齐鲁医学呼吸生理

1、第七章 呼吸系统的结构与功能2021/7/27 星期二1肺呼吸气体在血液中的运输细胞呼吸肺通气：肺泡 外界大气肺换气：肺泡肺毛细血管血液组织换气：内环境 细胞（外呼吸）（内呼吸）细胞内的有氧代谢生化范畴呼吸：机体与外界环境的气体交换过程。呼吸过程的三个环节：2021/7/27 星期二2呼吸过程示意图肺通气肺换气气体在血液中运输细胞呼吸2021/7/27 星期二3第一节 呼吸系统的组成和结构呼吸道鼻咽喉气管支气管肺支气管树导管部： 呼吸部： 细支气管 肺泡 2021/7/27 星期二4肺内支气管树呼吸部： 呼吸系统概貌2021/7/27 星期二52021/7/27 星期二6第二节 肺通气一、肺通

2、气的原理（一）肺通气的动力直接动力：肺内压和大气压之间的压力差吸气肺内压高于大气压呼气肺内压低于大气压原动力：呼吸运动2021/7/27 星期二7呼吸运动（respiratory movement）吸气肌：隔肌、肋间外肌呼气肌：肋间内肌、腹肌辅助吸气肌群：斜角肌、胸锁乳突肌等1）吸气2) 呼气（1）呼吸运动过程概念：呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小。2021/7/27 星期二8呼吸肌斜角肌胸锁乳突肌肋间外肌膈肌肋间内肌 腹部 肌群吸气肌呼气肌2021/7/27 星期二9肋间外肌肋间内肌2021/7/27 星期二10呼吸运动引起的胸廓容积变化 2021/7/27 星期二11（2）呼吸运动形式平

3、静呼吸 吸气主动、呼气被动用力呼吸 吸气主动、呼气主动胸式呼吸 肋间外肌活动为主腹式呼吸 膈肌活动为主 成人：胸式和腹式混合式呼吸婴幼儿：腹式呼吸为主妊娠后期：胸式呼吸为主2021/7/27 星期二122. 肺内压: 指肺泡内的压力。（1）呼吸过程中肺内压的变化肺内压吸气初： 大气压末：= 大气压2021/7/27 星期二13呼吸过程中肺内压、胸内压及呼吸气容积的变化过程 2021/7/27 星期二14（2）人工呼吸的原理定义：人为地造成肺内压和大气之间的压力差来维持肺通气。人工呼吸机口对口的人工呼吸法有节律性地挤压胸廓的负压通气方法：前提：呼吸道通畅2021/7/27 星期二15 胸膜脏、壁

4、两层在肺根处互相反折移行，在两肺周围分别形成两个互不相通、完全封闭的腔。（1）胸膜腔特点：潜在腔隙少量浆液润滑作用浆液分子的内聚力两层胸膜贴附3. 胸膜腔内压胸膜腔：2021/7/27 星期二16气胸：胸膜破裂，胸膜腔与大气相通，空气将立即进入胸膜腔内，形成气胸。2021/7/27 星期二17胸内压 肺 （4）胸膜腔负压的生理意义维持肺泡扩张状态，并随胸廓的运动而张缩，保证肺通气和肺换气降低中心静脉压，促进胸腔淋巴液和静脉血回流。2021/7/27 星期二19（二）肺通气的阻力1弹性阻力概念：弹性组织受外力作用发生变形时所产生的对抗变形的力。度量指标：顺应性顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩

5、张性。 顺应性弹性阻力2021/7/27 星期二20（1）肺的弹性阻力与顺应性： 肺组织：弹性纤维和胶原纤维的弹性回缩力 肺泡内：液-气界面所产生的表面张力（2）肺泡表面张力与肺表面活性物质肺表面活性物质： 降低弹性阻力维持大小肺泡的稳定性防止肺水肿（3）胸廓的弹性阻力和顺应性2021/7/27 星期二21表面张力2021/7/27 星期二22呼吸膜、肺泡表面张力与肺表面活性物质2021/7/27 星期二23肺泡上皮C：型二软脂酰卵磷脂肺泡气液交界面的表面张力肺泡上皮C组织间隙毛细血管内皮C肺泡上皮基膜含表面活性物质的液体层（分泌C）1 m型呼吸膜：毛细血管肌膜2021/7/27 星期二242

