生理学考研呼吸系统

1、呼 吸 系 统呼吸系统n肺的通气肺的通气n肺的换气肺的换气n气体在血液中的运输气体在血液中的运输n呼吸运动的调节呼吸运动的调节呼吸过程 呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过 程。程。 肺通气肺通气肺与外界气体的交换肺与外界气体的交换 肺换气肺换气肺泡与毛细血管之间的气体交换肺泡与毛细血管之间的气体交换 气体运输气体运输血液运输血液运输 组织换气组织换气血液与细胞之间的气体交换血液与细胞之间的气体交换呼吸过程 空空 O2 O2 肺肺 肺毛细肺毛细 体体 组织毛组织毛 组织组织 细胞内细胞内气气 CO2CO2 泡泡 血管血管 循环循环 细血管细血管 细胞细胞 氧

2、化代谢氧化代谢 肺通气肺通气 肺气体肺气体 血液中血液中 组织组织 O2O2利用利用 交换交换 气体运输气体运输 气体交换气体交换 CO2CO2产生产生 外呼吸外呼吸 内呼吸内呼吸第一节：呼吸道功能第一节：呼吸道功能 一、呼吸道的结构：一、呼吸道的结构： 1 1、上呼吸道：鼻、喉、上呼吸道：鼻、喉 2 2、下呼吸道：气管、支气管、细支气管、下呼吸道：气管、支气管、细支气管 3 3、肺泡、肺泡 气管的分支气管的分支0 1 2 3 4 17 18 19 20 21 22 23气气 支气支气 细支气管细支气管 呼吸性细支气管呼吸性细支气管 肺泡管肺泡管 肺泡肺泡管管 管管 囊囊 传送带传送带 过滤带

3、及呼吸带过滤带及呼吸带第一节：呼吸道功能第一节：呼吸道功能 二、呼吸道的功能：二、呼吸道的功能： 1 1、保温和湿润作用：上呼吸道，血流丰富、保温和湿润作用：上呼吸道，血流丰富 2 2、防御功能：三道防线、防御功能：三道防线：1 1）上呼吸道）上呼吸道：清除直径清除直径1010 m m的异物的异物2 2）气管至）气管至1616级终末细支气管：有纤毛的杯状细胞分泌粘液级终末细支气管：有纤毛的杯状细胞分泌粘液3 3）1717级至肺泡末端：巨噬细胞级至肺泡末端：巨噬细胞 3 3、反射性反射性防御功能：咳嗽反射、反射性反射性防御功能：咳嗽反射 呼吸道的主要功能呼吸道的主要功能n调节气道的阻力调节气道的

4、阻力n保护功能保护功能n加温湿润功能加温湿润功能n过滤清洁功能过滤清洁功能第二节、第二节、 肺通气的机理肺通气的机理肺通气的原理肺通气的原理肺通气功能的评价肺通气功能的评价一、肺通气的原理一、肺通气的原理n肺通气的动力肺通气的动力n肺通气的阻力肺通气的阻力肺通气的原理在于肺通肺通气的原理在于肺通气的动力大于阻力气的动力大于阻力一、肺通气的动力一、肺通气的动力n（一）呼吸运动：（一）呼吸运动：n呼吸肌：吸气肌：肋间外肌、膈肌呼吸肌：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n呼吸肌的收缩与舒张引起胸廓有节律呼吸肌的收缩与舒张引起胸廓有节律 n 地扩大与缩小地扩大与缩小呼

5、吸运动（吸气运呼吸运动（吸气运 n 动和呼气运动）动和呼气运动）一、肺通气的动力一、肺通气的动力1 1、吸气动作：主动性过程、吸气动作：主动性过程 主要是膈肌和肋间外肌收缩的结果：胸腔变大主要是膈肌和肋间外肌收缩的结果：胸腔变大2 2、呼气动作：平静呼吸时是被动过程、呼气动作：平静呼吸时是被动过程 主要是收缩肌的舒张所致，用力呼气时肋间内主要是收缩肌的舒张所致，用力呼气时肋间内肌和腹肌参与肌和腹肌参与3、呼吸类型、呼吸类型n按照呼吸深度按照呼吸深度 平静呼吸平静呼吸 用力呼吸用力呼吸n按照参与呼吸运动的肌群按照参与呼吸运动的肌群 腹式呼吸腹式呼吸 胸式呼吸胸式呼吸 混合式呼吸混合式呼吸（二）呼

