血管生理、心血管调节与呼吸

本节导读

这一节接着上一节，讲完大纲「四、血液循环」剩下的三项（血管生理、心血管活动的调节、器官循环），再讲「五、呼吸」的全部五项（肺通气、肺换气、气体运输、组织换气、呼吸运动的调节）。

这部分的选择题很多是「某个因素变了，结果怎样」的推理题：心率加快血压怎么变，失血后反射怎样代偿，缺氧和 CO2 潴留时呼吸靠什么驱动。学完这一节，你应该能用公式和反射弧推出这些变化，而不是死记结论。

血管生理

各类血管的功能特点

血管	功能分类	特点
主动脉、肺动脉主干等大动脉	弹性贮器血管	收缩期扩张贮存能量，舒张期回缩推动血液，使间断射血变为连续血流
小动脉、微动脉	毛细血管前阻力血管	管壁平滑肌丰富，是形成外周阻力的主要部位
真毛细血管	交换血管	管壁薄、通透性大，是物质交换的场所
静脉	容量血管	安静时容纳循环血量的 60% 至 70%

动脉血压的形成与影响因素

动脉血压的形成有三个条件：循环系统内有足够的血液充盈（前提），心脏射血与外周阻力相互作用（基本因素），大动脉的弹性贮器作用（缓冲收缩压、维持舒张压）。正常成人安静时收缩压 100 至 120 mmHg，舒张压 60 至 80 mmHg，脉压 30 至 40 mmHg，平均动脉压约等于舒张压加三分之一脉压。

改变的因素（其他不变）	收缩压	舒张压	脉压
每搏输出量增加	明显升高	升高较少	增大
外周阻力增大	升高较少	明显升高	减小
大动脉弹性降低	升高	降低或变化不大	明显增大
循环血量减少	降低	降低	—

心率的影响也要会推：心率加快时，心动周期中舒张期缩短得多，舒张期从主动脉流向外周的血量减少，舒张末期主动脉内存留的血量增多。

静脉血压与静脉回流

中心静脉压是右心房和胸腔内大静脉的血压，正常 4 至 12 cmH2O。它的高低取决于心脏射血能力与静脉回心血量之间的关系：心脏射血能力减弱或回心血量过多、输液过快时升高。促进静脉回流的因素有体循环平均充盈压升高、心肌收缩力增强、骨骼肌的挤压作用（肌肉泵）和吸气时胸膜腔负压加大；由卧位突然站立时，下肢静脉容纳的血量增加，回心血量暂时减少。

微循环与组织液的生成

微循环有三条通路：迂回通路（物质交换的主要场所）、直捷通路（使部分血液迅速回流，骨骼肌中多见）、动-静脉短路（参与体温调节，皮肤中多见）。

组织液生成的动力是有效滤过压：

有效滤过压 =（毛细血管血压 + 组织液胶体渗透压）−（血浆胶体渗透压 + 组织液静水压）

有效滤过压为正值时液体滤出，为负值时液体被重吸收。水肿的四类原因：毛细血管血压升高、血浆胶体渗透压降低、毛细血管通透性增加、淋巴回流受阻。

心血管活动的调节

神经支配

神经	递质与受体	作用
心交感神经	去甲肾上腺素，β1 受体	心率加快、传导加快、收缩力增强
心迷走神经	乙酰胆碱，M 受体	心率减慢、传导减慢、心房肌收缩力减弱
交感缩血管神经	去甲肾上腺素，主要作用于 α 受体	血管收缩；体内多数血管只受它单一支配

延髓是心血管活动最基本的中枢。

压力感受性反射

感受器在颈动脉窦和主动脉弓血管外膜下，是对血管壁机械牵张敏感的神经末梢；颈动脉窦的传入神经是窦神经（加入舌咽神经），主动脉弓的传入神经加入迷走神经。血压升高 → 管壁被牵张 → 传入冲动增多 → 心迷走紧张加强、心交感和交感缩血管紧张减弱 → 心率减慢、心输出量减少、外周阻力降低 → 血压回降；血压降低时变化方向相反。

这一反射是典型的负反馈，对快速变化的血压最敏感，作用是缓冲血压的波动，维持血压相对稳定；长期高血压时会发生「重调定」，在较高的血压水平上工作。

化学感受性反射及其他反射

颈动脉体和主动脉体化学感受器感受血液中 O2 分压降低、CO2 分压升高和 H+ 浓度升高，平时主要调节呼吸；只有在严重缺氧、窒息、大失血、动脉血压过低时，才明显参与心血管活动的调节。此外还有心肺感受器引起的反射，以及躯体、内脏感受器引起的反射。

