第十章呼吸生理

1、1本章重点：本章重点：1、肺通气的动力和阻、肺通气的动力和阻 力。力。2、胸内负压及生理意义。、胸内负压及生理意义。3、血氧饱合度，氧离曲线各段特点，含义及影、血氧饱合度，氧离曲线各段特点，含义及影响因素。响因素。4、氧和二氧化碳在血中存在形式，及运输。、氧和二氧化碳在血中存在形式，及运输。5、呼吸反射、肺牵张反射、化学感受性反射。、呼吸反射、肺牵张反射、化学感受性反射。本章难点：本章难点：2、3、42w呼吸呼吸（respiration）:w动物在进行新陈代谢的动物在进行新陈代谢的过程中，需要不断地从过程中，需要不断地从外界摄取氧气，氧化营外界摄取氧气，氧化营养物质获取能量。同时养物质获取能量

2、。同时又必须把在代谢过程中又必须把在代谢过程中产生的二氧化碳排出体产生的二氧化碳排出体外。机体与外界环境之外。机体与外界环境之间的这种气体交换过程间的这种气体交换过程称为称为概述概述3w呼吸过程三环节呼吸过程三环节:w外呼吸外呼吸，包括肺通气和，包括肺通气和肺换气。肺换气。 w气体运输气体运输，是指机体通，是指机体通过血液循环把肺摄取的氧过血液循环把肺摄取的氧运送到组织细胞，又把组运送到组织细胞，又把组织细胞产生的二氧化碳运织细胞产生的二氧化碳运送到肺的过程。送到肺的过程。 w内呼吸内呼吸（internal respiration）或组织呼或组织呼吸，是指血液与组织细胞吸，是指血液与组织细胞间

3、的气体交换，它包括组间的气体交换，它包括组织细胞消耗织细胞消耗O2和产生和产生CO2的过程。的过程。 4w肺通气肺通气：是指：是指外界气体与肺内外界气体与肺内气体的交换过程。气体的交换过程。w肺换气肺换气：是指：是指肺泡气肺泡气（alveolar gas）与肺泡壁毛细血与肺泡壁毛细血管内血液间的气管内血液间的气体交换过程。体交换过程。5w第一节第一节 肺肺 通通 气气w第二节第二节 气体交换及运输气体交换及运输w第三节第三节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节w第四节第四节 肺的非呼吸功能肺的非呼吸功能 6w一、一、肺通气的结构基础和功能肺通气的结构基础和功能 w二、二、肺通气原理肺通气原理 w三、

4、三、肺容量与肺通气量肺容量与肺通气量 7思考？思考？1、肺、肺顺应性顺应性变化的临床意义？变化的临床意义？2、胸膜炎时的、胸膜炎时的呼吸式？呼吸式？腹膜炎时的呼吸式？腹膜炎时的呼吸式？3、胸内压负压、胸内压负压生理意义生理意义？4、呼吸膜呼吸膜的组成？肺泡表面活性物质的组成？肺泡表面活性物质主要功主要功能能 ？有何生理？有何生理意义意义？8w肺通气肺通气（pulmonary ventilation）:指肺与外界指肺与外界环境之间的气体交换过程。环境之间的气体交换过程。w上呼吸道上呼吸道:胸腔外的鼻、咽、气管称为；胸腔外的鼻、咽、气管称为；w下呼吸道下呼吸道:胸腔内的气管、支气管及其在肺内的胸腔

5、内的气管、支气管及其在肺内的分支称为。分支称为。9w肺肺:是一对含有丰富弹性组是一对含有丰富弹性组织的气囊，由织的气囊，由呼吸性小支呼吸性小支气管、肺泡管、肺泡囊和气管、肺泡管、肺泡囊和肺泡四个部分组成的功能肺泡四个部分组成的功能单位。单位。气管气管-支气管支气管- 肺泡囊肺泡囊（0级到级到23级）在第级）在第17级级细支气管到肺泡管末端细支气管到肺泡管末端的细管中含巨噬细胞的细管中含巨噬细胞 。10w肺泡壁肺泡壁上皮细胞上皮细胞可以分为可以分为3种，大多数为种，大多数为扁平上扁平上皮细胞皮细胞（I型细胞），少数为较大的型细胞），少数为较大的分泌上皮细胞分泌上皮细胞（II型细胞）型细胞）,还有

6、刷状细胞还有刷状细胞(brushcell)III肺泡上肺泡上皮细胞数量很少可能是一种感受细胞。皮细胞数量很少可能是一种感受细胞。11肺通气的结构肺通气的结构:1、呼吸道呼吸道: 对吸入气体加温加湿对吸入气体加温加湿 过滤和清洁过滤和清洁 防止感染防止感染 维持粘膜的完整性维持粘膜的完整性2、肺泡肺泡 气体交换的场所，平均直径气体交换的场所，平均直径2002 微米，微米，约约34亿个。亿个。3、胸廓胸廓：通过呼吸运动实现肺通气的动力。：通过呼吸运动实现肺通气的动力。12w呼吸膜呼吸膜(respiratory membrane) ： 肺泡与毛细血管之间的结构。肺泡与毛细血管之间的结构。组成：组成：

