1-5-第五章呼吸幻灯片

第五章呼吸第一节呼吸的过程和呼吸器官第二节肺通气原理第三节气体交换与运输第四节呼吸的调节第一节呼吸的过程和呼吸器官一、呼吸的全过程机体同外界环境之间的气体交换过程，称为呼吸（respiration），它是由以下三个环节组成：

外呼吸（Externalrespiration）气体运输（Transpotation）内呼吸（Internalrespiration）肺通气肺换气外呼吸又称为肺呼吸；内呼吸又称为组织呼吸※二、呼吸器官及其功能1.呼吸系统的基本构成对吸入的外界空气进行加温和湿润对吸入的尘粒有粘着作用，并能将之排出体外粘膜分泌物中有免疫球蛋白，有防止感染和维持粘膜完整性的作用呼吸道粘膜的作用2.呼吸道作用:支气管和细支气管，因软骨组织减少,平滑肌的舒缩对管腔口径影响较大，成为影响气道阻力的主要部位。呼吸道平滑肌的作用及调节3.肺

肺是一对含有丰富弹性组织的气囊，由呼吸性小支气管、肺泡管、肺泡囊和肺泡四个部份组成功能性单位（呼吸单位）。4.肺泡呈多面形囊泡状，是肺进行物质交换的场所，内覆肺泡上皮，由I型和II型肺泡细胞组成。5.呼吸膜

组成血管壁的内皮细胞和组成肺泡壁的上皮细胞，以及两层细胞之间的基膜和间质合称为呼吸膜（气血屏障）。

呼吸膜通透性大，气体容易扩散通过来源：肺泡Ⅱ型细胞分泌6.表面活性物质成分:二软脂酰卵磷脂(DPL或DPPC)作用:降低肺泡表面张力→降低吸气阻力维持肺泡内压稳定性→防肺泡破裂或萎缩减少肺泡内液的生成→防肺水肿的发生无SAS临床●成人肺炎、肺血栓等→表面活性物质↓→肺不张●6～7个月胎儿才开始分泌表面活性物质，故早产儿可发生呼吸窘迫综合征吸气肺泡表面积↑

DPL分散降表面张力的作用↓肺泡表面张力↑肺泡回缩防肺泡破裂(呼气)(↓)(密集)(↑)(↓)(扩张)(防萎陷)三、呼吸肌呼吸肌：引起呼吸运动的肌肉。吸气肌：使胸廓扩大产生吸气动作的肌肉,主要有膈肌和肋间外肌。呼气肌：使胸廓缩小产生呼气动作的肌肉。主要有肋间内肌和腹肌。还有一些辅助呼吸肌,只有在用力呼吸时才参与呼吸运动。斜角肌胸锁乳突肌肋间外肌膈肌肋间内肌吸气肌腹部肌群呼气肌第二节肺通气原理一、肺通气原理气体进出肺取决于两方面的因素的作用：前者必须克服后者，方能实现肺通气。推动气体流动的动力阻止气体流动的阻力推动气体实现肺通气的直接动力实现肺通气的原动力——肺泡与大气之间的压力差——呼吸肌的舒缩运动原动力通过胸膜腔的传递，改变肺容积大小，从而转化为实现肺通气的直接动力。呼吸肌：引起呼吸运动的肌肉。呼气肌——肋间内肌和腹肌吸气肌——肋间外肌和膈肌呼吸肋间外肌收缩，肋骨向前向外移动；膈肌收缩，膈向后移动。胸腔容积增大，肺被动牵引而扩张，气体进入肺内。吸气运动呼气运动吸气肌舒张，膈和肋回位。肺失去牵引力，由于自身弹性和肺泡表面张力而回缩，气体被压出肺外；用力呼气时呼气肌才参与。二、呼吸运动1.类型按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和胸腹式呼吸健康家畜多采用胸腹式呼吸2.频率各种家畜正常的呼吸频率种类呼吸频率种类呼吸频率马

骡

驴

牛

羊

猫

8-16

8-16

8-16

10-30

12-30

10-25

猪

骆驼

狗

兔

鸡

鸭

10-20

5-12

10-30

10-15

15-30

16-28

肺内压＞大气压气体经呼吸道出肺胸廓容积缩小,肺被动缩小膈肌和肋间外肌舒张，缩小胸廓上下、前后、左右径肺内压＜大气压气体经呼吸道入肺胸廓容积扩大，肺被动扩张膈肌收缩，胸廓上下径↑肋间外肌收缩使胸廓前后、左右径↑吸气呼气3.呼气和吸气平静呼吸吸气初肺内压<大气压→气入肺三、呼吸中肺内压和胸膜腔内压的变化1.肺内压:肺内压即肺泡内的压力用力呼吸时:肺内压的升降变化有所增加吸气末肺内压=大气压→气流停呼气初肺内压>大气压→气出肺呼气末肺内压=大气压→气流停胸膜腔:没有气体，有少量浆液---润滑；黏附2.胸内压(intrapleuralpressure)

