生理课件-6呼吸

第六章呼吸系统解剖与生理呼吸：

机体与外界环境的气体交换过程外呼吸气体在血液中的运输内呼吸呼吸全过程示意图外呼吸气体运输(F)

内呼吸(F)空气呼吸道肺泡肺毛细血管O2CO2肺静脉左心动脉肺动脉毛细血管右心静脉肺通气(F)肺换气(F)组织细胞O2CO2v-1,2,3,4气体在血液中的运输细胞呼吸（内呼吸）肺呼吸（外呼吸）肺通气：肺泡外界大气肺换气：肺泡肺毛细血管血液组织换气：组织中毛细血管血液组织细胞细胞内的有氧代谢生化范畴呼吸过程的三个环节

三个环节相互衔接，同时进行。

呼吸的意义：

1.维持机体稳态。

2.维持机体生命活动所必需的基本过程。

第一节呼吸系统的解剖

组成1、呼吸道2、肺（一）呼吸道鼻喉气管和支气管由各级支气管和肺泡组成，表面覆盖脏胸膜。（二）肺肺的位置和形态肺内支气管树呼吸部：呼吸系统概貌1、导管部2、呼吸部（肺泡）支气管树：肺的内部结构终末细支气管呼吸性细支气管肺泡管肺泡囊肺泡肺泡肺内血液循环支气管动脉终末细支气管呼吸性细支气管肺动脉肺静脉肺泡的毛细血管网肺的血管肺泡上皮C：Ⅰ型二棕榈酰卵磷脂肺泡气液交界面的表面张力肺泡上皮C组织间隙毛细血管内皮C肺泡上皮基膜含表面活性物质的液体层（分泌C）1μmⅡ型呼吸膜：毛细血管肌膜胸膜及胸膜腔一、肺通气的原理气体P1气体P2吸气呼气肺通气：肺与外界环境之间的气体交换过程第二节呼吸系统的基本规律

直接动力：

肺与外界大气之间的压力差

原动力：

呼吸肌的收缩舒张所引起的呼吸运动（一）肺通气的动力1、呼吸运动

呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小。吸气运动呼气运动呼吸肌斜角肌胸锁乳突肌肋间外肌膈肌肋间内肌

腹部肌群吸气肌呼气肌肋间外肌肋间内肌1）吸气吸气肌收缩，胸腔和肺容积增大肺内压<大气压呼气吸气肌舒张，胸腔和肺容积减小肺内压>大气压（1）呼吸运动过程吸气呼气P9呼吸运动引起的胸廓容积变化

主动呼气运动被动吸气运动（2）呼吸运动形式1）平静呼吸2）用力呼吸吸气和呼气都是主动的3）腹式呼吸:

以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动4）胸式呼吸:

以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动

成人：胸式和腹式混合式呼吸婴幼儿：腹式呼吸为主妊娠后期：胸式呼吸为主呼气吸气吸气呼气0-2压力(mmHg)22、肺内压

肺泡内的压力呼气：肺内压＞大气压吸气、呼气末：肺内压＝大气压吸气：肺内压＜大气压人工呼吸：通过人工的方法（正压压入肺内），维持肺通气。P10呼吸过程中肺内压、胸内压及呼吸气容积的变化过程

3.胸内压（胸膜腔内压）胸膜腔：胸膜脏、壁两层在肺根处互相反折移行，在两肺周围分别形成两个互不相通、完全封闭的腔。

（1）胸膜腔特点：潜在腔隙少量浆液润滑作用浆液分子的内聚力两层胸膜贴附胸内压<大气压胸内负压胸膜腔（2）胸膜腔内压及其测定：平静呼吸：吸气>呼气（绝对值）紧闭声门用力呼气：正压（3）胸膜腔负压的形成：

生长速度：胸廓>肺（5）胸膜腔负压的生理意义①维持肺泡扩张状态，并随胸廓的运动而张缩，保证肺通气和肺换气②降低中心静脉压，促进胸腔淋巴液和静脉血回流。（4）胸内压的大小胸内压=大气压-肺回缩力气胸：胸膜破损，空气将立即进入胸膜腔内，胸膜腔内压力增高使肺脏压缩，形成气胸。（二）肺通气的阻力

分为:

