生理课件第五章呼吸

1、2022-4-24生理教研室 王彦辉1第五章 呼 吸2022-4-24生理教研室 王彦辉2概述概述 呼吸的过程及生理意义呼吸的过程及生理意义2022-4-24生理教研室 王彦辉3一、呼吸一、呼吸 机体与环境之间进行气体交换过程。机体与环境之间进行气体交换过程。二、呼吸过程：二、呼吸过程：1.1.外呼吸：外呼吸：（1 1）肺通气：气体在肺与外界环境之间的流通。）肺通气：气体在肺与外界环境之间的流通。（2 2）肺换气：肺泡与肺毛细血管之间的气体交）肺换气：肺泡与肺毛细血管之间的气体交 换。换。2.2.气体在血液中的运输：气体在血液中的运输：即呼吸气体在肺与组即呼吸气体在肺与组 织间的运输。织间的运

2、输。3.3.内呼吸：内呼吸：组织细胞与毛细血管血液之间的气组织细胞与毛细血管血液之间的气 体交换。体交换。2022-4-24生理教研室 王彦辉42022-4-24生理教研室 王彦辉5（二）肺泡气体与肺泡毛细血管血液之间进行气体（二）肺泡气体与肺泡毛细血管血液之间进行气体交换的组织结构交换的组织结构 由六层组成： 2022-4-24生理教研室 王彦辉6单分子表面活性物质层单分子表面活性物质层 液体分子层液体分子层 肺泡上皮层肺泡上皮层 间质层间质层 毛细血管基膜毛细血管基膜 毛细血管内皮细胞。呼吸膜厚度毛细血管内皮细胞。呼吸膜厚度 0.20.20.6m0.6m有利于气体交换。有利于气体交换。20

3、22-4-24生理教研室 王彦辉72022-4-24生理教研室 王彦辉8（一）肺通气的动力（一）肺通气的动力2022-4-24生理教研室 王彦辉9大气压大气压（3 3）人工呼吸的原理：）人工呼吸的原理：由于肺内压的周期性变化，造成由于肺内压的周期性变化，造成肺内压与大气压之间的压力差，此压力差是气体进出肺肺内压与大气压之间的压力差，此压力差是气体进出肺的直接动力。据此用人工的方法建立肺内压与大气压之的直接动力。据此用人工的方法建立肺内压与大气压之间的压力差，维持肺通气，就是人工呼吸。人工呼吸的间的压力差，维持肺通气，就是人工呼吸。人工呼吸的方法很多，例如用人工呼吸机进行正压通气、口对口的方法很

4、多，例如用人工呼吸机进行正压通气、口对口的人工呼吸、节律性的举臂压背或挤压胸廓等。人工呼吸、节律性的举臂压背或挤压胸廓等。2022-4-24生理教研室 王彦辉10（1 1）呼吸运动：）呼吸运动：呼吸肌的舒缩引起的胸廓节律性扩呼吸肌的舒缩引起的胸廓节律性扩大和缩小称为大和缩小称为呼吸运动呼吸运动。在功能上呼吸肌可分为吸。在功能上呼吸肌可分为吸气肌和呼气肌。气肌和呼气肌。（2 2）呼吸过程：）呼吸过程： 1 1）参与呼吸的肌：）参与呼吸的肌： 主要吸气肌：膈肌和肋间外肌主要吸气肌：膈肌和肋间外肌 辅助吸气肌：斜角肌和胸锁乳突肌辅助吸气肌：斜角肌和胸锁乳突肌 呼气肌：主要有腹肌和肋间内肌呼气肌：主要

5、有腹肌和肋间内肌 2 2）过程：）过程： 吸气：膈肌收缩吸气：膈肌收缩膈顶下移膈顶下移胸廓上下径增胸廓上下径增 大大肺内压下降肺内压下降 大气压大气压肺泡气体流出肺泡气体流出呼气。呼气。平静呼吸时平静呼吸时, ,因膈肌收缩而增加的胸腔容积约占总因膈肌收缩而增加的胸腔容积约占总通气量通气量4/54/5。所以膈肌收缩在肺通气中起重要作用。所以膈肌收缩在肺通气中起重要作用所以，呼吸运动是肺通气的原动力所以，呼吸运动是肺通气的原动力, ,由此造成的肺内由此造成的肺内压与大气压的压力差是推动气体进出肺的直接动力。压与大气压的压力差是推动气体进出肺的直接动力。平静呼吸平静呼吸: :吸气主动吸气主动, ,呼

