呼吸(人体解剖生理学)

第五节

呼吸系统的结构与功能

呼吸—肺通气

大致解剖上呼吸道鼻、咽、喉下呼吸道

气管支气管终末细支气管呼吸

肺通气呼吸气体的交换气体在血液中的运输呼吸运动的调节呼吸

呼吸的概念

呼吸的意义：机体与环境之间所进行的气体交换过程

维持内环境02和CO2含量的相对稳定，保证机体新陈代谢的正常进行

呼吸

呼吸过程

外呼吸气体在血液中的运输

内呼吸(组织换气)肺通气

肺换气呼吸—肺通气肺通气pulmonaryventilation肺与外环境之间的气体交换肺通气的动力直接动力肺内压与大气压之间的压力

原动力呼吸运动呼吸—肺通气呼吸运动

Respiratorymovement呼吸肌的收缩和舒张引起胸廓的扩大和缩小

呼吸肌

呼吸肌膈肌肋间肌

一些胸部、肩部、腹部的辅助呼吸肌

呼吸

—肺通气呼吸—肺通气平静呼吸膈肌和肋间外肌收缩--------吸气膈肌和肋间外肌舒张--------呼气

吸气主动，呼气被动呼吸—肺通气用力呼吸

吸气时，除膈肌、肋间外肌加强收缩外，还有胸锁乳突肌、斜角肌等辅助吸气肌也参加收缩

呼气时，除膈肌和肋间外肌舒张外，还有呼气肌(如腹壁肌、肋间内肌等)参加收缩

吸气、呼气均主动呼吸—肺通气肺通气的阻力

弹性阻力

非弹性阻力

呼吸—肺通气弹性阻力Elasticresistance定义：弹性组织在外力作用下变形时产生对抗变形和回缩的力组成胸廓的弹性阻力

肺的弹性阻力

呼吸—肺通气顺应性compliance定义：弹性组织在外力作用下的可扩展性顺应性与弹性阻力的关系：C=1/R呼吸—肺通气

肺的弹性阻力肺弹力纤维回缩力：1/3肺泡表面张力：2/3呼吸肺泡回缩力=表面张力/肺泡半径呼吸—肺通气肺泡表面活性物质Surfactant来源：II型细胞分泌的一种复杂的脂蛋白主要成分：二软脂酰卵磷脂生理作用：降低表面张力维持大小肺泡的容积相对稳定调整肺泡回缩力的作用避免肺水肿呼吸—肺通气非弹性阻力

气道阻力组织粘滞阻力

较小，一般可忽略不计

呼吸—肺通气

气道阻力受气道口径和气流速度的影响

气道口径是主要因素，阻力与气道的半径四次方成反比迷走神经兴奋，引起平滑肌收缩，使气道口径减小，气道阻力增大交感神经兴奋，引起平滑肌舒张，使气道口径增大，气道阻力减小

呼吸—肺通气肺内压

是指肺泡内的压力

肺内压<大气压，外界气体流人肺泡肺内压>大气压,肺内气体流出肺呼吸—肺通气胸内负压Intrapleuralpressure指胸膜腔内的压力。平静呼吸过程中，胸内压总是低于大气压，所以又称胸内负压

生理意义

维持肺泡处于扩张状态，有利于肺通气和肺换气

有利于腔静脉和胸导管的扩张，促进静脉血液和淋巴液的回流

呼吸—肺通气胸内负压形成

胸膜腔是一个密闭潜在的腔隙，二层胸膜之间只有少量浆液，没有气体

人出生后胸廓增长速度大于肺的增长速度，肺始终处于被胸廓牵拉而扩张的状态

肺和胸廓都具有弹性，肺组织由于被牵拉扩张而产生了回缩力

呼吸—肺通气胸内压=肺内压—肺回缩力

在吸气末和呼气末，肺内压等于大气压，则：胸内压=大气压—肺回缩力

将大气压作为0，则胸内压=-肺回缩力呼吸—肺通气呼吸—肺通气肺容量pulmonarycapacity1指肺容纳的气体量1.潮气量Tidalvolume（TV）

是指平静呼吸时，每次吸人或呼出的气量正常值约400—500mL

2.补吸气量Inspiratoryreservevolume（IRV）是指平静吸气末，再尽力吸气所能吸人的最大气量正常值约1500-1800mL3.补呼气量

Expiratoryreservevolume(ERV)是指平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的最大气量正常值约900—1200mL呼吸—肺通气肺容量24.残气量residualvolume

是指最大呼气末仍残存在肺内的气量

正常值男性约1500mL，女性约1000mL5.功能残气量Functionalresidualcapacity

是指平静呼气末残存在肺内的气量正常值男性约5000mL，女性约3500mL呼吸—肺通气肺容量27.肺活量Vitalcapacity是指在做最大吸气之后再尽力呼气所能呼出的气量肺活量=潮气量+补吸气量+补呼气量正常成人男性约3500mL，女性约2500mL反映肺一次通气的最大能力呼吸—肺通气肺容量38.时间肺活量Timedvitalcapacity是指尽力吸气后，再用力并以最快的速度呼出，分别测量第1秒末、第2秒末、第3秒末呼出的气量占肺活量的百分数正常成人第1秒末呼出的气量约占肺活量的83％，第2秒末约占96％，第3秒末约占99％