6、.非弹性阻力 定义：在气体流动时产生的，并随流速加快而增加，故为动态阻力。包括惯性阻力、粘滞阻力和气道阻力。 （1）气道阻力定义：由气体流经呼吸道时，气体分子间及气体分子与呼吸道壁之间的摩擦所产生阻力 。分布：鼻、声门、直径2 mm以上细支气管、气管等部位。2021/7/27 星期二25（2）影响气道阻力的因素气流速度气流形式管径大小（呼吸性细支气管） 气道的跨壁压肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用神经系统对气道管壁平滑肌舒缩活动的调节化学因素阻力层流阻力湍流阻力2021/7/27 星期二26二、肺通气功能的评价 （一）肺容积：是指肺内气体的容积1. 潮气量：每次吸入或呼出的气量。2. 补吸气

7、量：平静吸气末， 再尽力吸入的气量。正常成人：400500 ml正常成人：15001800 ml3. 补呼气量：平静呼气末，再用力呼出的气量。正常成人：10001500 ml4. 残气量：用全力呼气后，肺内所留的气体量。（余气量）正常成人：10001500 ml（吸气储备量）（呼气储备量） 2021/7/27 星期二27肺容积和肺容量示意图2021/7/27 星期二281. 深吸气量（inspiratory capacity）：1+22. 功能残气量（functional residual capacity）：3+4 3. 肺活量：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气量（vital capaci

8、ty）。 4. 用力呼气量 ：指尽力最大吸气后再尽力尽快呼气时，在一定时间内所能呼出的气量。 常用：1秒用力呼气量（FEV1） 5. 肺总量：1+2+3+4（二）肺容量：是肺容积中两项或两项以上的联合气量。2021/7/27 星期二291每分通气量：潮气量频率2最大随意通气量（自学）3无效腔和肺泡通气量（三）肺通气量和肺泡通气量 每分肺泡通气量=（潮气量-解剖无效腔容量）呼吸频率 肺泡无效腔 无效腔：解剖无效腔生理无效腔2021/7/27 星期二30 不同呼吸频率和潮气量时肺通气量和肺泡通气量 呼吸频率（次/分钟）潮气量（ml）肺通气量（ml/min）肺泡通气量（ml/min）16500800

9、0560081000800068003225080003200 深而慢的呼吸比浅而快的呼吸效率高。 2021/7/27 星期二31第三节 肺换气和组织换气一、肺换气和组织换气的基本原理（一）气体的扩散肺换气：肺泡 血液组织换气：血液 组织动力：气体的分压差方式：扩散2021/7/27 星期二32（二）气体扩散速率及影响因素SMWd = 1. 气体的分压差：正比2. 气体的分子量和溶解度 S（溶解度） MW d（扩散速率）O2：2.14 ml/L 32 3.78 CO2: 51.5 ml/L 44 77.64dCO2 20dO2 CO2的扩散速率大于O22021/7/27 星期二333. 扩散面

10、积和距离与扩散面积成正比，与扩散距离成反比4. 温度 ：正比2021/7/27 星期二34二、肺 换 气（一）肺换气过程2021/7/27 星期二35（二）影响肺换气的因素 1. 呼吸膜的厚度 厚度2. 呼吸膜的面积扩散速率扩散量面积扩散速率扩散量3. 通气血流比值=每分肺泡通气量（VA）每分肺血流量（Q）= 0.84呼吸膜结构示意图 2021/7/27 星期二36通气/血流比值可能出现的三种情况 VA / Q肺泡无效腔肺泡气更新率VA / Q功能性动-静脉短路血中PO2 PCO22021/7/27 星期二37通气/血流比值可能出现的三种情况 2021/7/27 星期二38（三）肺扩散容量（自

11、学） 三、组织换气2021/7/27 星期二392021/7/27 星期二40第四节 气体在血液中的运输 运输形式： 物理溶解：量少，是化学结合的前提化学结合：量多，以物理溶解为前提O2 、CO2溶解化学结合溶解2021/7/27 星期二41一、氧的运输（一）氧在血液中存在的形式血液中O2和CO2的含量（ml/100 ml 血液）动脉血混合静脉血物理溶解化学结合总量物理溶解化学结合总量O20.3120.020.3170.1115.215.31CO22.5346.448.932.9150.052.91 以Hb为主要运输工具2021/7/27 星期二421Hb分子的结构 2021/7/27 星期二

12、43Hb + O2 HbO2PO2高PO2低2021/7/27 星期二442Hb与O2结合的特征（1）反应快，可逆，不需酶，反应方向取决于PO2高低（2）Fe2+与O2 结合后仍是二价铁（3）1分子Hb可以结合4分子O2氧容量：100ml血液中Hb所能结合的最大O2量氧含量：100ml血液中Hb实际结合的O2量氧饱和度：血氧含量PO2血氧容量100%Hb量（4）Hb的变构效应： 紧密型（T型）：去氧Hb疏松型（R型）：氧合Hb2021/7/27 星期二45氧解离曲线2021/7/27 星期二46二、CO2的运输2. 化学结合：1. 物理溶解：5%（1）碳酸氢盐形式：88%血浆CO2CO2H2O

