生理学之呼吸

呼吸呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程

外呼吸内呼吸

第一节肺通气pulmonaryventilation肺通气原理气体进出肺取决于两方面因素的相互作用：一是推动气体流动的动力；二是阻止其流动的阻力。动力必须克服阻力，才能实现肺通气。呼吸运动：呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓有节律地扩大与缩小吸气肌：膈肌、肋间外肌呼气肌：肋间内肌、腹壁肌群呼吸辅助肌：斜角肌、胸锁乳突肌呼吸肌

肺通气的动力

直接动力：大气与肺泡气之间的压力差原动力：呼吸运动呼吸的类型平静呼吸用力呼吸按深度来分按参与的主要肌群来分腹式呼吸胸式呼吸混合式呼吸吸气：吸气肌（膈肌、肋间外肌）收缩呼气：吸气肌舒张平静呼吸肋骨前端和胸骨上举肋弓稍外展穹窿下移特点：吸气主动，呼气被动呼气肺内压＞大气压缩小肺吸气肺内压＜大气压胸廓缩小收缩舒张扩张扩张呼吸运动呼吸肌特点：吸气主动，呼气主动用力呼吸用力吸气时：吸气肌加强收缩呼吸辅助肌收缩肺内压↓↓肺内压↑↑用力呼气时：吸气肌舒张呼气肌收缩腹式呼吸：膈肌活动为主，主要表现为腹壁明显的起伏。婴儿、胸膜炎、胸腔积液。胸式呼吸：肋间外肌活动为主，主要表现为胸廓的张缩。妊娠晚期的妇女、严重腹水、腹腔有巨大肿块混合式呼吸：两种呼吸方式同时存在。正常成人1、外呼吸是指A.肺通气与肺换气B.机体与外界环境之间的气体交换C.肺与外环境进行气体交换D.肺泡与血液间的气体交换E.肺泡内气体不断进行更新的过程2、推动气体进出肺的直接动力是A.肺内压与大气压之差B.胸内压与大气压之差C.肺内压与胸内压之差D.肺弹性回缩力与肺内压之差E.胸廓回缩力与胸内压之差

3、关于呼吸运动的叙述错误的是：A.以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动形式为腹式呼吸B.以肋间肌舒缩活动为主的呼吸运动形式为腹式呼吸C.平静呼吸时，吸气、呼气都是主动过程D.肺通气阻力增大时，出现的加深加快的呼吸为用力呼吸E.婴幼儿呼吸运动的主要形式为腹式呼吸呼吸时肺内压的变化肺内压——肺泡内的压力平静吸气初：肺内压<大气压→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→气出肺平静呼气末：肺内压=大气压→气流停用力呼吸时：肺内压的升降变化有所增加，如：故意闭住声门而作剧烈呼吸运动

人工呼吸原理：人为地改变肺内压与大气压之间的压力差，维持肺通气方法：正压法—口对口或口对鼻负压法—节律性举臂压背或挤压胸廓

1、在下列哪一时相肺内压等于大气压:A.吸气初和呼气初B.吸气末和呼气初C.呼气初和呼气末D.呼气末和吸气初E.呼气末和吸气末2、人工呼吸的原理是人为地造成:A.肺内压与胸内压的压力差B.肺内压与外界气压的压力差C.腹内压与外界气压的压力差D.胸内压与外界气压的压力差E.肺内压与腹内压的压力差

胸膜腔内压脏层壁层腔内少量浆液滑润贴附胸膜腔内压的形成肺内有气体（肺内压）胸廓的生长速度比肺快，肺总是处于被动扩张状态肺是弹性组织，存在回缩倾向（肺回缩压）胸膜腔内压的形成胸膜腔内承受的力：胸膜腔内压=肺内压-肺回缩力吸/呼气末=大气压-肺回缩力=-肺回缩力（大气压视为零）

思考胸膜腔内负压的大小取决于:A.肺回缩压B.肺泡表面张力C.气道阻力D.吸气肌收缩E.无效腔的存在胸膜腔内压的变化吸气时，肺扩张，肺回缩压增大，胸内负压增大呼气时，肺缩小，肺回缩压减小，胸内负压减小平静呼气末胸膜腔内压为-5~-3mmHg，平静吸气末为-10~-5mmHg，声门紧闭用力吸气时，胸膜腔内压可降至-90mmHg，声门紧闭用力呼气时，胸膜腔内压可升高至+110mmHg。胸膜腔内压的生理意义使肺总是处于扩张状态而不至于萎陷，并使肺能随胸廓的扩大而扩张有利于静脉血和淋巴液的回流“气胸”胸膜腔内压形成的前提条件是胸膜腔密闭肺通气的阻力弹性阻力非弹性阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关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

