《呼吸系统教学资料》呼吸系统绪论

1、黄 莺 病理生理学教研室 绪 论 Introduction No Image 细胞呼吸细胞呼吸 Cellular respiration 细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系细胞呼吸是指有机物在细胞内经过一系 列的氧化分解，生成二氧化碳或其他列的氧化分解，生成二氧化碳或其他 产物，释放出能量并生成产物，释放出能量并生成ATP的过程。的过程。 C6H12O6 + 6H2O + 6O2 6CO2 + 12H2O + energy (38 ATP) enzyme There must be an exchange of gases: Carbon dioxide leaving the cell, o

2、xygen entering. Animals have organ systems involved in facilitating this exchange as well as the transport of gases to and from exchange areas. 生物体的不同呼吸方式生物体的不同呼吸方式 Bodies and Respiration Single-celled organisms: directly by the cell membrane Simple animals: having flattened, tubular, or thin shaped

3、 body plans Large animals: developed a variety of respiratory surfaces A respiratory surface is covered with thin, moist epithelial cells that allow oxygen and carbon dioxide to exchange. Those gases can only cross cell membranes when they are dissolved in water or an aqueous solution, thus respirat

4、ory surfaces must be moist. 呼吸外表的特点 Respiratory Surfaces 呼吸系统是执行机体和外界进行气体交换的器官的总称。呼吸系统 的机能主要是与外界的进行气体交换，呼出二氧化碳，吸进氧气，进 行新陈代谢。呼吸系统包括呼吸道鼻腔、咽、喉、气管、支气管 和肺，是气体进出肺的通道。 人类呼吸系统 The Human Respiratory System 肺通气 Pulmonary ventilation 肺通气是肺与外界环境之间的气体交换过程。胸廓的节律性呼吸运 动那么是实现肺通气的动力。当膈肌和肋间外肌收缩时，胸廓体积 增大，肺随之扩张，这时肺内气压就低

5、于大气压，外界空气通过呼 吸道进入肺，完成吸气。呼气过程与此相反。通过呼吸运动，肺实 现了与外界环境的气体交换，使肺泡内的气体不断地得到更新。 肺泡与血液流经肺泡-毛细血管膜(简称肺泡膜)进行气体交换的过程是一 个物理性弥散过程。单位时间内气体的弥散量取决于肺泡膜两侧的气体分 压差、肺泡的面积与厚度和气体的弥散常数。弥散常数又与气体的分子量 和溶解度相关。此外，气体总弥散量还决定于血液与肺泡接触的时间。 l 呼吸色素respiratory pigments 是指能与氧气发生可逆性结合，在呼吸 作用中运载氧气的含金属Fe、Cu等，能使血液呈现某种颜色的蛋白 质。 l 血红蛋白hemoglobin

6、分子由一分子的珠蛋白和四分子亚铁血红素组成， 每个血红素又由4个吡咯环组成，在环中央有一个铁原子。血红蛋白中的 铁在二价状态时，可与氧呈可逆性结合(氧合血红蛋白)，如果铁氧化为三 价状态。血红蛋白那么转变为高铁血红蛋白，就失去了载氧能力。 l 在代谢旺盛的组织细胞中，CO2浓度明显高于毛细血管中的CO2含量，因 此，CO2快速从细胞弥散入血液。从血浆弥散至红细胞的CO2与H2O迅速 反响生成H2CO3，后者解离成HCO和H，反响具有可逆性。HCO 通过“氯离子转移 方式快速移出RBC外，而H那么与Hb结合，有利 于酸碱度的缓冲和O2的释放。通过这些途径实施对CO2的运输。 l 在肺部毛细血管，

7、 HCO与H结合生成H2CO3，后者进一步降解为 CO2和H2O。在此产生的CO2 最终通过肺呼吸排出体外。 l 外呼吸外呼吸External respiration lVentilation COPD is the fourth leading cause of death; COPD costs Americans $30.4 billion-$14.7 billion in healthcare costs, $15.7 indirect costs; 80-90 percent of COPD cases are caused by smoking. 引起引起COPD 的其他原因的其他

8、原因: 二手烟二手烟second-hand smoke 空气与职业污染空气与职业污染 遗传性遗传性 呼吸道感染病史呼吸道感染病史 慢性或未治疗的哮喘慢性或未治疗的哮喘 囊性纤维化遗传囊性纤维化遗传 COPD 病症病症: 气促、呼吸困难气促、呼吸困难 痰量或粘液量增多痰量或粘液量增多 经常性清嗓子经常性清嗓子 (clearing of the throat) 咳嗽咳嗽 喘息喘息 黄色、绿色或血色的痰液黄色、绿色或血色的痰液 踝或蹆水肿踝或蹆水肿 睡眠困难睡眠困难 疲劳疲劳 健忘、混乱或口齿不清健忘、混乱或口齿不清 新的诊断技术 Novel diagnostic techniques X光是穿透性