胸膜有两层，即紧贴于肺表面的脏层和紧贴于胸廓内壁的壁层。两层胸膜形成一个密闭的、潜在的腔隙。胸膜腔:胸膜腔内只有少量的浆液，没有气体：（2）使两层胸膜贴附在一起，不易分开，所以肺就可随着胸廓的运动而运动。（1）润滑作用，减小摩擦力，两层胸膜可互相滑动。胸膜腔的密闭性和两层胸膜间浆液分子的内聚力有重要生理意义，如果密闭性被破坏，在临床上产生气胸（pneumothorax）平静吸气时:胸内压<大气压=0.7～1.3kPa用力呼吸时负压变动更大（1）压力平静呼气时:胸内压<大气压=0.4～0.7kPa压力特点:平静呼吸时胸内压始终为负压有时可为正压(如紧闭声门用力呼吸)（2）胸内负压产生的条件胸膜腔是一个密闭潜在腔隙肺和胸廓都有弹性胸廓固有容积远大于肺固有容积两个方向相反的力代数和胸内压＝大气压－肺回缩力胸内压＝0－肺回缩力迫使脏层胸膜回位脏层胸膜外移使肺扩张(肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力)肺回缩力(大气压)肺内压（3）胸内负压产生的原因胸膜腔内负压是肺回缩力引起的呼吸胸内压（胸内负压）胸廓的弹性回位力肺的弹性回缩力（4）胸内负压的生理意义负压对肺有牵拉作用，使肺泡保持膨隆状态，能持续地与周围血液进行气体交换。影响胸腔内各器官组织负压作用于心脏和腔静脉，促进静脉血和淋巴液的回流和右心的充盈。负压作用于食管，有利于动物在呕吐和反刍时胃内容物的逆呕。保持肺泡膨隆状态（5）气胸胸膜因病变或受外伤破裂时气体进入胸腔形成胸膜腔积气称为气胸。

类型创伤后气胸原发性气胸继发性气胸四、肺通气的阻力1.肺通气阻力的构成肺通气的阻力来自于两方面：①肺与胸廓的回位力——弹性阻力(70﹪)②呼吸道气流阻力——非弹性阻力(30﹪)气体与呼吸道管壁之间，气体分子之间所产生的摩擦阻力以及肺和胸廓活动时，有关组织之间的粘滞阻力。肺的弹性阻力和顺应性胸廓的弹性阻力和顺应性肺在被扩张变形时，会产生回缩力，回缩力的方向与肺扩张方向相反，因而是吸气的阻力，即肺的回缩力构成了肺扩张的弹性阻力。※胸廓的弹性阻力来自胸廓的弹性成分，胸廓处于自然位置时的肺容量约相当于肺总量的67%，此时胸廓无变形，不表现有弹性阻力。呼吸运动时既可能是吸气或呼气的阻力，也可能是吸气或呼气的动力。※顺应性（C）=1/弹性阻力（R）弹性组织在发生变形时，要产生阻止变形恢复原位的力，称弹性阻力。弹性阻力（elasticresistance）——顺应性是指在外力作用下，弹性组织的可扩展性。顺应性（compliance）——气流在发动、变速、换向时因气流和组织惯性所产生的阻止气体流动的因素；惯性阻力：呼吸时组织相对位移所发生的摩擦；粘滞阻力：气体流经呼吸道时，气体分子之间以及气体分子与气道壁之间的摩擦，是非弹性阻力的主要成分。气道阻力：影响因素：呼吸道的半径和气流的速度五、肺容积和肺容量吸呼1.肺容积潮气量（TV）：呼吸时，每次吸入或呼出的气体量。补呼气量（ERV）：平静呼气末再尽力呼气，所能增加的呼出气体量。补吸气量（IRV）：平静吸气末再尽力吸气，所能增加的吸入气体量。