呼吸—肺通气肺容量残气量补呼气量潮气量补吸气量无效腔气量肺总容量指肺所容纳的最大气量，相当于是肺活量和余气量之和呼吸—肺通气示意图呼吸—肺通气肺活量=潮气量+补吸气量+补呼气量深吸气量=潮气量+补吸气量深呼气量=潮气量+补呼气量功能残气量=残气量+补呼气量呼吸—肺通气肺通气量Ventilation

每分通气量Minuteventilation

每分通气量是指每分钟进或出肺的气体总量平静呼吸时，每分通气量=潮气量×呼吸频率

肺泡通气量Alveolarventilation每分钟吸人肺泡的新鲜空气量每分肺泡通气量=(潮气量—解剖无效腔气量)×呼吸频率呼吸—肺通气解剖无效腔从上呼吸道至呼吸性细支气管以前的呼吸道

其腔内的气体不参与气体交换

容量约为150ml呼吸—肺通气肺泡无效腔进入肺泡的气体因血液在肺内分布不均匀而未能进行气体交换正常人肺泡无效腔接近于零

生理无效腔肺泡无效腔加上解剖无效腔

呼吸—气体的交换气体交换

Exchangofrespiratorygas肺换气

组织换气

呼吸—气体的交换气体交换的动力是膜两侧各气体的分压差

02和C02的交换都是通过生物膜以单纯扩散方式来完成

呼吸—气体的交换呼吸膜呼吸—气体的交换肺泡气、血液和组织内O2和CO2的分压KPa(mmHg)

空气肺泡气动脉血静脉血组织O2

21.2(159)13.9(104)13.3(100)5.3(40)4.0(30)C02

0.04(0.3)5.3(40)5.3(40)6.1(46)6.7(50)呼吸—气体的交换肺换气肺泡气的02分压>静脉血的02分压

肺泡气的C02分压<静脉血的C02分压

呼吸—气体的交换影响肺换气的因素

呼吸膜面积和厚度

通气／血流比值（V/Q）呼吸—气体的交换通气／血流比值（V/Q）每分肺泡通气量与肺血流量之间的比值V/Q维持0.84是适宜状态，气体交换效率高呼吸—气体的交换通气／血流比值（V/Q）V/Q增大：肺通气过度或肺血流量不足V/Q减小：肺通气不足或肺血流量过多呼吸—气体的交换组织换气血液与细胞之间02和C02的交换过程组织内的02分压<动脉血的O2分压组织内的C02分压>动脉血的C02分压02由血液向组织细胞扩散，C02则由组织细胞向血液内扩散

呼吸—气体的交换影响组织换气的因素组织细胞代谢与血液供应情况组织细胞与有血流的毛细血管间距离呼吸—气体的运输02和C02在血液中的运输形式

物理溶解化学结合

化学结合是气体的主要运输形式

呼吸—气体的运输O2的运输

物理溶解

化学结合02+Hb

HbO2

PO2高PO2低呼吸—气体的运输HbO2呈鲜红色，Hb呈紫蓝色紫绀：血液含还原Hb>5g％，皮肤、甲床或粘膜出现浅蓝色，为缺氧的表现呼吸—气体的运输CO中毒CO与血红蛋白的亲和力是02的210倍血红蛋白中的Fe2＋被氧化成Fe3＋，失去与O2结合的能力樱桃红色呼吸—气体的运输C02的运输物理溶解5％化学结合碳酸氢盐88％氨基甲酸血红蛋白7％呼吸—气体的运输呼吸—气体的运输氨基甲酸血红蛋白形式C02与血红蛋白的氨基(NH2)结合成氨基甲酸血红蛋白反应无需酶的参加，而且是可逆的

呼吸—呼吸的调节呼吸的调节

神经调节体液调节呼吸—呼吸的调节呼吸中枢Respiratorycenters

分布于大脑皮层、间脑、脑桥、延髓和脊髓等部位

呼吸节律基本上起源于延髓

脑桥中存在着能完善呼吸节律的呼吸调整中枢

呼吸—呼吸的调节呼吸—呼吸的调节延髓有一个中枢吸气活动发生器

，可引起吸气神经

兴奋，产生吸气

延髓内还有一个吸气切断机制，兴奋后可切断吸气而发生呼气

呼吸—呼吸的调节C02、H+和其它传人冲动作用下，吸气中枢的吸气神经元兴奋

传至脊髓吸气肌运动神经元，引起吸气

传至吸气切断机制，使之兴奋

传至脑桥呼吸调整中枢，使之兴奋

呼吸—呼吸的调节肺牵张反射PulmonarystretchreflexorHering-BreuerReflex

(黑—伯反射)指肺扩张或肺缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射

感受器位于气管和支气管的平滑肌内

吸气时肺扩张，牵拉呼吸道使之扩张，感受器兴奋

冲动经迷走神经传人延髓，切断和终止吸气，转入呼气

呼吸—呼吸的调节化学感受器反射中枢化学感受器位于延髓腹外侧浅表部位

对局部的H+和C02浓度变化敏感，尤其是H+浓度

外周化学感受器位于颈动脉体和主动脉体感受血液中PC02、PO2和H+浓度的变化

呼吸—呼吸的调节C02对呼吸运动的影响

C02是调节呼吸最重要的生理性体液因子

C02浓度升高引起呼吸运动加深加快作用途经刺