第7版呼吸系统生理

1、第7版呼吸系统生理呼吸 : 机体与外界环境之间的气体交换过程。 血液循环 肺 组织细胞 O2 O2 CO2 CO2 肺通气 肺换气 气体在血液 组织 细胞内氧 中的运输 换气 化代谢 外呼吸 内呼吸呼吸道分级示意图:肺的传导部肺的呼吸部第一节 肺通气一、肺通气的原理（一）肺通气的动力1、呼吸运动2、肺内压3、胸膜腔内压（ 二）肺通气的阻力1、弹性阻力和顺应性2、非弹性阻力1、呼吸运动（1）呼吸运动的过程 呼吸肌收缩胸腔容积变化肺容积变化肺内压变化肺泡与大气压力差肺通气。 吸气肌：膈肌、肋间外肌。斜角肌、胸锁乳突肌。 呼气肌：腹壁肌、肋间内肌。（2）呼吸运动的形式1）腹式呼吸和胸式呼吸2）平静呼

2、吸和用力呼吸12-18次/分呼吸肌胸式呼吸：肋间肌舒缩活动腹式呼吸：膈肌舒缩活动平静呼吸：吸气主动，呼气被动用力呼吸：吸气和呼气都是主动的呼 气肺内压大气压缩 小肺 脏吸 气肺内压大气压胸 廓呼 吸 肌缩 小收 缩舒 张扩 张 原动力:呼吸肌肉运动。 直接动力:肺内压与外界大气压间的压力差。扩 张 人工呼吸 (Artificial respiration)用人为的方法造成肺内压和大气压之间的压力差来维持肺通气。方法：人工呼吸机 口对口人工呼吸 节律挤压胸廓关键：保持呼吸道通畅，争取时间(4分钟以内) 肺内压是指肺泡内的压力气流运动的方向取决于肺内压与大气压之间的压力差2、肺内压 3、胸膜腔内压

3、 （1）.胸膜腔： 胸膜脏层和壁层之间的腔。 （2）.胸内负压：两种力： 肺内压 使肺扩张 肺弹性回缩力 使肺泡回缩 胸内压 = 肺内压肺弹性回缩力吸气末和呼气末,气流停止, 肺内压 = 大气压 胸内压=肺回缩力 维持肺叶的扩张状态，有利于肺泡进行气体交换。 (气胸 肺不张) 有利于静脉血和淋巴液回流(腔静脉和胸导管) 胸内负压的生理意义胸内压形成的前提条件: 有少量浆液的密闭腔； 肺和胸廓是弹性组织； 胸廓自然容积肺容积； 壁层胸膜紧贴于胸廓内壁, 大气压对其影响极小。 胸内压特点：胸内压在呼吸过程中始终低于大气压，为负压。平静呼气之末胸内压为与-5 -3mmHg，平静吸气之末胸内压为-l0

4、 -5mmHg，用力吸气时负压可达-3OmmHg。 （二）、肺通气的阻力 1. 弹性阻力（70%）（1）肺的弹性阻力和顺应性 平静吸气的弹性阻力弹性纤维和胶原纤维液-气界面表面张力1/32/3平静呼气的弹性阻力胸廓的外向弹性回位力肺顺应性=肺容积变化(V) 跨肺压力变化(P)肺泡内压 比顺应性 测得的肺顺应性（L/cmH2O） 比顺应性= 肺总量（L）压力-容积曲线（2）胸廓的弹性阻力和顺应性肺泡表面活性物质二棕榈酰卵磷脂作用：降低肺泡表面张力，增加顺应性（3）肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性 肺泡表面张力的作用： a.肺泡回缩吸气阻力 b.肺泡内压不稳定肺泡破裂或萎缩 c.促肺泡内液生成产生肺水

5、肿 2. 非弹性阻力（30%）惯性阻力、粘滞阻力、气道阻力气道阻力占80-90% 影响因素： 跨壁压 肺实质的放射状牵引 自主神经对管壁平滑肌的调节迷走神经兴奋乙酰胆减+M受体平滑肌收缩口径气流阻力交感神经兴奋去甲肾上腺素+受体 平滑肌舒张口径气流阻力 化学因素的影响内皮素、组胺、5-HT、白三烯、PGF2、PGE2 阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。弹性阻力非弹性阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关粘滞阻力惯性阻力肺弹性回缩力: 1/3肺泡表面张力：2/3常态下可忽略不计二、肺通气功能的评价（一）肺容积和肺容量1、肺容积（1） 潮