6、吸时肺内压和胸腔内压的变化（二）呼吸时肺内压和胸腔内压的变化1、肺内压、肺内压 12mmHgn 肺扩张时，肺内压下降肺扩张时，肺内压下降n 肺缩小时，肺内压升高肺缩小时，肺内压升高2、胸腔内压：胸膜腔：腔内液体、胸腔内压：胸膜腔：腔内液体 液体的作用：液体的作用：1）分子间内聚力，两膜紧贴）分子间内聚力，两膜紧贴 2）粘滞性极低，两膜滑动）粘滞性极低，两膜滑动 胸内压：由作用于胸膜表面的压力间接形成胸内压：由作用于胸膜表面的压力间接形成 呼吸时肺内压和胸腔内压的变化呼吸时肺内压和胸腔内压的变化n肺内压肺内压 12mmHgn胸腔内压胸腔内压n是大气压和肺回缩力是大气压和肺回缩力2种相反力的代数种

7、相反力的代数之差之差n胸腔内压胸腔内压=肺内压肺回缩力肺内压肺回缩力呼吸时肺内压和胸腔内压的变化n在呼气末和吸气末：在呼气末和吸气末：n胸腔内压胸腔内压=大气压肺回缩力大气压肺回缩力n胸腔内压胸腔内压=肺回缩力肺回缩力（三）肺泡表面张力和表面活性物质（三）肺泡表面张力和表面活性物质n表面张力：表面张力：肺泡内壁表面的液体与肺泡内壁表面的液体与气体之间形成的趋向于使肺泡缩小的张气体之间形成的趋向于使肺泡缩小的张力。力。n血浆与组织液血浆与组织液 50dyn/cm2n纯水纯水 70dyn/cm2n但实际上测得的肺泡实际值比这小但实际上测得的肺泡实际值比这小510倍倍n为什么？为什么？（三）肺泡表面

8、张力和表面活性物质（三）肺泡表面张力和表面活性物质n表面活性物质：分布在液体表面，具有表面活性物质：分布在液体表面，具有 降降 n 低表面张力的作用低表面张力的作用n 成分：二棕榈酰卵磷脂（成分：二棕榈酰卵磷脂（DPPC），），由肺泡由肺泡n II型上皮细胞合成释放型上皮细胞合成释放n 作用：防止肺泡塌陷作用：防止肺泡塌陷n 维持各种大小不一的肺泡容量维持各种大小不一的肺泡容量n肺泡回缩力肺泡回缩力(p)与表面压力与表面压力(T)成正比，与肺成正比，与肺 泡半径泡半径(r)成反比。成反比。n P=2T/r n表面张力对肺泡大小的影响表面张力对肺泡大小的影响n n r=0.01cm r=0.00

9、5 cm nP=2X20/0.01 P=2X20/0.005n =4cmH2O2 =8cmH2O 胸膜腔负压的生理意义胸膜腔负压的生理意义n保持肺的扩张状态保持肺的扩张状态n促进血液和淋巴液的回流促进血液和淋巴液的回流n呕吐反射呕吐反射n反刍反刍二、肺通气的阻力二、肺通气的阻力n弹性阻力弹性阻力n肺弹性阻力肺弹性阻力 表面张力表面张力 肺弹性纤维的弹性回肺弹性纤维的弹性回 缩力缩力n胸廓弹性阻力：胸廓扩大超过自然位置时胸廓弹性阻力：胸廓扩大超过自然位置时n非弹性阻力非弹性阻力n呼吸道阻力、组织的粘滞阻力呼吸道阻力、组织的粘滞阻力四、肺通气功能的评价四、肺通气功能的评价n肺容量（肺容量（肺容纳气