6、气被动呼气被动; ;2022-4-24生理教研室 王彦辉14用力呼吸用力呼吸: :吸气、呼气均为主动吸气、呼气均为主动; ; 呼吸困难：呼吸困难：临床的表现临床的表现: :呼吸深大，鼻翼扇动，胸部困压呼吸深大，鼻翼扇动，胸部困压 感等。感等。胸式呼吸和腹式呼吸：胸式呼吸和腹式呼吸： 胸式呼吸：胸式呼吸：主要由肌间外肌完成。主要由肌间外肌完成。 腹式呼吸：腹式呼吸：主要由膈肌完成。主要由膈肌完成。腹部疾病：腹部疾病：如妊娠后期、胸腔炎时以胸式呼吸为主；如妊娠后期、胸腔炎时以胸式呼吸为主；胸部疾病：胸部疾病：如胸部炎症、渗出浸犯胸壁引起疼痛时，如胸部炎症、渗出浸犯胸壁引起疼痛时， 胸部运动减弱，则

7、以腹式呼吸为主。胸部运动减弱，则以腹式呼吸为主。但通常表现为混合呼吸。但通常表现为混合呼吸。2022-4-24生理教研室 王彦辉153.3.耦联因素耦联因素 胸膜腔内负压胸膜腔内负压 ，是维持肺扩张状态的重，是维持肺扩张状态的重要条件。要条件。（1 1）胸膜腔内压：）胸膜腔内压：即胸膜腔内的压力。即胸膜腔内的压力。（2 2）胸膜腔的形成：）胸膜腔的形成：胸廓内的壁层胸膜与肺表面的脏胸廓内的壁层胸膜与肺表面的脏层胸膜间围成一个密闭的潜在腔隙，即胸膜腔。层胸膜间围成一个密闭的潜在腔隙，即胸膜腔。（3 3）肺被动扩张的原因：）肺被动扩张的原因：在人的生长发育过程中，由在人的生长发育过程中，由于胸廓的

8、发育比肺快，胸廓的自然容积大于肺的自然于胸廓的发育比肺快，胸廓的自然容积大于肺的自然容积。在胸膜腔密闭的情况下，由于胸廓的自然容积容积。在胸膜腔密闭的情况下，由于胸廓的自然容积比肺大，而脏层胸膜与壁层胸膜紧贴在一起，故在正比肺大，而脏层胸膜与壁层胸膜紧贴在一起，故在正常情况下，无论在吸气还是呼气时，肺总是处于一定常情况下，无论在吸气还是呼气时，肺总是处于一定程度的扩张状态。被扩张的肺所产生的弹性回缩力使程度的扩张状态。被扩张的肺所产生的弹性回缩力使肺趋于缩小。肺趋于缩小。2022-4-24生理教研室 王彦辉162022-4-24生理教研室 王彦辉17 在大气压在大气压= =肺内压肺内压=0=0

9、时，胸内压取决于肺的回缩力。时，胸内压取决于肺的回缩力。 若以大气压为若以大气压为0 0毫米汞柱计算，故胸内压总低于大气毫米汞柱计算，故胸内压总低于大气 称称负压负压。平静吸气末：平静吸气末：-10-10-5mmHg(-5mmHg(回缩力回缩力）平静呼气末：平静呼气末：-5-5-3mmHg(-3mmHg(回缩力回缩力）深呼气末可达正值深呼气末可达正值（5 5）胸膜腔负压的意义：）胸膜腔负压的意义：1)1)有利于维持肺的扩张状态，使肺泡不至于萎陷；有利于维持肺的扩张状态，使肺泡不至于萎陷； 2)2)有利于静脉和淋巴回流。有利于静脉和淋巴回流。2022-4-24生理教研室 王彦辉18（二）肺通气的

