生理学呼吸气体交换运输调节实用教案

1、 第1页/共59页第一页，共59页。 呼吸运动呼吸运动(yndng)的调节的调节 概述概述(i sh)肺通气肺通气(tng q)肺换气和组织换气肺换气和组织换气气体在血液中的运输气体在血液中的运输第2页/共59页第二页，共59页。第3页/共59页第三页，共59页。n气体扩散：气体分子从分压高处气体扩散：气体分子从分压高处(o ch)(o ch)向分压低处发生净转移的过程。向分压低处发生净转移的过程。n分压差分压差 是气体分子扩散的动力。是气体分子扩散的动力。 第4页/共59页第四页，共59页。 p：分压差 T：温度 A：扩散(kusn)面积 s：溶解度 d：扩散(kusn)距离 MW：分子量n

2、气体扩散速率气体扩散速率(sl)D (sl)D ：单位时间气体扩散的容：单位时间气体扩散的容积。积。第5页/共59页第五页，共59页。气体分压气体分压= =总压力总压力(yl)(yl)该气体的容积百分比该气体的容积百分比第6页/共59页第六页，共59页。CO2O2CO2O2动脉血动脉血:PO2:100mmHgPCO2:40mmHg组织组织(zzh):(zzh):PO2:30mmHgPO2:30mmHgPCO2:50mmHgPCO2:50mmHg静脉血静脉血: :PO2:40mmHgPCO2:46mmHg肺泡肺泡(fipo)气气:PO2:104mmHgPCO2:40mmHg第7页/共59页第七页

3、，共59页。不同不同(b tn)(b tn)部位的部位的PO2PO2和和PCO2(mmHg)PCO2(mmHg)l 气体气体(qt)(qt)的分压差的分压差P P大，扩散快。大，扩散快。l 气体气体(qt)(qt)的分压差是气体的分压差是气体(qt)(qt)交换的交换的动力，决定气体动力，决定气体(qt)(qt)扩散方向。扩散方向。第8页/共59页第八页，共59页。n 为扩散系数为扩散系数n 血浆血浆(xujing)(xujing)溶解度溶解度: O2 2.14ml/100ml: O2 2.14ml/100mln CO2 54.1ml/100ml CO2 54.1ml/100mln 分子量：分

4、子量： O2 32 O2 32n CO2 44 CO2 44n CO2 CO2的扩散系数是的扩散系数是O2O2的的2020倍。倍。临床临床(ln chun)(ln chun)联系：缺联系：缺O2O2比比CO2 CO2 潴留给容易发生。潴留给容易发生。第9页/共59页第九页，共59页。第10页/共59页第十页，共59页。 肺泡肺泡(fipo)血液血液(xuy) O2CO2静脉血静脉血 动脉血动脉血 特点特点: 迅速迅速(xn s)，不到，不到0.3s即可达气体交即可达气体交换平衡。换平衡。第11页/共59页第十一页，共59页。组织细胞组织细胞血液血液(xuy) O2CO2静脉血静脉血 动脉血动脉

5、血 第12页/共59页第十二页，共59页。第13页/共59页第十三页，共59页。n 呼吸呼吸(hx)(hx)膜的厚度膜的厚度 n 呼吸呼吸(hx)(hx)膜的面积膜的面积n 通气通气/ /血流比值（血流比值（V/QV/Q比值）比值）n MWdSATPD第14页/共59页第十四页，共59页。通气通气/ /血流比值血流比值(bzh)(bzh)：每分钟肺泡通气量每分钟肺泡通气量(VA)(VA)与每分钟肺血流量与每分钟肺血流量(Q)(Q)的比值的比值(bzh)(bzh)。 正常值成人正常值成人(chng rn)安静时：安静时：4.2L/min5L/min第15页/共59页第十五页，共59页。肺泡通气肺

6、泡通气(tng q)量不变，肺血流量减少量不变，肺血流量减少则则: VAQ 1.684.22.5V/QV/Q比值增大比值增大, ,意味着部分肺泡气未能与血液充分意味着部分肺泡气未能与血液充分交换交换(jiohun),(jiohun),相当于肺泡无效腔增大。相当于肺泡无效腔增大。4.2L/min2.5L/min第16页/共59页第十六页，共59页。3L/min5L/min肺泡通气肺泡通气(tng q)量下降，而肺血流量不变量下降，而肺血流量不变, 则则: V/Q V/Q比值减小比值减小, ,通气不足通气不足,V,V血中的气体不能充分更血中的气体不能充分更新新, ,犹如发生犹如发生(fshng)(

