呼吸系统对压力的反应

当呼吸系统受到压力时，会发生许多生理反应。本文将重点关注呼吸系统对运动和高原反应的反应，并最后讨论其临床相关性。

锻炼

运动期间，由于氧气消耗增加和二氧化碳产生增加，肺部的气体交换需求增加。此外，呼吸频率和潮气量都增加，因此肺泡通气量也增加。这增加了气体交换率和分钟体积。目前尚不完全清楚为什么运动时通气率会增加，并且认为其中涉及多种机制。

还有心脏的变化；心率和每搏输出量的增加导致心输出量的增加。这导致肺循环增加。血流被重新分配，通过招募更多的肺毛细血管，更多的血液被引导到中部和上部区域。这导致肺部内的区域差异减少。

剧烈运动也会导致乳酸产生增加。

无氧运动

运动可以是有氧运动或无氧运动。术语无氧阈值(AT) 用于描述无氧代谢开始的点。

在有氧呼吸过程中，二氧化碳产生量、每分钟通气量和肺泡通气量成比例增加，从而导致 pCO2 恒定。然而，在 AT 后，每分钟通气量和肺泡通气量的增加超过 CO2 产量的增加，导致 pCO2 较低。无氧代谢也会增加乳酸的产生，这种情况发生的时间点会因个人的健康状况而异。这可能导致过度换气和乳酸性酸中毒。

耗氧量

随着工作量的增加，耗氧量(Vo2)也会成比例增加，直至达到稳定水平。该平台发生在AT处。耗氧量达到最大（VO2 max），摄氧量保持在此时，因为不可能进一步增加心输出量。该最大点大约是静息耗氧量的 10 倍。

在氧合血红蛋白解离曲线中，运动由于体温、pCO2 和 [H + ]升高而导致右移。这增加了肌肉的氧气利用率。

CNX OpenStax，CC BY 4.0，来自维基共享资源

图 1 – 正常氧解离曲线以及使其左移或右移的因素。

在海拔高度

随着海拔升高，大气压力降低。在海平面，大气压力约为760 毫米汞柱（相比之下，珠穆朗玛峰顶峰的气压约为 253 毫米汞柱）。这些大气压力可用于计算空气中的氧分压(pO 2 )。这表明海平面的 pO2 约为 159mmHg，珠穆朗玛峰顶峰的 pO2 约为 43mmHg。

由TeachMeSeries 有限公司(2024)

图 2 – 计算大气 pO2

适应环境

适应是指身体适应氧气水平下降的正常生理变化。这解释了为什么在西藏等世界各地，很多代人都生活在高海拔地区，而登山者在前往高海拔地区时必须格外小心。

过度换气是适应环境最显着的表现之一。当外周 化学感受器检测到动脉血氧分压下降并增加呼吸频率以进行补偿时，就会发生这种情况。这可能导致低碳酸血症和碱中毒。这些最初可以防止由于脑脊液 (CSF) 中的中央化学感受器通过去除二氧化碳来感知二氧化碳而导致呼吸频率进一步增加。然而，几天后，随着脑脊液和肾脏对碳酸氢根离子的反应，脑脊液和动脉血的 pH 值恢复正常。因此，这意味着呼吸速率可以继续增加。

值得一提的是2,3-二磷酸甘油酸酯(2,3-BPG)。它是在红细胞糖酵解过程中形成的。它与血红蛋白的β链之一结合，允许脱氧和氧合血红蛋白曲线右移。高原换气过度引起的呼吸性碱中毒会导致几天后 2,3-BPG 升高，从而导致血液中的氧气减少。

红细胞增多症是血细胞比容增加。这是适应环境的一个特征，发展起来要慢得多。它可能有多种原因，但对于高海拔地区的人来说，原因是循环红细胞数量增加。值得注意的是，在高海拔地区，红细胞增多症是一种适当的生理反应。然而，它会导致高粘滞血症，从而导致病理性的。

为了应对缺氧，肾脏释放激素促红细胞生成素，刺激骨髓中红细胞的产生。这会导致血红蛋白水平增加，从而增加携带氧气的能力。