人体解剖生理学 第七章 呼吸系统

第七章呼吸系统本章主要介绍：内呼吸和外呼吸呼吸道的结构与功能肺的结构与功能肺通气的过程和原理气体在肺的交换气体在血液中的运输呼吸运动的调节一、内呼吸与外呼吸呼吸的定义机体与外界环境之间的气体交换过程呼吸过程的三个环节外呼吸（肺呼吸）：肺通气（外界空气与肺之间的气体交换过程）肺换气（肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程）气体在血液中的运输内呼吸（组织呼吸或组织换气）：血液与组织细胞之间的气体交换过程。上呼吸道：鼻、咽、喉下呼吸道：气管、支气管及其分支（一）通气功能（二）防御保护功能加温、湿润作用过滤清洁作用溶菌杀菌作用吞噬作用防御性呼吸反射：喷嚏反射、咳嗽反射以环状软骨下缘为界二、呼吸道的结构与功能鼻旁窦嗅区back喉声门裂开闭气管与支气管一、气管气管位于食管前方，上接环状软骨，经颈部正中，下行入胸腔。气管由14~16个“C”形的软骨环以及连接各环之间的结缔组织和平滑肌构成，气管内面衬以粘膜。（一）位置（二）组成二、支气管气管于胸骨角平面分为左、右主支气管，分叉处称气管杈。内面的纵嵴称气管隆嵴

Trachea右主支气管气管隆嵴Trachea三、肺的结构与功能肺的导管部肺的呼吸部胸膜和胸膜腔浆膜脏层与壁层胸膜腔（一）呼吸肌与呼吸运动引起呼吸运动的肌肉称为呼吸肌，由呼吸肌的收缩、舒张所造成的胸廓的扩大和缩小称为呼吸运动。吸气肌：使胸廓扩大产生吸气动作的肌肉，主要有膈肌和肋间外肌。呼气肌：使胸廓缩小产生呼气动作的肌肉，主要有肋间内肌和腹壁肌。辅助呼吸肌：有斜角肌、胸锁乳突肌等，在用力呼吸时起作用四、呼吸运动与肺通气肋间肌肉的起止点肋间外肌肋间内肌（二）平静呼吸平静吸气膈肌收缩膈下移胸腔上下径增大肋间外肌收缩肋骨和胸骨上提肋骨稍转向外侧胸腔的前后左右径增大胸腔容积扩大肺容积扩大肺内压下降并低于大气压空气顺压力差进入肺内吸气末肺内压与大气压相等，气流停止平静呼气（被动）膈肌和肋间外肌舒张胸廓回缩肺容积缩小肺内压升高超过大气压空气顺压力差出肺呼气末肺内压与大气压相等气流停止膈肌和肋间外肌舒张肋间内肌和腹壁肌收缩胸廓容积和肺容积显著缩小肺内压升高明显大大超过大气压空气顺压力差迅速出肺（三）用力呼吸用力吸气：除膈肌、肋间外肌加强收缩外，斜角肌、胸锁乳突肌、胸大肌等也收缩。用力呼气（主动）（四）腹式呼吸与胸式呼吸

腹式呼吸：膈肌舒缩引起的呼吸运动伴以腹壁的起伏胸式呼吸：肋间肌舒缩使肋骨和胸骨运动所产生的呼吸运动（五）肺通气的动力呼吸运动是肺通气的原动力肺内压与大气压之差是肺通气的直接动力（六）肺内压与胸内压1.肺内压：肺泡内的压力即肺内的压力2.胸内压：胸膜腔内的压力（1）胸内压的测量：平静吸气末约为-5~-10mmHg，平静呼气末约为-3~-5mmHg胸内压肺内压（2）胸内负压的成因通过胸膜脏层作用于胸膜腔的两种力：

肺内压、肺的回缩力实际作用于胸膜腔的压力为：

胸内压=肺内压－肺回缩力

胸内压=大气压－肺回缩力若以一个大气压为零计算，则

胸内压=－肺回缩力（3）胸内负压的生理意义

①保持肺的扩张状态，有利于肺通气和肺换气。

②降低中心静脉压，促进血液和淋巴液的回流。（七）肺容量与肺通气量肺容积与肺容量四种基本肺容积肺通气量每分通气量

平静呼吸时，每分钟吸入或呼出的气体总量。

每分通气量=潮气量×呼吸频率平静呼吸时，正常成年人呼吸频率每分12~18次，潮气量500ml，则每分通气量约为6~9L。每分最大通气量

以尽快的速度和尽可能深的幅度进行呼吸时，每分钟吸入或呼出的最大气量。反映单位时间内呼吸器官的全部通气能力得到充分发挥时所能达到的通气量，是评估一个人所能从事体力活动的最大限度的指标之一，正常成年人最大通气量一般可达70~120L。每分肺泡通气量