9、很强的射线，一种高能量光波粒子。射线要 被阻挡，关键由射线强度、频率、阻挡物质与射线作用程 度、阻挡物质厚度、阻挡物质大小共同决定。目前大医院 CR与DR就是利用X 射线的吸收，二维成像。 X线电子计算机断层扫描 (computed tomography，CT) 是 利用X线断层扫描，电光子探测器接收，并把信号转化为 数字输入电子计算机，再由计算机转化为图像，CT是一 种无痛苦、无损伤、无危险、快速、方便，适合于任何年 龄且准确性高的辅助检查工具。 磁共振成像(nuclear magnetic resonance imaging，MRI) 是根据有磁距的原子核在磁场作用下，能产生能级间的跃 迁

10、的原理而采用的一项新检查技术，成像过程与图像重建 和CT相近，只是MRI既不靠外界的辅射、吸收与反射，也 不靠放射性物质在体内的辅射，而是利用外磁场和物体 的相互作用来成像，高能磁场对人体无害。能发现CT显 示完全正常的等密度病灶，对神经、血管、肌肉等软组织 成分显示明显优于CT。 正电子发射型计算机断层显像Positron Emission Computed Tomography，PET是新开展起来的核医学 检查方法。扫描前先给病人注射一种标记某种正电子的放 射性制剂通常为18F-FDG，从它们所参与的代谢过程 来测定脑组织的代谢改变。由于大脑所需能量的80%来自 葡萄糖，大脑某一部位的功能

11、越活泼，那个部位的脑细胞 和葡萄糖代谢就越旺盛。PET可根据葡萄糖代谢率的上下， 来检测脑异常代谢确实切部位。 X-ray imaging An MRI using the new helium-3 technique on the left, and a conventional MRI on the right. (Sean Fain, University of Wisconsin-Madison) Time sequence of Helium-3 MRI of lungs during inhalation and exhalation. M Salerno TA Altes JR

12、Brookemann EE de Lange JP Mugler III Magnetic Resonance in Medicine 46:667- 677 (2001) Caption: Lung cancer. Coloured axial positron electron tomography (PET) scan of lung cancer (white, lower left) in the right lung. Lung cancers are most often caused by cigarette smoking, exposure to asbestos, or

13、other forms of pollution. Treatment includes radiotherapy, chemotherapy and the surgical removal of all or part of the affected lung. PET-CT scan of the lungs with a tumour necrosis 机械通气 Mechanical ventilation、RICU 气管镜 Bronchoscope 气管镜的应用 取出支气管异物。 去除异常分泌物,包括痰液、脓栓、血块等。 明确了咯血患者出血部位可行局部止血。 对肺癌患者作局部放疗或局

14、部注射化疗药物。 对气道良恶性肿瘤进行激光、微波、冷冻、高频 电刀治疗。 其他 l肿瘤干细胞与肺癌 l tumor stem cell and lung cancer l蛋白组学与呼吸系统疾病 l Proteomics and respiratory diseases l肺干细胞Lung stem cells l干细胞治疗肺动脉高压 l Stem Cell Therapy for Pulmonary Hypertension l介入性肺病学Interventional pulmonology l肺移植Lung transplantation l肺癌的疫苗Vaccine for lung can

15、cer l靶向治疗 Targeted therapy Artificial Lung Katie Sutherland is shown in this undated family handout photo. In a worlds first, Canadian doctors kept Katy alive using an external artificial lung until donor lungs were available for transplant. The 16-year-old girl is now back at school and playing soc

16、cer again. 体外膜肺氧合体外膜肺氧合extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)是体外循环技术范围的扩大和延是体外循环技术范围的扩大和延 伸，伸，ECMO可对需要外来辅助的呼吸和可对需要外来辅助的呼吸和(或或)循环功能不循环功能不 全的重危患者进行有效的呼吸循环支持。全的重危患者进行有效的呼吸循环支持。 绪论 呼吸系统的发生和结构 / 实验 肺通气和换气功能 气体的运输和呼吸调节 呼吸系统疾病的病症和体征 呼吸系统疾病病理学肺炎、COPD、, 矽肺、肺癌 / 实验 呼吸系统常见疾病、肺功能检查、药理学常用药物 临床见习 影像学诊断 问题导向学习problem-based learning, PB