6、气量：平静呼吸时，每次吸入或呼出的气体量。（2） 补吸气量：平静吸气后，再尽力吸气所吸入的气量。（3） 补呼气量：平静呼气后，再尽力呼气所呼出的气量。（4） 残气量：最大呼气末尚存留肺内的气体量。2. 肺容量：（1）深吸气量：潮气量和补吸气量之和。（2）功能残气量：残气量与补呼气量之和。（3）肺活量、用力肺活量和用力呼气量： FV：潮气量+补吸气量+补呼气量 FVC：最大深吸气后，不限时间内尽力尽快呼气所呼 出的气量。 FEV：最大深吸气后，一定时间内尽力尽快呼气所呼 出的气量。FEV1/FVC：正常值80%（4）肺总量：肺活量+残气量 4 3 2 第1秒 肺 1 0 容 0 1 2 3 4

7、5 6 7 S 4 量 3 2 第1秒 1 0 0 1 2 3 4 5 6 7 S 肺容量图示: 潮气量 补吸气量和深吸气量 补呼气量 肺活量和时间肺活量 肺总容量 无效腔（二）肺通气量和肺泡通气量 1. 肺通气量 每分通气量=潮气量呼吸频率（次/min） 2. 无效腔和肺泡通气量 解剖无效腔：无气体交换能力的腔（从上呼吸道呼吸性细支气管）。 肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。 生理无效腔=解剖无效腔+肺泡无效腔 肺泡通气量=（潮气量-生理无效腔）X 呼吸频率 呼吸频率 潮气量 肺通气量 肺泡通气量 (次/min) (ml) (ml/min) (ml/min) 16 500

8、8000 5600 8 1000 8000 6800 32 250 8000 3200结论：深而慢的呼吸比浅而快的呼吸效率高（三）最大呼气流速-容积曲线(MEFV曲线)（四）呼吸功 呼吸肌消耗能量克服弹性和非弹性阻力所做的功通常以V50和V25表示50%和25%肺活量时的流速，它们可比FEV1较敏感地反映小气道的病变。在阻塞性肺疾患早期，V50和V25即下降。 肺通气障碍通气功能障碍的发病环节呼吸中枢抑制脊髓高位损伤脊髓前角细胞受损运动神经受损呼吸肌 无力弹性阻力增加 胸壁损伤气道狭窄 或阻塞第二节 肺换气和组织换气一、肺换气和组织换气（一）气体的扩散1、气体的分压差2、气体的分子量和溶解度3

9、、扩散面积和距离4、温度正常肺小叶结构 （二）呼吸气体和人体不同部位气体的分压混合气的总分压=各气体的分压的总和1、呼吸气和肺泡气的成分的分压2、血液气体和组织气体的分压动脉血 静脉血 组织100 40 3040 46 50PO2PCO2PiO2 150mmHgPAO2 100PACO2 40外呼吸externel resp.肺通气ventilation肺换气gas exchangePvO2 40mmHgPvCO2 46mmHgPaO2 100mmHgPaCO2 40mmHg气体交换肺部:肺泡气中O2的分压大于 肺毛细血管O2 的分压, O2 进入血管. 肺泡气中CO2 的分压小于 肺毛细血管

10、CO2 的分压, CO2进入肺泡. 组织:组织中O2的分压小于毛细 血管O2 的分压, O2进入组织. 组织中CO2 的分压大于毛细 血管CO2 的分压, CO2进入 血管. 二、肺换气（一）肺换气过程1、呼吸膜的厚度：含SP的液体层肺泡上皮层基底膜层间隙层毛细血管基底膜层毛细血管内皮（二）影响肺换气的因素3、通气/血流比值2、呼吸膜的面积2、肺泡通气与血流比例（V/Q）失调 （ Ventilation-perfusion imbalance）生理性V/Q失调：从肺尖部到肺底部 胸腔内负压上部下部，肺尖部肺泡扩张程度较大，顺应性小，通气量下部上部；而受重力影响肺底部血流肺上部 正常PaO2比P