体液调节与自身调节

体液因素	主要作用
肾上腺素	作用于心肌 β1 受体，心率加快、收缩力增强，心输出量增加，临床上常作强心药用
去甲肾上腺素	主要作用于血管 α 受体，全身血管广泛收缩，外周阻力增大，常作升压药用
血管紧张素Ⅱ	收缩血管、促进醛固酮分泌、促进抗利尿激素释放、引起渴觉
血管升压素	生理浓度下主要是抗利尿，浓度明显升高时收缩血管
心房钠尿肽	舒张血管、利钠利尿，使血压降低

自身调节指器官血流量在一定血压范围内不依赖神经和体液而保持相对稳定，靠局部代谢产物和血管平滑肌的肌源性活动实现。

器官循环

• 冠脉循环：心肌收缩时压迫冠脉分支，左心室的冠脉血流主要在舒张期；因此主动脉舒张压的高低和心舒期的长短是影响冠脉血流量的重要因素。心肌代谢产物（尤其是腺苷）是调节冠脉血流最重要的因素。
• 肺循环：压力低、阻力小、血容量变化大；肺泡气缺氧引起局部肺血管收缩，与体循环相反。
• 脑循环：平均动脉压在约 60 至 140 mmHg 范围内变动时，脑血流量通过自身调节保持稳定；动脉血 CO2 分压升高使脑血管舒张；有血-脑屏障。

呼吸

呼吸的全过程包括外呼吸（肺通气和肺换气）、气体在血液中的运输和内呼吸（组织换气）。

肺通气

肺通气的原动力是呼吸肌的收缩和舒张，直接动力是肺内压与大气压之差。平静吸气时肺内压低于大气压，空气进入；呼气时肺内压高于大气压；吸气末和呼气末，肺内压与大气压相等。胸膜腔内压平静呼吸时始终低于大气压，它的作用是维持肺的扩张，并促进静脉血和淋巴液回流。

肺通气的阻力分弹性阻力和非弹性阻力。弹性阻力主要来自肺泡表面张力和肺弹性纤维，其中表面张力约占三分之二。肺泡表面活性物质由肺泡Ⅱ型上皮细胞分泌，主要成分是二棕榈酰卵磷脂，能降低肺泡表面张力：维持大小肺泡的稳定，防止肺水肿，减小吸气阻力。非弹性阻力以气道阻力为主，气道口径是主要影响因素。

指标	组成	意义
潮气量	每次呼吸吸入或呼出的气量	平静呼吸时约 400 至 600 毫升
肺活量	潮气量 + 补吸气量 + 补呼气量	反映一次通气的最大能力
功能余气量	补呼气量 + 余气量	缓冲呼吸过程中肺泡气分压的变化
用力呼气量	一次深吸气后尽力尽快呼气，各秒呼出的气量	第 1 秒用力呼气量占用力肺活量的比值降低，提示阻塞性通气障碍
肺泡通气量	（潮气量 − 无效腔气量）× 呼吸频率	真正有效的通气量

肺换气与组织换气

气体交换的动力是分压差，O2 和 CO2 都从分压高处向分压低处扩散。在肺，肺泡气 PO2 高于静脉血，O2 进入血液；静脉血 PCO2 高于肺泡气，CO2 排出。在组织则相反：组织细胞耗 O2、产 CO2，O2 由血液扩散进组织，CO2 由组织扩散进血液。

影响肺换气的因素：

• 气体的扩散系数：CO2 在血浆中的溶解度约为 O2 的 24 倍，分子量虽略大，扩散系数（溶解度与分子量平方根之比）仍约为 O2 的 20 倍，所以 CO2 比 O2 容易扩散得多。
• 呼吸膜的厚度和面积：肺纤维化、肺水肿使呼吸膜增厚，肺气肿、肺不张使面积减小，都降低换气效率。
• 通气/血流比值：正常约 0.84。比值增大相当于肺泡无效腔增大，比值减小相当于发生了功能性动-静脉短路，两种情况都降低换气效率。