每分钟进入肺泡进行了气体交换的通气量。

每分肺泡通气量=（潮气量-无效腔气量）×呼吸频率

=（500-150）×12~18=4200~6300ml呼吸型式对每分通气量和每分肺泡通气量的影响呼吸频率（次/分）潮气量（ml）无效腔（ml）肺通气量（ml/min）肺泡通气量（ml/min）322501508000320016500150800056008100015080006800不同呼吸频率和潮气量时的肺通气量和肺泡通气量比较

结论：从气体交换的角度来说，在一定范围内深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更有效。扩散距离×√分子量分压差×温度×气体溶解度×扩散面积=

一、气体交换的原理

原理：扩散。动力：膜两侧的气体分压差。

速率：=扩散速率（D）

扩散速率与分压差、温度、气体溶解度、扩散面积呈正比；与扩散距离、分子量的平方根呈反比。气体的溶解度/分子量的平方根之比为扩散系数。扩散系数大，扩散速率快。五、气体的交换

∵CO2的扩散系数是O2的20倍,在同等条件下，CO2的扩散速率是O2的20倍；但在肺中，由于肺泡气和V血间分压差的不同，CO2的扩散速率实际约为O2的2倍。∴肺功能衰竭患者往往缺O2显著，CO2潴留不明显。

O2、CO2扩散速率（D）的比较——————————————————————————————————————

分子量血浆溶解度肺泡气V血D分压分压——————————————————————————————————————O23221.4102401CO244515.040462———————————————————————————————————————肺换气血液与组织细胞之间的气体交换过程。空气、肺泡气、血液和组织中气体的分压（mmHg）空气肺泡气动脉血混合静脉血组织PO2159102~10497~1004030~40PCO20.340404646~50组织换气与肺换气的动力交换过程1.呼吸膜的厚度：呼吸膜的4层结构决定肺部换气的速率，肺纤维化、肺水肿会使呼吸膜增厚2.呼吸膜的面积：肺不张、肺实变、肺气肿或肺毛细血管关闭和阻塞将使呼吸膜扩散面积减小3.通气/血流比值（VA/Q）是指每分肺泡通气量和每分肺血流量之间的比值，正常成年人安静时VA/Q=4.2/5=0.84影响肺部气体交换的因素关于VA/Q的说明1.VA/Q↑≈肺通气↑或肺血流↓→增大生理无效腔→换气效率↓(如心衰、肺动脉栓塞)2.VA/Q↓≈肺通气↓→换气效率↓（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）六、气体在血液中的运输（一）O2和CO2在血液中的运输形式物理溶解（与温度和分压有关）化学结合动脉血合计混合静脉血合计物理溶解化学结合物理溶解化学结合O20.3120.020.310.1115.215.31CO22.5346.448.932.9150.052.91血液O2和CO2的含量（ml/100ml血液）物理溶解：(1.5%)化学结合:(98.5%)⒈O2与Hb的可逆性结合:Hb+O2

当表浅毛细血管床血液中还原Hb达5g/100ml以上，呈蓝紫色称紫绀（一般是缺O2的标志）。

PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)HbO2鲜红色暗红色（二）O2的运输2.Hb与O2结合的特征1)反应快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影响2)Hb与O2结合是氧合而不是氧化3)1分子Hb：4O2

，1gHb：1.34~1.39mlO2

100ml血液平均含Hb15g

100ml血液中的Hb最多能结合O215×（1.34~1.39）=20.1~20.85mlHb氧容量：100ml血液中Hb所能结合的最大O2量Hb氧含量：100ml血液中Hb实际结合的O2量Hb氧饱和度：Hb氧含量和Hb氧容量的百分比SbO2=Hb氧含量Hb氧容量×100%不同PO2中Hb的氧饱和度（三）CO2的运输

物理溶解：5％化学结合：95％

⒈HCO3-的形式：88％(1)反应