10、体的量肺容纳气体的量） （TLC） 潮气量潮气量 TVTV 平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量 深吸气量深吸气量 补吸气量补吸气量IRV 平静吸气末再尽力吸气能吸入的气平静吸气末再尽力吸气能吸入的气 补呼气量补呼气量ERV 平静呼气末再尽力呼气能呼出的气量平静呼气末再尽力呼气能呼出的气量 余气量余气量RV 最大呼气后肺内仍残留不能呼出的气量最大呼气后肺内仍残留不能呼出的气量 功能余气量功能余气量FRC FRC 平静呼气末，肺内所平静呼气末，肺内所 余留的气量余留的气量 四、肺通气功能的评价四、肺通气功能的评价 肺活量与时间肺活量肺活量与时间肺活量肺活量（肺活量（V

11、CVC）作一次最深吸气后，尽力呼气，呼出的最大气作一次最深吸气后，尽力呼气，呼出的最大气 量量 = =补吸气量潮气量补呼气量补吸气量潮气量补呼气量时间肺活量：时间肺活量：一次深吸气后，用力呼气，计算一次深吸气后，用力呼气，计算1 1S S、2S2S、 3S 3S末呼气量占其肺活量的百分数。正常：末呼气量占其肺活量的百分数。正常：83%83%、 96% 96%、99%99%肺总容量：肺活量肺总容量：肺活量 余气量余气量五、肺通气量五、肺通气量n每分通气量每分通气量：每分钟内吸入或呼出肺的气每分钟内吸入或呼出肺的气 体总量体总量 = 呼吸频率呼吸频率X潮气量潮气量n最大通气量最大通气量：最大限度地

12、作深呼吸，最大限度地作深呼吸， 每分钟吸入或呼出的气量每分钟吸入或呼出的气量n无效腔：无效腔：存在于呼吸道的气体是无气体交换的存在于呼吸道的气体是无气体交换的n肺泡通气量肺泡通气量：每分钟吸入肺泡的新鲜空气每分钟吸入肺泡的新鲜空气 量（有效通气量）。量（有效通气量）。第三节第三节 气体的交换气体的交换一、呼吸气和血液中气体一、呼吸气和血液中气体 呼吸气中各种气体容积百分比呼吸气中各种气体容积百分比 吸入气吸入气 呼出气呼出气 肺泡气肺泡气O2 20.96 16.4 14.3CO2 0.04 4.1 5.6N2 79.00 79.5 80.1第三节第三节 气体的交换气体的交换气体分压：气体分压：

13、液体中的气体分压也称气体张力液体中的气体分压也称气体张力标准大气压下（标准大气压下（760mmHg），），37 C时饱和水气时饱和水气压的压力为压的压力为47mmHg 肺泡中，氧容积占肺泡中，氧容积占14.3，那么其分压等于，那么其分压等于 14.3% X (760-47) =102mmHg第三节第三节 气体的交换气体的交换气体分压：气体分压：液体中的气体分压也称气体张力液体中的气体分压也称气体张力 氧分压和二氧化碳分压的变化（氧分压和二氧化碳分压的变化（mmHg） 肺泡气肺泡气 动脉血动脉血 组织组织 混合静脉血混合静脉血氧分压氧分压 102 97 35 40CO2分压分压 40 40 45

14、55 46二、气体的交换二、气体的交换n气体交换的原理：扩散原理气体交换的原理：扩散原理n气体的分压差气体的分压差n气体的分子量与溶解度气体的分子量与溶解度 分压差溶解度分压差溶解度 气体扩散速率气体扩散速率= 分子量分子量n决定气体交换速率的因素决定气体交换速率的因素n气体的弥散速率气体的弥散速率n气体弥散的面积和距离气体弥散的面积和距离n呼吸膜两侧的分压差呼吸膜两侧的分压差n呼吸膜呼吸膜n气体交换的过程气体交换的过程n肺部交换肺部交换n组织交换组织交换n影响气体交换的因素影响气体交换的因素n影响肺换气的因素影响肺换气的因素n呼吸膜的面积和厚度呼吸膜的面积和厚度n肺通气肺通气/血流比值：每分

