环境生理学：第十章 呼吸

第十章呼吸(respiration)

呼吸过程的三环节：

1）外呼吸（肺通气和肺换气）。

2）气体在血液中的运输。

3）内呼吸（组织换气、组织呼吸）1.呼吸道和肺泡上呼吸道：鼻、咽、喉下呼吸道：气管、支气管、肺的传导部结构与功能特点：呼吸道粘膜具保护作用（加温、湿润、清洁）平滑肌的舒缩作用调节气道阻力；

气管的分支肺泡气体交换的主要部位半球状囊泡肺泡壁由单层上皮细胞构成呼吸膜呼吸运动RespiratoryMovement呼吸肌收缩和舒张所引起的胸廓的节律性扩张和缩小。2呼吸运动与肺通气吸气肌：肋间外肌、膈肌。呼气肌：肋间内肌、腹肌。呼吸运动的过程平和呼吸吸气为主动过程，呼气为被动过程。深呼吸或用力呼吸吸气和呼气均为主动过程。呼吸运动的型式腹式呼吸

Abdominalrespiration：膈肌活动为主胸式呼吸

Thoracicrespiration：肋间外肌活动为主混合型呼吸肺容量pulmonarycapacity潮气量(

Tidalvolume,TV)：平静呼吸时吸入或呼出的气体量。400-500ml补吸气量(Inspiratoryreservevolume,IRV)：吸气贮备量1500-2000ml补呼气量

(Expiratoryreservevolume,ERV)：

900-1200ml肺活量

(Vitalcapacity,VC)：作最大深吸气之后，再作尽力深呼气，所能呼出的气体量肺活量=潮气量+补吸气量+补呼气量正常值：M：3500m1；F：2500m1意义：反映肺一次通气的最大能力时间肺活量

Timedvitalcapacity：一般指用力吸气后，再用力并以最快的速度呼气，在头几秒钟所呼出的气体量占肺活量的百分数。余气量

余气量：男性约1500ml，女性约为1000ml肺总容量Totallungcapacity

肺活量+余气量

男性为5000ml，女性为3500ml肺通气量每分通气量Minuteventilation

潮气量×呼吸频率。正常值约为6-7.5L

（正常成人安静时呼吸频率约为12－18次／min）无效腔Deadspace：不能与血液进行气体交换的气道空间解剖无效腔：鼻、咽、喉、气管、支气管等呼吸道150ml肺泡无效腔：肺泡中不能与血液进行气体交换的无效腔，生理无效腔：解剖无效腔+肺泡无效腔肺泡通气量Alveolarventilationvolume

每分肺泡通气量＝(潮气量－无效腔气量)×呼吸频率

(500-150)*12=4200ml

3.气体交换

在肺部在组织4.气体在血液中的运输O2

的运输Transportofoxygen物理溶解：溶解的量取决于PO2的大小（1.5%）化学结合：O2和血红蛋白(Hemoglobin，Hb)的结合O2和Hb的化学结合Hb=珠蛋白+血红素（Fe2+）HbO2呈鲜红色，Hb呈暗红色1.反应快，可逆，不需酶的催化，受氧分压影响。2.Fe2+与O2的结合是氧合oxygenation，不是氧化Oxidation3.1分子Hb可结合4分子O2，1克Hb结合1.34~1.36mlO2HbO2Hb+O2PO2高时（肺）PO2低时（组织）血红蛋白氧容量

