生理第8版 呼吸

第五章呼吸Respiration

主讲教师：张玉芹本章主要内容肺通气肺换气和组织换气气体在血液中的运输呼吸运动的调节TheLung

1.呼吸的概念：机体和外界环境之间进行气体交换的过程。2.意义：保证机体新陈代谢的正常进行，是维持生命活动的必需过程。

3.呼吸的过程：---有3各环节构成

外呼吸externalrespiration

气体运输gastransport

内呼吸internalrespiration

呼吸的过程呼吸全过程5\呼吸环节.exe

第一节

肺通气

pulmonaryventilation

指肺与外界环境之间进行气体交换的过程。一．肺通气的原理（一）肺通气的动力1.呼吸运动respiratorymovement（1）呼吸运动的过程平静吸气:隔肌收缩胸廓上、下径增加

肋间外肌收缩胸廓前后、左右径增加

胸廓容积↑肺容积↑肺内压

<大气压气体入肺吸气（inspiration）

平静呼气expiration：

膈肌和肋间外肌舒张

胸廓和肺弹性回位肺容积肺内压>大气压气体出肺呼气

气体入肺肺内压＜大气压肺扩张胸廓扩大肺内压＞大气压肺缩小胸廓缩小呼吸肌收缩呼吸肌舒张气体出肺肺通气原动力肺通气直接动力吸气呼气肋间外肌收缩肋间外肌舒张胸廓和肺扩张胸廓和肺回缩肋骨和胸骨上举并外展肋骨和胸骨下压膈收缩膈舒张用力呼吸时肋间内肌和腹肌收缩图呼吸运动时呼吸肌和胸廓的变化图5-2呼吸运动时膈肋骨的运动A：膈运动B:肋骨运动（2）呼吸运动的型式1）胸式呼吸与腹式呼吸以肋间外肌肉舒缩为主、胸廓起伏明显的呼吸运动称胸式呼吸（Thoracicbreathing）

以膈肌舒缩为主、腹壁起伏明显的呼吸运动称腹式呼吸.（Abdominalbreathing）2）平静呼吸与用力呼吸

平静呼吸

eupnea平静状态下的呼吸称平静呼吸。特点：呼吸平静均匀呼吸频率12—18次/分吸气是主动的，呼气是被动的。

用力呼吸forcedbreathing：

运动、呼吸困难状态下的呼吸称用力呼吸。特点：呼吸加深加快，吸气和呼气都是主动的。

用力呼吸时，胸锁乳突肌、斜角肌（加强吸气）肋间内肌、腹壁肌（加强呼气）也参与。2.肺内压的变化changeofintrapulmonarypressure概念：肺内压指肺泡内的压力。

吸气中：肺内压小于大气压，先低后高.吸气末：肺内压＝大气压呼气中：肺内压高于大气压先高后低呼气末：肺内压＝大气压肺内压的变化人工呼吸：用人工的方法，建立起肺内压与大气压之间的压力差以维持肺通气称为人工呼吸。包括正压法和负压法。

3.胸膜腔内压changeof

pleura（plur）cavity

pressure（1）胸膜腔结构特点:密闭,与外界不通.无实在的腔.（2）胸膜腔的压力Intrapleuralpressure:

平静呼吸时，胸膜腔的压力始终低于大气压称胸膜腔负压

intrapleuralnegativepressure.吸气末:-5~-10mmHg,呼气末:-3~-5mmHg

（3）胸膜腔负压的形成

先决条件:胸膜腔密闭性

根本原因:肺有弹性回缩力

胸膜腔内压=大气压–肺回缩压=0–肺的回缩压=–肺回缩压

（4）胸膜腔负压的意义:

a)维持肺扩张,保证肺通气的正常进行.

b)有助于静脉血和淋巴的回流.气胸是怎么回事？Pneumothorax（nju:mu·θ:ræks）

(二)肺通气的阻力

肺弹性阻力

弹性阻力

elasticresistance

胸廓弹性阻力.

非弹性阻力non-

elasticresistance:包括气道阻力、粘滞阻力和惯性阻力.1.肺的弹性阻力和顺应性:（1）概念：elasticresistance：弹性组织在外力作用下变形时，有对抗变形和弹性回位的力.

