呼吸生理专业知识专家讲座

第七章呼吸系统结构与功效呼吸生理专业知识专家讲座第1页肺呼吸气体在血液中运输细胞呼吸肺通气：肺泡外界大气肺换气：肺泡肺毛细血管血液组织换气：内环境细胞（外呼吸）（内呼吸）细胞内有氧代谢生化范围呼吸：机体与外界环境气体交换过程。呼吸过程三个步骤：呼吸生理专业知识专家讲座第2页呼吸过程示意图肺通气肺换气气体在血液中运输细胞呼吸呼吸生理专业知识专家讲座第3页第一节呼吸系统组成和结构呼吸道鼻咽喉气管支气管肺

支气管树导管部：呼吸部：细支气管肺泡呼吸生理专业知识专家讲座第4页肺内支气管树呼吸部：呼吸系统概貌呼吸生理专业知识专家讲座第5页呼吸生理专业知识专家讲座第6页第二节肺通气一、肺通气原理（一）肺通气动力直接动力：肺内压和大气压之间压力差吸气肺内压高于大气压呼气肺内压低于大气压原动力：呼吸运动呼吸生理专业知识专家讲座第7页呼吸运动（respiratorymovement）吸气肌：隔肌、肋间外肌呼气肌：肋间内肌、腹肌辅助吸气肌群：斜角肌、胸锁乳突肌等1）吸气2)呼气（1）呼吸运动过程概念：呼吸肌收缩舒张引发胸廓扩大和缩小。呼吸生理专业知识专家讲座第8页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呼吸生理专业知识专家讲座第9页肋间外肌肋间内肌呼吸生理专业知识专家讲座第10页呼吸运动引发胸廓容积改变

呼吸生理专业知识专家讲座第11页（2）呼吸运动形式平静呼吸吸气主动、呼气被动用力呼吸吸气主动、呼气主动胸式呼吸肋间外肌活动为主腹式呼吸膈肌活动为主成人：胸式和腹式混合式呼吸婴幼儿：腹式呼吸为主妊娠后期：胸式呼吸为主呼吸生理专业知识专家讲座第12页2.肺内压:指肺泡内压力。（1）呼吸过程中肺内压改变肺内压吸气初：<大气压末：=大气压呼气初：>大气压末：=大气压呼吸生理专业知识专家讲座第13页呼吸过程中肺内压、胸内压及呼吸气容积改变过程

呼吸生理专业知识专家讲座第14页（2）人工呼吸原理定义：人为地造成肺内压和大气之间压力差来维持肺通气。人工呼吸机口对口人工呼吸法有节律性地挤压胸廓负压通气方法：前提：呼吸道通畅呼吸生理专业知识专家讲座第15页胸膜脏、壁两层在肺根处相互反折移行，在两肺周围分别形成两个互不相通、完全封闭腔。（1）胸膜腔特点：潜在腔隙少许浆液润滑作用浆液分子内聚力两层胸膜贴附3.胸膜腔内压胸膜腔：呼吸生理专业知识专家讲座第16页气胸：胸膜破裂，胸膜腔与大气相通，空气将马上进入胸膜腔内，形成气胸。呼吸生理专业知识专家讲座第17页胸内压<大气压胸内负压胸膜腔（2）胸膜腔内压及其测定：呼吸生理专业知识专家讲座第18页（3）胸膜腔负压形成：生长速度：胸廓>肺（4）胸膜腔负压生理意义①维持肺泡扩张状态，并随胸廓运动而张缩，确保肺通气和肺换气②降低中心静脉压，促进胸腔淋巴液和静脉血回流。呼吸生理专业知识专家讲座第19页（二）肺通气阻力1．弹性阻力概念：弹性组织受外力作用发生变形时所产生反抗变形力。度量指标：顺应性顺应性：指在外力作用下弹性组织可扩张性。顺应性弹性阻力呼吸生理专业知识专家讲座第20页（1）肺弹性阻力与顺应性：肺组织：弹性纤维和胶原纤维弹性回缩力肺泡内：液-气界面所产生表面张力（2）肺泡表面张力与肺表面活性物质肺表面活性物质：降低弹性阻力维持大小肺泡稳定性预防肺水肿（3）胸廓弹性阻力和顺应性呼吸生理专业知识专家讲座第21页表面张力呼吸生理专业知识专家讲座第22页呼吸膜、肺泡表面张力与肺表面活性物质呼吸生理专业知识专家讲座第23页肺泡上皮C：Ⅰ型二软脂酰卵磷脂肺泡气液交界面表面张力肺泡上皮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液体层（分泌C）1μmⅡ型呼吸膜：毛细血管肌膜呼吸生理专业知识专家讲座第24页2.非弹性阻力