残气量（RV）：最大呼气后，肺内仍残留不能呼出的气体量。2.肺容量:肺容积两项或两项以上联合气体量。功能残气量（FRC）：平静呼气末尚存留于肺内的气体量。深吸气量（IC）：从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气体量。肺活量(VC)：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。肺总量：肺活量＋残气量(3)肺活量与肺总量吸呼吸呼六、肺通气量肺通气量指单位时间内进出肺的气体量。每分通气量：每分钟呼出或吸入的气量无效腔和肺泡通气量生理无效腔=解剖无效腔+肺泡无效腔肺泡无效腔：进入肺而未能进行气体交换的肺泡容量。(每分)肺泡通气量＝(潮气量-无效腔气量)×呼吸频率解剖无效腔：从鼻到呼吸性细支气管的这部分结构。

(每分)肺泡通气量:每分钟吸入肺泡的新鲜空气量。

每分通气量＝潮气量×呼吸频率（次/min）马不同呼吸频率每分肺通气量与肺泡通气量的比较呼吸率（次/min）潮气量（L）无效腔（L）每分肺通气量（L）每分肺泡通气量（L）1262426123121.51.51.51.57272722454723621从气体交换效果看，浅而快的呼吸对机体不利，适当深而慢的呼吸有利于气体交换。气体交换第三节气体交换与运输气体的运输一、气体交换1.气体交换的动力气压差:各种气体依靠分压差，从分压高处向分压低处扩散体液中溶解气体的气压扩散距离×√分子量分压差×温度×溶解度×扩散面积∝扩散速率影响气体扩散的因素2.气体交换过程换气动力分压差CO2O2换气方向分压高→分压低换气结果肺Ｖ血组织Ａ血↓↓Ａ血Ｖ血（1）肺换气过程：肺泡与外界之间的气体交换影响肺换气的因素呼吸膜的厚度反比每分钟肺泡通气量(VA)和每分钟肺血流量(Q)之间的比值。通气/血流比值(VA/Q比值)对换气的影响呼吸膜的面积正比正常情况VA/Q=4.2/5=0.84VA/Q：通气不足VA或血流过剩Q

功能性动-静脉短路肺泡通气不良PO2PCO2

VA/Q：通气过剩(VA)或血流不足(Q)

肺泡无效腔增大通气不足

PO2PCO2

（2）组织换气影响组织换气的因素当血流量不变，代谢强度增加时，组织液PO2PCO2；影响肺换气的因素均可以影响组织换气。组织细胞代谢水平和组织血流量也影响组织换气。当代谢强度不变，血流量加大时，组织液PO2PCO2

二、气体的运输血液运输气体有两种方式：一种是物理溶解方式，另一种是化学结合形式。以物理溶解方式运输氧和二氧化碳的量虽然很少，但很重要。肺泡O2溶解O2

化学结合O2溶解O2O2CO2溶解CO2化学结合CO2溶解CO2CO2

组织气体动脉静脉（混合血）化学结合物理溶解合计化学结合物理溶解合计O2

20.00.3020.30

15.2

0.12

15.32CO2

46.42.6249.02

50.0

3.0053.001.氧的运输物理溶解形式的运输：仅占1.5%化学结合形式的运输：占98.5%，形式为HbO2氧合血红蛋白的形成与解离PO2（肺）HbO2

Hb+O2PO2（组织）反应快、可逆、不需酶催化；是氧合反应,非氧化反应；1分子Hb可结合4分子O2。Fe2+氧容量:指每100ml血液中Hb能最大结合的氧量

PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)HbO2鲜红色暗红色Hb+O2氧含量:指每100ml血液中Hb实际结合的氧量临床常见缺氧及紫绀PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)氧离曲线及其生理意义以PO2作横坐标，氧饱和度为纵坐标，绘制出的血氧饱和度与血液PO2的关系曲线，称为氧解离曲线或氧离曲线。氧离曲线呈“S”形，具有重要的生理意义。上段:PO28.0～13.3kPa意义:保证低氧分压时的高载氧能力高原(2.0KM的低气压),PO2↓明显而Hb结合O2量变化不大PO2变化大时，血氧饱和度变化小坡度较平坦轻度呼衰病人肺泡气PO2↓明显而Hb结合O2量变化不大中段:

PO28.0～5.3kPa上中下PO2降低能促进大量氧离，血氧饱和度下降显著意义:维持正常时组织的氧供坡度较陡上中下下段:PO25.3～2.0kP坡度更陡表明：PO2稍有下降,血氧饱和度就急剧下降意义:维持活动时组织的氧供下段释放O2量为正常时的3倍(=O2储备段)氧离曲线为什么呈“S”形?