10、阻力（二）肺通气的阻力 肺的弹性阻力肺的弹性阻力 占总占总 弹性阻力弹性阻力 阻力阻力 胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力 70%70% 气道阻力气道阻力 占总阻力占总阻力 非弹性阻力非弹性阻力 惯性阻力惯性阻力 30%30% 粘滞阻力粘滞阻力2022-4-24生理教研室 王彦辉192022-4-24生理教研室 王彦辉20根据根据LaplaceLaplace公式：公式：P=2T/rP=2T/r (P(P为肺泡的回缩压；为肺泡的回缩压；T T为表面张力；为表面张力；r r为肺泡半径为肺泡半径),),将发生：将发生：气流方向气流方向r=0.1cmr=0.01cm大肺泡趋于胀破，小肺泡趋于萎陷大肺泡趋于胀

11、破，小肺泡趋于萎陷所以所以必须降低表面张力必须降低表面张力- -吸气的阻力，吸气的阻力，维持肺泡的稳定。维持肺泡的稳定。2022-4-24生理教研室 王彦辉21肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质概念：概念：由肺泡由肺泡降低肺泡液降低肺泡液- -气界面表面张力气界面表面张力. r. r肺泡表肺泡表面活性物质密度面活性物质密度降低肺泡表面张力作用降低肺泡表面张力作用 表面表面张力张力 防止大肺泡过度膨胀；反之亦然。防止大肺泡过度膨胀；反之亦然。有助于维持大小肺泡的稳定性有助于维持大小肺泡的稳定性增大顺应性维持肺扩张，降低吸气阻力减少吸气作功。增大顺应性维持肺扩张，降低吸气阻力减少吸气作功。减少肺间质

12、和肺泡内组织液的生成，防止肺水肿。减少肺间质和肺泡内组织液的生成，防止肺水肿。2022-4-24生理教研室 王彦辉22胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力肺容量肺容量=67%=67%肺总容量肺总容量胸廓处于自然位置胸廓处于自然位置胸廓无弹性胸廓无弹性回缩力回缩力肺容量肺容量67%67%67%肺总容量肺总容量胸廓被向外牵拉，弹性回缩力向胸廓被向外牵拉，弹性回缩力向内内吸气的阻力，呼气的动力。吸气的阻力，呼气的动力。2.2.非弹性阻力非弹性阻力 包括呼吸道阻力、惯性阻力和粘滞阻力，包括呼吸道阻力、惯性阻力和粘滞阻力， 后两种阻力在平静呼吸时较小，可不考虑。后两种阻力在平静呼吸时较小，可不考虑。（1 1）呼

13、吸道阻力：）呼吸道阻力：2022-4-24生理教研室 王彦辉23概念：概念：流动气体之间、气体与呼吸道之间的摩擦力，是流动气体之间、气体与呼吸道之间的摩擦力，是 非弹性阻力的非弹性阻力的主要成分主要成分。影响因素：影响因素： a.a.气体流速：气体流速：呼吸道阻力呼吸道阻力 b.b.气流形式：层流气流形式：层流阻力阻力；湍流；湍流阻力阻力 c.c.呼吸道管径：呼吸道管径：呼吸道阻力呼吸道阻力（2 2）惯性阻力：）惯性阻力：气流在发动、变速、改向时气体、组织气流在发动、变速、改向时气体、组织 的惯性作用阻碍气体运动。的惯性作用阻碍气体运动。（3 3）粘滞阻力：）粘滞阻力：呼吸时组织发生相对位移所

14、产生的摩擦呼吸时组织发生相对位移所产生的摩擦。2022-4-24生理教研室 王彦辉24三、肺通气的功能评价三、肺通气的功能评价（一）肺容量：（一）肺容量：肺容纳气体的量肺容纳气体的量肺容量由以下几部分组成：肺容量由以下几部分组成：潮气量：潮气量： 平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量。约为平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量。约为400400500ml500ml。潮气量与各种生理状况有关，平静。潮气量与各种生理状况有关，平静状态下状态下75%75%来自膈肌的活动，来自膈肌的活动，25%25%来自肋间外肌活动。来自肋间外肌活动。补吸气量和深吸气量。补吸气量和深吸气量。 平静吸气之后，再尽最大力吸气，所能

