动物生理学呼吸生理ppt课件

1、一呼吸道一呼吸道上呼吸道：鼻、咽、喉上呼吸道：鼻、咽、喉下呼吸道：气管、支气管、下呼吸道：气管、支气管、 终末细支气管终末细支气管v呼吸道功能：没有气体交换功能；其黏呼吸道功能：没有气体交换功能；其黏膜具有加温、潮湿、清洁、过滤空气；其膜具有加温、潮湿、清洁、过滤空气；其平滑肌具有调理呼吸道阻力的作用。平滑肌具有调理呼吸道阻力的作用。 呼吸道平滑肌受迷走神经和交感神经支配。迷走神经兴奋，呼吸道平滑肌受迷走神经和交感神经支配。迷走神经兴奋，其末梢释放乙酰胆碱，与气管平滑肌细胞膜上的其末梢释放乙酰胆碱，与气管平滑肌细胞膜上的M M受体结合，引起受体结合，引起平滑肌收缩。交感神经兴奋，其末梢释放去甲

2、肾上腺素，与平滑肌收缩。交感神经兴奋，其末梢释放去甲肾上腺素，与22受受体结合，引起平滑肌舒张。体液中的组胺、体结合，引起平滑肌舒张。体液中的组胺、5-5-羟色胺和缓激肽均羟色胺和缓激肽均可引起呼吸道平滑肌收缩。可引起呼吸道平滑肌收缩。 为什么咳嗽病人晚上比白天重为什么咳嗽病人晚上比白天重? ?二肺泡二肺泡呼吸膜呼吸膜 指隔在肺泡气与肺毛细血管血液之间的极薄的膜性构造，构成了指隔在肺泡气与肺毛细血管血液之间的极薄的膜性构造，构成了肺泡气与血液之间进展气体交换的气肺泡气与血液之间进展气体交换的气- -血屏障。血屏障。 外表张力外表张力 Laplace 定律定律: P=2T/r肺泡肺泡型细胞分泌，

3、主要型细胞分泌，主要成分是二棕榈酰卵磷脂。成分是二棕榈酰卵磷脂。作用：作用： 降低肺泡的外表张力降低肺泡的外表张力 维持肺泡内压的相对稳定维持肺泡内压的相对稳定 阻止肺泡积液阻止肺泡积液 直接动力直接动力: :肺内压与外界大肺内压与外界大气压间的压力差。气压间的压力差。 原动力原动力: :呼吸运动是肺通气呼吸运动是肺通气的原动力。的原动力。 二、肺通气原理二、肺通气原理一肺通气的动力一肺通气的动力吸气肌：肋间外肌、膈肌吸气肌：肋间外肌、膈肌呼气肌：肋间内肌、腹肌呼气肌：肋间内肌、腹肌辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌 呼呼吸吸肌肌 呼吸运动呼吸运动呼吸肌收缩和舒张引起

4、的胸廓节律性扩展和减少呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性扩展和减少 吸气过程吸气过程 (安静安静)吸气时，膈肌、肋间外肌收缩吸气时，膈肌、肋间外肌收缩胸廓扩胸廓扩展展肺容积扩展肺容积扩展肺内压降低大气压肺内压降低大气压气气体进入肺体进入肺完成吸气。完成吸气。 用力吸气时，辅助吸气肌也参与收缩。用力吸气时，辅助吸气肌也参与收缩。呼气过程呼气过程 (安静安静)呼气时，膈肌、肋间外肌舒张呼气时，膈肌、肋间外肌舒张胸廓减胸廓减少少肺容积减小肺容积减小肺内压添加大气压肺内压添加大气压气气体排出肺体排出肺完成呼气。完成呼气。 用力呼气时，呼气肌才发生收缩用力呼气时，呼气肌才发生收缩胸廓进一步胸廓进一步减少减