7、w肺表面活性物质；肺表面活性物质；w液体分子；液体分子；w肺泡上皮细胞；肺泡上皮细胞；w间质（弹力纤维和胶原间质（弹力纤维和胶原纤维）；纤维）；w毛细血管基膜；毛细血管基膜；w毛细血管内皮细胞毛细血管内皮细胞。13w肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质（alveolar surfactant）是是由肺泡由肺泡型细胞分泌的一种复杂的脂蛋白，主要型细胞分泌的一种复杂的脂蛋白，主要成 分 是 二 棕 榈 酰 卵 磷 脂成 分 是 二 棕 榈 酰 卵 磷 脂 （ d i p a l m i t o y l phosphatidyl choline,DPPC）（DPL） 。w主要功能：主要功能：w（1）降低

8、肺泡的表面张力）降低肺泡的表面张力 w（2）维持肺泡内压的相对稳定）维持肺泡内压的相对稳定 w（3）阻止肺泡积液）阻止肺泡积液 w（4）防止肺不张）防止肺不张保持肺内干燥，防止肺水肿保持肺内干燥，防止肺水肿影响因素：肺炎、影响因素：肺炎、肺血栓、早产儿肺血栓、早产儿 14肺泡表面活性物质缺乏时导肺泡表面活性物质缺乏时导致？致？肺不张肺不张肺水肿怎么办？肺水肿怎么办？15何谓肺泡表面活性物质？何谓肺泡表面活性物质？其有何生理意义？其有何生理意义？ 其生理意义是；其生理意义是；（一）降低肺弹性阻力，从而减少吸气阻力，有利于肺（一）降低肺弹性阻力，从而减少吸气阻力，有利于肺扩张；扩张；（二）有助于维

9、持大小肺泡的稳定性。这是由于表面活（二）有助于维持大小肺泡的稳定性。这是由于表面活性物质的密度可随肺泡半径的变小而增大，或随半径的性物质的密度可随肺泡半径的变小而增大，或随半径的变大而减小，从而调整了半径不同的大小肺泡的表面张变大而减小，从而调整了半径不同的大小肺泡的表面张力，缓冲了大小肺泡内的回缩压差别，保持了大小肺泡力，缓冲了大小肺泡内的回缩压差别，保持了大小肺泡容积的相对稳定；容积的相对稳定；（三）通过降低肺泡回缩压，减少肺间质和肺泡内的组（三）通过降低肺泡回缩压，减少肺间质和肺泡内的组织液生成，防止了织液生成，防止了肺水肿的发生肺水肿的发生。 16w1、呼吸运动、呼吸运动 使胸廓扩使胸

10、廓扩张产生吸气动作的肌肉张产生吸气动作的肌肉为吸气肌，主要有为吸气肌，主要有肋间肋间外肌和隔肌，外肌和隔肌，使胸廓缩使胸廓缩小产生呼气动作的肌肉小产生呼气动作的肌肉为呼气肌，主要有为呼气肌，主要有肋间肋间内肌和腹壁肌。内肌和腹壁肌。 (1)吸气吸气（inspiration）(2)呼气呼气（expiration）(一一)肺通气的动力肺通气的动力17肺通气肺通气直接动力直接动力：大气与肺泡：大气与肺泡气之间的压力差气之间的压力差肺通气肺通气原动力原动力：呼吸肌收缩引：呼吸肌收缩引起的呼吸运动起的呼吸运动呼吸肌呼吸肌 吸气肌吸气肌：膈肌和肋间外肌：膈肌和肋间外肌 呼气肌：呼气肌：肋间内肌和腹肌肋间内

11、肌和腹肌辅助呼吸肌辅助呼吸肌: 斜角肌、胸锁乳斜角肌、胸锁乳突肌、背部肌突肌、背部肌18呼吸运动的型式：呼吸运动的型式：平静呼吸平静呼吸：吸气肌收缩引起吸气：吸气肌收缩引起吸气吸气肌舒张引起呼气吸气肌舒张引起呼气吸气是主动的，呼气是被动的吸气是主动的，呼气是被动的用力呼吸：吸气肌和呼气肌都参与用力呼吸：吸气肌和呼气肌都参与胸锁乳突肌、斜角肌、前锯肌参与胸锁乳突肌、斜角肌、前锯肌参与吸气是主动的，呼气也是主动的吸气是主动的，呼气也是主动的19w呼吸频率呼吸频率（respiratory frequency） :一分钟一分钟内呼或吸的次数为呼吸频率内呼或吸的次数为呼吸频率。w因种别、年龄、外界气温生

12、理状况不同而变化因种别、年龄、外界气温生理状况不同而变化w成人：呼吸频率成人：呼吸频率:1215次次/min。20w哺乳动物哺乳动物呼吸式呼吸式（breathing pattern）有三种类型：有三种类型：w胸式呼吸胸式呼吸（thoracic breathing）；）；w以胸廓运动为主的呼吸以胸廓运动为主的呼吸w 见于肥胖、妊娠、腹腔巨大肿块、严重腹水等见于肥胖、妊娠、腹腔巨大肿块、严重腹水等患者患者 腹式呼吸腹式呼吸（abdominal breathing）w以膈肌运动为主的呼吸以膈肌运动为主的呼吸w 见于婴儿、胸膜炎、胸腔积液等见于婴儿、胸膜炎、胸腔积液等w胸腹式呼吸胸腹式呼吸（混合式呼吸

13、）（混合式呼吸）（combined breathing：正常成人及动物正常成人及动物21w2、肺内压、肺内压（intrapulmonary pressure）:是指肺是指肺泡内的压力。泡内的压力。w胸内压胸内压或或胸膜腔内压胸膜腔内压:胸膜腔内的压力。胸膜腔内的压力。w如何形成胸内负压？如何形成胸内负压？w（1）肺内压肺内压，大气所加的压力，使肺泡扩张；，大气所加的压力，使肺泡扩张；w（2）肺的回缩力肺的回缩力，使肺泡缩小。，使肺泡缩小。胸内压肺内压肺回缩力胸内压肺内压肺回缩力w肺内压等于大气压：肺内压等于大气压：胸内压肺回缩力胸内压肺回缩力w由此可见，胸内负压是由由此可见，胸内负压是由肺的回

