医学生理学：呼吸系统课件

1、第五章 呼吸RESPIRATION 机体与外界环境之间的气体交换过程称为呼吸，是维持机体生命活动所必须的基本生理过程之一。组织换气细胞内氧化代谢肺换气气体运输肺通气O2CO2呼 吸 全 过 程(the Whole Process of Respiration)肺通气pulmonary ventilation肺换气 gas exchange第一节 肺 通 气（pulmonary ventilation）肺与外界环境之间的气体交换过程。气体进出肺取决两方面因素：动力：直接动力：大气压与肺内压之间的压力差；原动力：呼吸运动阻力：弹性阻力和非弹性阻力。（一）呼吸运动 呼吸肌： 吸气肌 膈肌 肋间外肌

2、呼气肌 肋间内肌 腹壁肌 辅助呼吸肌 斜角肌 胸锁乳突肌等 呼吸的类型平静呼吸(eupnea)：吸气是主动，呼气是被动用力呼吸（labored breathing）：吸气和呼气都是主动一肺通气的动力 腹式呼吸：以膈肌舒缩活动为主胸式呼吸：以肋间外肌舒缩活动为主肺内压：肺泡内的压力。吸气初 大气压吸气末 = 大气压呼气初 大气压呼气末 = 大气压 人工呼吸原理（二）呼吸时肺内压与胸膜腔内压的变化降低大气压 呼气肺内压胸廓 扩大 缩小肺 扩大 缩小浆液内聚力胸内负压 吸气肌 收缩（呼气肌） 舒张原动力肺内压与大气压的压力差直接动力2.胸内压 胸膜腔内的压力。 胸内压形成以胸膜腔密闭且含浆液为条件胸

3、廓生长肺生长胸廓容积肺容积 胸廓将肺拉大肺回缩 胸内负压肺回缩肺内压 胸内压=肺内压 - 肺回缩力 =大气压 - 肺回缩力 = - 肺回缩力呼气末：-3 -5 mmHg吸气末：-5 -10 mmHg胸内负压意义：维持肺泡扩张状态，使 肺随胸廓运动而运动。 利于静脉血及组织液回流 气 胸二、肺通气的阻力（Resistance on pulmonary ventilation）通气阻力非弹性阻力（30%）弹性阻力肺弹性阻力胸廓弹性阻力肺组织本身回缩力表面张力 肺泡表面张力(2/3)1.肺弹性阻力 肺组织本身回缩力(1/3)肺泡表面张力 肺泡壁内液气-界面具有使肺泡回缩到最小面积的力，称肺泡表面张力

4、。 肺泡表面张力可能带来的问题： A肺泡积液 B大小肺泡失去稳定性 2T P=肺泡内压 小肺泡内压高塌陷P=- T=表面张力 大肺泡内压低膨胀 r r=肺泡半径 R2R1P1P2TT注 P 肺泡回缩力R 半径 R2=2R1 T 表面张力 拉普拉斯 定律 P=2T/R肺表面活性物质（Pulmonary surfactant）成分表面活性物质结合蛋白（SP）二棕榈酰卵磷脂（DPPC）表面活性物质产生：肺泡型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂表面活性物质作用降低表面张力: 维持大小肺泡容积稳定 小肺泡DPPC密度大，T较小 减小肺间质和肺内的组织液生成， 防止肺水肿的发生；防止肺不张。 降低吸气阻力，减少吸气

5、作功。 气道阻力(80%-90%) 惯性阻力 粘滞阻力（二） 非弹性阻力 (non-elastic resistance)三、肺通气功能的评价(Evaluation of function of pulmonary ventilation)（一） 肺容量（二） 肺通气量肺容量及其组成肺总容量肺活量深吸气量机能余气量补吸气量补呼气量余气量潮气量 肺泡通气量 ：每分钟吸入肺泡的新鲜空气量 （潮气量无效腔气量）X 呼吸频率 肺泡气更新率 = 潮气量无效腔量机能余气量 每分通气量 ：每分钟吸入或呼出的气体量 潮气量X 呼吸频率（二） 肺通气量被测者肺泡通气量(毫升/分)呼吸频率(次/分)肺通气量(毫升