15、增加吸入平静吸气之后，再尽最大力吸气，所能增加吸入的气量。正常人一般为的气量。正常人一般为150015001800ml1800ml。 深吸气量深吸气量= =补吸气量补吸气量+ +潮气量。潮气量。补呼气量：补呼气量：平静呼气后，再尽最大力气呼气，所呼平静呼气后，再尽最大力气呼气，所呼 出的气量。正常人约为出的气量。正常人约为9009001200ml1200ml2022-4-24生理教研室 王彦辉252022-4-24生理教研室 王彦辉26肺活量与时间肺活量：肺活量与时间肺活量：肺活量：肺活量： 尽力吸气后再尽最大力呼气所呼出的全部气尽力吸气后再尽最大力呼气所呼出的全部气量，即补吸气量、潮气量、补

16、呼气量三者的总和。量，即补吸气量、潮气量、补呼气量三者的总和。通常男性为通常男性为3500ml3500ml，女性为，女性为2500ml2500ml左右。肺活量左右。肺活量是肺功能重要指标之一。测量方法简单且准确，是肺功能重要指标之一。测量方法简单且准确，重复性好，能反映受检者肺组织或呼吸器官病情重复性好，能反映受检者肺组织或呼吸器官病情变化，在尘肺等职业病的防治工作中很有实用的变化，在尘肺等职业病的防治工作中很有实用的价值。但肺活量只代表一次呼吸时最大通气量，价值。但肺活量只代表一次呼吸时最大通气量，与呼吸速度、时间无关，难以确切反映呼吸系统与呼吸速度、时间无关，难以确切反映呼吸系统功能缺陷，

17、故提出功能缺陷，故提出时间肺活量时间肺活量。2022-4-24生理教研室 王彦辉27时间肺活量：时间肺活量： 最大吸气后，再尽最大力气作最快速度呼气，最大吸气后，再尽最大力气作最快速度呼气，在一定时间内（三秒之内）所能呼出的气量占肺活在一定时间内（三秒之内）所能呼出的气量占肺活量的百分数，正常人第一秒末呼出肺活量量的百分数，正常人第一秒末呼出肺活量83%83%。第。第二秒末呼出肺活量二秒末呼出肺活量96%96%，第三秒末约呼出肺活量的，第三秒末约呼出肺活量的99%99%。其中第一秒呼出的量意义最大，临床上最常。其中第一秒呼出的量意义最大，临床上最常用，若用，若60%0.84 )0.84 生理无

18、效腔增大生理无效腔增大V(V(减减)/Q ()/Q (或增或增)0.84 )0.84 机能性动静脉短路机能性动静脉短路3 3、临床影响因素、临床影响因素2022-4-24生理教研室 王彦辉40一、一、O O2 2的运输：的运输：O O2 2在血液中以物理溶解和化学结合两种方在血液中以物理溶解和化学结合两种方式运输。式运输。1.1.物理溶解：物理溶解：2.2.化学结合：化学结合：2022-4-24生理教研室 王彦辉41 Hb + OHb + O2 2 HbO HbO2 2( (鲜红色鲜红色) )反应快，可逆，不需催化，受氧分压的影响反应快，可逆，不需催化，受氧分压的影响反应为氧合，而非氧化反应为

19、氧合，而非氧化( (FeFe2+2+化合价未变化合价未变) )HbHb与与O2O2结合与解离曲线呈结合与解离曲线呈“S S”形，与形，与HbHb的变构效应有关：的变构效应有关：POPO2 2高高POPO2 2低低2022-4-24生理教研室 王彦辉42去氧去氧HbHb为紧密型为紧密型(T(T型型););氧合氧合HbHb为疏松型为疏松型(R(R型型) )；R R 型对型对O O2 2亲和力为亲和力为T T型的型的500500倍；倍；HbHb与与O O2 2结合后，结合后，HbHb分子由分子由T T型变为型变为R R型，对型，对O O2 2亲和力增加；亲和力增加；HbHb各亚单位在结合或释放各亚单

