呼吸系统的生理功能

呼吸系统的生理功能第1页/共89页呼吸一、概述1.概念（respiration）呼吸：机体与外界环境之间进行气体交换的过程。2.作用摄O2，排CO2

，保证气体代谢平衡；参与体内酸碱平衡的调节。第2页/共89页3.基本环节（图）

外呼吸（肺通气，肺换气）；气体的运输；内呼吸第3页/共89页呼吸外呼吸内呼吸气体的运输第4页/共89页二、肺通气肺通气：肺与外界环境之间的气体交换过程。肺通气的器官：

呼吸道肺泡胸廓呼吸第5页/共89页（一）肺通气的动力1、概述肺通气的过程（图）直接动力：外界气压与肺内压间的压差。原始动力：呼吸运动呼吸运动：呼吸肌收缩与舒张所引起的胸廓扩大和缩小。呼吸第6页/共89页思考：人工呼吸的原理2、胸内压（1）概念胸膜腔：脏壁二层胸膜之间的一个密闭的潜在的腔隙。（图）胸内压：胸膜腔内的压力。正常情况下呈负压。呼吸第7页/共89页呼吸（2）形成机制①胸膜腔是一个仅含少量浆液的密闭的腔隙（图）第8页/共89页呼吸②、扩张的肺组织具有回缩力（图）肺内始终有气体存在，就始终有弹性回缩力。发育时，胸廓的生长速度大于肺，故肺永远处于被牵张状态，而具有回缩趋势。第9页/共89页③胸内压的组成及胸内负压（图）胸内压＝肺内压－肺回缩力呼、吸气末胸内压＝大气压－肺回缩力＝0－肺回缩力＝－肺回缩力吸气，胸内负压更大呼气，胸内负压减小呼吸第10页/共89页（3）正常值平静呼吸：吸气末－10～－5mmHg；呼气末－5～－3mmHg用力呼吸（关闭声门）：吸气－90mmHg；呼气110mmHg呼吸第11页/共89页（4）生理意义①使肺泡维持扩张状态，保证正常的肺通气和肺换气。②促进静脉血和淋巴的回流。胸膜腔破裂，气体进入，则形成气胸。（图）呼吸第12页/共89页呼吸

弹性阻力

70%

非弹性阻力

30%

（二）肺通气的阻力第13页/共89页弹性阻力肺弹性阻力胸廓的弹性阻力弹性回缩力表面张力第14页/共89页1.弹性阻力及顺应性弹性阻力：弹性组织在外力作用下变形时，所具有的对抗变形和回位的能力。顺应性：外力作用下弹性组织的可扩张性。弹性阻力与顺应性成反比呼吸顺应性（C）=容积的变化（△V）压力的变化（△P）L/cmH2O第15页/共89页呼吸1/3——肺组织的弹性回缩力2/3——肺泡内液－气界面的表面张力肺表面活性物质合成与释放：肺泡Ⅱ型细胞成分：二棕榈酰卵磷脂（DPL）（

图）第16页/共89页作用：(1)增大肺顺应性(2)维持大、小肺泡的稳定性

（图）(3)防止肺水肿的发生

新生儿呼吸窘迫综合征呼吸第17页/共89页（2）胸廓的弹性阻力呼吸第18页/共89页2.

非弹性阻力惯性阻力气道阻力粘滞阻力第19页/共89页气道阻力（占80～90％）与管径，流速和湍流有关惯性阻力：气流在发动、变速、换向时，气流和组织惯性产生的阻止气体运动的力。大气道阻力〉小气道呼吸第20页/共89页粘滞阻力：呼吸时，组织相对位移产生的摩擦呼吸第21页/共89页呼吸（三）肺通气功能指标（图）潮气量：每次呼吸，吸入或者呼出的气体量（500ml)肺活量：潮气量+补吸+补呼肺通气量（pulmonaryventilation)：每分钟进或出肺的气体总量

=潮气量×呼吸频率(6-9L)无效腔:150ml第22页/共89页呼吸肺泡通气量（alveolarventilation）：

每分钟吸入肺泡的新鲜空气量肺泡通气量＝

（潮气量－无效腔）×呼吸频率第23页/共89页不同呼吸频率和潮气量时的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