15、钟肺泡通气量和血流比值：每分钟肺泡通气量和每分钟血流量之比每分钟血流量之比V/Q = 0.84n肺血流量与肺泡通气的配合肺血流量与肺泡通气的配合n气体交换需要两个气体交换需要两个“泵泵”n一为气一为气“泵泵”：呼吸机收缩，气体进入和输出：呼吸机收缩，气体进入和输出n二为血二为血“泵泵”：右心室活动，向肺泡输出血量：右心室活动，向肺泡输出血量n这两个泵相互配合这两个泵相互配合以人为例：肺通气量（以人为例：肺通气量（4L/min） /肺血流量（肺血流量（5L/min） 0.8生理意义：比值变小？生理意义：比值变小？ 变大变大 n影响组织换气的因素影响组织换气的因素n组织细胞代谢组织细胞代谢n血液供

16、应血液供应第四节第四节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输n气体运输的形式气体运输的形式n物理溶解物理溶解n化学结合化学结合n溶解度：与温度和分压有关溶解度：与温度和分压有关n O2溶解度低，标准情况下溶解度低，标准情况下(1个大气压，个大气压，38C)n 为为2.2 mL/100mLn CO2较高较高 为为51.1 mL/100mL二、氧的运输二、氧的运输n氧与血红蛋白的结合氧与血红蛋白的结合n血氧饱和度血氧饱和度n氧离曲线及其影响因素氧离曲线及其影响因素n血氧饱和度血氧饱和度n氧容量：氧容量：将每升血液中血红蛋白所能结将每升血液中血红蛋白所能结 合的最大氧气量。合的最大氧气量。20120

17、1ml/Lml/Ln氧含量：氧含量：每升血液的实际含氧气量。动每升血液的实际含氧气量。动 脉：脉：194194ml/L,ml/L,静脉：静脉：144144ml/Lml/Ln血氧饱和度：血氧饱和度：氧含量占氧容量的百分氧含量占氧容量的百分 数数。动脉：动脉：98%；静脉：；静脉：75%。氧饱和：足够氧分压时，与氧饱和：足够氧分压时，与HB百分之百结合百分之百结合 一克一克HB可结合可结合1.34mL氧氧n血红蛋白与氧结合的特点血红蛋白与氧结合的特点n1.反应快、可逆、不需要酶催化、受氧反应快、可逆、不需要酶催化、受氧分压的影响分压的影响n2.氧合与氧化氧合与氧化n3.可结合可结合4分子氧分子氧n

18、4.两对两对alpha链和两对链和两对beta链相互作用链相互作用n5.血红蛋白与氧结合和解离曲线呈血红蛋白与氧结合和解离曲线呈S形形n氧离曲线氧离曲线:表示氧分压和血氧饱和度关系的曲线。n氧离曲线的特点及生理意义氧离曲线的特点及生理意义n上段：上段：曲线较平坦，在血氧分压在曲线较平坦，在血氧分压在6010060100mmHgmmHg，对血氧饱和度没有影响，对血氧饱和度没有影响，保持在保持在90%90%以上，不至于发生低氧。以上，不至于发生低氧。n氧离曲线的特点及生理意义氧离曲线的特点及生理意义n中段：中段：较陡，血氧分压在较陡，血氧分压在40604060mmHgmmHg时，时，血氧分压稍有下

19、降，血氧饱和度下降很大，血氧分压稍有下降，血氧饱和度下降很大，释放大量的氧，满足机体代谢需要。释放大量的氧，满足机体代谢需要。n氧离曲线的特点及生理意义氧离曲线的特点及生理意义n下段：下段：曲线最陡，血氧分压在曲线最陡，血氧分压在15154040mmHgmmHg，血氧分压稍有下降，就有大血氧分压稍有下降，就有大量氧气释放，满足组织活动增强时需要。量氧气释放，满足组织活动增强时需要。该段代表了氧气储备该段代表了氧气储备n影响氧解离曲线的因素：影响氧解离曲线的因素：n血二氧化碳分压、血二氧化碳分压、pHpH和温度和温度nPCO2PCO2升高、升高、pHpH减小、温度升高减小、温度升高使氧离使氧离曲

