生理学呼吸施

1、 第一节第一节 肺肺 通通 气气 一、呼吸道的结构特征和功能一、呼吸道的结构特征和功能 1.1.呼吸道粘膜的作用呼吸道粘膜的作用 加温、加湿、净化加温、加湿、净化 2.2.呼吸道平滑肌活动的调节：呼吸道平滑肌活动的调节： 迷走神经迷走神经 Ach + MAch + M受体受体 气管平滑肌收缩气管平滑肌收缩 (1)(1)神经神经 交感神经交感神经 NE + NE + 2 2受体受体气管平滑肌舒张气管平滑肌舒张 (2)(2)体液体液 组织胺、组织胺、5 5羟色胺和缓激肽等，可以引起气羟色胺和缓激肽等，可以引起气 管平滑肌的强烈收缩，支气管口径缩小。管平滑肌的强烈收缩，支气管口径缩小。 二、肺泡的结

2、构和功能二、肺泡的结构和功能 （一）肺泡的结构（一）肺泡的结构 I I型细胞（型细胞（95%95%） 型细胞（型细胞（5%5%） （二）呼吸膜（二）呼吸膜 厚度厚度 0.20.20.6 0.6 m 面积面积 70 m70 m2 2 1. 1.含肺泡表面活性物质层的液体层含肺泡表面活性物质层的液体层 4.4.间质层间质层 2.2.肺泡上皮层肺泡上皮层 5.5.毛细血管基膜层毛细血管基膜层 3.3.上皮基底膜层上皮基底膜层 6.6.毛细血管内皮层毛细血管内皮层 呼吸膜结构呼吸膜结构 （三）（三）肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质 由肺泡由肺泡型型细胞分泌，主要成分细胞分泌，主要成分二棕榈酰卵磷脂二棕

3、榈酰卵磷脂。 作用：作用：降低肺泡表面张力。降低肺泡表面张力。 生理意义：生理意义：(1)(1)维持肺泡容积的相对稳定维持肺泡容积的相对稳定; ; (2) (2)防止液体在肺泡积聚；防止液体在肺泡积聚； (3)(3)降低吸气阻力，减少吸气做功。降低吸气阻力，减少吸气做功。 三、肺通气动力三、肺通气动力 （一）呼吸运动（一）呼吸运动 1.1.膈肌与腹式呼吸膈肌与腹式呼吸: : 膈肌的舒缩引起腹壁起伏变化产生的呼吸运动。膈肌的舒缩引起腹壁起伏变化产生的呼吸运动。 婴儿、胸膜炎、胸腔积液以腹式呼吸为主。婴儿、胸膜炎、胸腔积液以腹式呼吸为主。 2.2.肋间外肌与胸式呼吸肋间外肌与胸式呼吸: : 肋间外

4、肌舒缩引起肋骨和胸骨移位产生的呼吸运动。肋间外肌舒缩引起肋骨和胸骨移位产生的呼吸运动。 严重腹水、腹腔有占位、妊娠时以胸式呼吸为主。严重腹水、腹腔有占位、妊娠时以胸式呼吸为主。 3.3.平静呼吸平静呼吸 (1)(1)频率频率 12121818次次/ /分分 (2)(2)特点特点 A BA B 4.4.用力呼吸用力呼吸 A BA B （二）肺内压（二）肺内压 1.吸气过程吸气过程: 膈肌、肋间外肌收缩膈肌、肋间外肌收缩 胸腔扩大胸腔扩大 肺泡被动扩大肺泡被动扩大 肺内压下降肺内压下降 当低于大气压时，气体借压力差入肺。当低于大气压时，气体借压力差入肺。 2.呼气过程呼气过程: 膈肌、肋间外肌舒张

5、膈肌、肋间外肌舒张 胸腔缩小胸腔缩小 肺泡被动缩小肺泡被动缩小 肺内压升高肺内压升高 当超过大气压时，气体借压力差出肺。当超过大气压时，气体借压力差出肺。 （三）胸膜腔内压（三）胸膜腔内压 平静吸气末平静吸气末: - 1.3 : - 1.3 - 0.7 kPa- 0.7 kPa 正常值正常值 平静呼气末平静呼气末: - 0.7 : - 0.7 - 0.4 kPa- 0.4 kPa 2.2.胸内负压的成因胸内负压的成因 胸内压胸内压 = = 肺内压肺内压 - - 肺弹性回缩力肺弹性回缩力 3.3.胸内负压的生理意义胸内负压的生理意义 维持肺泡和小气道处于扩张状态维持肺泡和小气道处于扩张状态; ;

