到损害，但在时间上不加限制，所测得的肺活量与正常相差不大。因而提出了时间肺活量的概念，用来反映一定时间内所能呼出的气量。即在最大吸气后，再尽力以最快速度呼气，记录前3秒内呼出的气量叫时间肺活量。正常成年人第1、2、3秒末应分别呼出肺活量的83%、96%、99%。其中第1秒时间肺活量意义最大，低于65%则不正常。患阻塞性肺部疾患时，时间肺活量减小。
6.肺总容量
肺组织所能容纳的最大气量称肺总容量。其值等于残气量和肺活量之和。正常成年男性约为5000?6000ml，女性约为3500?4500ml。
(二）肺通气量
肺通气量是指单位时间内进出肺的气体量。它比肺容量更能反映肺的通气功能。
1.每分肺通气量
每分钟吸进或呼出肺的气体量，称为每分肺通气量。其值等于潮气量与呼吸频率的乘积。正常成年人安静时，每分通气量为6?8L。从事重体力劳动或剧烈运动时会增加。在尽力深快呼吸时，每分钟进肺或出肺的最大气量，称最大通气量。正常成年人最大通气量可达70?120L/min。它反映通气功能的贮备力，是估计一个人能进行多大运动量的生理性指标。
2.每分肺泡通气量
气体的交换是在肺泡中进行的。每次吸入的气体中，一部分将残留在从上呼吸道至终末细支气管的呼吸道内，不参与肺泡与血液之间的气体交换，故这部分呼吸道称为解剖无效腔。成年人其容积约为150ml。由于无效腔的气体不参与气体交换，因此只有进入肺泡与血液进行交换的气量，才是有效通气量。安静时肺泡通气量的计算公式为：
肺泡通气量等于(潮气量减去解剖无效腔气量）再乘以呼吸频率
正常情况下，解剖无效腔容积变化不大，每分肺泡通气量的多少取决于呼吸的深度和频率。同样的每分肺通气量，深慢呼吸时的肺泡通气量大于浅快呼吸时的肺泡通气量。从下表（表4-2-1)可看出，深慢呼吸比浅快呼吸的气体交换效率高。
表4-2-1每分肺泡通气量与呼吸深度和频率的关系
呼吸形式分平静呼吸，浅快呼吸，深慢呼吸。
平静呼吸的每分通气量（ml或min)为500乘以12等于6000，肺泡通气量（ml或min)为(500减去150)乘以12等于4200
浅快呼吸的每分通气量（ml或min)为250乘以24等于6000，肺泡通气量（ml或min)为(250减去150)乘以24等于2400
深慢呼吸的每分通气量（ml或min)为1000乘以6等于6000，肺泡通气量（ml或min)为(1000减去150)乘以6等于5100
表格结束。
第三节气体的交换与运输
一、气体的交换
(―)气体交换的原理
气体交换，包括肺换气和组织换气。虽然气体交换的部位不同，但气体交换的原理相同，都是以单纯扩散的方式通过生物膜实现的。气体交换的动力是生物膜两侧气体的分压差。所谓分压是指混合气体中某种气体的压力。