6、/分)潮气量(毫升)正常安静168000500浅快呼吸2503280003200深慢呼吸10008800068005600不同呼吸频率、潮气量对肺通气量及肺泡通气量的影响在一定的呼吸频率范围内深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效。结论：无效腔生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔肺泡通气量 每分钟吸入肺泡的新鲜气量。 =（潮气量 无效腔气量） 呼吸频率解剖无效腔1502500吸气呼气末1502500150350500呼气吸气末1502500呼气末150350更新率：350/25001/7第二节 气体交换(gas exchange) 一、气体交换的原理形式：气体单纯扩散动力：气体分压（张力）差扩散距离分子

7、量平方根分压差扩散面积溶解度温度D=大气组织肺泡气静脉血动脉血PO2PCO215940401021040.3405030大气、肺泡气、血液、组织中的PO2 和 PCO2 (mmHg)9710046肺换气与组织换气示意图二、肺换气 （一）过 程肺泡与毛细血管之间的气体交换过程。 呼 吸 膜 示 意 图（二）影响因素1. 呼吸膜厚度 呈反变关系 肺纤维化 肺水肿 增厚 2.呼吸膜面积 呈正变关系 运动时面积增大； 肺不张、肺实变、 肺Cap闭塞时面积减小 （二）影响因素 气多或血少 气少或血多 V/Q V/Q肺泡无效腔 A-V短路 换气效率低（二）影响因素3.通气/血流比值（V/Q=0.84） 每

8、分肺泡通气量和每分肺血流量的比值。通气血流比值正常V/Q减小V/Q增大V/Q减小(二)组织换气血液与组织细胞之间的气体交换过程。一、O2 的运输：氧含量/氧容量2. 血氧饱和度 第三节 气体在血液中的运输1. HbO2（98.5%)、物理溶解运输形式：物理溶解、化学结合 Hb+O2 HbO2Hb与O2结合的特征： 反应快、不需酶催化、可逆、主要受 PO2影响 属氧合反应 1分子Hb可结合4分子O2 氧离曲线呈S形 Hb氧容量 100ml血的Hb所能结合的最 大氧量。Hb氧含量 100 ml血的Hb实际结合的氧量。Hb氧饱和度 Hb氧含量和Hb氧容量的 百分比。1氧离曲线上段 Hb与O2结合部分

9、，曲线平坦，PO2的变化对Hb氧饱和度影响不大。氧解离曲线2氧离曲线中段 曲线坡度较陡，PO2 稍有降低，氧饱和度就明显减小 。3氧离曲线下段 HbO2解离出O2，曲线坡度最陡，PO2稍降低，HbO2就大大下降。代表了O2的储备。二、CO2的运输1.碳酸氢盐的形式2.氨基甲酰血红蛋白形式 第四节 呼吸运动的调节(respiratory regulation) 一、呼吸的基本中枢 最基本的呼吸中枢是延髓 脑桥有呼吸调整中枢二 呼吸的反射性调节(Refles regulation of respiration) （一）肺牵张反射（pulmonary strech reflex ） 1肺扩张反射（p

10、ulmonary inflation reflex) 2肺缩小反射（pulmonary deflation reflex （二）呼吸肌本体感受性反射（三）化学感受性反射1化学感觉器（1）外周化学感受器：颈动脉体和主动脉体 感受血液PCO2、H+和PO2 （2）中枢化学受器：延髓腹外侧浅表部位 感受脑脊液和局部组织液中H+的刺激主动脉体Aortic bodies颈动脉体Carotid bodies外周化学感受器Peripheral Chemoreceptor化学感受器Chemoreceptor中枢化学感受器central Chemoreceptor迷走神经窦神经呼吸中枢反射弧（1）CO2对呼吸的

11、影响CO2是维持正常呼吸的生理性刺激因素。作用途径： CO2透过血脑屏障进入脑脊液与H2O形成H2CO3解离出H+刺激中枢化学感受器兴奋呼吸中枢反射性呼吸加深加快肺通气量增加（主要途径） CO2直接刺激外周化学感受器冲动传入延髓兴奋呼吸中枢反射性使呼吸加深加快肺通气量增加H2O碳酸酐酶H2CO3中枢化学感受器H+HCO3动脉血中PCO2升高CO2血脑屏障 动脉血H+浓度增加，呼吸加深加快， 肺通气增加； 血H+外周化学感受器呼吸中 枢兴奋（动脉血H+难于通过血脑屏障） 脑脊液中的H+中枢化学感受器的最 有效刺激。 （2）H+浓度对呼吸的影响 吸入气PO2降低，动脉血PO2降低，刺激外周化学感受器 ，呼吸加深加快，肺通气量增加。 动脉血PO28.0kPa（60mmHg） 肺通气量