5、少肺内压进一步添加肺内压进一步添加更多气体排出肺。更多气体排出肺。 呼吸运动的方式：呼吸运动的方式：胸膜腔胸膜腔测定方法测定方法: : 直接法直接法 间接法间接法胸内压胸内压胸膜腔内的压力，称为胸膜腔内压胸膜腔内的压力，称为胸膜腔内压成因成因: : 两种方向相反作用力的代数和两种方向相反作用力的代数和胸内压大气压肺回缩力胸内压大气压肺回缩力胸内压胸内压0 0肺回缩力肺回缩力迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张迫使脏层胸膜外移使肺扩张( (肺弹性组织回缩力和肺泡外表张力肺弹性组织回缩力和肺泡外表张力) ) 肺肺 回回 缩缩 力力 ( (大大 气气 压压) ) 肺肺 内内 压压

6、 肺的弹性阻力肺的弹性阻力胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力气道阻力气道阻力惯性阻力惯性阻力组织粘滞阻力组织粘滞阻力弹性阻力弹性阻力7070非弹性阻力非弹性阻力3030静态阻力动态阻力二肺通气的阻力二肺通气的阻力弹性阻力弹性阻力肺的弹性阻力肺的弹性阻力肺弹性组织回缩力肺弹性组织回缩力:1/3:1/3肺泡内气肺泡内气- -液界面的外表液界面的外表力力 :2/3 :2/3胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力那么是由胸廓的弹性组织所构成胸廓的弹性阻力那么是由胸廓的弹性组织所构成在安静呼气或深呼气时，胸廓减少时在安静呼气或深呼气时，胸廓减少时( (肺容量肺容量6767),),胸廓的弹性回缩力向外胸廓的

7、弹性回缩力向外= =吸气的动力，呼气的阻力；吸气的动力，呼气的阻力；在安静吸气或深吸气时，胸廓扩展时在安静吸气或深吸气时，胸廓扩展时( (肺容量肺容量6767),),胸廓的弹性回缩力向内胸廓的弹性回缩力向内= =吸气的阻力，呼气的动力。吸气的阻力，呼气的动力。在安静吸气末，胸廓处于自然位置时在安静吸气末，胸廓处于自然位置时( (肺容量肺容量6767) )，胸廓无变形，不表现有弹性回缩力；胸廓无变形，不表现有弹性回缩力；非弹性阻力非弹性阻力 ( (一一) )肺容积和肺容量是反映进出肺气体量的目的肺容积和肺容量是反映进出肺气体量的目的 ( (二二) ) 肺通气量和肺泡通气量分别反映肺通气的程度和效

8、肺通气量和肺泡通气量分别反映肺通气的程度和效率率 肺每分通气量潮气量肺每分通气量潮气量呼吸频率呼吸频率 生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔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) )呼吸频率呼吸频率安静呼吸安静呼吸 肺每分通气量肺每分通气量 500ml 500ml16168L8L肺泡通气量肺泡通气量 (500ml (500ml150ml)150ml)16165.6L5.6L浅而快的呼吸浅而快的呼吸 肺每分通气量肺每分通气量 250ml 250ml32328L8L肺泡通气量肺泡通气量 (250ml (250ml150ml)150ml)32323

9、.2L3.2L深而慢的呼吸深而慢的呼吸 肺每分通气量肺每分通气量 1000ml 1000ml8 88L8L肺泡通气量肺泡通气量 (1000ml (1000ml150ml)150ml)8 86.8L6.8L成因成因: : 两种方向相反作用力的代数和两种方向相反作用力的代数和胸内压大气压肺回缩力胸内压大气压肺回缩力胸内压胸内压0 0肺回缩力肺回缩力迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张迫使脏层胸膜外移使肺扩张( (肺弹性组织回缩力和肺泡外表张力肺弹性组织回缩力和肺泡外表张力) ) 肺肺 回回 缩缩 力力 ( (大大 气气 压压) ) 肺肺 内内 压压 动力：膜两侧的气体分压差。动

10、力：膜两侧的气体分压差。 速率：速率：= = 分散速率分散速率D DD P T A Sd MW气体的分散气体的分散气体分子总是不停地进展无定向的运动，当不同区域气体分子总是不停地进展无定向的运动，当不同区域存在分压差时，气体分子将从分压高处向分压低处发存在分压差时，气体分子将从分压高处向分压低处发生净转移，这一过程称为生净转移，这一过程称为 影响肺换气的要素影响肺换气的要素 呼吸膜的厚度呼吸膜的厚度 反比反比 呼吸膜的面积呼吸膜的面积 正比正比 通气通气/ /血流比值血流比值(VA/Q(VA/Q比值比值) )概念概念: :每分钟肺泡通气量每分钟肺泡通气量(VA)(VA)和每分钟肺血流量和每分钟