16 500 800056008 1000 8000680032 250 80003200浅快呼吸：肺泡通气量，对肺换气不利。深慢呼吸：肺泡通气量，提高肺通气效能。第24页/共89页三、气体的交换（一）气体交换的原理1.气体的扩散（1）概念气体扩散：

气体分子从分压高处向分压低处发生净转移的过程呼吸第25页/共89页气体扩散速率(D)：单位时间内气体扩散的容积。呼吸气体扩散速率(D)∝分压差(P)×面积(A)×温度(T)扩散距离(d)×溶解度分子量2第26页/共89页（2）影响因素主要是分压差呼吸第27页/共89页（二）气体交换的过程（图）呼吸1.肺部气体交换

O2肺泡血液

10240CO2血液肺泡

4640

V血A血10040第28页/共89页呼吸2.组织处气体交换（图）

O2血液组织

10040

CO2组织血液

4640

A血V血4046第29页/共89页（三）影响肺换气的因素1.呼吸膜的面积和厚度呼吸膜：肺泡腔与肺毛细血管之间的膜。由六层结构组成。平静呼吸时，供气体交换的呼吸膜面积约40m2用力呼吸时，供气体交换的呼吸膜面积约70m2呼吸第30页/共89页肺毛细血管关闭，肺气肿，肺不张，肺泡破裂时，呼吸膜扩散面积。总厚度不到1µm,部分不到0.2µm肺纤维化，肺水肿，炎性渗出时，呼吸膜扩散距离。(图)呼吸第31页/共89页2.通气/血流比值(ventilationperfusionratioVA/Q)每分钟肺泡通气量和每分钟肺血流量之间的比值，正常成人安静时约为0.84。(图)呼吸第32页/共89页VA/Q变大：(图)

通气过多或血流不足，使部分肺泡气未能与血液气充分交换，致无效腔增大。

如：肺血管栓塞。呼吸第33页/共89页VA/Q变小

（图2）

通气不足或血流过多，部分血液流经通气不良的肺泡，使V血中的气体未得到充分更新，致功能性A-V短路。

如支气管痉挛。VA/Q增大或减小均可影响肺换气，造成缺O2或CO2潴留，但以缺O2为主。呼吸第34页/共89页四、气体的运输（一）基本情况O2和CO2的运输形式：化学结合为主物理溶解为次但后者是前者的前提。呼吸第35页/共89页呼吸（二）氧的运输1、运输形式和运输量物理溶解：1.5％；化学结合：HbO298.5％Hb与O2结合的特征

Hb+O2HbO2PO2高PO2低第36页/共89页几个概念：Hb氧容量(oxygencapacity)：1L血液中，Hb所能结合的最大O2量Hb氧含量(oxygencontent)：1L血液中，Hb实际结合的O2量。Hb氧饱和度(oxygensaturation)：

氧含量和氧容量的百分比。血氧容量血氧含量血氧饱和度呼吸第37页/共89页紫绀：血液中去氧Hb含量达5g/100ml以上时，皮肤、粘膜呈浅蓝色。CO中毒樱桃红2、氧解离曲线（1）概念氧解离曲线：反映氧分压与血氧饱和度关系的曲线。（图）呼吸第38页/共89页（2）意义①上段：Po2:60~100mmHg（图）平坦氧分压的变化对氧饱和度影响不大，为人类适应不同气压环境提供了内在的保护机制（但对轻度呼吸系统疾病患者的病情有掩盖作用）。呼吸第39页/共89页②中段：Po2:40~60mmHg

（图）较陡峭

在组织Po2下，Hb与O2的亲和力降低，随着Po2的下降，Hb释放的O2量不断增加，以利于向组织供氧。呼吸第40页/共89页③下段：15-40mmHg（图）非常陡峭随着Po2的下降，Hb释放的O2量不断增加，以适应各组织的不同代谢水平。呼吸第41页/共89页呼吸（3）影响因素

