生理课件-呼吸

第五章呼吸概念:机体与外界环境之间的气体交换过程呼吸过程由三个环节组成:(相互衔接,同时进行)外呼吸(肺呼吸)肺通气肺与外界环境之间的气体交换过程肺换气肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换过程气体在血液中的运输内呼吸(组织呼吸)组织换气组织毛细血管血液与组织细胞之间的气体交换过程外呼吸血液循环组织供氧用氧第一节呼吸道和肺结构

实现肺通气的结构包括：呼吸道:

沟通肺泡与外界环境的气体通道加温,加湿,过滤,清洁,防御保护,调节气道阻力肺泡:肺泡内气体与血液气体进行交换的场所胸廓:其节律性呼吸运动是实现肺通气的原动力功能:第一节肺通气原理是指肺与外界环境之间的气体交换过程概念:

原动力:呼吸运动是肺通气的原动力。

直接动力:肺内压与外界大气压间的压力差。一肺通气的原理呼气肺内压＞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扩张1、呼吸运动(respiratorymovement)概念：呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小，包括吸气运动、呼气运动主要吸气肌：肋间外肌，膈肌主要呼气肌：肋间内肌，腹肌辅助吸气肌：胸锁乳头肌、斜角肌等(1)呼吸运动的过程:(2)呼吸运动的形式1）腹式呼吸和胸式呼吸：腹式呼吸：以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动如：婴儿、胸膜炎、胸腔积液等患者胸式呼吸：以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动如：肥胖、妇女妊娠、严重腹水等混合呼吸：正常人兼有腹式（为主）和胸式(为辅）的呼吸吸气过程的变化呼气过程的变化平静呼吸膈肌和肋间外肌收缩膈肌和肋间外肌舒张胸腔和肺的容积扩大胸腔和肺的容积缩小肺内气压低于大气压肺内气压高于大气压空气进入肺泡空气流出肺泡（主动）（被动）用力呼吸除同上外,胸锁乳突肌、斜角肌、脊肌、前锯肌甚至鼻翼肌也参与收缩除同上外,肋间内肌、腹壁肌也收缩（主动）（主动）2.肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。肺内压<大气压平静吸气初:(1~2mmHg)气入肺平静吸气末:肺内压=大气压气流停平静呼气初:肺内压>大气压(1~2mmHg)气出肺平静呼气末:肺内压=大气压气流停肺内压的升降变化有所增加。用力呼吸时:如：故意闭住声门而作剧烈呼吸运动。

人工呼吸:

基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差

正压吸气式

(口对口呼吸法，呼吸机)负压吸气式(压胸法)方法:3.胸内压（1）胸膜腔：由脏层胸膜和壁层胸膜构成的一个密闭的、潜在的腔隙（pleuralcavity）无气体，仅少量浆液特点：2）使肺随胸廓运动而运动作用：1）润滑，减少摩擦胸膜腔内的压力（2）胸膜腔内压：测定方法:直接法:间接法:正常值：平静吸气末:-1.33~-0.67kpa(-10~-5mmHg)平静呼气末:

-0.67~-0.4kpa(-5~-3mmHg)特点:

①平静呼吸时胸内压始终为负压；

②用力呼吸时负压变动更大；

③有时可为正压(如紧闭声门用力呼吸)。（3）胸膜腔内负压的形成：前提条件:①有少量浆液的密闭腔；②肺和胸廓是弹性组织；③胸廓自然容积>肺容积；④壁层胸膜紧贴于胸廓内壁,大气压对其影响极小。形成因素:

肺内压

肺回缩力

(肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力)迫使脏层胸膜外移使肺扩张迫使脏层胸膜回位两种方向相反作用力的代数和胸内压=肺内压—肺回缩力

呼气末或吸气末，肺内压=大气压胸内压=大气压—肺回缩力以大气压=0胸内压=—肺回缩力结论：

胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相互抵消的代数和,经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压力实际上是由肺的回缩力造成的。(4)生理意义:维持肺处于扩张状态；促进血液和淋巴液的回流。(二)、肺通气的阻力