11、肺血流量(Q)(Q)之间的比值。正常情况下，之间的比值。正常情况下， VA/Q = 4.2/5 = 0.84 VA/Q = 4.2/5 = 0.84几点阐明：几点阐明：VA/QorVA/Qor换气效率换气效率缺缺O2O2和和CO2CO2潴留的病症潴留的病症; ;但以缺但以缺O2O2为主，缘由：为主，缘由： A-VA-V血间血间PO2PO2PCO2 PCO2 功能性功能性A-VA-V短路时，短路时，A A血血PO2PO2的程度的程度V V血血PCO2PCO2； CO2CO2的分散系数是的分散系数是O2O2的的2020倍，倍，CO2CO2的分散速的分散速O2O2，不易出现不易出现CO2CO2潴留的

12、病症；潴留的病症； AA血血PO2PO2和和PCO2PCO2时，可刺激呼吸，添加肺泡通时，可刺激呼吸，添加肺泡通气量，有助于气量，有助于CO2CO2的排出，而几乎无助于的排出，而几乎无助于O2O2的摄取的摄取O2O2和和CO2CO2解离曲线的特点所决议的。解离曲线的特点所决议的。 血液运输气体有两种方式：一种是物理溶解方式，另一种血液运输气体有两种方式：一种是物理溶解方式，另一种是化学结合方式。以物理溶解方式运输氧和二氧化碳的量。虽是化学结合方式。以物理溶解方式运输氧和二氧化碳的量。虽然很少，但很重要。然很少，但很重要。肺泡肺泡O2 溶解溶解O2 化学结合化学结合O2 溶解溶解O2 O2 CO

13、2 溶解溶解CO2 化学结合化学结合CO2 溶解溶解CO2 CO2 组织组织u物理溶解方式的运输：仅占物理溶解方式的运输：仅占1.5%1.5%u化学结合方式的运输：占化学结合方式的运输：占98.5%98.5%，方式为，方式为HbO2HbO2Fe2+PO2(PO2(氧合氧合) )PO2(PO2(氧离氧离) )HbO2HbO2鲜红色鲜红色暗紫色暗紫色氧解离曲线的上段氧解离曲线的上段 反反映血红蛋白与氧的结合映血红蛋白与氧的结合的部分。的部分。 氧解离曲线的中段氧解离曲线的中段 反反映映HbO2HbO2释放氧的部分。释放氧的部分。 氧解离曲线的下段氧解离曲线的下段 反反映的是血红蛋白与氧的映的是血红

14、蛋白与氧的解离。解离。 血液血液PCO2PCO2和和pHpH：血液：血液PCO2PCO2上升或上升或pHpH下降时，氧饱和下降时，氧饱和度下降，度下降，P50P50增大，曲线右移；反之，氧离曲线左移。增大，曲线右移；反之，氧离曲线左移。血液血液PCO2PCO2和和pHpH改动对氧离曲线的影响改动对氧离曲线的影响 称为波尔效应称为波尔效应 温度：温度升高，氧饱和度下降，曲线右移；反之温度：温度升高，氧饱和度下降，曲线右移；反之，氧离曲线左移。，氧离曲线左移。 2,3 2,3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸2,3DPG2,3DPG：当血液中含量：当血液中含量添加时，氧离曲线右移。添加时，氧离曲线右移。 一

15、氧化碳一氧化碳 Hb Hb本身性质本身性质u物理溶解方式的运输：占物理溶解方式的运输：占5%5%u化学结合方式的运输：碳酸氢盐占化学结合方式的运输：碳酸氢盐占88%88%，氨基甲，氨基甲酰血红蛋白占酰血红蛋白占7%7%在血浆中在血浆中CO2CO2主要以碳酸氢钠的方式运输主要以碳酸氢钠的方式运输 CO2+H2O H2CO3 HCO3-+H+CO2+H2O H2CO3 HCO3-+H+碳酸氢钾方式的运输碳酸氢钾方式的运输 CO2+H2O H2CO3 HCO3-+H+CO2+H2O H2CO3 HCO3-+H+碳酸酐酶碳酸酐酶在组织二氧化碳运输方式在组织二氧化碳运输方式HbNH2O2+H+CO2 H