14、缩力肺的回缩力造成的。造成的。2223w胸内压胸内压负压负压生理意义生理意义：w（1）、维持肺泡扩张状态，并随胸廓的运动而张缩。）、维持肺泡扩张状态，并随胸廓的运动而张缩。w（2）、促进胸腔淋巴液和静脉回流）、促进胸腔淋巴液和静脉回流w概括肺通气的动力如下概括肺通气的动力如下：（ 1）、呼吸肌的舒缩形成的呼吸运动是肺通气的原动力；）、呼吸肌的舒缩形成的呼吸运动是肺通气的原动力；（2）、由于呼吸运动引起的肺的被动扩张和回缩所形成）、由于呼吸运动引起的肺的被动扩张和回缩所形成的肺内压与大气压之间的压差是肺通气的直接动力；的肺内压与大气压之间的压差是肺通气的直接动力；（ 3）、胸内负压是实现肺通气的

15、重要条件。）、胸内负压是实现肺通气的重要条件。 24胸膜腔的密闭性和两层胸胸膜腔的密闭性和两层胸膜间浆液分子的内聚力有重要膜间浆液分子的内聚力有重要生理意义，如果密闭性被破坏，生理意义，如果密闭性被破坏，在临床上产生气胸在临床上产生气胸（pneumothorax）气胸气胸 胸膜因病变或受外伤破裂时气胸膜因病变或受外伤破裂时气体进入胸腔形成胸膜腔积气称体进入胸腔形成胸膜腔积气称为为气胸气胸创伤后创伤后气胸气胸原发性原发性气胸气胸继发性继发性气胸气胸张力性气胸须紧急处理张力性气胸须紧急处理 rest25w肺通气的阻力包括肺通气的阻力包括：弹性阻力；弹性阻力；非弹性阻力。非弹性阻力。w1弹性阻力弹性

16、阻力：弹性组织在发生变形时，要产生阻：弹性组织在发生变形时，要产生阻止变形恢复原位的力，称止变形恢复原位的力，称 顺应性顺应性（lung compliance）：）：是指在外力作用下，是指在外力作用下，弹性组织的可扩展性，容易扩展者，弹性组织的可扩展性，容易扩展者， 顺应性大；反顺应性大；反之，则顺应性小。之，则顺应性小。 顺应性（顺应性（C）与弹性阻力与弹性阻力（R）成反变关系：成反变关系： (二二)肺通气的阻力肺通气的阻力26测量肺的顺应性时压力变化用跨肺压表示。测量肺的顺应性时压力变化用跨肺压表示。跨肺压跨肺压=肺内压肺内压-胸内压胸内压测量胸壁顺应性时，用跨胸壁压力表示即胸壁外的大测量

17、胸壁顺应性时，用跨胸壁压力表示即胸壁外的大气压与胸内压之差。气压与胸内压之差。肺气肿：肺气肿：肺易扩张肺易扩张，不易回缩，肺顺应性不易回缩，肺顺应性增大一倍，增大一倍，造成呼气造成呼气困难困难。肺纤维化或肺表面活肺纤维化或肺表面活性物质减少时性物质减少时，肺不，肺不张，肺顺应必减少一张，肺顺应必减少一半，弹性阻力增加，半，弹性阻力增加，吸气困难吸气困难。27w2非弹性阻力包括：惯性阻力、粘滞阻力和气道非弹性阻力包括：惯性阻力、粘滞阻力和气道阻力。阻力。w惯性阻力惯性阻力：是气流在发动、变速、换向时因气流和：是气流在发动、变速、换向时因气流和组织惯性所产生的阻止气体流动的因素。组织惯性所产生的阻

18、止气体流动的因素。w粘滞阻力粘滞阻力：来自呼吸时组织相对位移所发生的摩擦。：来自呼吸时组织相对位移所发生的摩擦。w气道阻力气道阻力：来自气体流经呼吸道时，气体分子之间：来自气体流经呼吸道时，气体分子之间以及气体分子与气道壁之间的摩擦，这是非弹性阻以及气体分子与气道壁之间的摩擦，这是非弹性阻力的主要成分，约占力的主要成分，约占8090。 28（三）呼吸功（三）呼吸功（respiratory workrespiratory work）: :1 1、概念：在呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性、概念：在呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性阻力和非弹性阻力而实现肺通气所作的功。阻力和非弹性阻力而实现肺通气所作的功。2

19、 2、计算：单位时间内的压力变化、计算：单位时间内的压力变化容积的变容积的变化，单位：化，单位：J J3 3、呼吸耗能占全身总耗能的呼吸耗能占全身总耗能的3%-5%3%-5%29（一）肺容量：（一）肺容量：是指肺内容纳气体的是指肺内容纳气体的量。量。w1.肺活量肺活量(vital capacity）：）： 用力吸用力吸气后再用力呼气，所能呼出的气体气后再用力呼气，所能呼出的气体量。量。w 潮气量潮气量+补吸气量补吸气量+补呼气量补呼气量男：男：3500ml；女：女：2500ml 意义：反映一次呼吸的最大通气能力。意义：反映一次呼吸的最大通气能力。 严重降低时，提示有限制性肺病。严重降低时，提示