（图）

pHPco22,3－DPG温度

曲线右移Hb与氧亲和力血氧饱和度反之,曲线左移Hb氧亲和力血氧饱和度

人工低温第42页/共89页（三）CO2的运输1.运输的形式和运输量物理溶解：5％；化学结合：95％（碳酸氢盐88％；氨基甲酸血红蛋白7％）2.化学结合过程（1）碳酸氢盐形式呼吸第43页/共89页第44页/共89页（2）氨基甲酸血红蛋白（7％）CO2与Hb上的氨基结合，生成氨基甲酸血红蛋白。肺部释放量占17.5%呼吸第45页/共89页五、呼吸运动的调节（一）呼吸中枢及呼吸节律的形成1.呼吸中枢呼吸第46页/共89页第47页/共89页（1）延髓基本呼吸节律的产生部位背侧呼吸组：吸气N元腹侧呼吸组：呼气N元（2）脑桥上部臂旁内侧核和KF核，合称PBKF核群，参与呼吸节律的调控。呼吸第48页/共89页（二）反射性调节1.肺牵张反射（1）概念肺牵张反射(pulmonarystretchreflex)：由肺扩张或肺萎陷引起吸气抑制或吸气兴奋的反射。呼吸第49页/共89页①肺扩张反射②肺萎陷反射（2）过程（图）（3）作用

防止肺过度扩张和缩小呼吸第50页/共89页2.化学感受性呼吸反射（1）化学感受器及其传入N①外周化学感受器（图）颈A体，由窦N传入；主A体，由迷走N传入。均可感受pH和Po2的降低和Pco2的升高，。呼吸第51页/共89页呼吸②中枢化学感受器（图）延髓腹外侧浅表区主要感受脑脊液中H+浓度的变化第52页/共89页（2）CO2

、H+

、O2对呼吸的调节①CO2呼吸一定范围内吸入气中CO2增加将引起呼吸加深加快使呼吸运动加强的机制（图）吸入气CO2含量超过7%时，引起呼吸困难甚至昏迷，出现CO2麻醉第53页/共89页②H+

血中H+主要通过刺激外周化学感受器来兴奋呼吸中枢，从而使呼吸运动增强。H+不易透过血脑屏障。呼吸第54页/共89页③O2Po2降低一方面可刺激外周化学R来兴奋呼吸中枢，另Po2降低又可直接抑制呼吸中枢，故Po2降低对呼吸的影响取决于缺氧的程度。呼吸第55页/共89页

返回PO2呼吸中枢膈N肋间N

呼吸肌呼吸运动脑脊液血脑屏障第56页/共89页轻、中度缺氧对呼吸中枢的兴奋作用强于抑制作用，可使呼吸运动增强；重度缺氧时，则相反，表现为呼吸抑制。④CO2

、H+

和O2

在影响呼吸中的相互作用效应：CO2>H+>O2

呼吸第57页/共89页呼吸思考题：试述胸内负压的形成机制，和生理意义。某人吸入大量CO2气，呼吸有何变化，试述其机制？剪断颈迷走神经后，呼吸有何变化？第58页/共89页呼吸本章要求：1.了解呼吸的意义及呼吸的基本过程。

2.掌握肺通气的原理，熟悉肺通气功能指标。

3.掌握肺换气的原理和过程，熟悉组织换气的过程。

4.掌握氧和二氧化碳在血液中的运输。

5.掌握呼吸运动的调节。第59页/共89页呼吸本章重点：1.肺通气的动力：直接和间接动力各是什么；呼吸运动、胸内负压的形成及意义。2.肺通气的阻力：弹性阻力、肺泡表面活性物质及生理作用。3.肺泡通气量4.气体的交换：气体的交换原理、影响气体交换的因素、通气/血流比值。第60页/共89页呼吸5.气体在血液中的运输：血氧容量、血氧含量与血氧饱合度、氧离曲线及其影响因素。6.呼吸运动的调节：呼吸中枢,化学感受性反射和肺牵张反射的过程和意义。第61页/共89页返回1第62页/共89页第63页/共89页呼吸返回2返回3

第64页/共89页返回第65页/共89页返回第66页/共89页第67页/共89页返回第68页/共89页呼吸返回第69页/共89页呼吸返回第70页/共89页呼吸返回第71页/共89页呼吸肺泡、血液和组织中气体的分压(mmHg)

肺泡气动脉血静脉血组织PO21021004040PCO2404046