16、HbNHCOOH+O2HbNH2O2+H+CO2 HHbNHCOOH+O2肺肺组织组织霍尔登效应：氧与霍尔登效应：氧与HbHb结合可促使结合可促使CO2CO2释放，而去氧释放，而去氧HbHb那么容易与那么容易与CO2CO2结合的景象称为结合的景象称为呼吸中枢：指中枢神经系统内产生和调理呼吸运动的呼吸中枢：指中枢神经系统内产生和调理呼吸运动的神经细胞群。它们分布在大脑皮质、间脑、脑桥、延神经细胞群。它们分布在大脑皮质、间脑、脑桥、延髓和脊髓等部位。髓和脊髓等部位。横切，呼吸节律无明显变化横切，呼吸节律无明显变化横切，呼吸变深变慢横切，呼吸变深变慢横切，喘吸横切，喘吸横切，呼吸运动停顿横切，呼吸运

17、动停顿切断，长吸式呼吸切断，长吸式呼吸经过皮层脑干束和皮层脊髓束在一定程度上随意控制经过皮层脑干束和皮层脊髓束在一定程度上随意控制低位脑干和脊髓呼吸神经元的活动，以保证其他与呼低位脑干和脊髓呼吸神经元的活动，以保证其他与呼吸相关的重要活动的完成如说话、吞咽、咳嗽等，还吸相关的重要活动的完成如说话、吞咽、咳嗽等，还能在一定限制内随意屏气或加深加快呼吸。能在一定限制内随意屏气或加深加快呼吸。 肺通气肺通气 添加脑脊液添加脑脊液中二氧化碳和氢中二氧化碳和氢离子浓度离子浓度 摘除外周化学感摘除外周化学感受器或切断传入神经受器或切断传入神经后，吸入二氧化碳后，吸入二氧化碳肺通气肺通气 添加脑脊液添加脑脊

18、液中二氧化碳和氢中二氧化碳和氢离子浓度离子浓度 坚持人工脑脊液的坚持人工脑脊液的pHpH不不变，用含高浓度二氧化碳的变，用含高浓度二氧化碳的人工脑脊液灌流脑室人工脑脊液灌流脑室 摘除外周化学感摘除外周化学感受器或切断传入神经受器或切断传入神经后，吸入二氧化碳后，吸入二氧化碳自动脉体Aortic bodies颈动脉体颈动脉体Carotid bodies外周化学感受器外周化学感受器Peripheral Chemoreceptor化学感受器化学感受器Chemoreceptor中枢化学感受器中枢化学感受器central Chemoreceptor迷迷走走神神经经窦窦神神经经呼吸中枢呼吸中枢u H+ 对

19、呼吸运动的影响：对呼吸运动的影响：u CO2 对呼吸运动的影响：对呼吸运动的影响：血液血液H+H+脑脊液脑脊液H+H+中枢化学感受器中枢化学感受器外周化学感受器外周化学感受器肺通气肺通气血脑屏障血脑屏障中枢化学感受器中枢化学感受器外周化学感受器外周化学感受器血液血液CO2CO2脑脊液脑脊液CO2CO2血脑屏障血脑屏障脑脊液脑脊液H+H+吸入吸入CO2呼吸中枢呼吸中枢7%肺通气肺通气u 缺缺O2 对呼吸运动的影响：对呼吸运动的影响：血液血液PO2PO2外周化学感受器外周化学感受器缺缺O2O2 中中 枢枢肺通气肺通气 1868年奥地利医生年奥地利医生Josef Breuer与德国生理学家与德国生理学家Ewald Hering实验中发现，在麻醉动物，肺扩张或向肺内充气可引实验中发现，在麻醉动物，肺扩张或向肺内充气可引起吸气活动的抑制，而肺萎陷或由肺内抽气那么可引起吸气起吸气活动的抑制，而肺萎陷或由肺内抽气