医学生理学--呼吸系统

1、第五章第五章 呼呼 吸吸 医学生理学教研室医学生理学教研室 罗娟娟罗娟娟外呼吸外呼吸气体在血液气体在血液中的运输中的运输内呼吸内呼吸 动力动力阻力阻力呼吸运动呼吸运动肺内压与大气压的压力差肺内压与大气压的压力差肺通气肺通气 二、肺通气动力二、肺通气动力原动力：原动力：直接动力：直接动力：收缩和舒张收缩和舒张引起的胸廓有引起的胸廓有节律性扩大和节律性扩大和缩小。包括吸缩小。包括吸气运动和呼气气运动和呼气运动。运动。呼气肌呼气肌 特点：吸气和呼气都是主动运动特点：吸气和呼气都是主动运动 1 1）概念）概念 ：胸膜腔内的压力胸膜腔内的压力脏层胸膜脏层胸膜壁层胸膜壁层胸膜胸膜腔胸膜腔 肺内压肺内压 1

2、 1、弹性阻力和顺应性、弹性阻力和顺应性）1 1）肺的弹性阻力）肺的弹性阻力 2 2、气、气- -液交界面液交界面( (表面张力表面张力)回缩力回缩力(2/3)(2/3)1 1、肺弹性组织、肺弹性组织 回缩力（回缩力（1/3)1/3)表面张力表面张力式中：式中：P：肺泡液肺泡液- -气界面的压气界面的压强（强（N/m2），），T：肺泡液肺泡液- -气界气界面的表面张力系数（即单位长度面的表面张力系数（即单位长度的表面张力，的表面张力，N/m）；）；r：肺泡肺泡半径（半径（m）。）。 肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质 alveolar surfactant 表面活性物表面活性物质在肺泡表面的质在

3、肺泡表面的分布密度分布密度是不同是不同的，它的分布随的，它的分布随肺泡半径肺泡半径的的减小减小而而增多增多2）胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力 胸廓的弹性阻力来自胸胸廓的弹性阻力来自胸廓的弹性成分，且廓的弹性成分，且与胸廓与胸廓的位置有关：的位置有关： 当胸廓处于当胸廓处于自然容积位自然容积位置时置时，肺容量约为，肺容量约为肺总肺总量的量的67%左（相当于平左（相当于平静吸气末的肺容量），静吸气末的肺容量），此时胸廓无变形，不表此时胸廓无变形，不表现出弹性阻力。现出弹性阻力。 深吸气量潮气量补吸气量深吸气量潮气量补吸气量 反映最大通气潜力反映最大通气潜力功能残气量残气量补呼气量功能残气量残气量补呼

4、气量2 2、 2 2、肺泡通气量：每分钟进入肺泡并发生气体交换的气量肺泡通气量：每分钟进入肺泡并发生气体交换的气量 肺泡通气量肺泡通气量 = =（潮气量无效腔气量）（潮气量无效腔气量）呼吸频率呼吸频率（二）肺通气量和肺泡通气量（二）肺通气量和肺泡通气量生理无效腔生理无效腔 解剖无效腔解剖无效腔肺泡无效腔肺泡无效腔在血浆中在血浆中。静脉血静脉血:PO2:40mmHgPCO2:46mmHg肺泡气肺泡气:PO2:102mmHgPCO2:40mmHg动脉血动脉血:PO2:100mmHgPCO2:40mmHg组织组织:PO2:40mmHgPCO2:46mmHgCO2O2换气结果：换气结果： 肺肺: :血

5、血 组织：血组织：血 血血 血血 。(98.5%) (95%) 第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输 运输形式运输形式: : ) ) )；HbHb氧容量（血氧容量）氧容量（血氧容量） 氧含量（血氧含量）氧含量（血氧含量） HbHb氧饱和度氧饱和度 Hb氧容量氧容量Hb氧含量氧含量Hb氧饱和度（氧饱和度（%）=100%。 当当 下段下段: :151540mmHg40mmHg 坡度更陡坡度更陡表明：表明：POPO2 2稍有下降稍有下降, ,血氧饱和血氧饱和度就急剧下降。度就急剧下降。意义意义: :维持活动时组织的氧供。维持活动时组织的氧供。P50增大增大,表明表明 Hb对对O2亲合力