20、线右移，血氧饱和度下降，有利于氧气的释曲线右移，血氧饱和度下降，有利于氧气的释放。放。nPCO2PCO2降低、降低、pHpH升高、温度降低升高、温度降低氧离曲氧离曲线左移，氧合血红蛋白形成增加。线左移，氧合血红蛋白形成增加。n2，3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸n2，3DPG升高，氧离曲线右移。升高，氧离曲线右移。波尔效应n酸度对酸度对Hb氧亲和力的影响氧亲和力的影响n生理意义：生理意义：n即可促进结合即可促进结合n又可促进解离又可促进解离三、二氧化碳的运输n主要以化学结合形式主要以化学结合形式n碳酸氢根离子形式：碳酸氢根离子形式：CO2+H2O HCO3+H+碳酸酐酶碳酸酐酶红细胞红细胞K+KHC

21、O3 HB HHB 血浆血浆HCO3Na+NaHCO3CL肺氯转移氯转移二氧化碳的运输二氧化碳的运输n形成碳酸血红蛋白（氨基甲酸血红形成碳酸血红蛋白（氨基甲酸血红蛋白）蛋白）nHB-NH2 + CO2 HBNHCOOHn HBNHCOO + H+n占占CO2运输的运输的20 第五节 呼吸运动的调节n呼吸的中枢调节呼吸的中枢调节n呼吸的反射性调节呼吸的反射性调节第五节第五节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节n呼吸运动的两大特点：呼吸运动的两大特点：n1、吸气或呼气，呼吸机有节律的进行收缩、吸气或呼气，呼吸机有节律的进行收缩n2、吸气或呼气，不断交替进行，不因其它、吸气或呼气，不断交替进行，不因其它

22、n 而中断，如同心脏。而中断，如同心脏。n但呼吸机是骨骼肌，没有自律性，不能自但呼吸机是骨骼肌，没有自律性，不能自动收缩。为什么呼吸活动是不间断交替进动收缩。为什么呼吸活动是不间断交替进行的？行的？n呼吸的中枢调控呼吸的中枢调控n呼吸的基本中枢呼吸的基本中枢n延髓呼吸中枢：管理呼吸活动的基本延髓呼吸中枢：管理呼吸活动的基本中枢中枢n脑桥呼吸中枢：上部脑桥呼吸中枢：上部-呼吸调整中枢呼吸调整中枢 中下部中下部-长吸中枢长吸中枢n呼吸节律的形成呼吸节律的形成n呼吸的中枢调控呼吸的中枢调控一、脊髓和脑干在呼吸调节中的作用一、脊髓和脑干在呼吸调节中的作用n呼吸肌的运动神经元位于脊髓前角呼吸肌的运动神经

23、元位于脊髓前角n膈肌的运动神经（膈神经）位于颈段膈肌的运动神经（膈神经）位于颈段3、4、5节节n肋间肌的运动神经主要由胸腰段肋间肌的运动神经主要由胸腰段26节发出节发出n切断胸腰段第六节以下脊髓的影响？切断胸腰段第六节以下脊髓的影响？n切断颈段第六节以下脊髓的影响？切断颈段第六节以下脊髓的影响？n切断颈段第二节脊髓的影响？切断颈段第二节脊髓的影响？脑干背面观从上面的实验得出的结论？从上面的实验得出的结论？1、延髓存在基本呼吸中枢、延髓存在基本呼吸中枢2、脑桥中部和下部存在长吸中枢？、脑桥中部和下部存在长吸中枢？3、脑桥上、脑桥上1/3部位存在呼吸调整中枢部位存在呼吸调整中枢二、延髓呼吸中枢的特