通气的动力需克服通气的阻力，才能进行通气。肺通气阻力

弹性阻力（占总阻力的70％）

非弹性阻力（占总阻力的30％）

弹性回缩力

肺泡表面张力

气道中气流的摩擦力

呼吸器官位移的惯性阻力

1、弹性阻力胸廓和肺都是具有弹性的器官，都有各自的自然容积和自然体积。

当外力使它们扩大时，它们都有依其弹性回缩力恢复其原有的容积和体积的趋势。吸气肌收缩时，必须克服这种阻力，才能使胸廓和肺的容积和体积扩大。

胸廓和肺弹性阻力的大小用顺应性来表示。顺应性（compiance）指：一定的外来压力所引起的容量增加的比。(1)肺的弹性阻力肺的弹性阻力有两个来源：

①组织中的弹力纤维受到牵拉时产生的回缩力它占肺弹性阻力的1/3。如前所述，肺的自然体积（或容积）很小。即使在深呼气末，因胸膜的藏、壁层不可分离，肺是处于被动扩张状态的，所以有向内的弹性回缩力。吸气时，肺进一步被拉大，其弹性回缩力进一步增加，弹性阻力也进一步增加。胸廓或的顺应性（C）胸廓或肺的压力变化（ΔP）

胸廓或肺的容积变化（ΔV）

＝胸廓或肺顺应性(C)的大小是以单位压力变化（ΔP）所引起的容积变化（ΔV）来表示

C大，即在相同的ΔP的作用下，ΔV大，表明胸廓或肺的可扩张性大，它们的弹性阻力小；

C小，即在相同的ΔP的作用下，ΔV小，表明胸廓或肺的可扩张性小，它们的弹性阻力大。

顺应性(C)与弹性阻力(R)呈反比,即:c＝1/R影响肺顺应性的因素:

①肺容积:肺总容量大,顺应性也较大②肺部疾病与表面活性物质:肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维化和感染等原因→肺弹性阻力↑肺气肿时→肺弹性成分破坏→肺回缩力↓→肺弹性阻力↓(肺顺应性↑)→呼气困难。肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病变等原因→弹性阻力↑(顺应性↓)

故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好。③呼吸时相:呼气与吸气们④体位:直立与卧位不同

(3)胸廓的弹性阻力当胸廓处于自然位置，胸廓的回缩力等于零。

当胸廓处于大于其自然位置的时候（吸气），胸廓的回缩力向内；

如果胸廓处于小于自然位置的时候（呼气），胸廓的回缩力则是外向的。

2非弹性阻力①惯性阻力②粘滞阻力③气道阻力气道阻力流速快、湍流、管径小气道阻力大流速慢、层流、管径大气道阻力小三、肺通气功能的评价

平静呼吸时每次吸入或呼出的气体量正常值：400~600ml，平均约500ml二、肺容积和肺容量（一）肺容积（pulmonaryvolume）四种基本肺容积：1。潮气量（tidalvolume，TV）：2。补吸气量或吸气储备量（inspiratoryreservevolume，IRV）平静吸气末再尽力吸气，所能增加的吸入气量，正常值：1500~2000ml

平静呼气末再尽力呼气，所能增加的呼出气量，正常值：900~1200ml3。补呼气量或呼气储备量（expiratoryreservevolume，ERV）

最大呼气末，肺内仍残留不能再呼出的气量，正常值：1000~1500ml

4。残气量（residualvolume，RV）1+2+3+4=肺总量意义:是衡量最大通气潜力的一个重要指标（二）肺容量（pulmoarycapacity）1。深吸气量（inspiratorycapacity，IC）从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量=潮气量+补吸气量

平静呼气末尚存留于肺内的气量2。功能残气量(fumctionalresidualcapacity,FRC）

=残气量+补呼气量正常值：约2500ml生理意义：缓冲呼吸过程中肺泡气PO2和PCO2的变化幅度3。肺活量、用力肺活量和用力呼气量肺活量（vitalcapacity，VC）在作一次最深吸气后，尽力呼出的最大气量=潮气量+补吸气量+补呼气量正常值：女性：2500ml

男性：3500ml意义：反映肺一次通气的最大能力，在一定程度上可作为肺通气功能的指标。用力肺活量（forcedvitalcapacity，FVC）指尽力最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大气量

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占用力肺活量的百分比，即FEVt/FVC%

用力呼出量（timedvitalcapacity，FEV）第1秒末（FEV1/FVC）：80%

第3秒末（FEV3/FVC）：99%第2秒末（FEV2/FVC）：96%（临床上最为常用）正常值：女性：3500ml

男性：5000ml

4。肺总量（totallungcapacity，TLC）肺所能容纳的最大气量=肺活量+残气量三、肺通气量1.肺通气量（pulmonaryvolume）指平静呼吸时每分钟进肺或出肺的气体总量=潮气量x呼吸频率正常值：6~9L/min意义：反映呼吸深度和频率