6、亲合力下降下降 曲线右移曲线右移;右移右移4 4、影响氧解离曲线的因素、影响氧解离曲线的因素 P50 ：氧饱和度达为氧饱和度达为50%50%时的时的POPO2 2 正常值：正常值：2627mmHg 通常用通常用P50来表示来表示HbHb对对O2O2亲和力亲和力 5050左移左移 P P5050降低表明降低表明 HbHb对对O O2 2亲合力亲合力增加增加曲线左移曲线左移; ;1) 1) pH和和PCOPCO2 2的影响的影响： pH Hb对对O2的亲和的亲和力力 P50 曲线右移曲线右移PCO2 pH Hb对对O2的亲和力的亲和力 P50 曲线左移曲线左移PCO2波尔效应波尔效应 酸碱度对酸碱

7、度对HbHb和氧亲和力的影响和氧亲和力的影响波尔效应的生理意义波尔效应的生理意义在肺毛细血管：在肺毛细血管： CO2从血进从血进入肺泡，血液的入肺泡，血液的PCO2和和H+减小时，减小时，Hb对氧的亲和力上对氧的亲和力上升，升，可促进肺毛细血管血液可促进肺毛细血管血液的氧合的氧合。在组织：在组织：CO2从组织细胞入从组织细胞入血，血液的血，血液的PCO2和和H+增大，增大，Hb 对氧的亲和力下降，对氧的亲和力下降，有利有利于组织毛细血管血液氧气的于组织毛细血管血液氧气的释放。释放。 2 )温度(T)的影响: T亲和力亲和力曲线右移曲线右移促促O O2 2的释放的释放 T T亲和力亲和力曲线左移

8、曲线左移不利不利O O2 2的释放的释放 3) 2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(2,3-DPG) 2,3-DPG亲和力曲线右移促O2释放 2,3-DPG亲和力曲线左移不利释放 用枸橼酸用枸橼酸- -葡萄糖液保存三周后的血液葡萄糖液保存三周后的血液, , 糖酵解停糖酵解停止,2,3-DPG,运运氧功能较差氧功能较差ABDC二、二、CO2的运输的运输Carbon dioxide transportDissolved 5%bound to Hb 7%HCO3- 88% 1 1）结合成碳酸盐进行运输（约占）结合成碳酸盐进行运输（约占707086%86%左右）左右） CO2从组织进入血液后，在碳酸酐酶

9、的作用下从组织进入血液后，在碳酸酐酶的作用下大部分大部分 CO2 与水结合成大量的与水结合成大量的 H2CO3，后，后H2CO3 又解离为又解离为 H+HCO3 -HbNH2O2+H+CO2在肺脏在肺脏在组织在组织HHbNHCOOHO2 反应迅速且可逆，无需酶催化；反应迅速且可逆，无需酶催化； 主要调节因素是主要调节因素是HbHb氧合作用氧合作用 虽不是主要运输形式虽不是主要运输形式, ,却是高效率运却是高效率运 输形式，因肺部排出的输形式，因肺部排出的COCO2 2有有17.517.5是是 此释放的此释放的( (二二)CO)CO2 2解离曲线解离曲线 血液中血液中CO2含含量与量与PCOPC

10、O2 2的关系曲的关系曲线线血液血液COCO2 2含量随含量随PCOPCO2 2上升而增加，几乎成上升而增加，几乎成线性关系，且无饱和线性关系，且无饱和点点在相同在相同PCOPCO2 2条件下，条件下，静脉血的静脉血的COCO2 2量比动脉量比动脉血含量高血含量高 HbO2的酸性高，难以与的酸性高，难以与CO2直接结合；还原直接结合；还原HbHb的的酸性低，容易与酸性低，容易与COCO2 2直接结合直接结合。 组织：组织：HbO2O2Hb Hb与与CO2结合力结合力结合结合COCO2 2 肺：肺： O2HbHbO2Hb与与CO2的结合力的结合力CO2释放释放扩散入肺泡扩散入肺泡 何尔登效应：何