6、 促进血液和淋巴的回流。促进血液和淋巴的回流。 四、四、肺通气的阻力肺通气的阻力 肺泡表面张力占肺泡表面张力占2/32/3 肺弹性阻力肺弹性阻力 肺肺 弹性阻力弹性阻力 肺弹性纤维回缩力占肺弹性纤维回缩力占1/31/3 通通 气气 胸廓弹性阻力：与胸廓所处位置有关胸廓弹性阻力：与胸廓所处位置有关 阻阻 力力 摩擦阻力摩擦阻力: :与呼吸速度、气管口径有关与呼吸速度、气管口径有关 非弹性阻力非弹性阻力 惯性阻力惯性阻力: :与呼吸深度有关与呼吸深度有关 粘性阻力：粘性阻力： 顺应性顺应性: :在外力作用下在外力作用下, ,弹性组织的可扩张性。弹性组织的可扩张性。 呼吸功呼吸功: :在呼吸运动中，

7、呼吸肌为克服弹性阻力和非弹在呼吸运动中，呼吸肌为克服弹性阻力和非弹 性阻力实现肺通气所作的功。性阻力实现肺通气所作的功。 五、肺容积和肺容量五、肺容积和肺容量 1.1.潮气量潮气量 正常值正常值 400 400 600 ml600 ml 2. 2.补吸气量补吸气量 正常值正常值 1500 1500 2000 ml2000 ml 3. 3.补呼气量补呼气量 正常值正常值 900 900 1200 ml1200 ml 4. 4.残气量残气量( (余气量余气量) ) 正常值正常值 男性男性 1500ml 1500ml 女性女性 1000ml1000ml 5. 5.功能残功能残( (余余) )气量气量

8、 6. 6.肺活量肺活量 正常值正常值 男性男性 3500ml 3500ml 女性女性 2500ml2500ml （反映一次呼吸的最大通气量（反映一次呼吸的最大通气量, ,是健康检查常用指标。）是健康检查常用指标。） 7.7.时间肺活量时间肺活量 第一秒末第一秒末 83%83% 正常值正常值 第一秒末第一秒末 96%96% 第一秒末第一秒末 99%99% （是评价肺通气功能的良好指标）（是评价肺通气功能的良好指标） 8.8.肺总容量肺总容量 正常值正常值 男性男性 5000ml5000ml 女性女性 3500ml3500ml 六、肺通气量六、肺通气量 ( (一一) )每分通气量每分通气量 每分

9、通气量每分通气量 潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率 6 68 L8 L 最大通气量最大通气量 7070120 L 120 L ( (二二) )无效腔和肺泡通气量无效腔和肺泡通气量 肺泡通气量肺泡通气量( (潮气量潮气量- -无效腔气量无效腔气量) )呼吸频率呼吸频率 无效腔气量为无效腔气量为150ml150ml 呼吸频率呼吸频率 （次（次/ /分）分） 潮气量潮气量 （mLmL） 每分通气量每分通气量 （L/minL/min） 肺泡通气量肺泡通气量 （L/minL/min） 6 6 1212 24 24 10001000 500500 250 250 6.06.0 6.0 6.0 6.0 6.0

10、5.15.1 4.24.2 2.42.4 深而慢的呼吸，有利于气体交换。深而慢的呼吸，有利于气体交换。 第二节呼吸气体的交换第二节呼吸气体的交换 一、气体交换的原理一、气体交换的原理 ( (一一) )气体的扩散气体的扩散 ( (二二) )气体扩散速率及影响因素气体扩散速率及影响因素 1.1.气体分压差气体分压差 2.2.气体的分子量和溶解度气体的分子量和溶解度 3.3.扩散面积和距离扩散面积和距离 4.4.温度温度 分压差分压差温度温度气体溶解度气体溶解度扩散面积扩散面积 扩散速率扩散速率 = = 扩散距离扩散距离分子量分子量 O O2 2、COCO2 2扩散速率的比较扩散速率的比较 分子量分