定义：在气体流动时产生，并随流速加紧而增加，故为动态阻力。包含惯性阻力、粘滞阻力和气道阻力。

（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摩擦所产生阻力。分布：鼻、声门、直径2mm以上细支气管、气管等部位。呼吸生理专业知识专家讲座第25页（2）影响气道阻力原因气流速度气流形式管径大小（呼吸性细支气管）气道跨壁压肺实质对气道壁外向放射状牵引作用神经系统对气道管壁平滑肌舒缩活动调整化学原因阻力层流阻力湍流阻力呼吸生理专业知识专家讲座第26页二、肺通气功效评价

（一）肺容积：是指肺内气体容积1.潮气量：每次吸入或呼出气量。2.补吸气量：平静吸气末，再尽力吸入气量。正常成人：400~500ml正常成人：1500~1800ml3.补呼气量：平静呼气末，再用力呼出气量。正常成人：1000~1500ml4.残气量：用全力呼气后，肺内所留气体量。（余气量）正常成人：1000~1500ml（吸气贮备量）（呼气贮备量）

呼吸生理专业知识专家讲座第27页肺容积和肺容量示意图呼吸生理专业知识专家讲座第28页1.深吸气量（inspiratorycapacity）：1+22.功效残气量（functionalresidualcapacity）：3+43.肺活量：尽力吸气后，从肺内所能呼出最大气量（vitalcapacity）。

4.用力呼气量：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气量。惯用：1秒用力呼气量（FEV1）

5.肺总量：1+2+3+4（二）肺容量：是肺容积中两项或两项以上联合气量。呼吸生理专业知识专家讲座第29页1．每分通气量：潮气量×频率2．最大随意通气量（自学）3．无效腔和肺泡通气量（三）肺通气量和肺泡通气量每分肺泡通气量=（潮气量-解剖无效腔容量）×呼吸频率

肺泡无效腔无效腔：解剖无效腔生理无效腔呼吸生理专业知识专家讲座第30页不一样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深而慢呼吸比浅而快呼吸效率高。

呼吸生理专业知识专家讲座第31页第三节肺换气和组织换气一、肺换气和组织换气基本原理（一）气体扩散肺换气：肺泡血液组织换气：血液组织动力：气体分压差方式：扩散呼吸生理专业知识专家讲座第32页（二）气体扩散速率及影响原因S√MWd=1.气体分压差：正比2.气体分子量和溶解度

S（溶解度）MWd（扩散速率）O2： 2.14ml/L32 3.78CO2:51.5ml/L 44 77.64dCO2＝20dO2

CO2扩散速率大于O2呼吸生理专业知识专家讲座第33页3.扩散面积和距离与扩散面积成正比，与扩散距离成反比4.温度

：正比呼吸生理专业知识专家讲座第34页二、肺换气（一）肺换气过程呼吸生理专业知识专家讲座第35页（二）影响肺换气原因1.呼吸膜厚度

厚度2.呼吸膜面积扩散速率扩散量面积扩散速率扩散量3.通气血流比值=每分肺泡通气量（VA）每分肺血流量（Q）=0.84呼吸膜结构示意图

呼吸生理专业知识专家讲座第36页通气/血流比值可能出现三种情况

VA/

Q肺泡无效腔肺泡气更新率VA/

Q功效性动-静脉短路血中PO2PCO2呼吸生理专业知识专家讲座第37页通气/血流比值可能出现三种情况

呼吸生理专业知识专家讲座第38页（三）肺扩散容量（自学）三、组织换气呼吸生理专业知识专家讲座第39页呼吸生理专业知识专家讲座第40页第四节气体在血液中运输运输形式：物理溶解：量少，是化学结合前提化学结合：量多，以物理溶解为前提O2、CO2→溶解→化学结合→溶解呼吸生理专业知识专家讲座第41页一、氧运输（一）氧在血液中存在形式血液中O2和CO2含量（ml/100ml血液）动脉血混合静脉血物理溶解化学结合总量物理溶解化学结合总量O20.3120.020.3170.1115.215.31CO22.5346.448.932.9150.052.91以Hb为主要运输工具呼吸生理专业知识专家讲座第42页1．Hb分子结构呼吸生理专业知识专家讲座第43页Hb+O2