24、征二、延髓呼吸中枢的特征1、分为吸气中枢和呼气中枢，重叠现象。、分为吸气中枢和呼气中枢，重叠现象。 以吸气中枢为主以吸气中枢为主 1)背侧群细胞（包括孤束核）背侧群细胞（包括孤束核）吸气神经元群，吸气神经元群， 支配对侧膈肌运动神经元。支配对侧膈肌运动神经元。 可作用于可作用于腹侧群细胞腹侧群细胞 2)腹侧群细胞：腹侧群细胞： （1）疑核迷走神经、舌咽神经支配同侧的呼吸辅助肌疑核迷走神经、舌咽神经支配同侧的呼吸辅助肌 （2）后疑核支配肋间肌的运动神经元：）后疑核支配肋间肌的运动神经元： 后疑核的上部主要是吸气神经元后疑核的上部主要是吸气神经元90支配对侧支配对侧 肋间外肌运动神经元肋间外肌运动

25、神经元 后疑核的下部主要是呼气神经元后疑核的下部主要是呼气神经元100支配对侧支配对侧 肋间内肌运动神经元肋间内肌运动神经元 2、吸气中枢与呼气中枢的交互抑制、吸气中枢与呼气中枢的交互抑制 1）吸气神经元兴奋抑制呼气神经元）吸气神经元兴奋抑制呼气神经元 2）吸气神经元）吸气神经元兴奋引起脊髓吸气运动兴奋引起脊髓吸气运动 神经的兴奋，同时有侧支神经的兴奋，同时有侧支 通过中间神经元抑制脊髓通过中间神经元抑制脊髓 呼气运动神经的兴奋。呼气运动神经的兴奋。 反过来则反之反过来则反之 3）自动发放节律性冲动：吸气神经元）自动发放节律性冲动：吸气神经元n呼吸节律的形成呼吸节律的形成n延髓吸气切断机制延髓

26、吸气切断机制脑桥呼吸调整中枢脑桥呼吸调整中枢延髓中枢吸气活动发生器延髓中枢吸气活动发生器 延髓吸气切断机制延髓吸气切断机制脊髓吸气肌运动神经元脊髓吸气肌运动神经元肺肺牵张感受器牵张感受器吸气吸气肺扩张肺扩张（+） （+）（+）（+）（+） （）（）三、呼吸的反射性调节三、呼吸的反射性调节n机械感受器反射机械感受器反射n肺牵张反射：黑伯二氏反射；感受肺牵张反射：黑伯二氏反射；感受器位于细支气管平滑肌器位于细支气管平滑肌n肺牵张反射肺牵张反射 吸气吸气 感受器（气管支气管平肌）感受器（气管支气管平肌） 延髓（吸气切断机制延髓（吸气切断机制) ) 呼吸肌呼吸肌 呼气呼气迷走神经迷走神经传出神经传出神

27、经三、呼吸的反射性调节三、呼吸的反射性调节n机械感受器反射机械感受器反射n呼吸肌的本体感受器反射：肌梭呼吸肌的本体感受器反射：肌梭nJ感受器反射：肺毛细血管旁感受感受器反射：肺毛细血管旁感受器器三、呼吸的反射性调节三、呼吸的反射性调节防御性反射：防御性反射：咳嗽反射、喷嚏咳嗽反射、喷嚏 反射反射化学感受器反射化学感受器反射n1）外周化学感受器反射：）外周化学感受器反射：主动脉体、颈动脉体主动脉体、颈动脉体n 对氧分压降低和该感受器耗氧量升高敏感对氧分压降低和该感受器耗氧量升高敏感n 动脉血中动脉血中CO2分压升高分压升高10mmHg才能刺激才能刺激n 血液血液pH值降低值降低0.20.4才能刺激才能刺激n2）中枢化学感受器反射：）中枢化学感受器反射：不接受氧分压的刺激，不接受氧分压的刺激，对脑脊液中的变化敏感，对心血管的影响不明确对脑脊液中的变化敏感，对心血管的影响不明确n化学感受器反射化学感受器反射 PCOPCO2 2、POPO2 2、H H+ +（外周