11、尔登效应：O2与与Hb的结合可促使的结合可促使CO2释放的释放的现象。现象。（三）O2与Hb的结合对CO2运输的影响总结： 何尔登效应与波尔效应之间的关系：何尔登效应与波尔效应之间的关系：O2和和CO2的运输是相互影响的，表现在：的运输是相互影响的，表现在：CO2可通过可通过波尔效应波尔效应影响影响O2与与Hb的结合和的结合和释放，而释放，而O2则通过则通过何尔登效应何尔登效应影响影响CO2与与HbHb的结合和释放的结合和释放。 第四节、第四节、 呼吸运动的调节呼吸运动的调节二、呼吸节律的形成二、呼吸节律的形成中枢吸气活动发生器中枢吸气活动发生器吸气切断机制吸气切断机制（黑（黑- -伯反射）伯

12、反射）。三、三、 呼吸的反射性调节呼吸的反射性调节由肺扩张引起吸气抑制或肺缩小引起吸气兴奋由肺扩张引起吸气抑制或肺缩小引起吸气兴奋的反射的反射化学感受器化学感受器1 1）外周：）外周：颈动脉体、主动脉体颈动脉体、主动脉体 感受血中感受血中PCO2、PO2和和H+浓度的浓度的变化变化四、化学性调节四、化学性调节延髓腹外侧延髓腹外侧 感受脑脊液中感受脑脊液中H+浓度浓度主动脉体主动脉体(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

13、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1%1%1 1CO2CO24%4%CO2CO27%7%CO2CO2PCO2 透过血脑屏障透过血脑屏障 进入脑脊液与进入脑脊液与H2O 形成形成H2CO2解离出解离出H+H+直接刺激中枢化学感受器直接刺激中枢化学感受器 兴奋呼吸中枢兴奋呼吸中枢反射性呼吸加深加快反射性呼吸加深加快肺通气量增加肺通气量增加 （主要途径）（主要途径） PCO2间接刺激外周化学感受器间接刺激外周化学感受器冲动传入延髓冲动传入延髓 兴奋呼吸中枢兴奋呼吸中枢反射性使呼吸加深加快反射性使呼吸加深加快肺通气量增加肺通气

14、量增加 、H+H+对呼吸的调节对呼吸的调节 缺缺O2 颈动脉体、主动脉体颈动脉体、主动脉体 （）（） （） 延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢 （）（）外周化学感受器兴奋，传入冲动增外周化学感受器兴奋，传入冲动增加，促使呼吸中枢兴奋而加强呼吸。加，促使呼吸中枢兴奋而加强呼吸。 外周化学感受器的传入冲动不足以对抗外周化学感受器的传入冲动不足以对抗缺缺O O2 2对呼吸中枢的直接抑制状态，导致呼吸减弱，停止对呼吸中枢的直接抑制状态，导致呼吸减弱，停止。间间接接作作用用直直接接作作用用O2H H+ +浓度浓度中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器P PO O2 2外周化学外周化学感受器感受器

15、小结：小结：P PCOCO2 2中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器P PO O2 2H H+ +浓度浓度P PCOCO2 2中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器88表：表： PCO2、P、PO2 对呼吸的对呼吸的调节调节调节因素调节因素调节作用调节作用作用途径作用途径PCO2PPO2PCO2 适度升高，加强呼吸适度升高，加强呼吸超过一定限度，抑制呼吸，超过一定限度，抑制呼吸，起麻醉效应起麻醉效应中枢化学感受器（中枢化学感受器（+ +）（为主（为主）外周化学感受器（外周化学感受器（+）严重低严重低O2时，呼吸抑制时，呼吸抑制甚至停止。甚至停止。轻度低轻度低O2时，呼吸加强。时，呼吸加强。外周化学感受器（外周化学感受器（+）外周化学感受器（外周化学感受器（+）直接抑制呼吸中枢直接抑制呼吸中枢(为主为