11、AO2稍低的主要原因 =正常VAQ4L5L 0.8 部分肺泡通气不足功能性分流（functional shunt）病肺 健肺 全肺VA/Q 0.8 0.8 =0.8PaO2 CaO2 PaCO2 NCaCO2 N通气不足部分肺血流障碍死腔样通气 （dead space like） 病肺 健肺 全肺VA/Q 0.8 0.8 =0.8PaCO2 NCaCO2 NPaO2 CaO2 血流不足（三）肺扩散容量三、组织换气DL=V/ PA-PC弥散量测定：DLO2=1.23 X DLCO第三节 气体在血液中的运输氧和二氧化碳在血液中存在的形式 物理溶解 化学结合一、 氧的运输(一)Hb的分子结构（二）H

12、b与O2结合的特征： Hb+O2=HbO21、快，可逆，不需酶2、氧合不是氧化3、1分子Hb结合4分子02 （1） 氧容量：每100ml血液的Hb所能结合的最大氧量（20ml） （2）氧含量 ：每100ml血液的Hb实际结合氧的量 （3）氧饱和度： Hb氧含量所占Hb的氧容量 的百分数 4、变构效应 ： 亲和力 ：疏松型(R型) 紧密型(T型) 发绀 (cyanosis) 毛细血管中脱氧血红蛋白5 g/dl，使皮肤、粘膜呈青紫色HbO2HHb正常5g/dl缺氧（三）氧解离曲线 氧离曲线：表达氧分压与氧饱和度之间的关系的曲线。上段：平坦，结合阶段中段：陡峭，释放阶段下段：陡峭，释放贮备（四）影响

13、氧离曲线的因素 1. pH和 PCO2的影响 2. 温度的影响 3. 2,3-DPG的影响 4. 其他因素2040608010020406080100氧饱和度%氧分压 (mmHg)pH, PCO22,3DPG,温度二、二氧化碳的运输（一）CO2的运输形式 1. 碳酸氢盐形式 2. 氨基甲酰血红蛋白（二） CO2解离曲线没有饱和点，纵坐标为浓度（三）O2与Hb的结合对CO2运输的影响何而登效应：氧合血红蛋白的形成促进氨基甲酰血红蛋白释放CO2一、呼吸中枢与呼吸节律的形成 （一）呼吸中枢 1、脊髓 第四节 呼吸运动的调节2、低位脑干呼吸中枢: 延髓：基本呼吸中枢 脑桥上部：呼吸调整中枢 脑桥中下部

14、：长吸中枢呼吸神经元: 吸气神经元 呼气神经元 跨时相神经元3、高位脑通过对脑桥和延髓对呼吸中枢的作用，调节呼吸的节律 通过皮质脊髓束和和黑质红核脊髓束，下传直接支配呼吸肌的运动神经元，调节其活动。 意义：意识性呼吸。自主呼吸和随意呼吸分离现象（一）化学感受性呼吸反射1、化学感受器（1）外周化学感受器: 颈动脉窦 主动脉弓二、呼吸运动的反射性调节（2）中枢化学感受器: 延髓腹外侧浅表 头端 中间部 尾端 2、CO2、H+ 和O2对呼吸的调节（1）CO2：效应发生在PCO2一定范围内 中枢化学感受器起主要作用 陈-施呼吸共同效应：中枢和外周化学感受器兴奋呼吸中枢兴奋 呼吸频率和深度增加肺通气增加各自特点（3） O2：缺氧完全是通过外周化学感受器实现 适应慢，中枢对CO2发生适应时主要依靠 对外周缺氧的感受（2） H+： 对中枢化学感受器最有效的刺激 3. CO2、H+和O2对呼吸的调节 CO2升高 H+与之协同H+升高 CO2与之抵消 PO2降低 CO2与之抵消 （二）肺牵张反射 1、肺扩张反射（迷走吸气抑制反射） 肺扩张支气管和细支气管中牵张感受器兴奋迷走 神经传入纤维抑制吸气中枢，引起呼气。意义：有利防止吸气过深过长，加速由吸气向呼气转换。病理情