11、子量 血浆溶解度血浆溶解度 肺泡气肺泡气 v v血血 D D O O2 2 32 21.4 13.8 5.3 132 21.4 13.8 5.3 1 COCO2 2 44 515.0 5.3 6.1 2 44 515.0 5.3 6.1 2 COCO2 2的扩散速率为的扩散速率为O O2 2的的2 2倍。倍。 二、肺泡气体交换和组织气体交换二、肺泡气体交换和组织气体交换 ( (一一) )肺泡气、血液及组织中的肺泡气、血液及组织中的P Po o2 2和和P Pcoco2 2 肺泡气肺泡气 kPakPa 静脉血静脉血 kPakPa 动脉血动脉血 kPakPa 组织组织 kPakPa Po2 Pco

12、2 13.813.8 5.35.3 5.35.3 6.16.1 13.313.3 5.35.3 4.04.0 6.76.7 （二）肺换气过程（二）肺换气过程 肺泡肺泡PoPo2 213.813.8 kPakPa o o2 2 静脉静脉PoPo2 25.35.3 kPakPa 静脉静脉Pco2 6.1kPa 6.1kPa co2 肺泡肺泡Pco2 5.3kPa 5.3kPa O O2 2的运输的运输 COCO2 2的运输的运输 （三）影响肺泡气体交换的因素（三）影响肺泡气体交换的因素 1.1.呼吸膜的面积呼吸膜的面积 气体交换气体交换( (肺炎、肺气肿）肺炎、肺气肿） 2.2.呼吸膜的厚度呼吸膜

13、的厚度 气体交换气体交换( (肺纤维化肺纤维化) ) 3. 3.通气通气/ /血流比值血流比值 肺泡通气量肺泡通气量/ /肺血流量肺血流量4.2/5.04.2/5.00.84 0.84 V V 每分钟通过呼吸膜的气体容量每分钟通过呼吸膜的气体容量 D DL L= = P PA A P PC C 肺毛细血管内某气体的平均分压肺毛细血管内某气体的平均分压 肺泡气中某气体的分压差肺泡气中某气体的分压差 某气体的肺扩散容量（是测定呼吸气体通过呼吸膜能力的指标）某气体的肺扩散容量（是测定呼吸气体通过呼吸膜能力的指标） ( (四四) )肺扩散容量肺扩散容量 在在1mmHg1mmHg分压差作用下分压差作用下

14、, ,每分钟通过呼吸膜扩散的每分钟通过呼吸膜扩散的 某气体总量。某气体总量。 (五五) 组织换气过程组织换气过程 组织组织PoPo2 24.04.0 kPakPa o o2 2 动脉动脉PoPo2 213.313.3 kPakPa 动脉动脉Pco25.3kPa5.3kPa co2 组织组织Pco26.7kPa6.7kPa 第三节气体在血液中的运输第三节气体在血液中的运输 一、氧和二氧化碳在血液中的存在形式一、氧和二氧化碳在血液中的存在形式 物理溶解占物理溶解占1.5% 1.5% 二、氧的运输二、氧的运输 化学结合占化学结合占98.5%98.5% （一）血红蛋白与（一）血红蛋白与O O2 2的可

15、逆结合的可逆结合 Hb + OHb + O2 2HbOHbO2 2 PoPo2 2 PoPo2 2 （二）氧解离曲线（二）氧解离曲线 表达血红蛋白氧饱和度与氧分压之间关系的曲线。表达血红蛋白氧饱和度与氧分压之间关系的曲线。 氧容量氧容量 100ml100ml血中，血中，HbHb结合结合2 2的的最大量最大量。 氧含量氧含量 100ml100ml血中，血中，HbHb结合结合2 2的的实际量实际量。 氧饱和度氧饱和度 氧含量氧含量占占氧容量氧容量的百分比。的百分比。 动脉血中动脉血中, , 氧饱和度为氧饱和度为100100。（。（20ml/20ml20ml/20ml） 静脉血中静脉血中, , 氧饱

16、和度为氧饱和度为75%75%。 （15ml/20ml15ml/20ml） 氧离曲线的意义氧离曲线的意义 1.1.曲线上段曲线上段 平坦，意味着高平坦，意味着高 原等氧分压不低原等氧分压不低 于于6.06.0kPa,kPa,氧饱和氧饱和 度达度达90%;90%;当氧分当氧分 压超过压超过13.3kPa,13.3kPa, 氧饱和度的增加氧饱和度的增加 极为有限，血氧极为有限，血氧 含量增加很少。含量增加很少。 下下中中上上 2.2.曲线中段曲线中段 坡度较陡。坡度较陡。 意义意义: :维持维持 正常时组织正常时组织 的供氧。的供氧。 3. 3.曲线下段曲线下段 坡度更陡。坡度更陡。 意义意义: :