最大随意通气量（maximalvoluntaryventilation）=最大限度潮气量×最快呼吸频率(次/分)=70～120L/min

最大限度地作深而快的呼吸，每分钟所能吸入或呼出的最大气量，也称最大通气量意义：用于评价所能达到的活动量

=———————————————————

最大通气量最大通气量-每分通气量×100%通气贮存量百分比正常值：≥93%意义：反映通气功能贮备能力

2.无效腔和肺泡通气量解剖无效腔（anatomicaldeadspace）：无气体交换能力的腔（从上呼吸道→呼吸性细支气管）,约150ml肺泡无效腔（alveolardeadspace）因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。生理无效腔（physiologicaldeadspace）：解剖无效腔+肺泡无效腔肺泡通气量（alveolarventilation）是指每分钟吸入肺泡的新鲜空气量=（潮气量–无效腔气量）x呼吸频率意义：反映肺通气的实际效能肺通气量和肺泡通气量呼吸频率潮气量肺通气量肺泡通气量

(次/min)(ml)(ml/min)(ml/min)165008000560081000800068003225080003200无效腔与肺泡通气量每次呼吸使肺泡内气体更新换气1/7深慢呼吸利于气体交换第三节肺换气和组织换气

一、原理形式：气体单纯扩散动力：气体分压（张力）差分压差*扩散面积*溶解度*温度

D=

扩散距离*分子量平方根肺泡与肺血二、肺换气

(一)

过程肺泡与毛细血管之间的气体交换过程。（二）影响肺换气因素

1气体分压差2气体扩散系数3.呼吸膜面积:正变运动时面积增大肺不张、肺实变、肺Cap

闭塞时面积减小

4.呼吸膜厚度:

反变肺纤维化、肺水肿时增厚5通气/血流比值0.84

每分肺泡通气量和每分肺血流量的比值。气多或血少气少或血多比值升高比值降低肺泡无效腔A-V短路换气效率低气/血比值三、组织换气血液与组织细胞之间的气体交换过程。

第四节气在血液中的运输一、运输形式:（一）物理溶解:气体直接溶解于血浆中。特征:①量小；②溶解量与分压呈正比：

（二）化学结合:气体与某些物质进行化学结合。特征:量大,主要运输形式。

化学结合动态平衡物理溶解二、氧的运输(一)物理溶解：(1.5%)(二)化学结合:(98.5%)⒈O2与Hb的可逆性结合:Hb+O2

当表浅毛细血管床血液中去氧Hb达5g/100ml以上，呈蓝紫色称紫绀（一般是缺O2的标志）。

PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)HbO2鲜红色暗红色③1分子Hb可与4分子O2可逆结合

Hb+O2结合的最大量——氧容量

100ml血Hb+O2结合的实际量——氧含量氧含量⁄氧容量的%——氧饱和度

2.

O2与Hb结合的特征:①反应快、可逆、受PO2的影响、不需酶的催化；②是氧合，非氧化PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)④

Hb+O2的结合或解离曲线呈S形

机制：与Hb

的变构有关：

氧合Hb

为疏松型（R型）去氧Hb

为紧密型（T型）R型的亲O2力为T型的数百倍即当Hb某亚基与O2结合或解离后→Hb变构→其他亚基的亲O2力↑or↓→Hb4个亚基的协同效应便呈现S形的氧离曲线特征。

P50：Hb氧饱和度达到50%。P50表示氧离曲线的正常位置。

●P50↑:表明Hb

对o2的亲和力↓（氧离易）即曲线右移（下移）：Pco2↑PH↓2,3-DpG↑T↑

●P50↓:表明Hb

对o2的亲和力↑（氧离难）,即曲线左移（上移）:Pco2↓PH↑2,3-DpG↓T↓Pco↑（四）影响氧离曲线的因素

1.

Pco2↑PH↓Pco2↑PH↓→氧离曲线右移Pco2↓PH↑→氧离曲线左移

(1)[H+]↑→促进Hb盐键形成→Hb构型变为T型→Hb与o2亲和力↓→氧离曲线右移→氧离易（组织）

(2)[H+]↓→促进Hb盐键断裂→Hb构型变为R型→Hb与o2亲和力↑→氧离曲线左移→氧合易（肺）这种酸度对Hb与o2亲和力的影响，称为波尔效应(Bohreffect)，其意义：①在肺脏促进氧合②在组织促进氧离。