20、有限制性肺病。时间肺活量（时间肺活量（timed vital capacity ）：）：是最大吸气后再是最大吸气后再用力作最大呼气，在一定时间内所能呼出的气体量。反应用力作最大呼气，在一定时间内所能呼出的气体量。反应通呼吸幅度和通气速度是呼吸功能的一种动态指标。通呼吸幅度和通气速度是呼吸功能的一种动态指标。30(1)潮气量潮气量（tidal volume，TV）：）：平静呼吸平静呼吸（eupnea）时，每次吸入或呼出的气体量时，每次吸入或呼出的气体量(400-800ml)。(2)补吸气量补吸气量（inspiratory r volume）：）：平和吸气未平和吸气未,再尽力吸气再尽力吸气,多吸入

21、的气体量为多吸入的气体量为或吸气贮备量或吸气贮备量（inspiratory reserve volume）。）。1500-2000ml深吸气量：深吸气量：补吸气量与潮气量之和。补吸气量与潮气量之和。(3)补呼气量补呼气量（expiratory reserve volume）或呼气或呼气贮量：平和呼气末贮量：平和呼气末,再尽力呼气再尽力呼气,多呼出的气体量为多呼出的气体量为。900-1200ml312.余气量（余气量（residual volume）：）：补呼气后肺内残留的补呼气后肺内残留的气体量气体量。3.机能余气量机能余气量(functional residual capacity)：平和呼

22、平和呼气后肺内残留的气体量气后肺内残留的气体量。即补呼气量与余气量之和。即补呼气量与余气量之和。 生理意义：生理意义：缓冲了肺泡中氧和二氧化碳分压（缓冲了肺泡中氧和二氧化碳分压（PO2和和PCO2）的急剧变化。这样，肺泡气和动脉血液中的急剧变化。这样，肺泡气和动脉血液中的的PO2和和PCO2就不会随着呼吸发生大幅度波动。就不会随着呼吸发生大幅度波动。 4.肺总容量肺总容量（total lung capacity）：）：肺所容纳的最大肺所容纳的最大气体量为气体量为。即即肺活量肺活量与与余气量余气量之和。之和。 3233w1、每分通气量、每分通气量（minute ventilation volum

23、e）:指每分钟进或出肺的气体总量。指每分钟进或出肺的气体总量。w每分通气量每分通气量 =潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率w最大通气量最大通气量：每分钟肺能够吸入或呼出的最大：每分钟肺能够吸入或呼出的最大气体量。气体量。w每分最大通气量每分最大通气量与与每分通气量每分通气量之差可表明肺通之差可表明肺通气量的储备力量，常表示如下：气量的储备力量，常表示如下：w通气贮备量是反映呼吸机能的良好指标，并可通气贮备量是反映呼吸机能的良好指标，并可w以此判断通气储备能力。以此判断通气储备能力。 （二）、肺通气量（二）、肺通气量34w2 肺 泡 通 气 量肺 泡 通 气 量 （ a l v e o l a r v

24、entilation）w解剖无效腔或死腔解剖无效腔或死腔：每次吸入的气体，：每次吸入的气体，一部分停留在呼吸性细支气管以上部一部分停留在呼吸性细支气管以上部位的呼吸道内，这部分气体不能参与位的呼吸道内，这部分气体不能参与肺泡间的气体交换，称为肺泡间的气体交换，称为。w肺泡无效腔肺泡无效腔：未能发生气体交换的这：未能发生气体交换的这部分肺泡容量称部分肺泡容量称。w生理无效腔生理无效腔：肺泡无效腔与解剖无效：肺泡无效腔与解剖无效腔之和。腔之和。35w肺泡通气量按下式计算：肺泡通气量按下式计算：肺泡通气量肺泡通气量=（潮气量无效腔量）呼吸频率（潮气量无效腔量）呼吸频率w每分通气量与每分肺泡通气量之差

25、，除以呼吸频率所得每分通气量与每分肺泡通气量之差，除以呼吸频率所得的商，即的商，即生理无效腔量生理无效腔量。36可以导致可以导致急急 病病创创 伤伤中中 毒毒溺溺 水水触电、雷击触电、雷击37人工呼吸（人工呼吸（artificial respiration） ：基本原理基本原理: :使肺内与外界大气压使肺内与外界大气压间产生压力差间产生压力差1、负压吸气法、负压吸气法 提臂压胸法、压背法提臂压胸法、压背法2、正压吸气法正压吸气法 口对口呼吸法口对口呼吸法人工呼吸机法人工呼吸机法正正压压人人工工呼呼吸吸负负压压人人工工呼呼吸吸38心肺复苏术心肺复苏术 CardioPulmonary Resusc

26、itation，CPR为恢复心跳与呼吸而采取的紧急急为恢复心跳与呼吸而采取的紧急急救措施。救措施。成功的心肺复苏心肺脑复苏成功的心肺复苏心肺脑复苏 恢复心跳恢复心跳 、呼吸、呼吸 恢复智能和工作能力恢复智能和工作能力 39时间就是生命时间就是生命 要尽可能早地进行要尽可能早地进行CPCRCPCR，不要因为任不要因为任何原因而延误复苏时间。何原因而延误复苏时间。现已证实：现已证实：“4 4分钟技术分钟技术”4min4min内内50%50%的存活率；的存活率；4 46min106min10的存活率；的存活率；超过超过6min6min者者4 4的存活率；的存活率；超过超过10min10min存活的可

