生理学课件-呼吸

1、呼 吸呼 吸生理学课件_呼吸概 述1.概念2.环节3.意义概 述1.概念呼吸：人体与外界环境间O2和CO2的交换过程呼吸：呼 吸 全 过 程组织换气细胞内氧化代谢肺换气气体运输肺通气O2CO2气体在血液中的运输外呼吸内呼吸呼 吸 全 过 程组细胞内肺气体运输肺O2CO2气体概 述概 述第一节 肺通气一.呼吸道的结构特征和功能二.肺泡的结构特征和功能三.肺通气的动力四.肺通气的阻力五.肺容积和肺容量六.肺通气量第一节 肺通气一.呼吸道的结构特征和功能生理学课件_呼吸生理学课件_呼吸一.呼吸道的结构特征和功能 神经 体液交感神经 迷走神经 组织胺 异丙肾上腺素 NE+2 Ach+M 呼吸道平滑肌

2、呼吸道平滑肌 舒张 收缩 收缩 舒张一.呼吸道的结构特征和功能 神经 生理学课件_呼吸二.肺泡的结构特征和功能1.肺泡的结构2.呼吸膜3.肺泡表面活性物质二.肺泡的结构特征和功能1.肺泡的结构生理学课件_呼吸生理学课件_呼吸生理学课件_呼吸三.肺通气的动力（一）呼吸运动（二）肺内压（三）胸内压三.肺通气的动力（一）呼吸运动（一）呼吸运动1.概念2.过程3.状态4.型式（一）呼吸运动1.概念生理学课件_呼吸生理学课件_呼吸生理学课件_呼吸肺内压降低大气压 呼气 吸气肌 收缩（呼气肌） 舒张 胸廓 扩大 缩小肺 扩大 缩小?肺内压降低大气压 呼气 吸气生理学课件_呼吸（二）肺内压（二）肺内压生理学

3、课件_呼吸（三）胸内压（三）胸内压胸膜腔: 密闭的、潜在的腔隙，内无气体，有少量浆液浆液作用：润滑，产生内聚力胸膜腔内压胸膜腔内的压力胸膜腔: 浆液作用：润滑，产生内聚力胸膜腔内压胸膜腔内的压力平静吸气末约为-5 -10mmHg，呼气末约为-3-5mmHg用力吸气可降到-90mmHg,用力呼气可升高到110mmHg平静吸气末约为-5 -10mmHg，呼气末约为-3-5m 胸内压=肺内压肺回缩力 胸廓生长速度肺, 扩张肺产生向内的弹性回缩力使肺泡扩张的肺内压作用于胸膜腔的力：吸气末或呼气末，胸内压肺的回缩力胸内压形成原理 胸内压=肺内压肺回缩力 胸廓生长速度肺, 有利于肺扩张开放性气胸胸内压的生

4、理意义：肺塌陷，呼吸循环障碍有利于肺扩张开放性气胸胸内压的生理意义：肺塌陷，呼吸循环障生理学课件_呼吸生理学课件_呼吸(2)有利于静脉血淋巴液的回流(2)有利于静脉血淋巴液的回流生理学课件_呼吸肺内压降低大气压 呼气 吸气肌 收缩（呼气肌） 舒张 胸廓 扩大 缩小肺 扩大 缩小胸内负压浆液内聚力肺内压降低大气压 呼气 吸气四.肺通气的阻力（一）弹性阻力（二）非弹性阻力四.肺通气的阻力（一）弹性阻力通气阻力非弹性阻力（30%）肺组织本身回缩力 (1/3)肺泡表面张力(2/3)肺弹性阻力胸廓弹性阻力通气阻力非弹性阻力（30%）肺组织本身回缩力肺泡表面张力肺弹顺应性顺应性1.肺顺应性(lung co

5、mpliance, CL ) 在外力作用下，弹性组织的可扩张性 CL 1R肺顺应性：单位压力变化引起的肺容量变化CL=肺容量的变化 / 跨膜压的变化 (L/cmH2O)（一）肺弹性阻力1.肺顺应性(lung compliance, CL ) 正常及几种异常情况下顺应性曲线正常肺气肿（emphysema）肺纤维化(fibrosis)肺容积(升)正常及几种异常情况下顺应性曲线正常肺气肿（emphysema生理学课件_呼吸比顺应性(specific compliance)： 肺顺应性/肺容积肺顺应性的影响因素(1) 肺容积肺顺应性(L/cmH2O)成人 新生儿肺容积(L)2.50.08比顺应性0.0