17、维持维持 活动时组织活动时组织 的供氧。的供氧。 上上中中下下 （三）（三）影响氧离曲线的因素影响氧离曲线的因素 PcoPco2 2 pH pH 引起引起氧离曲线氧离曲线右移，右移， 温度温度 有利于氧气的释放。有利于氧气的释放。 2,3-2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 三、二氧化碳的运输三、二氧化碳的运输 物理溶解占物理溶解占5 5 COCO2 2 HCO HCO3 3- - 占 占88%88% 化学结合占化学结合占9595 HbNHCOOH HbNHCOOH 占占7%7% （一）（一）HCOHCO3 3- -形式的运输形式的运输 碳酸酐酶碳酸酐酶 H H2 2COCO3 3 HCO HC

18、O3 3- - H H+ + COCO2 2H H2 2O O 1.1.碳酸氢盐碳酸氢盐 COCO2 2的运输的运输 碳酸酐酶 HHb 在组织在组织 在肺脏在肺脏 HbNHCOOHHbNHCOOHHbNHHbNH2 2 + CO + CO2 2 2. 2.氨基甲酸血红蛋白氨基甲酸血红蛋白 1. 1.反应迅速反应迅速, ,不需要酶参与不需要酶参与, ,受氧合作用的调节。受氧合作用的调节。 2.2.运输效率高运输效率高, ,在肺排出的在肺排出的COCO2 2总量中总量中, ,占占17.5%17.5%左右。左右。 ( (二二)CO)CO2 2解离曲线解离曲线 表示血液中表示血液中COCO2 2含量与

19、含量与PcoPco2 2间关系的曲线。间关系的曲线。 特点：特点：血液中血液中COCO2 2含量随含量随PcoPco2 2的的而而，几乎成线，几乎成线 性关系性关系( (非非S S形曲线形曲线) )，且无饱和点。，且无饱和点。 静脉血（静脉血（A A点）点）COCO2 2的含量为的含量为 52ml/100ml52ml/100ml； 动脉血（动脉血（B B点）点）COCO2 2的含量为的含量为 48ml/100ml48ml/100ml； 血液流经肺时，血液流经肺时，100ml100ml血液可释放出血液可释放出 4ml4mlCOCO2 2 。 ( (三三) )氧和血红蛋白的结合对二氧化碳运输的影响

20、氧和血红蛋白的结合对二氧化碳运输的影响 O O2 2与与HbHb结合结合, ,可促使可促使COCO2 2的释放的释放; ; HbHb携带携带COCO2 2的能力比的能力比HbOHbO2 2大，并且与大，并且与H+H+的结合力的结合力 强，有利于（强，有利于（ COCO2 2 ）化学结合反应向右进行。）化学结合反应向右进行。 第四节呼吸运动的调节第四节呼吸运动的调节 一、呼吸中枢和呼吸节律的形成一、呼吸中枢和呼吸节律的形成 （一）呼吸中枢（一）呼吸中枢 1.1.脊髓脊髓 联系高位呼吸中枢与呼吸肌的联系高位呼吸中枢与呼吸肌的中继站中继站; ; 整合某些呼吸反射的整合某些呼吸反射的初级中枢初级中枢。

21、 2.2.延髓延髓 产生和调节呼吸的基本中枢。产生和调节呼吸的基本中枢。 （1 1）背侧呼吸组）背侧呼吸组 吸气神经元吸气神经元 孤束核的孤束核的 腹外侧腹外侧 腹侧呼吸组腹侧呼吸组 颈髓、胸髓的吸气运动神经元颈髓、胸髓的吸气运动神经元 交叉下行交叉下行 吸气吸气 肺牵张感受器肺牵张感受器 外周化学感受器外周化学感受器 咽、喉部感受器咽、喉部感受器 脑桥脑桥 边缘系统边缘系统 （2 2）腹侧呼吸组）腹侧呼吸组 吸气神经元吸气神经元 呼气神经元呼气神经元 后疑核、后疑核、疑核疑核 包钦格复合体包钦格复合体 抑制吸气神经元抑制吸气神经元 膈肌和肋间外肌神经元膈肌和肋间外肌神经元 交交 叉叉 下下