27、能性就更低了存活的可能性就更低了。 40w由于心肺复苏的对象是人，所以复苏由于心肺复苏的对象是人，所以复苏医学不能仅局限于纯粹的医疗技术，医学不能仅局限于纯粹的医疗技术，更是一更是一门人文与伦理科学门人文与伦理科学；在实施；在实施CPR的过程中，的过程中，必须充分体现对人的必须充分体现对人的关怀和尊重，对生命的高度珍惜与敬关怀和尊重，对生命的高度珍惜与敬畏。人的生命是最宝贵的、至高无上畏。人的生命是最宝贵的、至高无上的，生命只有一次，人死不能复生！的，生命只有一次，人死不能复生！41震级现修订为震级现修订为8.0级（列度翻了两倍）级（列度翻了两倍）42人工呼吸人工呼吸 : 給予氧氣給予氧氣胸部

28、按壓胸部按壓 : 送出血液送出血液43开通气道开通气道压额抬颌法压额抬颌法 -下颚前推法下颚前推法-仰头抬颏仰头抬颏人工呼吸人工呼吸-口对口口对口44人工呼吸人工呼吸700-1000ml/700-1000ml/次次 12-1512-15次次/ /分分口对口呼吸口对口呼吸口对鼻呼吸口对鼻呼吸气囊气囊-面罩呼吸面罩呼吸口对面罩呼吸口对面罩呼吸45心搏骤停留给我们的抢救时间，心搏骤停留给我们的抢救时间，只有短短的只有短短的810分钟，称之为分钟，称之为“的黄金的黄金8分钟分钟”46按压胸骨中、下按压胸骨中、下1/3交界处。交界处。47w按压平稳、有规律地进行，不能间断；按压平稳、有规律地进行，不能间

29、断；w不能冲击式的猛压；下压及向上放松的时间应大致不能冲击式的猛压；下压及向上放松的时间应大致相等；近年来主张放松时间稍长于按压时间；相等；近年来主张放松时间稍长于按压时间；w垂直用力向下，不要左右摆动；垂直用力向下，不要左右摆动；w放松时定位的手掌根部不要离开胸骨定位点，但应放松时定位的手掌根部不要离开胸骨定位点，但应尽量放松，务使胸骨不受任何压力；尽量放松，务使胸骨不受任何压力；w按压频率按压频率 80100次次/分钟。分钟。w按压深度按压深度 成年病人成年病人45cm，513岁岁3cm 婴幼儿婴幼儿 2cm48w思考：思考：w1 .影响肺气体扩散的因素有哪些？影响肺气体扩散的因素有哪些？

30、 w2.通气通气/血流比值偏离正常范围对肺气体交换有血流比值偏离正常范围对肺气体交换有何不良影响？何不良影响？w3.比较空气、吸入气、肺泡气、呼出气的比较空气、吸入气、肺泡气、呼出气的CO2、O2分压有何不同，解释其原因。分压有何不同，解释其原因。49在呼吸过程中气体交换发生在两个部位：在呼吸过程中气体交换发生在两个部位：一是肺与血液间的气体交换，称一是肺与血液间的气体交换，称肺换气肺换气；另一是组织与血液间的气体交换，称另一是组织与血液间的气体交换，称组织换气组织换气。经肺换气与组织换气进入血液中的经肺换气与组织换气进入血液中的O2与与CO2，经血液循环分别运送到组织和肺，这就是经血液循环分

31、别运送到组织和肺，这就是气体气体交换与运输交换与运输。 5051w气体张力气体张力：液体中的气体分压。：液体中的气体分压。w气体交换的原理气体交换的原理： 气体分子不停地进行着无定向的运动，其结果是气体分子不停地进行着无定向的运动，其结果是气体分子从高分压向低分压扩散。气体分子从高分压向低分压扩散。w气体扩散速度气体扩散速度：单位时间内气体扩散的容积：单位时间内气体扩散的容积换气动力换气动力：分压差：分压差 换气方向换气方向： 分压高分压高分压低分压低 换气结果：换气结果： 肺血肺血 组织血组织血 血血 血血52w肺换气肺换气:肺泡气中的肺泡气中的O2透过呼吸膜扩散进入毛细血管内，透过呼吸膜扩

32、散进入毛细血管内，而血中的而血中的CO2透过呼吸膜扩散进入肺泡内。透过呼吸膜扩散进入肺泡内。w组织换气组织换气：组织中的：组织中的CO2进入血液，而血液中的进入血液，而血液中的O2进进入组织。毛细血管中的动脉血，边流动边进行气体交入组织。毛细血管中的动脉血，边流动边进行气体交换，逐渐变成静脉血。换，逐渐变成静脉血。 53w影响肺内气体交换的因素影响肺内气体交换的因素w1 气体扩散速度气体扩散速度 w2呼吸膜面积与厚度呼吸膜面积与厚度 w3通气血流比值通气血流比值 （ventilationperfusion ratio）：指每分肺泡通：指每分肺泡通气量（气量（VA）和每分肺血流量（和每分肺血流量

33、（Q）之间的比值（之间的比值（VAQ）。正常安静时约正常安静时约0.84。54 VA/Q VA/Q肺通气肺通气增大功能性增大功能性A-VA-V短路短路换气换气 效率效率（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）（如支哮、肺气肿、支气管栓塞） VA/QVA/Q肺通气肺通气或肺血流或肺血流增大生理无效腔增大生理无效腔 换气效率换气效率(如心衰、肺动脉栓塞如心衰、肺动脉栓塞) )5556思考：思考：1、氧与二氧化碳是如何在血液中运输的？、氧与二氧化碳是如何在血液中运输的？2、Hb与与O2的结合和解离的影响因素？的结合和解离的影响因素？3、健康人登上、健康人登上4000米高山时（大气压米高山时（大气压470mmH