弹性阻力：胸廓和肺弹性物体的阻力。（70%）非弹性阻力：呼吸过程中气管对气流的阻

（30%）力以及惯性阻力等。1．弹性阻力（70%）概念：物体对抗外力作用引起变形的力。肺的弹性阻力胸廓的弹性阻力组成弹性回缩力与胸廓和肺扩张方向相反，是吸气的主要阻力胸廓的弹性阻力肺容量＝67％肺总量：胸廓无变形肺容量>67％肺总量：胸廓扩大，吸气阻力，呼气动力肺容量<67％肺总量：胸廓缩小，吸气动力，呼气阻力即胸廓弹性组织的回缩力①肺弹性组织回缩力（1/3）肺泡内：液―气界面所产生的表面张力②肺泡表面张力（2/3）

肺的弹性阻力肺泡表面张力表面张力球形液-气界面的表面张力方向是向中心的，倾向于使肺泡缩小，产生弹性阻力充空气充盐水用同等压力充空气和盐水，何者易扩张肺？充盐水P:肺泡内压力T：肺泡表面张力r：肺泡半径Laplace定律P＝2Tr

肺泡表面张力肺泡将失去稳定性；造成肺水肿

降低弹性阻力维持大小肺泡的稳定性防止肺水肿作用:降低肺泡表面张力肺泡表面的Ⅱ上皮细胞能够分泌表面活性物质－二棕榈酰卵磷脂意义激素：促进低温：抑制2.非弹性阻力（30%）定义：在气体流动时产生的，并随流速加快而增加，故为动态阻力。包括气道阻力、惯性阻力和粘滞阻力。

（1）气道阻力定义：由气体流经呼吸道时，气体分子间及气体分子与呼吸道壁之间的摩擦所产生阻力。气道阻力=推动气体流动的压力（cmH2O）/单位时间内气体流量（L/S）（2）影响气道阻力的因素气流速度气流形式管径大小（呼吸性细支气管）哮喘病人：呼气比吸气更困难阻力层流阻力湍流阻力吸气阻力阻力呼气吸气：气道口径↑→阻力↓呼气：气道口径↓→阻力↑1.肺容积：是指肺内气体的容积（1）潮气量：每次吸入或呼出的气量。（2）补吸气量：平静吸气末，再尽力吸入的气量。正常成人：400~500ml正常成人：1500~1800ml（3）补呼气量：平静呼气末，再用力呼出的气量。正常成人：1000~1500ml（4）残气量：用全力呼气后，肺内所留的气体量。（余气量）正常成人：1000~1500ml（吸气储备量）（呼气储备量）

（三）肺容量和肺通气量肺容积和肺容量示意图(1)深吸气量（inspiratorycapacity）：1+2(2)功能残气量（functionalresidualcapacity）：3+4(3)肺活量：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气量（vitalcapacity）。

(4)时间肺活量：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。(5)肺总量：1+2+3+42.肺容量：是肺容积中两项或两项以上的联合气量。

每分肺泡通气量=（潮气量-无效腔容量）×呼吸频率

（1）每分通气量：潮气量×频率（2）肺泡通气量3.肺通气量肺泡无效腔:无气体交换功能的肺泡生理无效腔解剖无效腔：无气体交换功能的呼吸道。正常成人：约150ml

不同呼吸频率和潮气量时肺通气量和肺泡通气量

呼吸频率（次/分钟）潮气量（ml）肺通气量（ml/min）肺泡通气量（ml/min）165008000560081000800068003225080003200

深而慢的呼吸比浅而快的呼吸效率高。

二、气体交换与运输肺换气：肺泡血液组织换气：血液组织动力：气体的分压差（一）气体交换方式：单纯扩散组织换气：组织细胞与毛细血管血液之间的气体交换肺换气：肺泡气与肺毛细血管血液之间的气体交换。

气体交换过程肺泡与组织气体交换示意图肺泡气肺Cap（静脉血）（动脉血）肺V组织细胞PO213.85.313.35.3PCO25.36.15.36.1PO2>PCO2，为什么CO2的扩散速度大于O2的扩散速度？

S（溶解度） MW d（扩散速率）O2：

2.14ml/L 32 3.78CO2: 51.5ml/L 44 77.64dCO2

＝20dO2

CO2的扩散速率大于O2影响气体交换的因素（1）气体扩散的速率反比：扩散距离正比：分压差，温度，溶解度，扩散面积（2）呼吸膜肺气肿：面积减少肺纤维化，肺炎：厚度增加交换效率降低通透性:正比厚度：反比扩散面积：正比（3）通气血流比值=每分肺泡通气量（VA）每分肺血流量（Q）=0.84V/Q比值↑＞0.84肺血管栓塞通气过度，血流不足—肺泡无效腔增大V/Q比值↓＜0.84支气管痉挛通气不足，血流过多—功能性A-V短路A血混有V血血中PO2PCO2O2、CO2物理溶解：量少，基础化学结合：量多气体→溶解→化学结合→溶解（二）气体在血液中的运输1、氧的运输物理溶解：1.5%化学结合：98.5与Hb的血红素中的Fe2+结合珠蛋白:一个血红素:四个溶解的量与氧分压成正比Hb+O2