2.温度

(1)T↑→H+的活度↑→

Hb与o2亲和力↓→Hb释放o2→Hb构型变为R型→氧离曲线右移→氧离易

如：组织代谢↑→局部T↑+CO2↑H+↑→曲线右移→氧离易

(2)T↓→H+的活度↓→Hb与o2亲和力↑→Hb结合o2

→Hb构型变为T型→氧离曲线左移→氧离难

如：低温麻醉时，应防组织缺o2

冬天，末梢循环↓+氧离难→局部红、易冻伤3.2,3-DpG

(1)高原缺氧→RBC无氧代谢↑

→DpG↑→氧离曲线右移→氧离易注：①这一效应是机体对低o2适应的重要机制；②但此时肺泡Po2↓，RBC无氧代谢产生过多的DpG，

也防碍了在肺部的氧合，故是否对机体有利尚无定论。

(2)大量输入冷冻血→DpG↓→氧离曲线左移→氧离难（∵冷冻血3周后，RBC无氧代谢停止，DpG↓）

故：应注意缺氧。4.Pco↑

Pco↑→曲线左移→氧离难∵①co与Hb亲和力>o2与Hb亲和力250倍；②co与Hb的结合位点与o2相同；③co与Hb的某亚基结合后，将增加其余三个亚基对o2的亲和力。5.Hb本身的性质

Hb的Fe2+→Fe3+:Hb失去结合o2的能力（如亚硝酸盐）

影响氧曲线因素.swf

异常Hb：Hb的运o2能力↓（如地中海贫血）

胎儿Hb：与o2亲和力＞成人，这与胎儿所处的低氧环境是相适应的。二、CO2的运输(一)物理溶解：5％(二)化学结合：95％⒈HCO3-的形式：88％(1)反应过程：

(2)反应特征:①极快且可逆，反应方向取决PCO2差；②RBC膜上有Cl-和HCO3-特异转运载体，Cl-转移维持电平衡,促进CO2化学结合的运输；③需酶催化；④在RBC内反应,在血浆内运输。碳酸酐酶H2CO3HCO3-＋H+CO2＋H2O⒉氨基甲酸血红蛋白的形式：7％

(1)反应过程：

HbNH2O2+H++CO2(2)反应特征:①反应迅速且可逆，无需酶催化；②CO2与Hb的结合较为松散；③反应方向主要受氧合作用的调节:④虽不是主要运输形式,却是高效率运输形式，⑤带满O2的Hb仍可带CO2。在组织在肺脏HHbNHCOOH＋O2第五节呼吸运动调节

一.呼吸中枢与呼吸节律的形成

(一)呼吸中枢(respiratorycentre)

中枢神经系统内与呼吸运动有关的神经元集中的部位。PC:呼吸调整中枢;PBKF:臂旁内侧核和kölliker-Fuse核；DRG：背侧呼吸组；VRG：腹侧呼吸组；NTS：孤束核；NRA：后疑核1.脊髓中继站某些呼吸反射的初级中枢2.低位脑干(1)延髓呼吸节律基本中枢作用：产生呼吸节律(2)脑桥呼吸调整中枢作用：限制吸气，促吸气向呼气转化3.高位脑大脑皮层（随意控制）边缘系统下丘脑(二)呼吸节律形成起步细胞学说：延髓内起步细胞

神经元网络学说1肺牵张反射

Pulmonarystretchreflex由肺扩张或缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射。三、呼吸的反射性调节(1).肺扩张反射扩张牵张感受器呼吸中枢

限制吸气，使吸气转向呼气(2)肺萎陷反射作用：阻止呼气过深和肺不张（四）其他反射

1.咳嗽反射

2.喷嚏反射

3.肺毛细血管旁感受器引起的呼吸反射

4.刺激某些穴位引起的呼吸效应

5.血压对呼吸的影响

(一)化学感受性呼吸反射

1.化学感受器

包括外周化学感受器和中枢外周化学感受器

(1)外周化学感受器

颈A体（主要调节呼吸）主A体（主要调节循环）适宜刺激:血PO2PCO2H+作用：使呼吸加深加快。（2）中枢化学感受器延髓腹外侧浅表部位适宜刺激：脑脊液及局部细胞外液[H+]中枢化学感受器的特点、作用特点：①不感受缺氧的刺激②对CO2的敏感性比外周化学感受器的高，反应潜伏期较长

作用：主要调节脑脊液的[H+]（pH稳态）2.CO2、H+和O2对呼吸的调节

（1）CO2

效应：一定范围内动脉血的PCO2

升高可使呼吸加深加快，肺（泡）通气量增加；

超过限度，则抑制呼吸。Ｐco2↑↑1％时

呼吸开始加深

↑4％时

呼吸加深加快,肺通气量↑1倍以上

↑6％时

肺通气量可增大6-7倍↑7％以上

呼吸减弱,出现CO2麻醉

Ｐco2↓呼吸减慢

（过度通气后可发生呼吸暂停）机制:呼吸加深加快延髓呼吸中枢+外周化学感受器+中枢化学感受器+