20、位在结合或释放O2O2上有综上有综合协同效应。合协同效应。1 1分子分子HbHb结合结合4 4分子分子O O2 21gHb1gHb结合约结合约1.34ml1.34ml的的O O2 2。 HbHb的氧容量：的氧容量：100ml100ml血液中，血液中， HbHb能结合的最大能结合的最大O O2 2量；量；量量 HbHb的氧含量：的氧含量：100ml100ml血液中，血液中， HbHb实际结合的实际结合的O O2 2量；量； HbHb的氧饱和度：的氧饱和度：HbHb的氧含量与的氧含量与HbHb的氧容量的百分比。的氧容量的百分比。 常用常用 2022-4-24生理教研室 王彦辉43色：色：HbOHb

21、O2 2鲜红色；去氧鲜红色；去氧HbHb紫蓝色。紫蓝色。去氧去氧HbHb与发绀：与发绀： 100ml100ml血液中去氧血液中去氧HbHb超过超过5g5g时，皮肤、黏膜时，皮肤、黏膜呈浅蓝色的现象称为发绀。呈浅蓝色的现象称为发绀。是机体缺氧的指征之是机体缺氧的指征之一，但缺氧不一定发绀，发绀也不一定就是缺氧。一，但缺氧不一定发绀，发绀也不一定就是缺氧。例如例如COCO与与HbHb的亲和力是的亲和力是O O2 2的的250250倍倍, ,占据位点，造占据位点，造成缺氧；成缺氧；HbCOHbCO呈樱桃红色呈樱桃红色。2022-4-24生理教研室 王彦辉44表示血液表示血液POPO2 2与与HbHb

22、氧饱和度关系氧饱和度关系15404.4mlO2下下75%=14.4mlO2中中上上97%=19.4mlO2mmHg上段：上段：氧分压对氧饱和度氧分压对氧饱和度影响不大，利于肺泡影响不大，利于肺泡CapCap对氧气的结合对氧气的结合中段中段: :HbOHbO2 2释氧部分，保释氧部分，保证安静时组织供氧需要证安静时组织供氧需要下段：下段：受氧分压影响大，受氧分压影响大，O O2 2利用更加充分，利于活利用更加充分，利于活动增强时为组织供氧动增强时为组织供氧O O2 2利用系数：利用系数：血液血液流经组织释放出的流经组织释放出的O O2 2容积占动脉血容积占动脉血O O2 2含量的百含量的百分数。

23、安静时为分数。安静时为 25%(5ml25%(5ml20ml)20ml)2022-4-24生理教研室 王彦辉452022-4-24生理教研室 王彦辉462022-4-24生理教研室 王彦辉472022-4-24生理教研室 王彦辉48组织组织肺肺2022-4-24生理教研室 王彦辉49碳酸酐酶碳酸酐酶RBCRBC内与内与K K+ +血浆内与血浆内与NaNa+ +2022-4-24生理教研室 王彦辉502022-4-24生理教研室 王彦辉512022-4-24生理教研室 王彦辉522022-4-24生理教研室 王彦辉532022-4-24生理教研室 王彦辉542022-4-24生理教研室 王彦辉5

24、52022-4-24生理教研室 王彦辉562022-4-24生理教研室 王彦辉572022-4-24生理教研室 王彦辉58吸气肺扩张肺牵张感受器迷走神经延髓呼吸中枢吸气转为呼气黑伯反射 1.肺扩张反射：防止吸气过深过长； 2.肺缩小反射：肺萎陷时引起吸气活动的反射。在平静呼吸时调节意义不大，但对阻止呼气过深和肺不张可能起到一定作用。2022-4-24生理教研室 王彦辉592022-4-24生理教研室 王彦辉60主要是颈动脉体和主动脉体，其中颈动脉体较主动脉体更为敏感。它们所感受的刺激是血液中PCO2 、PO2 、H+变化传入冲动增多，反射性引起呼吸加深加快和心血管功能变化。2022-4-24生理教研室 王彦辉61位于延髓腹外侧，相当于位于延髓腹外侧，相当于、脑神经根脑神经根 部腹侧表面下约部腹侧表面下约0.2mm0.2mm处左右对称的局限区域。处左右对称的局限区域。 它对细胞外液和脑脊液中（它对细胞外液和脑脊液中（H+H+）改变十分敏感。）改变十分敏感。 H+H+不能透过血不能透过血_脑屏障脑屏障, ,和血和血_脑脊液屏障而脑脊液屏障而 COCO2 2极易透过极易透过,CO,CO2 2进入细胞外