6、80.075比较不同个体肺的弹性阻力0.2 (1/5)0.006比顺应性(specific compliance)：肺顺应性肺弹性阻力肺组织本身回缩力 (1/3)肺泡表面张力 (2/3)2.肺弹性阻力的构成肺弹性阻力肺组织本身回缩力肺泡表面张力2.肺弹性阻力的构成表面张力表面张力生理学课件_呼吸r2r1P1P2TT注P:泡内压 r:半径T: 表面张力拉普拉斯 定律 P2T/rr2r1P1P2TT注拉普拉斯 定律 P2T/r3.肺表面活性物质（Pulmonary surfactant，PS）成分脂质PS结合蛋白质 亲水性蛋白 SP-A，SP-D 疏水性蛋白 SP-B， SP-C 80%-90%磷

7、脂10%磷脂酰胆碱（PG）二棕榈酰卵磷脂（DPPC）3.肺表面活性物质成分脂质PS结合蛋白质80%-90%磷脂1生理学课件_呼吸肺表面活性物质的作用(1)降低肺泡表面张力,降低吸气阻力,增加肺顺应性(2)稳定大小肺泡的容量 r PS 降低T T P P =2T/r小 密 大 小 不变大 (3)防止肺不张(4)保持肺内“干燥”，防止肺水肿大 稀 小 大 不变小肺表面活性物质的作用(1)降低肺泡表面张力,降低吸气阻力,增不同胎龄出生的新生儿NRDS发病率不同胎龄出生的新生儿NRDS发病率 气道阻力(80%90%) 惯性阻力 粘滞阻力（二）非弹性阻力 (non-elastic resistance)

8、 （二）非弹性阻力分布鼻 50% , 声门 25%,气管和支气管15，10 在直径 2mm的细支气管影响因素气流速度气流形式气道口径大小(R1/r4)跨壁压肺实质的牵引自主神经化学因素 气道阻力(airway resistance)分布鼻 50% , 声门 25%,气管和支气管15三、肺通气功能的评价三、肺通气功能的评价基本肺容积和肺容量肺总容量肺活量深吸气量功能余气量补吸气量补呼气量余气量潮气量一、肺容积 与肺通气量余气量基本肺容积和肺容量肺肺深功补吸补呼余气量潮气量一、肺容积 与五.肺容积和肺容量五.肺容积和肺容量 每分钟吸入或呼出的气体量 潮气量 呼吸频率举例 500 12 6000ml

9、/min二、肺通气量和肺泡通气量1.每分通气量 每分钟吸入或呼出的气体量举例二、肺通气量和肺泡1502500解剖无效腔吸气呼气末1502500150350500呼气吸气末1502500呼气末1503501502500解剖无效腔吸气呼气末150150350500呼 =（潮气量无效腔气量）机能余气量 （潮气量无效腔气量） 呼吸频率2.肺泡通气量每分钟吸入肺泡的新鲜空气量肺泡气更新率举例（500150） 12 = 4200ml/min肺泡通气量是反映肺通气效率的最好指标 =（潮气量无效腔气量）机能余气量 （潮气量无效腔呼吸形式肺泡通气量(ml/min)呼吸频率(次/min)肺通气量(ml/min)潮

10、气量 (ml)正常安静1680005005600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深慢呼吸1000 880006800浅快呼吸2503280003200呼吸形式肺泡通气量呼吸频率肺通气量潮气量正常安静168000第二节 呼吸气体的交换一.气体交换的原理二.肺泡气体交换和组织气体交换第二节 呼吸气体的交换一.气体交换的原理生理学课件_呼吸大气组织肺泡气静脉血动脉血PO2PCO215940401021040.3465030大气、肺泡气、血液、组织中的PO2 和 PCO2 (mmHg)9710040大气组织肺泡气静脉血动脉血PO

11、2PCO21594040102生理学课件_呼吸生理学课件_呼吸呼吸膜示意图呼吸膜示意图生理学课件_呼吸影响肺部气体交换的因素 (1) 气体的分压差( P )(3) 呼吸膜（肺泡膜）的厚度(d) (4) 呼吸膜的面积(A) (2) 气体扩散速度:溶解度(S)、分子量(MW) 气体扩散速率 PTAS dMW 影响肺部气体交换的因素 (1) 气体的分压差( P )(3肺泡通气量(4.2L/min)每分肺血流量 (5L/min)0.840.84dead space肺泡无效腔0.84dead space生理学课件_呼吸生理学课件_呼吸第三节 气体在血液中的运输一.气体在血液中的存在形式二.氧的运输三.二

12、氧化碳的运输第三节 气体在血液中的运输一.气体在血液中的存在形式氧的运输氧的运输氧含量氧容量2. 血氧饱和度 物理溶解(1.5%) HbO2（98.5%) （1分子Hb 结合4分子的O2）氧含量氧容量2. 血氧饱和度 物理溶解(1.5%)生理学课件_呼吸生理学课件_呼吸生理学课件_呼吸上段:Po2 mmHg( 10060），氧饱和度 97.4%-90%.(Po2变化大而O2饱和度变化小轻度缺氧不影响氧的运输）高压氧时增加的是：物理溶解的氧，为运氧的主要方式中段:Po2 mmHg(6040）(Po2轻度变化可使O2饱和度发生很大变化，细胞Po2低可释放氧供给组织细胞下段 : Po2 mmHg(1