7、fshng)了动了动- -静脉短路。静脉短路。第17页/共59页第十七页，共59页。 支气管痉挛(jn lun) 肺栓塞肺栓塞V/Q=0.84 V/Q=0.84 通气血流匹配通气血流匹配(ppi)(ppi)正常正常V/Q0.84 V/Q0.84V/Q0.84肺泡无效腔增加肺泡无效腔增加第18页/共59页第十八页，共59页。第19页/共59页第十九页，共59页。 O2 O2与与CO2CO2在血液在血液(xuy)(xuy)中的中的运输形式运输形式物理物理(wl)溶解（前溶解（前提）提）化学化学(huxu)结合结合 ( 主要主要 )红细胞红细胞 血血 液液肺泡肺泡组织组织 O2 溶解溶解O2 结合结

8、合O2 溶解溶解O2 O2CO2 溶解溶解CO2 结合结合CO2 溶解溶解CO2 CO2第20页/共59页第二十页，共59页。第21页/共59页第二十一页，共59页。 血红蛋白血红蛋白(xuhng dnbi)的分子结构的分子结构血红蛋白(xuhng dnbi)=珠蛋白+亚铁血红素 X 4 氧与亚铁结合第22页/共59页第二十二页，共59页。| Hb Hb与与O2O2结合结合(jih)(jih)的特征的特征Hb+O2 2 HbO2 2肺肺PO2组织组织(zzh) PO2第23页/共59页第二十三页，共59页。 血红蛋白氧容量：血红蛋白氧容量： 每升每升(L)(L)血液血液(xuy)(xuy)中血

9、红蛋白所能负载的中血红蛋白所能负载的最大氧量。最大氧量。 血红蛋白氧含量：血红蛋白氧含量： 每升每升(L)(L)血液血液(xuy)(xuy)中血红蛋白实际结合的中血红蛋白实际结合的氧量。氧量。 血红蛋白氧饱和度：血红蛋白氧饱和度： 血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分数。血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分数。 动脉血动脉血95%95%， 混合静脉血混合静脉血75%75%第24页/共59页第二十四页，共59页。第25页/共59页第二十五页，共59页。第26页/共59页第二十六页，共59页。第27页/共59页第二十七页，共59页。第28页/共59页第二十八页，共59页。第29页/共59页第二十九

10、页，共59页。n通常以通常以P50作为作为(zuwi)Hb与与O2亲和力的亲和力的指标，指标，nP50是是Hb氧饱和度达到氧饱和度达到50%时血液的时血液的P02,n正常值是正常值是26.5mmHg， P50增大，表明增大，表明Hb与与O2亲亲和力下降和力下降,曲线右移；曲线右移； P50减减小，表明小，表明Hb与与O2亲和力增亲和力增大，曲线左移。大，曲线左移。第30页/共59页第三十页，共59页。第31页/共59页第三十一页，共59页。第32页/共59页第三十二页，共59页。第33页/共59页第三十三页，共59页。生理意义：氧的解离要与组织细胞生理意义：氧的解离要与组织细胞的新陈代谢的新陈

11、代谢(xn chn dixi)过程过程相适应。相适应。氧解离曲线及其变化氧解离曲线及其变化(binhu)的生理意义的生理意义第34页/共59页第三十四页，共59页。 （一）物理溶解(rngji)(rngji)： 5% 5%（二）化学结合： 95% 95% 碳酸氢盐:88%氨基(nj)甲酸血红蛋白:7%第35页/共59页第三十五页，共59页。第36页/共59页第三十六页，共59页。第37页/共59页第三十七页，共59页。第38页/共59页第三十八页，共59页。 O2 O2及及CO2CO2的运输过程是相互影响的。的运输过程是相互影响的。CO2CO2通过波通过波尔效应影响尔效应影响HbHb与与O2O