Hb的4个亚单位，无论在结合O2或释放O2时，彼此间有协同效应，即第一个亚单位与O2结合时，由于其蛋白亚单位排列改变会促使其它亚单位与O2结合；反之，当HbO2中的一个亚单位释放O2后，可促使其它亚单位释放O2，因此,氧离曲线呈“S”形。氧离曲线位移及其影响因素PH和CO2氧离曲线右移，氧饱和度下降，有利于HbO2解离更多O2供组织利用；左移，则氧饱和度增高，使HbO2不易放氧。温度2,3－DPG2,3-DPG是红细胞无氧酵解的代谢产物，它能与脱氧血红蛋白(Hb)相结合，从而降低Hb对02的亲和力。当血液中含量增加时，氧离曲线右移。

二氧化碳在体内的运输也是以物理溶解和化学结合的方式进行的。化学结合物理溶解（5%）碳酸氢盐（87%）氨基甲酸血红蛋白（7%）2.二氧化碳的运输呼吸进入红细胞内的一部分二氧化碳能直接与血红蛋白的自由氨基结合，形成氨基甲酸血红蛋白，又称碳酸血红蛋白（HbCO2）。并能很快解离。Hb-NH2+CO2Hb·NHCOOH（HbCO2）这一反应无需酶的催化，调节它的主要因素是氧合作用。第四节呼吸的调节另一方面是随意的控制，主要是大脑皮层的功能，它可以改变正常的呼吸节律，进行与意识有关的活动，如：屏气、说话、唱歌等。中枢系统对呼吸运动的调节分为两个方面：一方面是自动节律性的控制，主要是通过低位脑干的功能而产生正常的呼吸节律。结论：1、延髓存在

基本的呼吸中枢2、脑桥

的1/3处存在

呼吸调整中枢1923年英国学者Lumsden用分段切除法成功地观察了呼吸节律的变化，提出了三级呼吸中枢的理论设想。脊髓－延髓延髓－脑桥脑桥上1/3~2/3脑桥－中脑一、神经调节1.呼吸中枢脊髓——中继站和整合某些呼吸反射的初级中枢延髓——呼吸的基本中枢（生命活动的基本中枢）脑桥——呼吸的调整中心高位脑——大脑皮层、边缘系统和下丘脑

呼吸中枢是指中枢神经系统内调节呼吸运动的神经细胞群，分布于从脊髓到大脑皮层的中枢神经各级部位，各起不同的作用，相互制约和配合，共同调节正常的呼吸运动。基本呼吸中枢

延髓存在基本的呼吸中枢，能发动和维持比较有规律的呼吸运动。延髓有多种类型的神经元，其中包括：（1）背侧呼吸组（dorsalrespiratorygroupDRG）（2）腹侧呼吸组（ventralrespiratorygroupVRG）集中在孤束核腹外侧，主要为吸气神经元，它以交叉方式支配对侧膈肌运动神经元集中在凝核、后凝核、以及面神经核附近，有吸气神经元，也有呼气神经元。在脑桥的1/3处呼吸神经元相对集中的地方形成了臂旁内侧核和KF核团，合称BPKF核群，起呼吸的调整中枢的作用。其作用表现为：它们与延髓的呼吸中枢之间有双向联系，其作用是限制吸气，使吸气向呼气转换。目前认为：它是通过易化延髓“吸气切断”机制，促进吸气与呼气之间的相互转换。2.呼吸节律形成的假说—吸气切断机制中脑脑桥延髓脊髓长吸呼吸喘息样呼吸

肺牵张反射：由肺扩张或肺缩小而反射性地引起吸气抑制或兴奋的过程。3.呼吸的反射调节意义：防止吸气过深过长，及时转为呼气，维持呼吸节律感受器：气管到细支气管平滑肌内肺缩小反射：肺缩小引起反射性吸气。肺扩张反射：肺扩张引起吸气反射性抑制5.防御性呼吸反射当鼻腔、咽、喉、气管与支气管的粘膜受到机械或化学刺激时，会引起防御性反射。此反射具有清除刺激物，以防异物进入肺泡的作用。4.呼吸肌的本体感受性反射呼吸肌的本体感受器—肌梭（属机械感受器）受到牵张刺激时，上传冲动而引起呼吸肌反射性收缩加强。咳嗽反射和喷嚏反射是常见的呼吸性防御反射。呼吸（1）中枢化学感受器：位于延髓腹外侧表层的对称化学敏感区域。引起中枢化学感受器兴奋的有效刺激是H+而不是CO2。※（2）外周化学感受器：颈动脉窦和主动脉体。当血液中缺O2、二氧化碳分压和H+增高时其传入的神经冲动增加。二、化学