通气-血流灌注比值（V/Q比）

理想情况下，肺中的每个肺泡应接受相同量的通气和肺毛细血管血流，然而事实上并非如此。总体而言，肺泡通气通常约为4L/min，肺毛细血管血流量约为5L/min，使通气与血流量的平均总比值为4:5或0.8。这种关系被称为通气-灌注比（V/Q比）。

虽然整体上的V/Q比约为0.8，但在整个肺内的差异显著。在处于直立姿势的正常个体中，肺上部（顶端）的肺泡接受适度的通气和少量的血流量。因此，上肺区的V/Q比值高于0.8。然而，在肺下部，肺泡通气因重力依赖而适度增加，血流量大大增加。因此，V/Q比低于0.8。

故直立位肺的V/Q比从上到下逐渐下降，平均V/Q比约为0.8。

▲ 在直立的肺中，V/Q比从顶端到基部逐渐下降。然而，尽管肺基底的V/Q比低于肺根尖的V/Q比，但通气和灌注的绝对量在直立肺的肺底部最大。

通气-灌注比如何影响肺泡气体

V/Q比影响肺泡中的氧气和二氧化碳分压（PAO2和PACO2）。虽然正常的PAO2和PACO2通常分别为100和40mmHg，但大多数肺泡并非如此，这些数字仅仅代表平均值。

PAO2是由(1)进入肺泡的氧气量和(2)通过毛细血管血流去除氧气量之间的平衡决定的。另一方面，PACO2是由(1)从毛细血管血液扩散到肺泡的二氧化碳量和(2)通过通气排出肺泡之间的平衡决定的。

增加V/Q比

增加V/Q比可以从通气增加或灌注减少发展而来。当V/Q比增加，PAO2上升，PACO2下降。PACO2的减少是因为它被排出肺泡的速度比被静脉血取代的速度要快。PAO2增加是因为它并不像它进入（或通过通气进入）肺泡时那样迅速地扩散到血液中。这个V/Q比的关系存在于直立肺的上部。

▲ 当V/Q比值高，肺泡氧分压（PAO2）升高，肺泡二氧化碳分压（PACO2）降低。

减少V/Q比

减少V/Q比可由通气减少或灌注增加发展而来。当V/Q比降低，PAO2下降，PACO2上升。PAO2下降，因为氧气从肺泡流出，进入肺毛细血管的速度比通过通气补充的速度更快。PACO2的增加是因为它离开毛细血管血液进入肺泡的速度比它被排出的速度要快。这个V/Q比的关系存在于直立肺的下部。

▲ 当V/Q比值较低，肺泡氧分压（PAO2）降低，肺泡二氧化碳分压（PACO2）升高。

O2-CO2图

O2-CO2图总结了V/Q比的变化对PAO2和PACO2水平的影响。图中的线表示V/Q比值降低或增加时所有可能的肺泡气体组成。O2-CO2图（列线图）显示，在上肺区域，V/Q比值较高，PAO2增加，PACO2降低。对比图显示，在下肺区域，V/Q比值较低，PAO2降低，PACO2升高。

通气灌注比如何影响毛细血管末端气体

毛细血管末端血液（PCO2和PCCO2）中的氧和二氧化碳分压反映肺部发生的PAO2和PACO2的变化。因此，随着V/Q比从直立肺的上到下逐渐降低，导致PAO2减少，PACO2增加，PCO2和PCCO2也分别减少和增加。

在下游，肺静脉中，不同的PCO2和PCCO2水平是混合的，在正常情况下，产生的PO2为100mmHg和PCO2为40mmHg。在肺静脉中发生的PCO2和PCCO2混合物的结果反映在动脉血气样本的PaO2和PaCO2的下游。

▲ 来自肺上、下区域的肺毛细血管血气（PCO2和PCCO2）的混合。

还需要注意的是，随着PACO2从肺底部到肺顶部的下降，毛细血管末端血液中二氧化碳水平的逐渐降低导致pH变得更碱性。肺静脉和随后的动脉血液中的总体pH通常约为7.35-7.45。

呼吸系统疾病如何影响V /Q比率

在呼吸系统疾病中，V/Q比总是发生改变的。例如，在肺灌注减少的疾病中，受影响的肺区域接收到与通气相关的血流很少或无。这种情况会导致V/Q比的增加。因此，更大部分的肺泡通气在生理上是无效的，被称为死腔通气。当V/Q比值增加时，PAO2增加，PACO2减少。

增加V/Q比的肺部疾病包括：

● 肺栓塞

● 肺动脉或部分小动脉的部分或完全阻塞（如动脉粥样硬化、胶原蛋白疾病）

● 肺血管的外部压力（如气胸、胸水、肿瘤存在）

● 肺血管的破坏（如肺气肿）

● 心输出量降低

在肺通气减少的疾病中，受影响的肺区域很少或没有接受与血流相关的通气。这种情况会导致V/Q比下降。因此，更大比例的肺血液流量在气体交换方面是无效的，称为分流。当V/Q比值降低时，PAO2减小，PACO2增大。

降低V/Q比的肺部疾病包括：

● 阻塞性肺疾病（如肺气肿、支气管炎、哮喘）

● 限制性肺疾病（如肺炎、矽肺、肺纤维化）

● 任何原因造成的通气不足

▲ 呼吸系统疾病引起的V/Q比变化导致的肺泡O2和CO2的变化。