HbO2PO2↑(肺)PO2↓(组织)(去氧Hb)(氧合Hb)反应快，不需酶催化。是氧合非氧化，Fe2+无电荷转移。是可逆结合，氧分压决定反应方向。1分子Hb可以结合4分子O2影响O2与Hb结合的因素1、血中PO2的高低2、Hb与O2的结合能力

Fe2＋→

Fe3+；CO2、CO2的运输(2)化学结合：(1)物理溶解：5％

碳酸氢盐形式：88%血浆CO2CO2H2OCAH2CO3H+HCO3-Na+HCO3-NaHCO3Cl

-可逆的红细胞可逆需要酶的参与主要在红细胞进行Cl-有利于CO2的运输

氨基甲酸血红蛋白形式：7%HbNH2+CO2HbNHCOOH氧合作用HbNHCOO-H+调节因素：在组织在肺HbO2的酸性高，不易与CO2结合还原Hb的酸性低，容易与CO2结合高效的运输形式，肺排出CO2中的20%-30%来源于氨基甲酸血红蛋白。溶解5%HCO388%氨基甲酸血红蛋白7%CO2TransportP40在肺碳酸酐酶在组织碳酸酐酶Na++K++RedBloodCellTissuePlasmaCO2CO2DissolvedCO2DissolvedCO2+H2OH2CO3CAHCO3H+HCO3ClClO2@HbO2HbO2O2O2@HHbCO2CarbaminoHbCO2TransportP41第三节呼吸运动的调节一、呼吸中枢与呼吸节律呼吸运动的特点节律性呼吸中枢频率和深度随机体代谢水平而改变呼吸中枢延髓呼吸中枢：产生节律呼吸的基本中枢分布广泛（一）呼吸中枢1、延髓:呼吸基本中枢2、脑桥:呼吸调整中枢

抑制吸气，使吸气向呼气转换。吸气中枢：呼气中枢：3.高位脑：随意呼吸调节系统大脑皮层、边缘系统、下丘脑(二)呼吸节律的形成“吸气切断机制”假说1、肺牵张反射（黑-伯反射）

概念：由肺扩张或缩小萎陷所引起的吸气抑制或吸气兴奋的反射性呼吸变化肺扩张反射肺萎陷反射

（一）肺及胸廓感受器反射二、呼吸运动的反射性调节（1）肺扩张反射肺扩张时抑制吸气的反射肺扩张→肺泡、细支气管牵张感受器（＋）↓迷走N↓

延髓↓

(+)吸气切断机制↓切断吸气，转为呼气（2）肺萎陷反射肺萎陷时引起吸气的反射肺萎陷→肺牵张感受器传入冲动↓↓迷走N↓

延髓↓

(+)吸气神经元↓产生吸气（3）生理意义

调节呼吸频率，通过负反馈调节，阻止吸气过深过长，促使吸气转为呼气（不参与人类平静呼吸的调节）动物切断双侧迷走神经，呼吸有何变化？呼吸变得深而慢2、呼吸肌本体感受性反射：肌梭和腱器官是骨骼肌的本体感受器。3、防御性呼吸反射（1）咳嗽反射（2）喷嚏反射（二）化学感受性反射化学感受器：适宜刺激为O2、CO2

和H+

等。外周化学感受器：颈动脉体和主动脉体中枢化学感受器：延髓腹外侧浅表部外周化学感受器中枢化学感受器区别外周化学感受器中枢化学感受器部位颈动脉体和主动脉体延髓腹外侧浅表部适宜刺激动脉血中PO2、PCO2和pH变化1.颈动脉体>主动脉体2.三种刺激可协同作用脑脊液和局部细胞外液中H+浓度1.不感受缺氧的刺激2.对CO2的敏感性高于外周，但反应潜伏期长3.动脉血pH变化的作用小而缓慢主要作用机体缺氧时维持对呼吸的驱动调节脑脊液中[H+]维持稳定的