13、CAH2CO3H+HCO3 -Na+HCO3 -NaHCO3Cl -可逆的红细胞（一）CO2的运输形式2021/7/27 星期二47（2）氨基甲酸血红蛋白形式：7%HbNH2 + CO2HbNHCOOH氧合作用HbNHCOO-H+调节因素：在组织在肺HbO2的酸性高，不易与CO2结合还原Hb的酸性低，容易与CO2结合2021/7/27 星期二48（二）CO2解离曲线表示血液中CO2 含量与PCO2 关系的曲线。血液CO2 含量随PCO2上升而增加。与氧解离曲线不同，二者之间接近线性关系而不是S形曲线，而且没有饱和点。因此，CO2 解离曲线的纵坐标不用饱和度而用浓度表示。血液流经肺时每100 m

14、l血液释出4 ml的CO2。2021/7/27 星期二49CO2解离曲线2021/7/27 星期二50（三）O2与Hb的结合对CO2运输的影响O2与Hb结合将促使CO2释放，这一效应称为何尔登效应。可见O2和CO2的运输相互影响。CO2通过波尔效应影响O2的结合和释放。O2又通过何尔登效应影响CO2的结合和释放。2021/7/27 星期二51第五节 呼吸运动的调节 脊髓脑桥 高位脑一、呼吸中枢与呼吸节律的形成 基本中枢：延髓2021/7/27 星期二52呼吸中枢示意图脑桥延髓2021/7/27 星期二53二、呼吸的调节神经调节为主（一）化学感受性反射对呼吸运动的调节1. 化学感受器：适宜刺激为

15、O2、CO2 和H+ 等化学物质。外周化学感受器：颈动脉体和主动脉体中枢化学感受器：延髓腹外侧浅表部 反射弧2021/7/27 星期二54外周化学感受器中枢化学感受器2021/7/27 星期二55区别外周化学感受器中枢化学感受器部位颈动脉体和主动脉体延髓腹外侧浅表部适宜刺激动脉血中PO2、PCO2和pH变化1. 颈动脉体主动脉体2. 三种刺激可协同作用脑脊液和局部细胞外液中H+浓度1. 不感受缺氧的刺激2. 对CO2的敏感性高于外周，但反应潜伏期长3. 动脉血pH变化的作用小而缓慢主要作用机体缺氧时维持对呼吸的驱动调节脑脊液中H+维持稳定的pH环境2021/7/27 星期二562. CO2、H

16、+ 和O2对呼吸的调节A、一定范围内动脉血中的PCO2对维持呼吸和呼吸中枢的兴奋性是必要的。B、吸入气中CO2适当阈值：动脉血 PCO2 40 mmHg PCO2适当呼吸加深加快过量（吸入气中CO2浓度超过7%）呼吸中枢呼吸（-）（-）（1）动脉血液中 CO2分压对呼吸的调节过量呼吸中枢CO2麻醉（-）（吸入气中CO2浓度超过15%）2021/7/27 星期二57动脉血中单纯PCO2、PO2、pH变化时的肺泡通气反应 2021/7/27 星期二58两条途径：颈A体主A体化学感受器窦N迷走N延髓呼吸加深加快PCO2脑脊液中H2CO3H+中枢化学感受器舌咽N传出NPCO2H2OCAHCO3-延髓（

17、动脉血）（+）呼吸中枢（+）（+）透过血-脑屏障外周途径中枢途径（主要）血脑屏障通透性2021/7/27 星期二59（2）动脉血液中H+对呼吸的调节 外周化学感受器呼吸加快加深（+）动脉血 H+（3）动脉血液中O2分压对呼吸的调节 吸入气中O2含量 10%动脉血PO2 8kPa低氧或缺氧外周化学感受器呼吸加快加深呼吸中枢（+）2021/7/27 星期二603CO2、H+ 和O2在调节呼吸中的相互作用 PCO2H+增强CO2的作用H+CO2 排出PCO2抵消了一部分H+ 的刺激作用PO2呼出较多的CO2PCO2 和H+减弱了低O2 的刺激作用2021/7/27 星期二61PCO2、PO2、pH对肺泡通气的综合影响 2021/7/27 星期二62（二）肺牵张反射（黑-伯反射）定义：由肺扩张或缩小萎陷所引起的吸气抑制或吸气兴奋的反射性呼吸变化肺扩张反射（pulmonary inflation reflex）肺萎陷反射（pulmonary deflation reflex）2021/7/27 星期二63肺的神经支配感觉神经肺泡牵张感受器膈肌运动神经迷走神经膈神经肋间外肌肋间神经