气体在血液中的运输

O2 的运输：物理溶解约占 1.5%，与血红蛋白结合成氧合血红蛋白约占 98.5%。氧解离曲线呈 S 形：上段平坦，保证 PO2 在一定范围内下降时血氧饱和度变化不大；下段陡直，组织 PO2 稍有下降就能释放大量 O2。PCO2 升高、pH 降低、温度升高、红细胞内 2,3-二磷酸甘油酸增多，都使曲线右移、Hb 与 O2 的亲和力降低。毛细血管血液中去氧血红蛋白含量达到一定程度时，皮肤黏膜呈青紫色，叫发绀。

CO2 的运输：物理溶解约 5%，碳酸氢盐约 88%，氨基甲酰血红蛋白约 7%。红细胞内的碳酸酐酶催化 CO2 与水生成碳酸，再解离为 HCO3- 和 H+，HCO3- 扩散到血浆，Cl- 进入红细胞（氯转移）。

呼吸运动的调节

延髓有产生基本呼吸节律的中枢，脑桥有呼吸调整中枢。反射性调节包括肺牵张反射（肺扩张时抑制吸气，使吸气转为呼气，传入神经是迷走神经；成人平静呼吸时作用不明显）、呼吸肌本体感受性反射和咳嗽、喷嚏等防御性反射。

化学因素的调节：

因素	主要作用途径	要点
CO2 分压升高	主要经中枢化学感受器（CO2 进入脑脊液生成 H+）	是调节呼吸最重要的生理性化学因素；过高则抑制呼吸
H+ 浓度升高	主要经外周化学感受器	H+ 不易通过血-脑屏障
O2 分压降低	完全经外周化学感受器	对中枢的直接作用是抑制

易错提醒

• ❌ 静脉只是输送血液的管道，平时容纳的血量不多。
  ✅ 静脉是容量血管，安静时容纳循环血量的 60% 至 70%。

• ❌ 肺泡缺氧时局部肺血管舒张，与体循环一样。
  ✅ 肺泡气缺氧引起局部肺血管收缩，使血流转向通气好的肺泡。

• ❌ CO2 在血液中主要以物理溶解的形式运输。
  ✅ 约 88% 以碳酸氢盐形式运输，物理溶解只占约 5%。

• ❌ 肺活量就是肺所能容纳的最大气量。
  ✅ 肺能容纳的最大气量是肺总量，等于肺活量加余气量。

• ❌ 心交感神经末梢释放乙酰胆碱。
  ✅ 心交感神经释放去甲肾上腺素作用于 β1 受体，心迷走神经才释放乙酰胆碱。

例题精讲

例题 1

下列血管中，构成外周阻力主要部位的是：

• A. 主动脉和大动脉
• B. 小动脉和微动脉
• C. 毛细血管
• D. 微静脉和小静脉

答案：B

解析：小动脉和微动脉管径小、管壁平滑肌丰富，收缩舒张能明显改变管径，是外周阻力的主要来源，称为毛细血管前阻力血管。大动脉是弹性贮器血管，毛细血管是交换血管，静脉是容量血管。

例题 2

动脉血 CO2 分压升高使呼吸加深加快，其主要作用途径是：

• A. 直接兴奋延髓呼吸中枢的神经元
• B. 刺激中枢化学感受器
• C. 刺激颈动脉窦压力感受器
• D. 通过肺牵张反射

答案：B

解析：CO2 能迅速通过血-脑屏障，在脑脊液中与水生成碳酸并解离出 H+，H+ 刺激延髓的中枢化学感受器，再兴奋呼吸中枢；外周化学感受器只起次要作用。颈动脉窦是压力感受器，与此无关。

本节小结

• 大动脉是弹性贮器血管，小动脉和微动脉是外周阻力的主要部位，静脉是容量血管。
• 搏出量主要影响收缩压，外周阻力主要影响舒张压，大动脉弹性降低使脉压增大；中心静脉压反映心脏射血能力与回心血量的关系。
• 有效滤过压 =（毛细血管血压 + 组织液胶体渗透压）−（血浆胶体渗透压 + 组织液静水压）。
• 压力感受性反射是双向的负反馈，缓冲血压的快速波动；冠脉血流主要在舒张期，取决于舒张压和心舒期长短。
• 肺通气的直接动力是肺内压与大气压之差；表面活性物质降低肺泡表面张力；通气/血流比值正常约 0.84。
• O2 主要以氧合血红蛋白运输，CO2 主要以碳酸氢盐运输；CO2 经中枢、低 O2 经外周化学感受器兴奋呼吸。