肺顺应性compliance：

在外力作用下，弹性组织发生变形的难易程度。肺的顺应性lung

compliance

:

表示肺扩张难易程度的指标。与弹性阻力呈倒数关系

C=1/R

容积的变化(ΔV)

肺顺应性=L/cmH2O

跨肺压的变化(ΔP)（2）肺静态顺应性曲线静态顺应性static

compliance反映肺静态时跨肺压和肺容积之间的关系曲线。

意义：平静呼气末，肺顺应性正好位于曲线的中段，此段斜率最大，故平静呼吸时肺弹性阻力小，呼吸省力。此时健康成人肺顺应性约为0.2L/cmH2O

（3）比顺应性

specificcompliance概念：肺顺应性与肺总量之比比顺应性=测得的肺顺应性/肺总量意义：能排除肺容量对顺应性的影响（4）肺的弹性阻力的来源

肺的弹性回缩力（占1/3）

肺泡表面张力（占2/3）肺泡表面张力的来源：由液-气界面形成,是使肺泡缩小的力.证明图5-4：P=

2T/r（5）肺泡表面活性物质pulmonarysurfactant：来源:由肺泡Ⅱ型上皮细胞合成分泌的.分布在肺泡壁的最内层。主要成分：二棕榈酰卵磷脂

作用：降低肺泡表面张力有三个方面的生理效应。P158

图肺泡容积的维持

2、胸廓的弹性阻力和顺应性胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形成。胸廓的弹性阻力的作用方向，则视胸廓扩大的程度而异:①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％)，胸廓的性回缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。胸廓的顺应性与肺的顺应性相等，0.2L/cmH2O3、非弹性阻力non-

elasticresistance

主要指气流通过呼吸道时遇到的阻力。惯性阻力包括粘滞阻力气道阻力占80—90%。

大气压与肺内压之差（cmH2O）气道阻力=单位时间内气体流量（L/s）影响气道阻力的因素:气流的形式、气道口径和气流速度。影响气道管径的因素：跨壁压肺实质的牵引作用自主神经的调节化学因素的影响二.肺通气功能的评价

(一)肺容积pulmonaryvolume1.潮气量tidalvolume2.补吸气量inspiratoryreserve

volume

3.补呼气量expiratoryreserve

volume4.余气量residualvolume5\肺容积.exe（二）肺容量pulmonaycapacity

是肺容积中两项以上的气量。1.深吸气量：等于潮气量+补吸气量2.功能余气量

functionalresidual[ri‘zidjul]capacity3.肺活量vitalcapacity,VC肺活量＝潮气量+补吸气量＋补呼气量用力肺活量forcedvitalcapacity最大吸气后,以最快的速度进行呼气所呼出的气量。1秒用力肺活量:

forcedexpiratoryvolumein1second,FEV1第1秒钟内用力肺活量。应占用力肺活量的80%。是反映肺通气功能的动态指标。4.肺总容量totallungcapacity,TLC

功能与凄凉的测定（自学）（三）肺通气量

和肺泡通气量

1.肺通气量minuteventilationvolume

等于：潮气量×呼吸频率最大通气量(最大随意通气量）：以最快的大通气量速度尽力呼气每分钟呼出的气体量。反映肺通气功能的潜力。

通气储量百分比＝最大通气量－每分随意通气量/最大通气量×100％

2.肺泡通气量alveolarventilation指每分钟到达肺泡的新鲜气体量。

肺泡通气量等=（潮气量—无效腔气量）×呼吸频率无效腔deadspace：解剖无效腔anatomicaldeadspace：从鼻到终末细支气管容积。该腔内的气体不能与血液进行气体交换，150ml。肺泡无效腔alveolar

deadspace：不能与血液进行气体交换的肺泡气量。生理无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔（四）最大呼气流速-容积曲线（五）呼吸功本节重点肺泡通气量alveolarventilation肺活量vitalcapacity用力肺活量forcedvitalcapacity肺顺应性compliance胸内压intrapleuralpressure解剖无效腔anatomicaldeadspace

肺容量呼吸全过程肺通气的动力呼吸的型式肺内压的变化胸膜腔内压变化胸膜腔负压的形成胸膜腔负压的意义肺通气的阻力肺的弹性阻力和顺应性关系比顺应性

spe`cificcompliance肺泡表面活性物质pulmonarysurfactant肺容积与肺容量第二节肺换气和组织换气

一．气体交换的原理

（一）气体交换的方式----扩散

动力：分压差(partialpressuredifference)