.肺弹性阻力来源肺泡表面液体层所形成的表面张力肺弹性纤维的弹性回缩力肺泡表面张力原因：存在液-气界面，产生表面张力，合力指向肺泡中央，是肺泡扩张的阻力肺泡表面张力存在的负作用：阻碍肺泡的扩张，增加吸气的阻力使相通的大小肺泡内压不稳定促进肺部组织液生成，使肺泡内液体积聚Laplace定律：P（肺泡回缩压）=2T（表面张力系数）r（肺泡半径）肺泡表面活性物质来源：肺泡Ⅱ型细胞合成分泌主要成分：二棕榈酰卵磷脂（DPL）作用：降低肺泡表面张力生理意义：减小吸气阻力，有利于肺的扩张，使吸气省力调节大小肺泡内压，维持大小肺泡容积稳定减少肺组织液生成，防止肺水肿临床衔接：

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，故早产儿可因缺乏表面活性物质而发生肺不张和新生儿肺透明膜病→呼吸窘迫综合征。

思考下列关于肺表面活性物质的叙述，错误的是:A.由肺泡Ⅱ型细胞合成和分泌B.主要成分是二棕榈酰卵磷脂C.减少时可引起肺不张D.增加时可引起肺弹性阻力增大E.防止毛细血管内液滤入肺泡

肺的弹性回缩力肺组织含弹性纤维，具有弹性回缩力，在一定范围内，肺被扩张的愈大，弹性回缩力也愈大，即弹性阻力愈大。肺气肿肺回缩力呼气困难弹性成分破坏胸廓弹性阻力胸廓处于自然位置时（肺容量=肺总量67％），回位力等于零胸廓小于自然位置时，回位力向外，是吸气的动力，呼气的阻力胸廓大于自然位置时，回位力向内，是吸气的阻力，呼气的动力“双向弹性体”肺的弹性阻力始终向内，所以永远是吸气的阻力，呼气的动力；胸廓的弹性阻力向外时是吸气的动力，向内时是呼气的动力。顺应性

顺应性：在外力作用下弹性体扩张的难易程度顺应性=1/弹性阻力顺应性大→易扩张→弹性阻力小顺应性小→不易扩张→弹性阻力大粘滞阻力：呼吸时胸廓、肺等组织移位发生摩擦形成的阻力。非弹性阻力呼吸道阻力：气体通过呼吸道时，气体分子间及气体分子与气道管壁之间的摩擦力。惯性阻力：气流在发动、变速、换向时，因气流惯性所遇到的阻力

影响呼吸道阻力的因素气流速度：流速快，阻力大气流形式：层流阻力小，湍流阻力大呼吸道口径:R=1/r4（气流快、管道不规则时，容易发生湍流）影响气道口径的因素

迷走神经兴奋，平滑肌收缩，气道口径缩小，阻力增大。交感神经兴奋，平滑肌舒张，气道口径扩大，阻力减小。体液因素：儿茶酚胺、组胺、5-HT、缓激肽等肺通气功能的评价肺容积：肺内气体的容积（随呼吸发生变化）潮气量：每次呼吸时吸入或呼出的气体量400~600ml补吸气量：平静吸气末再尽力吸气，所能增加的吸入气量，补呼气量：平静呼气末再尽力呼气，所能增加的呼出气量余气量：最大呼气后，肺内仍残留不能呼出的气量

肺容量基本肺容积中两项或两项以上的联合气量

深吸气量：从平静呼气末做最大吸气时所能吸入的气量

=潮气量+补吸气量

功能余气量：平静呼气末，肺内所余留的气量

=余气量+补呼气量意义：缓冲呼吸过程中肺泡气PO2和PCO2的变化幅度，有利于肺换气

用力呼气量：做最深吸气后，再用力尽快呼气，测定第1、2、3s末呼出气量占其肺活量的百分数。83%、96%、99%，其中第一秒用力呼气量最有意义肺活量：尽力吸气后再尽力呼气，所能呼出的最大气量。=潮气量+补吸气量+补呼气量肺总量：肺所能容纳的最大气体量