13、540） 供氧上段:Po2 mmHg( 10060），氧饱和度 97.红细胞内2,3-DPG （二磷酸甘油酸）温度 ，曲线右移H+ PCO2波尔效应（Bohr effect)PCO2和 H+，Hb由疏松型(R)转向紧密型（T)，降低Hb对O2的亲和力,利于HbO2释放 O2（组织）,曲线右移。PCO2和 H+ （肺部） 使Hb结合O2 ，曲线左移。红细胞内2,3-DPG H+波尔效应PCO2和 H+生理学课件_呼吸影响Hb 运输O2的因素Hb的量与质氰化物中毒形成大量的高铁Hb (Fe 3+不能结合O2)CO与Hb的亲和力O2与Hb的亲和力 200300倍Hb减少（贫血）,结合O2少影响Hb

14、运输O2的因素Hb的量与质氰化物中毒形成大量的高铁二氧化碳的运输1.物理溶解 5 2. HCO3 88 3.氨基甲酰Hb 7二氧化碳的运输1.物理溶解 5 2. HCO3 第四节 呼吸运动的调节一.呼吸中枢与呼吸节律的形成二.呼吸运动的反射性调节第四节 呼吸运动的调节一.呼吸中枢与呼吸节律的形成在中枢神经系统内与呼吸有关的 神经元集中的部位1.呼吸中枢在中枢神经系统内与呼吸有关的1.呼吸中枢呼吸中枢呼吸中枢中脑延髓PBKF脊髓脑桥中延髓PBKF脊脑呼吸节律的形成呼吸节律的形成2.呼吸节律的形成 神经元网络学说 2.呼吸节律的形成 神经元网络学说 二、呼吸的反射性调节（一）肺牵张反射（pulmo

15、nary strech reflex， Hering-Breuer reflex，黑-伯反射 ） 肺扩张反射 肺缩小反射二、呼吸的反射性调节（一）肺牵张反射（pulmonary s肺扩张反射感受器：支气管、细支气管平滑肌中的牵张感受器适宜刺激：牵张（气道壁扩张）传入神经：迷走神经中枢机制：兴奋吸气切断机制效应：促进 吸气呼气意义：防止吸气过深， 调节呼吸频率和深度 种属差异： 肺扩张反射的阈值高 兔最明显.对人作用较小肺扩张反射感受器：支气管、细支气管平滑肌中的牵张感受器适宜刺例：切断动物双侧迷走神经后, 呼吸的改变是A. 呼吸频率加快 B. 呼吸幅度减小 C. 吸气时相缩短 D.血液CO2分

16、压暂时升高 E. 呼吸频率减慢、幅度增大例：呼吸运动的化学反射性调节呼吸运动的化学反射性调节呼吸中枢潮气量呼吸频率效应器（呼吸肌）动脉血PCO2PO2H+化学感受器呼潮气量呼吸频率效应器化学感受器颈主动脉体的解剖位置颈中枢化学感受器中枢化学感受器呼吸运动的反射性调节呼吸运动的反射性调节1.CO2的调节作用1.CO2的调节作用过度通气PCO2过低对呼吸兴奋作用解除 呼吸暂停CO2是维持呼吸中枢兴奋性的生理性体液因子过度通气PCO2过低对呼吸兴奋作用解除 呼吸暂停CO1%1CO24%CO27%CO2呼吸明显增强PCO21%1CO24%7%呼PCO2肺泡气PCO2CO2肺泡毛细血管毛细血管（动脉血）

17、PCO2CO2肺泡气PCO2CO2肺毛细毛细血管（动脉血）PCO2CO2 H+不变 PCO2H+PCO2人工脑脊液中枢化学感受器对PCO2的反应 H+不变H+PCO2人工中枢化学感受器对PCO2的反应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H2O碳酸酐酶H2CO3中枢H+HCO3动脉血中PCO呼吸中枢PCO2CO210%PCO2过高直接抑制呼吸中枢呼吸中枢PCO2CO2PCO2CO2潴留中枢化学感受器发生适应呼吸中枢低氧化学感受器呼吸中枢2. 缺O2对呼吸的调节CO2潴留中枢化学感受器呼吸中枢低氧化学感受器呼吸中枢2. 2. 缺O2对呼吸的调节缺O2: 直接抑制呼吸中枢 同时兴奋颈动脉体和主动脉体, 间接兴奋呼吸中枢