肺呼吸lung respiration

脊椎动物通过肺与外界环境进行气体交换的过程。脊椎动物的肺有的很简单，如肺鱼的肺是消化管向腹面伸出的一个气囊； 两栖动物如蛙的肺，只有不完全的隔膜。气管没有分支，直接与肺相接，气体交换效率较低。鸟类和哺乳动物的肺很复杂。鸟类的气管分为两支初级支气管，分别与一侧肺和腹气囊相通； 初级支气管再分出若干次级支气管和大量的三级支气管（副支气管），每支三级支气管形成一个肺小叶中心； 从三级支气管又分出无数互相吻合的毛细气管（呼吸毛细管），管壁上分布着丰富的毛细血管，是气体交换区，相当于哺乳动物的肺泡； 气囊由支气管、初级和次级支气管与肺相连，气囊分前气囊(包括一个锁骨间气囊和成对的颈气囊、前胸气囊)和后气囊（成对的后胸气囊和腹气囊）；吸气时空气进入初级支气管，大部分直接进入后气囊，小部分进入三级支气管和毛细气管，与血液进行气体交换。这时原来在肺内的前一次吸入的气体则进入前气囊。呼气时，后气囊缩小，气体压入肺内，同时前气囊也收缩，气体经支气管、气管排出体外。因此，不论吸气或呼气都有空气单方向流经肺的三级支气管。哺乳动物肺的功能单位由呼吸性小支气管、肺泡管、肺泡囊和肺泡四个部分组成。肺泡内的气体是通过呼吸膜与肺泡毛细血管内的气体进行交换，呼吸膜包括毛细血管内皮细胞、内皮的基膜、肺泡上皮的基膜、肺泡上皮、液体层和单分子表面活性物质共六层结构。平均厚度不到1微米，通透性大，有利于气体的交换。肺泡的表面活性物质是一种复杂的脂蛋白，主要成分是二软脂酰卵磷脂(DPL)，它由肺泡上皮Ⅱ型细胞分泌，以单分子层覆盖在肺泡液膜的表面上，能够降低肺泡的表面张力 （肺泡的表面张力有使肺泡回缩的倾向）。吸气时肺泡扩大，表面积增大，表面活性物质的分子分布比较分散而变薄，降低表面张力的作用较小，因此肺泡表面张力升高，限制吸气时肺泡过分扩张。呼气时肺泡缩小，表面活性物质分子的分布随着液泡面积减小而加厚，降低表面张力的作用增强，肺泡回缩力减小，防止呼气时肺泡萎缩。所以肺泡表面活性物质对大小肺泡保持正常扩张状态具有重要的生理意义。
空气进出肺主要靠呼吸肌舒缩引起胸廓扩张和缩小来实现。主要的呼吸肌有膈肌、肋间外肌、肋间内肌和腹壁肌。膈肌收缩时，膈向后移，胸腔的前后径加大； 肋间外肌收缩时，肋骨向前、向外移动，使胸腔的左右径增大。胸腔扩大，肺随之扩张，肺内压低于大气压，外界气体经呼吸道进入肺内，形成主动的吸气运动。当膈肌和肋间外肌松弛时，膈肌被推向前方，肋骨恢复原位，胸腔缩小，肺随之缩小，肺内压高于大气压，气体经呼吸道呼出体外，形成被动的呼气运动。因此在平静呼吸时，吸气运动是主动的，呼气运动是被动的； 在用力呼吸时，需要肋间内肌、腹壁肌和其它一些辅助呼吸肌如上锯肌、斜角肌等参加收缩，使胸腔更加扩大和缩小，从而提高肺的通气量。