=肺活量+余气量

=潮气量+补吸气量+补呼气量+余气量

肺通气量：单位时间内吸入或呼出的气体总量1、每分通气量：每分钟内吸入或呼出肺的气体量潮气量×呼吸频率最大随意通气量：最大限度地做深而快的呼吸，每分钟吸入或呼出的气量。

通气贮量百分比=最大随意通气量—每分钟平静通气量最大随意通气量2、无效腔与肺泡通气量解剖无效腔：从鼻到肺泡无气体交换能力的腔。150ml肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。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空气量(潮气量-无效腔量)×呼吸频率深慢呼吸强于浅快呼吸每分通气量练习题1、肺总量等于：A.潮气量+肺活量B.潮气量+功能余气量C.功能余气量+肺活量D.余气量+补吸气量E.余气量+肺活量2、平静呼吸时对肺泡气分压起缓冲作用的肺容量是:A.补吸气量B.补呼气量C.深吸气量D.余气量E.功能余气量3、评价肺通气功能，下列哪个指标较好:A.潮气量B.功能余气量C.肺活量D.补吸气量E.用力呼气量

√√√4、每分肺通气量和每分肺泡通气量之差为:A.肺活量×呼吸频率B.潮气量×呼吸频率C.余气量×呼吸频率D.功能余气量×呼吸频率E.无效腔气量×呼吸频率5、呼吸频率从12次／min增到24次／min，潮气量500ml减少到250ml，则A.肺通气量增加B.肺泡通气量增加C.肺泡通气量不变D.肺通气量减少E.肺泡通气量减少√√第二节呼吸气体的交换

肺换气：肺泡与肺毛细血管之间的气体交换

组织换气：血液与组织细胞之间的气体交换气体交换的基本原理

气体扩散：气体分子从分压高处向分压低处发生净移动，直至两处压力相等

气体的分压差分压：在混合气体的总压力中，某种气体所占有的压力，称为该气体的分压计算：总压力×该气体的容积百分比例：大气压760mmHg，空气中O2的体积分数20.9%PO2

=760×20.9%=159mmHg·分压差溶解度

.扩散面积.温度√分子量∝扩散速率.扩散距离扩散速率（D）：单位时间内气体扩散的量肺换气换气场所：换气动力：换气方向：换气结果：分压差分压高→分压低静脉血→动脉血肺毛细血管PO2(40mmHg)PO2(102mmHg)PCO2(46mmHg)PCO2(40mmHg)肺泡O2CO2肺泡与肺毛细血管之间组织换气换气场所：换气动力：换气方向：换气结果：分压差分压高→分压低动脉血→静脉血体循环毛细血管PO2(100mmHg)PO2(40mmHg)PCO2(40mmHg)PCO2(46mmHg)组织O2CO2体循环毛细血管与组织细胞之间肺换气与组织换气示意图影响肺换气的因素呼吸膜含表面活性物质的液体层肺泡上皮细胞层肺泡上皮基膜层细胞间隙毛细血管基膜层毛细血管内皮细胞层呼吸膜的厚度薄：6层结构＜1μm，通透性好肺纤维化、肺水肿→呼吸膜厚度↑→通透性↓→气体交换↓呼吸膜的面积面积大：100m2，安静状态时仅有40m2参与气体交换，因此气体交换的面积储备相当大。肺气肿、肺不张、肺叶切除→呼吸膜面积↓→气体交换↓

通气/血流比值（V/Q）每分钟肺泡通气量与每分钟肺血流量之间的比值

通气过剩血流不足

肺泡无效腔增大

V/Q通气不足血流过剩功能性动-静脉短路

V/QV/Q=0.84时，气体交换的效率最高。1、关于影响肺换气的因素，错误的是:A．气体扩散速率与呼吸膜厚度成反变B．扩散速率与呼吸膜面积成正比C．通气/血流比值增大有利于换气D．通气/血流比值减小不利于换气E．扩散速率与温度成正比

2、影响肺部气体交换的因素包括：A.通气／血流比值B.气体的扩散速率C.呼吸膜的厚度和有效面积D.温度E.肺泡气与肺部毛细血管血液之间的气体分压差√√√√√√影响组织换气的因素