34、g），动脉血中），动脉血中PCO2和和PO2有有何变化？试何变化？试述其机制述其机制？57wO2与与CO2都以物理溶解和化学结合两种形式存在于血都以物理溶解和化学结合两种形式存在于血液中液中,并时刻保持着动态平衡并时刻保持着动态平衡。 58w血红蛋白与血红蛋白与O2的可逆结合的可逆结合。（一）氧（一）氧 的的 运运 输输59血红蛋白中，血红素血红蛋白中，血红素Fe原子的第六配价键可以与原子的第六配价键可以与不同的分子结合：无氧存在时，与水结合，生成不同的分子结合：无氧存在时，与水结合，生成去氧血红蛋白去氧血红蛋白(Hb)；有氧存在时，能够与氧结合有氧存在时，能够与氧结合形成氧合血红蛋白形成氧合

35、血红蛋白(HbO2)。血红蛋白与氧的结合不牢固，容易离解。血红蛋白与氧的结合不牢固，容易离解。HbO2 的的形成和离解受氧的分压和形成和离解受氧的分压和pH等因素的影响，等因素的影响，氧的氧的分压和分压和pH较高时，有利于血红蛋白与氧的结合，较高时，有利于血红蛋白与氧的结合，反之，则有利于离解。反之，则有利于离解。 60w血红蛋白与血红蛋白与O2结合结合特征特征：w反应快、可逆、不需酶催化。反应快、可逆、不需酶催化。w 血 红 蛋 白 与血 红 蛋 白 与 O2结 合结 合 , 不 是 氧 化 而 是 氧 合不 是 氧 化 而 是 氧 合(oxygenation)。w只有在血红素的只有在血红素

36、的Fe2+和珠蛋白的链结合的情况下，和珠蛋白的链结合的情况下，才具有运输才具有运输O2机能。机能。wl分子血红蛋白可与分子血红蛋白可与4分子分子O2结合。结合。61wHb氧容量氧容量（血氧容量血氧容量） ：100 ml血液中血液中Hb所能结合的所能结合的最大氧量称。最大氧量称。wHb的氧含量的氧含量（血氧含量）（血氧含量） ：Hb实际结合的实际结合的O2量量 。wHb氧饱和度氧饱和度：Hb氧含量与氧含量与氧容量的百分比。氧容量的百分比。 62w氧离曲线或氧合血红蛋白解离曲线氧离曲线或氧合血红蛋白解离曲线（oxygen dissociation curve）w表示表示PO2与与Hb氧饱和度的关系

37、曲线。氧饱和度的关系曲线。w该曲线即表示不同该曲线即表示不同PO2下，下，O2与与Hb解离情况，同解离情况，同样也反映了不同样也反映了不同PO2时时O2与与 Hb的结合情况。的结合情况。 63Hb与与O2的结合的结合和解离的影和解离的影响因素：响因素：w (1) pH值和值和CO2浓度的影浓度的影响响 pH降低或降低或Pco2升高，升高， Hb对对O2的亲和力降低，曲线右移；的亲和力降低，曲线右移；相反则曲线左移。相反则曲线左移。 波尔效应波尔效应：酸度对氧亲和：酸度对氧亲和力的影响。力的影响。 意义：意义：有利于活动组织从有利于活动组织从血液中获得更多的血液中获得更多的O2，也有，也有利于肺

38、泡毛细血管中的利于肺泡毛细血管中的Hb与与O2结合。结合。64波尔效应的机制：波尔效应的机制： pH降低（降低（H+升高）升高）与与Hb多肽链氨基酸残多肽链氨基酸残基结合基结合盐键形成盐键形成Hb分子变构为分子变构为T型型Hb对对O2亲和力降低亲和力降低 P50增大增大曲线右移曲线右移 pH升高（升高（H+降低）降低） 盐键断裂释放出盐键断裂释放出H+ Hb分子变构为分子变构为R型型Hb对对O2亲和力增加亲和力增加 P50降低降低曲线左移曲线左移65（2）温度的影响）温度的影响 (Temperature influence) 温度升高（运动中的肌温度升高（运动中的肌肉）曲线右移，可解离肉）曲线

39、右移，可解离出更多的出更多的O2供组织利用。供组织利用。反之温度下降（低温麻反之温度下降（低温麻醉时），醉时），曲线左移，曲线左移，O2不易解离。不易解离。（3）2,3二磷酸甘油酸（二磷酸甘油酸（2,3DPG） 2，3-DPG增加，增加，Hb对对O的亲和力降低，氧解离曲线右的亲和力降低，氧解离曲线右移；移； 2，3-DPG减少，减少，Hb对对O2的亲和力增加，氧的亲和力增加，氧解离曲线左移。解离曲线左移。664、其它因素、其它因素(Other factor )Hb有多种类型，有多种类型，正常成人的正常成人的Hb是是A型或型或A2型，胎儿型，胎儿Hb是是F型（型（HbF），出生后即被），出生后即