22、行行 吸气吸气 腹肌和肋间内肌神经元腹肌和肋间内肌神经元 吸吸 气气 神神 经经 元元 呼呼 气气 神神 经经 元元 呼气呼气 脑桥脑桥 呼气神经元呼气神经元 3.3.脑桥脑桥 呼吸调整中枢。呼吸调整中枢。 PBKFPBKF核群核群和延髓的呼吸神经核团之间有双向和延髓的呼吸神经核团之间有双向 联系，形成调控呼吸的神经元回路。联系，形成调控呼吸的神经元回路。 作用作用：限制吸气，促使吸气向呼气及时转：限制吸气，促使吸气向呼气及时转 换换, ,防止吸气过长过深。防止吸气过长过深。 4.4.大脑皮层大脑皮层 与随意性呼吸活动有关。与随意性呼吸活动有关。 （二）呼吸节律的形成（二）呼吸节律的形成 1.

23、1.神经网络学说神经网络学说 2.2.起步细胞学说起步细胞学说 二、呼吸运动的反射性调节二、呼吸运动的反射性调节 ( (一一) )肺牵张反射肺牵张反射( (黑黑- -伯反射伯反射) ) 1.1.肺扩张反射（吸气抑制反射）肺扩张反射（吸气抑制反射） 肺扩张肺扩张肺牵张感受器兴奋肺牵张感受器兴奋迷走神经迷走神经 兴奋延髓吸气切断机制兴奋延髓吸气切断机制吸气转为呼气吸气转为呼气 。 意义意义: : 维持一定的呼吸频率维持一定的呼吸频率 2.2.肺缩反射（吸气兴奋反射）肺缩反射（吸气兴奋反射） （对阻止呼气过深和肺不张等可能起一定作用）（对阻止呼气过深和肺不张等可能起一定作用） ( (二二) )呼吸肌

24、本体感受性反射呼吸肌本体感受性反射 1.1.反射过程反射过程： 呼吸肌本体感受器兴奋呼吸肌本体感受器兴奋 传入冲动频率传入冲动频率 脊髓脊髓 膈神经、肋间神经兴奋膈神经、肋间神经兴奋 吸气肌收缩力加强。吸气肌收缩力加强。 2.2.意义意义: :维持一定的呼吸深度维持一定的呼吸深度 1.1.外周化学感受器外周化学感受器 颈动脉体和动脉体颈动脉体和动脉体 适宜刺激适宜刺激: : PoPo2 2 Pco Pco2 2 H H+ + 2.2.中枢化学感受器中枢化学感受器 延髓腹外侧浅表部位延髓腹外侧浅表部位 对脑脊液对脑脊液HH+ + 变化变化敏感敏感 ( (三三) )化学感受性呼吸反射化学感受性呼吸

25、反射 COCO2 2透过血透过血- -脑屏障脑屏障 COCO2 2、H H+ +和低和低O O2 2对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节 3.CO3.CO2 2对呼吸的调节对呼吸的调节 COCO2 2是呼吸的生理性刺激是呼吸的生理性刺激, ,PcoPco2 2加强加强呼吸途径呼吸途径： (1)(1)中枢化学感受器中枢化学感受器 ( (主要途径主要途径) ) CO CO2 2透过血透过血-脑屏障进入脑脊液脑屏障进入脑脊液， COCO2 2H H2 2O HO H2 2COCO3 3 H H+ + HCOHCO3 3- - H H+ +刺激中枢化学感受器刺激中枢化学感受器 呼吸中枢兴奋呼吸中枢兴奋 (

26、2)(2)外周化学感受器外周化学感受器 ( (颈动脉体和动脉体颈动脉体和动脉体) ) 4.P4.Po o2 2对呼吸的影响对呼吸的影响 轻度缺氧轻度缺氧：呼吸增强呼吸增强（刺激外周化学感受器）（刺激外周化学感受器） 严重缺氧严重缺氧：呼吸减弱，甚至停止呼吸减弱，甚至停止 （缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制）（缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制） 特点特点: : 缺氧对呼吸的刺激作用不如缺氧对呼吸的刺激作用不如PcoPco2 2和和HH+ +明显。明显。 长期高长期高COCO2 2和低和低O O2 2状态时（严重肺水肿、肺心病），状态时（严重肺水肿、肺心病）， 中枢化学感受器对高中枢化学感受器对高COCO2 2发生适应，此时低发生适应，此时低O O2 2对外对外 周化学感受器的刺激成为驱动