学生12012下非医呼吸生理

第五章呼吸

Respiration龚永生Ph.D,Prof.机能实验教学中心低氧医学研究所Tel:86699521,Mobil:617822,E-mail:肺换气内呼吸外呼吸肺通气概述呼吸?：血液运输组织换气机体与外界环境之间的气体交换过程第一节呼吸道和肺的结构与功能第二节肺通气

第三节肺换气和组织换气第四节气体在血液中的运输

第五节呼吸运动的调节一、呼吸道第一节呼吸道和肺的结构与功能上呼吸道

下呼吸道二、呼吸膜1、表面张力（surfacetension）表面张力是什么？如果将大小肥皂泡相连通，会出现何结果？为什么？三、肺泡表面张力与肺表面活性物质

Laplace定律：P=2T/r肺泡表面张力

使液体表面积缩小（肺塌陷）由液气界面的液体分子相互吸引，使肺泡趋向于缩小的力.2、肺泡表面活性物质

合成和分泌：?主要成分：

作用：

减少的后果：?减少的机制：表面活性物质相关蛋白（surfactantprotein，SP）

二棕榈酰卵磷脂降低肺泡液-气界面表面张力和保持肺泡干燥①合成与分泌减少②消耗与破坏过多

SP的主要功能是促进肺泡表面活性物质吸附于气-液面，并扩展成单分子膜，从而有利于表面活性物质发挥作用。第二节肺通气

PulmonaryVentilation肺与外界环境之间进行气体交换的过程肺通气的功能结构

StructureandFunctionofPulmonaryVentilation呼吸道和肺肺泡

Alveolus：气体交换的场所上呼吸道：鼻、咽、喉下呼吸道：气管、支气管、终末细支气管

(呼吸性细支气管、肺泡管、肺囊泡）pulmonaryarterybronchuspulmonaryveinrespiratorybronchiolealveoli1、气体进出肺的两个因素：（1）动力

（2）阻力

2、肺通气功能的指标一、肺通气的动力

呼气肺内压＞大气压缩小肺脏吸气胸廓呼吸肌缩小收缩舒张扩张扩张肺内压＜大气压1、呼吸运动呼吸肌：吸气肌呼气肌膈肌、肋间外肌肋间内肌、腹肌辅助肌斜角肌、胸锁乳突肌(1)呼吸运动的过程（吸气）肺内压＜大气压肺扩张膈肌收缩肋间外肌收缩

吸气胸廓上下径前后、左右径扩张(1)呼吸运动的过程（呼气）肺内压＞大气压肺缩小膈肌舒张肋间外肌舒张

呼气胸廓上下径前后、左右径缩小肺通气的直接动力？

肺通气的原动力？大气压与肺内压的压力差呼吸运动1）按动作部位分（2）呼吸运动的形式腹式呼吸胸式呼吸混合呼吸婴儿胸腔积液严重腹水妊娠正常成人肋间外肌活动为主膈肌活动为主2）平静呼吸和用力呼吸

平静呼吸吸气：吸气肌收缩（主动）呼气：吸气肌舒张（被动）用力呼吸吸气：吸气肌收缩（主动）呼气：吸气肌舒张，呼气肌收缩辅助肌参与（主动）指肺内气道和肺泡内气体的压力。2.肺内压:呼吸过程的变化：呈倒S形

吸气末，呼气末：肺内压=大气压

吸气初：肺内压<大气压

吸气时：随着气体的进入，肺内压逐渐升高

呼气初：肺内压>大气压

呼气时：随着气体的排出，肺内压逐渐降低

★人工呼吸基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差负压吸气式(压胸法)正压吸气式(口对口呼吸法，呼吸机)方法：单人：15：2；双人：5：13.胸膜腔内压特点：密闭，少量浆液无气体（1）胸膜腔构成：脏层，壁层，胸膜腔隙

生理意义

减少摩擦，润滑肺和胸廓不易分开

(胸膜腔内的压力)（2）测定方法:

直接法:间接法:气囊测定食管内压以间接反映胸内压（3）压力？

胸膜腔内压=肺内压-肺回缩力呼气末，吸气末时：胸膜腔内压=-肺回缩力吸气时，胸内压减小（负值增大）呼气时，胸内压增大（负值减小）肺回缩胸膜腔内压为何是负压？以胸膜腔密闭且含浆液为条件胸廓生长>肺生长胸廓容积>肺容积胸廓将肺拉大肺回缩胸内负压（4）胸内负压的生理意义有利于肺扩张促进胸腔大静脉中的血液的回流和淋巴液的回流胸膜腔的密闭性是肺通气进行的必要条件

胸膜腔的密闭性破坏，就可出现肺通气障碍。如气胸?