40、被HbA取代。取代。 HbF与与O2的亲的亲和力大于和力大于HbA ，有利于胎儿血液流经胎盘时从母体摄取，有利于胎儿血液流经胎盘时从母体摄取O2。 镰状红细胞贫血：镰状红细胞贫血：其其Hb为为S型，呈长杆状，结果使红细型，呈长杆状，结果使红细胞变成镰刀状，胞变成镰刀状， HbS的红细胞含有较多的的红细胞含有较多的2，3-DPG （2,3二磷酸甘油酸）二磷酸甘油酸），因此与氧的亲和力降低，氧，因此与氧的亲和力降低，氧离曲线离曲线右移右移。CO的影响的影响：CO与与Hb的结合速度是氧气的的结合速度是氧气的1/10，但，但解离速度是氧气的解离速度是氧气的1/2100，所以亲和力是氧气的，所以亲和力是

41、氧气的210倍。倍。67l一氧化碳（一氧化碳（CO）也能与血红素）也能与血红素Fe原子结合。原子结合。由于由于CO与血红蛋白结合的能力是与血红蛋白结合的能力是O2的的200倍，倍，因此，人体吸入少量的因此，人体吸入少量的CO即可完全抑制血红即可完全抑制血红蛋白与蛋白与O2的结合，从而造成缺氧死亡。的结合，从而造成缺氧死亡。l急救方法是尽快将病人转移到富含急救方法是尽快将病人转移到富含O2的环境的环境中（如新鲜空气、纯氧气或高压氧气），使与中（如新鲜空气、纯氧气或高压氧气），使与血红素结合的血红素结合的CO被被O2置换出来。置换出来。 68wCO2主要以两种结合形式运输主要以两种结合形式运输：

42、即即：碳酸氢盐：碳酸氢盐和和氨基甲酸血红蛋白氨基甲酸血红蛋白，前者约占，前者约占87，后者约占后者约占7。wCO2进入红细胞内，与进入红细胞内，与Hb的的-NH2结合，形成结合，形成氨基甲氨基甲酸血红蛋白酸血红蛋白（HbNHCOOH），），亦称亦称碳酸血红蛋白碳酸血红蛋白（HbCO2）。）。 （二）（二）CO2的运输的运输69w组织中的组织中的CO2进入红细胞内，高浓度的碳酸酐酶作用：进入红细胞内，高浓度的碳酸酐酶作用： 进一步作用：进一步作用：70何尔登效应：何尔登效应：O2与与Hb的结合可促使的结合可促使CO2释放的现象释放的现象称为何尔登效应。称为何尔登效应。HbO2的酸性高，难以与的酸

43、性高，难以与CO2直接结合；还原直接结合；还原Hb的酸的酸性低，容易与性低，容易与CO2直接结合。直接结合。组织：组织：HbO2O2Hb CO2结合力结合力 结合结合CO2 肺：肺：O2HbHbO与与CO2的结合力的结合力 CO2释释放放扩散入肺泡呼出。扩散入肺泡呼出。7172w一、神经调节一、神经调节w二、化学因素对呼吸的调节二、化学因素对呼吸的调节w三、高原对呼吸的影响三、高原对呼吸的影响(respiratory regulation) 思考：思考：化学因素对呼吸运动的调节化学因素对呼吸运动的调节? 73w呼吸中枢呼吸中枢：指中枢神经：指中枢神经系统内产生和调节呼吸系统内产生和调节呼吸运动

44、的神经细胞群。它运动的神经细胞群。它们分布在大脑皮质、间们分布在大脑皮质、间脑、脑桥、延髓和脊髓脑、脑桥、延髓和脊髓等部位。等部位。w1脊髓脊髓 脊髓是呼吸脊髓是呼吸运动的初级中枢。运动的初级中枢。74w2延髓延髓 基本的呼吸节律产生于延髓，延髓的基本的呼吸节律产生于延髓，延髓的呼吸神经元主要集中分布在延髓的背侧和腹侧的呼吸神经元主要集中分布在延髓的背侧和腹侧的两组神经核团内，分别称为两组神经核团内，分别称为背侧呼吸组（背侧呼吸组（dorsal respiratory group,DRG）和和腹侧呼吸组腹侧呼吸组(ventral respiratory group,VRG)。w3脑桥脑桥 脑桥

45、上部呼吸神经元相对集中于臂旁脑桥上部呼吸神经元相对集中于臂旁内侧核内侧核(NPBM)与相邻的与相邻的Kolliker-Fuse（KF）核，核，合称合称PBKF核群。核群。 75w呼吸节律形成的假说认为：呼吸节律形成的假说认为：w（1）在延髓存在一个吸气活动发生器）在延髓存在一个吸气活动发生器(central inspiratory activity generator, CIAG)和吸气切断机和吸气切断机制制（inspiratory off-switch mechanism, IOS）。w（2）在吸气活动发生器作用下，吸气神经元兴奋，在吸气活动发生器作用下，吸气神经元兴奋，其兴奋传向三个方面：

46、其兴奋传向三个方面：w传至脊髓吸气肌运动神经元，引起吸气，肺扩张；传至脊髓吸气肌运动神经元，引起吸气，肺扩张；传至脑桥的传至脑桥的PBKF核并加强其活动；核并加强其活动；w传至吸气切断机制，使吸气切断机制兴奋。传至吸气切断机制，使吸气切断机制兴奋。w（3）吸气切断机制则接受来自）吸气切断机制则接受来自吸气神经元、吸气神经元、PBKF核核群和肺扩张后牵张感受器的冲动。群和肺扩张后牵张感受器的冲动。 7677w高位神经中枢对呼吸调节高位神经中枢对呼吸调节：大脑皮质能有意识地控制呼大脑皮质能有意识地控制呼吸，能随意暂停呼吸或加强、加快呼吸。吸，能随意暂停呼吸或加强、加快呼吸。w呼吸的反射性调节呼吸的