12、2的结合的结合(jih)(jih)和释放，和释放，O2O2又通过又通过霍尔登效应影响霍尔登效应影响HbHb与与CO2CO2的结合的结合(jih)(jih)和释放。和释放。第39页/共59页第三十九页，共59页。第40页/共59页第四十页，共59页。第41页/共59页第四十一页，共59页。脑桥延髓第42页/共59页第四十二页，共59页。调节系统调节系统(xtng)。n脊髓脊髓n是联系脑和呼吸是联系脑和呼吸(hx)(hx)肌的中继肌的中继站和整合某些呼吸站和整合某些呼吸(hx)(hx)反射的初反射的初级中枢。级中枢。脑干图脑干图第43页/共59页第四十三页，共59页。第44页/共59页第四十四页，

13、共59页。第45页/共59页第四十五页，共59页。 化学感受器化学感受器:适宜刺激适宜刺激(cj): A血或脑脊液中的血或脑脊液中的CO2、O2和和H+浓度的变化。浓度的变化。 外周化学感受器外周化学感受器 : 颈动脉体和主动颈动脉体和主动脉体脉体 中枢化学感受器中枢化学感受器 : 延髓腹外侧浅表延髓腹外侧浅表部位部位第46页/共59页第四十六页，共59页。 颈颈A体体 主主A体体 (+)(+) PCO2 PO2H+ （A血中）血中）第47页/共59页第四十七页，共59页。位于延髓位于延髓(yn su)腹外侧腹外侧浅表部浅表部生理性刺激物：脑脊液和局部生理性刺激物：脑脊液和局部(jb)细胞细胞

14、外液中的外液中的H+第48页/共59页第四十八页，共59页。第49页/共59页第四十九页，共59页。中枢化学中枢化学(huxu)感受器反感受器反应特点：应特点： 1）对血液中）对血液中CO2反应慢反应慢 2）对血液）对血液H+反应慢且反应慢且弱弱 3）不感受血液中低）不感受血液中低O2刺刺激激第50页/共59页第五十页，共59页。 CO2、H+和O2对呼吸(hx)的调节第51页/共59页第五十一页，共59页。第52页/共59页第五十二页，共59页。CO2进入进入(jnr)脑组织脑组织 (CO2+H2OH2CO3+H+ ) 中枢化学感受器中枢化学感受器 (主要途径主要途径)第53页/共59页第五

15、十三页，共59页。H+对呼吸对呼吸(hx)的调节的调节 A血中血中H+外周化学外周化学(huxu)感感受器途径受器途径呼吸呼吸(hx)加强加强血液中的血液中的H不易通过血脑屏障不易通过血脑屏障, , 故对故对中枢化学感受器的影响很弱。中枢化学感受器的影响很弱。第54页/共59页第五十四页，共59页。低低O2O2对呼吸对呼吸(hx)(hx)的调节的调节当当A血中血中PO260mmHg时：时： 呼吸无明显变化呼吸无明显变化;当当A血中血中 40mmHgPO2 60mmHg时，时， 呼吸加深呼吸加深(jishn)加快加快;当当A血中血中 PO2 40mmHg时时, 称重度缺氧，呼吸抑制。称重度缺氧，

16、呼吸抑制。第55页/共59页第五十五页，共59页。呼吸呼吸(hx)中枢中枢外周化学外周化学(huxu) (huxu) 感受器感受器呼吸呼吸(hx)中枢中枢呼吸加呼吸加强强动脉血中动脉血中PO2低氧对呼吸的影响机制低氧对呼吸的影响机制:(+)(+)(-)第56页/共59页第五十六页，共59页。 轻中度缺氧轻中度缺氧(qu yn)，刺激外周化学感受器兴奋呼吸中枢作用强于直接抑制，刺激外周化学感受器兴奋呼吸中枢作用强于直接抑制作用，表现为呼吸加强；作用，表现为呼吸加强； 重毒缺氧重毒缺氧(qu yn)，对呼吸中枢的直接抑制作用更强，表现为呼吸抑制。，对呼吸中枢的直接抑制作用更强，表现为呼吸抑制。低低O2O2对呼吸对呼吸(hx)(hx)的调节的调节第57页/共59页第五十七页，共59页。 严重肺气肿、肺心病严重肺气肿、肺心病, ,肺换气障碍导致血肺换气障碍导致血Po2Po2和和Pco2Pco2，长时间，长时间CO2CO2潴留使中枢化学感受器对潴留使中枢化学感受器对CO2CO2刺激作用发生适应，而外周化学感受器对低氧刺激刺激作用发生适应，而外周化学感受器对低氧刺激适应很慢，这