组织细胞代谢水平及血液供应情况

组织细胞与毛细血管之间的距离运输形式第三节气体在血液中的运输物理溶解：气体直接溶解于血浆中。特征：①量小,起桥梁作用

②溶解量与分压呈正比化学结合：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一、氧的运输1、

物理溶解：1.5%2、化学结合：98.5%，与红细胞内的血红蛋白（Hb）结合（氧合）PO2高(肺)PO2低(组织)HbO2Hb+O2鲜红色暗红色

当每升血液中去氧Hb达50g以上时，在毛细血管丰富的表浅部位，如口唇、甲床呈青紫色，称为发绀（紫绀）。一般是缺氧的表现

例外：高原性红细胞增多症时：有紫绀但不缺氧贫血时：无紫绀但机体缺氧

CO中毒时：机体缺氧但无紫绀，樱桃红色Fe2+Hb与O2结合的特征快速性和可逆性，结合或解离取决于氧分压的高低，不需要酶的催化是氧合而非氧化一分子血红蛋白能与4分子O2结合（1gHb结合1.34mlO2)Hb与O2结合或解离曲线呈S形几个概念氧容量：每升血液中Hb所能结合的最大氧量氧含量：每升血液中Hb实际结合的氧量血氧饱和度：氧含量占氧容量的百分数氧解离曲线表示氧分压与血氧饱和度关系的曲线，称为氧解离曲线。呈“S”型曲线PO2：60～100mmHg代表：Hb与O2结合的部位特点：坡度较平坦。表明：PO2变化大时，血氧饱和度变化小。

意义：保证低氧分压时的高载氧能力。曲线上段PO2：

40～60mmHg代表：HbO2释放O2的部位特点：坡度较陡。表明：PO2降低能促进大量氧离，血氧饱和度下降显著。意义：HbO2流经组织时可释放O2，保证安静状态下组织代谢的氧需。曲线中段表明：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。因下段释放O2量为正常时的3倍(=O2储备段)。PO2：15～40mmHg代表：Hb的O2储备特点：坡度更陡。曲线下段1、关于Hb与O2结合的叙述中，哪一项不正确？A.1分子Hb可以结合4分子O2B.每升血液中，Hb所能结合的最大O2量称为血氧含量C.HbO2呈鲜红色，氧离Hb呈紫蓝色D.Hb与O2的结合或解离曲线呈S形E.Hb4个亚单位间有协同效应2、氧离曲线是:A.PO2与血氧容量间关系的曲线B.PO2与血氧含量间关系的曲线C.PO2与血氧饱和度间关系的曲线D.PO2与血液PH间关系的曲线E.PO2与PCO2间关系的曲线√√影响氧解离曲线的因素1、曲线右移Hb和O2的亲和力降低，有利于氧离2、曲线左移Hb和O2的亲和力增加，不利于氧离。影响氧解离曲线的因素1、[H+]↑、PCO2↑、温度↑、2,3-二磷酸甘油酸↑→右移

Hb和O2的亲和力降低，有利于氧离2、

[H+]↓、PCO2↓、温度↓、2,3-二磷酸甘油酸↓→左移

Hb和O2的亲和力增加，不利于氧离。思考：为什么不能大量输入长期冷冻血液？氧离曲线右移是因为:A.体温升高B.血液PH升高C.血液PCO2降低D.2，3-二磷酸甘油酸减少E.血液PO2升高√CO2的运输CO2运输形式物理溶解5％氨基甲酸血红蛋白7％化学结合95％碳酸氢盐88％碳酸氢盐的形式碳酸酐酶H2CO3HCO3-＋H+CO2+H2O反应特征：反应速度快且可逆，反应方向取决PCO2差；Cl-转移需酶催化在红细胞内反应，在血浆内运输。氨基甲酸血红蛋白的形式

反应迅速且可逆，无需酶催化；反应方向主要受氧合作用的调节:HbO2与CO2结合的能力比Hb小组织肺脏HbNHCOOH＋O2HbNH2O2+CO2

思考关于气体在血液中运输的叙述，下列哪些是正确的

A．O2和CO2都以物理溶解和化学结合两种形式存在于血液中B．O2的结合形式是氧合血红蛋白C．O2与血红蛋白结合快、可逆、需要酶催化D．CO2主要以HCO3-形式运输E．CO2和血红蛋白的氨基结合不需酶的催化