47、反射性调节w1肺牵张反射（肺牵张反射（pulmonary stretch reflex） w 由肺扩张或肺缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射称由肺扩张或肺缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射称黑黑伯二氏反射（伯二氏反射（Hering-Breuer reflex），又称又称肺牵肺牵张反射张反射。其中肺扩张引起吸气反射性抑制称为。其中肺扩张引起吸气反射性抑制称为肺扩张反肺扩张反射射，而肺缩小引起反射性吸气称为，而肺缩小引起反射性吸气称为肺缩小反射肺缩小反射。w2呼吸肌的本体感受性反射呼吸肌的本体感受性反射(如图）如图）w3防御性呼吸反射防御性呼吸反射 咳嗽反射咳嗽反射(cough reflex)和喷嚏反和喷

48、嚏反射射(sneeze reflex)。 787980w中枢化学感受器中枢化学感受器(central chemoreceptors) 位于延髓位于延髓腹外侧浅表部位，左右对称腹外侧浅表部位，左右对称。兴奋的有效刺激是兴奋的有效刺激是H+。w外周化学感受器外周化学感受器(peripheral chemoreceptors)颈动脉颈动脉体和主动脉体。外周化学感受器对血液中缺体和主动脉体。外周化学感受器对血液中缺O2和和H+增增高很敏感。高很敏感。 wCO2对呼吸的影响是经对呼吸的影响是经两个途径两个途径实现的：实现的：w一是血液中一是血液中CO2刺激刺激外周化学感受器外周化学感受器，经，经化学感受

49、性化学感受性反射反射，引起呼吸中枢兴奋，引起呼吸中枢兴奋，导致呼吸加深加快；导致呼吸加深加快；w另一是血液中的另一是血液中的CO2透过透过血血脑屏障脑屏障进入脑脊液，进入脑脊液，CO2和水生成和水生成H2CO3，解离出解离出H+，刺激延髓的中枢化刺激延髓的中枢化学感受器，通过一定的神经联系引起呼吸中枢兴奋，学感受器，通过一定的神经联系引起呼吸中枢兴奋，呼吸加深加快呼吸加深加快。 81w 血氧下降刺激血氧下降刺激外周化学感受器，引起呼吸中枢反外周化学感受器，引起呼吸中枢反射性兴奋，导致射性兴奋，导致呼吸加深加快呼吸加深加快。缺。缺O2对延髓呼吸对延髓呼吸中枢的作用是直接抑制效应。缺中枢的作用是直

50、接抑制效应。缺O2对呼吸的影响，对呼吸的影响，取决于以上二者的取决于以上二者的对抗关系对抗关系。w动脉血中动脉血中H+增加，呼吸加深加快增加，呼吸加深加快；H+降低，降低，呼吸呼吸受到抑制受到抑制。H+对呼吸的调节也是通过外周化学感对呼吸的调节也是通过外周化学感受器和中枢化学感受器实现的。受器和中枢化学感受器实现的。w 血液中血液中 PCO2、H+升高及升高及PO2降低都能刺激呼降低都能刺激呼吸，但三者之间互相吸，但三者之间互相影响影响，往往不只是一种因素，往往不只是一种因素在起作用。在起作用。 82分别改变动脉血的分别改变动脉血的Pco2、Po2、pH，不控制另外两，不控制另外两个因素，肺通

51、气量的变化个因素，肺通气量的变化83w高原对动物呼吸影响的因素是高原对动物呼吸影响的因素是低氧低氧（hypoxia）。）。w缺氧时，首先是缺氧时，首先是脑组织脑组织受损伤，其次是受损伤，其次是心肌心肌。w呼吸加深加快肺通气量增大，排出过多的呼吸加深加快肺通气量增大，排出过多的CO2，使脑使脑脊液二氧化碳减少，氢离子浓度下降，导致脊液二氧化碳减少，氢离子浓度下降，导致呼吸中枢抑呼吸中枢抑制制，呼吸减弱。，呼吸减弱。w动脉血中动脉血中pH值升高，值升高，氧离曲线左移氧离曲线左移，造成组织缺氧。，造成组织缺氧。84w高原风土驯化的动物表现：高原风土驯化的动物表现：w风土驯化后机体长期保持了较大的肺通

52、气量，并风土驯化后机体长期保持了较大的肺通气量，并通过增强肾脏的排出通过增强肾脏的排出HCO3-作用；作用；w风土驯化后的动物，增强了呼吸中枢对二氧化碳风土驯化后的动物，增强了呼吸中枢对二氧化碳的敏感性；的敏感性；w血液中氧容量增大，运氧能力增强，血液中氧容量增大，运氧能力增强，血中红细胞血中红细胞和血红蛋白含量都有增加；和血红蛋白含量都有增加；w红细胞内红细胞内2,3二磷酸甘油酸（二磷酸甘油酸（DPG）增加，于是增加，于是氧离曲线右移，促使氧合血红蛋白放氧，以缓解组氧离曲线右移，促使氧合血红蛋白放氧，以缓解组织缺氧。织缺氧。858687w肺还有呼吸以外的其它功能，如肺还有呼吸以外的其它功能，如防御防御、贮血、排泄贮血、排泄、液体交换液体交换以及以及代谢代谢等功能。等功能。w肺的代谢功能是指在肺的代谢功能是指在合成合成、激活激活、释放释放和和灭活灭活某些某些生生物活性物质物活性物质方面的功能。方面的功能。w1肺可产生某些肺可产生某些活性物质活性物