HbO2PO2高PO2低呼吸生理专业知识专家讲座第44页2．Hb与O2结合特征（1）反应快，可逆，不需酶，反应方向取决于PO2高低（2）Fe2+与O2结合后仍是二价铁（3）1分子Hb能够结合4分子O2氧容量：100ml血液中Hb所能结合最大O2量氧含量：100ml血液中Hb实际结合O2量氧饱和度：血氧含量PO2血氧容量×100%Hb量（4）Hb变构效应：紧密型（T型）：去氧Hb疏松型（R型）：氧合Hb呼吸生理专业知识专家讲座第45页氧解离曲线呼吸生理专业知识专家讲座第46页二、CO2运输2.化学结合：1.物理溶解：5%（1）碳酸氢盐形式：88%血浆CO2CO2H2OCAH2CO3H+HCO3-Na+HCO3-NaHCO3Cl

-可逆红细胞（一）CO2运输形式呼吸生理专业知识专家讲座第47页（2）氨基甲酸血红蛋白形式：7%HbNH2+CO2HbNHCOOH氧合作用HbNHCOO-H+调整原因：在组织在肺HbO2酸性高，不易与CO2结合还原Hb酸性低，轻易与CO2结合呼吸生理专业知识专家讲座第48页（二）CO2解离曲线表示血液中CO2含量与PCO2关系曲线。血液CO2含量随PCO2上升而增加。与氧解离曲线不一样，二者之间靠近线性关系而不是S形曲线，而且没有饱和点。所以，CO2解离曲线纵坐标不用饱和度而用浓度表示。血液流经肺时每100ml血液释出4mlCO2。呼吸生理专业知识专家讲座第49页CO2解离曲线呼吸生理专业知识专家讲座第50页（三）O2与Hb结合对CO2运输影响O2与Hb结合将促使CO2释放，这一效应称为何尔登效应。可见O2和CO2运输相互影响。CO2经过波尔效应影响O2结合和释放。O2又经过何尔登效应影响CO2结合和释放。呼吸生理专业知识专家讲座第51页第五节呼吸运动调整

脊髓脑桥高位脑一、呼吸中枢与呼吸节律形成基本中枢：延髓呼吸生理专业知识专家讲座第52页呼吸中枢示意图脑桥延髓呼吸生理专业知识专家讲座第53页二、呼吸调整——神经调整为主（一）化学感受性反射对呼吸运动调整1.化学感受器：适宜刺激为O2、CO2和H+等化学物质。外周化学感受器：颈动脉体和主动脉体中枢化学感受器：延髓腹外侧浅表部反射弧呼吸生理专业知识专家讲座第54页外周化学感受器中枢化学感受器呼吸生理专业知识专家讲座第55页区分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改变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.不感受缺氧刺激2.对CO2敏感性高于外周，但反应潜伏期长3.动脉血pH改变作用小而迟缓主要作用机体缺氧时维持对呼吸驱动调整脑脊液中[H+]→维持稳定pH环境呼吸生理专业知识专家讲座第56页2.CO2、H+和O2对呼吸调整A、一定范围内动脉血中PCO2对维持呼吸和呼吸中枢兴奋性是必要。B、吸入气中CO2适当阈值：动脉血PCO2

≥40mmHgPCO2适当呼吸加深加紧过量（吸入气中CO2浓度超出7%）呼吸中枢呼吸（-）（-）（1）动脉血液中

CO2分压对呼吸调整过量呼吸中枢CO2麻醉（-）（吸入气中CO2浓度超出15%）呼吸生理专业知识专家讲座第57页动脉血中单纯PCO2、PO2、pH改变时肺泡通气反应

呼吸生理专业知识专家讲座第58页两条路径：颈A体主A体化学感受器窦N迷走N延髓呼吸加深加紧PCO2脑脊液中H2CO3H+中枢化学感受器舌咽N传出NPCO2H2OCAHCO3-延髓（动脉血）（+）呼吸中枢（+）（+）透过血-脑屏障外周路径中枢路径（主要）血脑屏障通透性呼吸生理专业知识专家讲座第59页（2）动脉血液中[H+]对呼吸调整外周化学感受器呼吸加紧加深（+）动脉血[H+]（3）动脉血液中O2分压对呼吸调整吸入气中O2含量10%动脉血PO2<8kPa低氧或缺氧外周化学