√√√√第四节呼吸运动的调节呼吸中枢ABCD脊髓延髓脑桥

呼吸的基本中枢脊髓：中继站

延髓：呼吸基本中枢

脑桥：呼吸调整中枢大脑皮层：随意呼吸低位脑干：自主呼吸

迷走神经：抑制吸气“娥丁的诅咒”在临床上又称为先天性中枢低通气综合症思考在麻醉兔的实验中，下列操作哪项可使呼吸停止：A．切断两侧迷走神经B．切除大脑皮层C．在中脑和脑桥之间横断D．在脑桥上、中部横断E．在延髓和脊髓之间横断√呼吸节律的形成（了解）

局部神经元回路反馈控制假说内容延髓内有两个中枢：吸气活动发生器、吸气切断机制吸气活动发生器通过三条通路兴奋切断机制加强脑桥呼吸调整中枢的活动增加肺牵张感受器传入冲动直接兴奋吸气切断机制呼吸的反射性调节

肺牵张反射(黑-伯反射)概念：肺扩张或缩小而引起呼吸的反射性变化肺扩张反射过程：吸气时肺扩张→肺牵张感受器兴奋→迷走神经→延髓→兴奋吸气切断机制→吸气被切断→呼气意义：①使吸气及时转化为呼气。

②与呼吸调整中枢共同调节呼吸频率和深度。思考动物实验中切断双侧迷走神经时呼吸的变化？特征：①敏感性有种属差异；

②正常成人平静呼吸时这种反射不明显，深呼吸时可能起作用；新生儿敏感；

③病理情况下(肺充血、肺水肿等)肺顺应性降低时起重要作用。

思考实验中，如果切断兔的双侧颈迷走神经，呼吸表现为:A．幅度加大，频率减慢

B．幅度加大，频率加快

C．幅度减小，频率减慢

D．幅度减小，频率加快

E．幅度和频率均无明显变化√思考1、有关肺牵张反射的叙述，错误的是:A.是由肺扩张或缩小引起的反射B.有种属差异C.肺泡内存在牵张感受器D.初生婴儿敏感性较高E.在平静呼吸时不起重要作用2、肺扩张反射的意义是：A.增加肺通气量B.减小肺通气量C.抑制呼气，兴奋吸气D.终止吸气，发生呼气E.促使呼气向吸气转化√√多选关于肺牵张反射，下列叙述正确的是:

A.感受器位于支气管和细支气管的平滑肌内B.传入神经为迷走神经C.包括肺扩张反射和肺萎陷反射D.它在呼吸节律的形成中起一定作用E.有种族差异，人的最强，兔的最弱√√√√

呼吸肌本体感受性反射呼吸肌本体感受器传入冲动所引起呼吸运动的反射性变化。感受器：肌梭特点：感受器和效应器在同一块肌肉内特征：平静呼吸时作用不明显，当运动或气道阻力增大时，肌梭受到较强的刺激，反射性引起呼吸肌收缩加强，有助于克服气道阻力。

化学感受性反射动脉血或脑脊液中的PCO2、PO2、H+浓度变化时反射性改变呼吸运动化学感受器外周：颈动脉体、主动脉体适宜刺激：血液中PCO2升高、H+浓度升高，PO2降低中枢：延髓腹外侧浅表部位适宜刺激：对脑脊液和局部组织间液的H+浓度变化敏感

CO2对呼吸的影响CO2是呼吸的生理性刺激物，是调节呼吸最重要的体液因素

ＰCO2↓→呼吸减慢（过度通气后可发生呼吸暂停）

ＰCO2↑↑1％→呼吸开始加深

↑4％→呼吸加深加快，肺通气量增大1倍以上

↑7％→出现头昏、头痛等症状

↑15-20％以上→呼吸减弱→CO2堆积→CO2麻醉作用途径：

刺激中枢化学感受器（80%）最终通过H+的作用兴奋中枢化学感受器刺激外周化学感受器（20%）动脉血PCO2↑10mmHg才可产生效应(敏感度低)，重要性表现在①PCO2突然↑时，引起早期快速效应

②中枢感受器受抑制时，起决定作用CO2兴奋呼吸的作用通过中枢和外周两条途径实现，但以中枢途径为主