Oxygencapacity：

100ml血液中Hb能结合O2的最大量（20ml%）血红蛋白氧含量

Oxygencontent：

100ml血液中Hb实际结合O2的量血红蛋白氧饱和度

OxygenSaturation：血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分比

(97.4%～75%)Hb与O2结合具有变构效应，使氧离曲线呈S形。变构效应effectofconfigurationHb的立体构型可因与O2结合而发生改变，从而增加对氧的亲和力。氧离曲线及影响因素反映Hb氧饱和度与血液PO2关系的曲线（氧分压对Hb结合氧量的函数曲线）呈S形，可分3段上段（相当于PO260-100mmHg）是Hb与O2结合的部分，曲线平坦，表明PO2的变化对Hb氧饱和度影响不大。意义：肺泡气PO2下降时保证血氧饱和度在90%以上。中段（相当于PO240-60mmHg）是HbO2释放O2的部分，曲线较陡，表明PO2的变化对Hb氧饱和度影响较大。下段（相当于PO215-40mmHg）也是HbO2释放O2的部分，曲线最陡，PO2稍有下降HbO2就可大大降低，代表的O2的储备。1.pH和PCO2pH降低或Pco2升高，使Hb对O2的亲和力降低，曲线右移波尔效应（Bohreffect）促进肺毛细血管血液的氧合；有利于组织毛细血管血液释放O2。--影响氧解离曲线的因素2.温度温度升高，氧解离曲线右移，促进O2的释放。

3.2,3-二磷酸甘油酸

2,3-diphosphoglycericacid(2,3-DPG)浓度升高，氧解离曲线右移，促进O2的释放。二、CO2

的运输Transportofcarbondioxide

物理溶解：5％化学结合：HCO3-的形式运输：88%

氨基甲酸血红蛋白形式运输：7％5呼吸的调节

神经调节：呼吸运动的节律性化学调节：动脉血的O2、CO2和H+脑干呼吸中枢

1平面（中脑与脑桥间）切断：呼吸节律无明显变化

2平面（脑桥上、中部之间）切断：长吸呼吸（呼吸调整中枢）

3平面（脑桥和延髓间）切断：喘息样呼吸

4平面（延髓与脊髓间）切断：呼吸停止呼吸的反射调节肺牵张反射：

肺扩张→牵张感受器(气管到支气管的平滑肌中)→迷走神经→延髓→兴奋吸气切断机制→吸气转入呼气→呼吸频率↑生理作用：阻止吸气过长过深，促使吸气及时转为呼气。

化学因素对呼吸的调节外周化学感受器：部位—颈动脉体和主动脉体；适宜刺激—动脉血Po2降低、Pco2或H+浓度升高；传入神经—窦神经和迷走神经；

动脉血中PCO2↑，呼吸加深加快，通气量增大。动脉血或脑脊液中的PO2、PCO2和[H＋]改变时，

对呼吸运动的影响

[H+]↑→呼吸加强PO2↓对呼吸的影响空气污染及危害空气质量指数（AirQualityIndex，简称AQI）是定量描述空气质量状况的指数，其数值越大说明空气污染状况越严重，对人体健康的危害也就越大。参与空气质量评价的主要污染物为细颗粒物（pm2.5）、可吸入颗粒物（pm10）、二氧化硫（SO2）、二氧化氮（NO2）、臭氧（O3）、一氧化碳（CO）等六项。大气污染物的种类气溶胶状态污染物气体状态污染物气溶胶状态污染物：按照颗粒直径(Dp)大小分别称其为总悬浮颗粒物（TSP）、飘尘和降尘。

总悬浮颗粒物指粒径在100微米以下的颗粒物，简称TSP。自然降尘指粒径大于10微米在空气中经重力作用就能沉降到地面上的灰尘。Dp<10μm的颗粒物称可吸入颗粒物。可吸入颗粒物进一步分为粗颗粒物PM10(Dp<10μm)、细颗粒物PM2.5(Dp<2.5μm)和超细颗粒物PM0.1(Dp<0.1μm)。按照来源和物理性质可分为粉尘、烟、飞烟和雾。

粉尘：小固体粒子，粒径在1-200微米；

烟：冶金等过程中形成的固体粒子，粒径在0.01-1微米；

飞烟：染料燃烧产生的烟气灰分钟的细微固体颗粒物。

雾：气体中液滴悬浮体的总称。类别一次污染物二次污染物含硫化合物SO2,H2SS