二、肺通气的阻力

弹性阻力70非弹性阻力30肺通气阻力胸廓弹性阻力肺弹性阻力

气道阻力粘滞阻力惯性阻力肺弹性回缩力:1/3肺泡表面张力：2/3常态下可忽略不计1.弹性阻力和顺应性物体对抗外力作用引起的变形能力弹性:指变形的物体在去除外力后能自动回位的特性

肺和胸廓都有弹性，即具有变形后回缩的能力。

弹性阻力：ElasticResistance顺应性：Compliance

在外力作用下弹性组织的可扩张性

(指物体的易扩张性)

C=△V/△PL/cmH2O（跨壁压的变化与其所引起容积变化的比值）

弹性阻力（R）和顺应性（C）之间呈反变关系：

C=1/R

肺容积变化(△V)

肺顺应性(CL)=───────=0.2L/cmH2O

跨肺压变化(△P)

(1)肺的弹性阻力和顺应性肺弹性回缩力

+肺泡表面张力比顺应性（specificcompliance）

顺应性受肺总量的影响测得的肺顺应性（L/cmH2O）比顺应性=————————————————————

肺的功能残气量（L）1L0.5L(2).胸廓的弹性阻力和顺应性胸腔容积的变化(△V)

胸廓顺应性＝────────=0.2L/cmH2O

跨壁压(△P)(3).肺和胸廓的总顺应性

1/TLC=1/TC+1/LC

总顺应性(TLC)=0.1L/cmH2O①胸廓处于自然位置时(肺容量≈67％)，不表现有弹性回缩力；②胸廓缩小时(肺容量＜67％)，胸廓的弹性回缩力向外=吸气的动力，呼气的阻力；③胸廓扩大时(肺容量＞67％)，胸廓的弹性回缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。（4）影响弹性阻力的因素:①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↑②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。故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好。③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↓)2、非弹性阻力①惯性阻力②粘滞阻力③气道阻力80-90%气道阻力

产生：分布：影响因素：气道阻力增加：

是气体流动时，气体分子之间和气体与呼吸道内壁产生摩擦而形成的阻力平静呼吸时气道总阻力的80%以上来自大气道，而外周小气道阻力（直径小于2mm）仅占总阻力的20%以下。肺的“沉默区”（silentzone）

气道的内径和长度、气道壁表面光滑程度、平滑肌张力、气流性质（层流、湍流）、气体密度与粘度及肺容积水平。其中，以气道内径最为重要。

管壁痉挛（如支气管哮喘）、肿胀或纤维化；管腔被粘液、渗出物、异物等阻塞；管壁外的肿瘤压迫等，都可使气道内径痉挛或不规则，发生湍流，而致气道阻力增加。气道内径最为重要

当气流为层流时：

当气流为湍流时：

根据泊肃叶定律R=8ηL/πr4

气道阻力（R）与气体粘滞度（η）、气道的长度（L）成正比，与气道的内半径（r）四次方成反比。

气流阻力比层流时明显增加，一般认为与气道内径的五次方成反比。

气流性质（层流、湍流）气道阻力流速快、湍流、管径小气道阻力大流速慢、层流、管径大气道阻力小影响气道阻力的因素：①跨壁压增大，管径扩大，阻力下降②肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用③自主神经系统的作用：交感神经兴奋：平滑肌舒张阻力减小副交感神经兴奋：平滑肌收缩阻力增大化学因素的影响：

儿茶酚胺→气道平滑肌舒张。

PGF2α→气道平滑肌收缩；PGE2→气道平滑肌舒张。

肥大细胞释放的组胺→气道平滑肌收缩。

吸入气CO2↑→反射性支气管收缩。

哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮素↑→气道平滑肌收缩。

三、肺通气的功能指标㈠肺容积（Pulmonaryvolume）潮气量（TidalVolume，TV）补吸气量（InspiratoryReserveVolume，IRV）补呼气量（ExpiratoryReserveVolume，ERV）残气量

（residualvolume，RV）补吸气量补呼气量最大吸气最大呼气肺容积的定义和容量指标定义容量(ml)潮气量补吸气量补呼气量余气量每次呼吸呼入或呼出的气体量平静吸气后再最大吸气所吸入的气体量平静呼气后再最大呼气所呼出的气体量最大呼气后残余在肺内的气体量5001500-2000900-12001000-1500㈡、肺容量（pulmonarycapacity）1、深吸气量（inspiratorycapacity,IC）2、功能余气量（functionalresidualcapacity,FRC）3、肺总容量（totallungcapacity,TLC）4、肺活量（vitalcapacity,VC）5、用力肺活量（forcedvitalcapacity,FVC）6、用力呼气量（forcedexpiratoryvolume,FEV）7、每分通气量（minuteventilationvolume,FEV）8、最大随意通气量（maximalvoluntaryventilation）9、肺泡通气量（alveolarventilation）3、肺总容量=肺活量+余气量 男性为5000ml，女性为3500ml6、用力呼气量（旧称时间肺活量

Timedvitalcapacity）定义：一次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体量,通常以它所占用力肺活量的百分数表示正常值：第一秒末占80％(83％)

第二秒末占96％第三秒末占99％意义：反映了肺活量容量的大小，又反映了呼气时所遇阻力的变化。评价通气功能的较好指标8、每分通气量

=潮气量×呼吸频率 正常值：约为6~9L

（正常成人安静时呼吸频率约为12－18次／min）9、最大随意通气量

定义：

意义：以最快的速度和尽可能深的幅度进行呼吸时，所得到的每分通气量。代表单位时间内肺或呼吸器官发挥了最大潜力后，所能达到的通气量。=(潮气量－无效腔气量)×呼吸频率

=（500-150）X12=4200（ml

）10、肺泡通气量每分钟吸入肺泡的新鲜空气量（能与血液进行气体交换的量）它反映的是真正有效气体交换量，是衡量肺通气效率高低的指标。无效腔（DeadSpace）定义：不能与血液进行气体交换的气道空间和肺泡容量。解剖无效腔肺泡无效腔生理无效腔深而慢的呼吸还是浅而快的呼吸有利？呼吸频率潮气量肺通气量肺泡通气量

(次/min)(ml)(ml/min)