分压partialpressure：在混合气体中，某种气体所占的压力。

张力：液体中的气体分压，即溶解的气体分子从液体中逸出的力。（二）影响气体扩散速率的因素1.气体分压差

分压差越大，气体扩散速度越快。2.溶解度与分子量3.扩散面积和距离4.温度

ΔP·T·A·S气体扩散速率D＝————d·MW

CO2的溶解度是O2的24倍，CO2的分子量是O2的1.14倍，CO2的扩散速率是O2的21倍。(二)呼吸气体和人体不同部位的分压（mmHg）

空气肺泡气A血混合V血组织PO21581031004030PCO20.340404650二.肺换气(一)肺换气的过程：5\气体交换.exe

O2肺换气的过程：肺泡血液

CO2CO2组织换气：组织细胞血液

O2

肺换气肺泡与血管气体交换(二)影响肺换气的因素1.呼吸膜的厚度呼吸膜由6层组成

图5-10呼吸膜结构示意图2.呼吸膜的面积3.通气/血流比值ventilation-perfusionratio定义：每分钟肺泡通气量与肺血流量之比.正常值V/Q=0.84图5-11通气/血流比值变化示意图(三)肺扩散容量pulmonarydiffusioncapacity气体在1mmHg分压差的作用下，每分钟通过呼吸膜扩散的气体量称肺扩散容量。O2的肺扩散容量为20ml/min.mmHgCO2的肺扩散容量为400ml/min.mmHg三.组织换气（自学）四.正常肺功能在维持酸碱平衡中的作用(一）酸碱平衡与酸碱平衡紊乱（二）肺在维持酸碱平衡中的作用（三）血气分析

本节重点肺换气分压partialpressure肺扩散容量pulmonarydiffusioncapacity肺通气/血流比值ventilation-perfusionratio气体交换的原理

影响气体交换的因素ΔP·T·A·S气体扩散速率D＝————d·MW

肺换气的过程影响肺换气的因素

第三节

气体在血液中的运输

Castransportintheblood一、O2和CO2在血液中存在的形式物理溶解(少)气体运输的形式化学结合(多)

二、O2的运输

（一）Hb分子结构简介（二）O2与血红蛋白的结合的特征及能力

1.快速性和可逆性可逆性

O2+HbHbO2

2.是氧合不是氧化O2结合在亚铁离子上，有变构效应。3.Hb与O2结合的量氧容量:指每100ml血液中的血红蛋白所能结合氧的最大量。15×1.34≈20ml

氧含量：每100ml血液中血红蛋白实际结合的氧量。

氧含量血红蛋白氧饱和度＝×100％氧容量A血：约为98%V血：约为75%(三)氧解离曲线

1、概念：氧分压和血氧饱和度之间的关系曲线。

2、特点：呈“S”形，上、中、下3段，上段斜率小，中段斜率较大，下段最陡。（四）影响氧运输的因素：凡是影响氧解离去曲线的因素都会影响氧的运输。

PCO2、[H+]、温度、2.3-DPG、CO（重要）等影响.

上段中段下段

图5-13氧解离曲线三、CO2的运输（一）运输形式1、HCO3ˉ形式运输(占87%)组织细胞代谢产生的CO2→扩散到组织液→扩散到血浆→扩散到RBC在RBC内:

碳酸酐酶CO2+H2OH2CO3H++HCO3-

H+与脱氧血红蛋白结合,大部分HCO3ˉ进入血浆以NaHCO3的形式运输。在肺部：反应向相反的方向变化。2、氨基甲酸血红蛋白的形式:5\HbNHCOOH.exeHb-NH2O2+H++CO2Hb-NHCOOH+O2

（二）CO2解离曲线（自学）（三）O2与Hb结合对CO2运输的影响（自学）第四节呼吸运动的调节一、呼吸中枢与呼吸节律的形成（一）各级呼吸中枢respiratorycenter脊髓：有支配呼吸运动的神经元。1.延髓:是呼吸节律发生的部位.部位:延髓栓部周围的网状结构中。

有吸气神经元;呼气神经元;吸气-呼气跨时相神经元.2.脑桥

上部：

脑桥的呼吸调整中枢功能:抑制延髓吸气神经元,促进吸气向呼气转化。下部：长吸中枢3.高位脑对呼吸节律形成不起作用,但可随意控制呼吸.(二)呼吸节律的形成—两种学说图神经元网络学说二．呼吸的反射性调节(一)化学感受性反射指血液中的Pco2[H+]Po2对呼吸运动的调节.1、化学感受器chemoreceptor外周化学感受器peripheral

chemoreceptor中枢化学感受器centralchemoreceptor

2、Pco2[H+]Po2对呼吸的调节（1）CO2对呼吸的调节：a)PCO2↑→CO2通过血—脑屏障进入脑脊液和脑组织液→CO2+H2O→H2CO3

→

HCO3-+H+→

刺激中枢化学感受器→呼吸中枢兴奋增强→呼吸加深加快。5\CO2影响.exe

b)血中PCO2↑→颈动脉体和主动脉体化学感受器受刺激增强→沿窦神经、主动脉神经传人延髓呼吸中枢的冲动↑→呼吸中枢兴奋增强→呼吸加深加快→肺通气量↑

（2）H+对呼吸的影响：

H+对呼吸的影响主要通过刺激外周化学感受器而起作用（因H+不易透过血-脑屏障）

5\H+影响.exe（3）缺氧对呼吸的影响

血液中Po2↓→外周化学感受器受刺激增强→沿窦神经、主动脉神经传人中枢冲动