大学人体解剖生理学- 呼吸系统

第七章

呼吸系统1肺通气2呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程外呼吸或肺呼吸：包括肺通气和肺换气气体在血液中的运输内呼吸或细胞呼吸3肺通气肺与外界环境之间的气体交换过程肺换气O2从肺泡扩散入血液，CO2从血液扩散入肺泡组织换气当血液流经组织细胞时，O2从血液扩散入细胞，CO2从细胞扩散入血液4一、肺通气的原理推动气体流动的动力＞阻碍气体流动的阻力肺通气的动力：肺内压和大气压的压力差呼气：肺内压＞大气压吸气：肺内压＜大气压5（一）肺通气的动力肺内压和大气压之间的压力差是肺通气的直接动力61、呼吸运动呼吸运动：呼吸机收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小吸气肌：膈肌和肋间外肌，使胸廓扩大产生吸气动作呼气肌：肋间内肌和腹肌，使胸廓缩小产生呼气动作辅助呼吸肌：斜角肌、胸锁乳突肌、胸肌、背肌7吸气：膈肌和肋间外肌收缩，主动地胸腔上下、前后、左右径均增大呼气：平静呼吸时，膈肌和肋间外肌舒张，被动的8平静呼吸安静状态下的呼吸运动平稳均匀吸气是主动地，呼气是被动的频率12～18次/分用力呼吸加深、加快的呼吸运动吸气肌、辅助吸气肌、呼气肌都参与呼气是主动的9平静吸气主动过程用力吸气主动过程平静呼气被动过程用力呼气主动过程10胸式呼吸呼吸运动主要由于肋间外肌的活动，胸壁的起落明显腹式呼吸呼吸运动主要由于膈肌的活动，腹壁的起落明显成人呼吸运动由腹式和胸式的混合呼吸11122、肺内压肺内压：呼吸过程中肺泡内的压力呈周期性变化平静呼吸时，吸气时的肺内压较大气压约低1～2mmHg，呼气时肺内压较大气压约高1～2mmHg。用力呼吸时，肺内压变化增大13吸气初：肺内压<大气压吸气开始吸气末：肺内压=大气压吸气停止呼气初：肺内压>大气压呼气开始呼气末：肺内压=大气压呼气停止14人工呼吸原理负压人工呼吸正压人工呼吸153、胸膜腔内压胸膜腔肺与胸膜腔之间的密闭结构内有少量浆液为负压，随呼吸运动而变化平静呼吸时均低于大气压用力吸气时可低至-90mmHg，用力呼气时可高到110mmHg16胸膜腔的形成生长过程中，胸廓生长>肺生长胸廓胸廓容积>肺容积胸廓将肺拉大，力向外肺回缩，力向内两个力作用结果形成胸膜腔负压17胸膜腔作用于肺，使其扩张作用于其他器官，如腔静脉和胸导管等生理意义维持肺泡扩张状态，随胸廓运动而张缩降低中心静脉压，促进胸腔淋巴液和静脉血回流18呼吸运动（原动力）胸内压变化（间接动力）肺内压与大气压差变化（直接动力）肺通气19（二）肺通气的阻力弹性阻力（约70%）肺的弹性阻力、胸廓的弹性阻力非弹性阻力（30%）气道阻力、惯性阻力、组织的粘滞阻力20211、弹性阻力弹性阻力：弹性组织受外力作用发生变形时所产生的对抗变形的力顺应性：外力作用下弹性组织的可扩张性弹性阻力小，容易扩展，顺应性大22肺的弹性阻力与顺应性弹性纤维及胶原纤维（约占1/3）表面张力（约占2/3）（液—气界面）23表面张力的作用使液体表面积缩小（肺塌陷）T为肺泡表面张力24表面活性物质(surfactant)

肺泡Ⅱ型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂(DPPC)25降低表面张力维持大小肺泡容积稳定

P=2T/r小肺泡DPPC密度大，T较小（r=1,T=25，P=50）大肺泡DPPC密度小，T较大（r=2,T=50，P=50）2627防止肺水肿,防止肺不张降低吸气阻力28胸廓弹性阻力和顺应性作用：肺容量=67%肺总量时无回缩力肺容量<67%肺总量时吸气动力呼气阻力肺容量>67%肺总量时呼气动力吸气阻力29A:肺容量=67%肺总量B:肺容量<67%肺总量C:肺容量>67%肺总量30肥胖、胸廓畸形胸膜增厚胸廓顺应性腹内占位病变312、非弹性阻力惯性阻力粘滞阻力气道阻力（主要部分，80%～90%）32流速快、湍流、管径小气道阻力大流速慢、层流、管径大气道阻力小33二、肺通气功能的评价肺容积：肺内气体的容积，基本肺容积有4种潮气量：每次呼吸时吸入或呼出的气量，平静时为400～600ml补吸气量：平静吸气末，再尽力吸气，所能吸入的气量，正常成人约为1500～2000ml补呼气量：平静呼气末，再尽力呼气，所能呼出的气量，正常成人约为900～1200ml残气量或余气量：最大呼气末尚存留肺内不能再呼出的气量，正常成人约为1000～1500ml34肺容量：肺容积中两项或两项以上的联合气量深吸气量：平静呼气末做最大吸气时所能吸入的气量，潮气量+补吸气量功能残气量：平静呼气末尚存留于肺内的气量，残气量+补呼气量肺活量、用力肺活量：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气量，潮气量+补吸气量+补呼气量用力呼气量：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肺总量：肺所能容纳的最大气量35肺通气量和肺泡通气量每分通气量：每分钟进或出肺的气体总量，潮气量×呼吸频率潮气量500ml×12～18次/min=6～9L最大随意通气量：尽力作深快呼气时，每分钟所能吸入或呼出的最大气量是估计一个人能进行多大运动量的一个指标36无效腔和肺泡通气量解剖无效腔:不能与血液进行气体交换的呼吸道的容积肺泡无效腔:未能与血液进行气体交换的肺泡容量生理无效腔=解剖无效腔+肺泡无效腔肺泡通气量:每分钟吸入肺泡的新鲜气量=（潮气量－解剖无效腔气量）×呼吸频率37呼吸频率潮气量肺通气量肺泡通气量(次/min)(ml)(ml/min)(ml/min)16500800056008100080006800322508000320038肺换气39一、气体交换的原理气体分压=混合气体总压力×该气体所占的容积百分比气体的分压差（△P）是气体交换的动力其大小决定扩散的速度和方向气体的分压差40肺泡、血液及组织中个气体的分压kPa（mmHg）肺泡气静脉血动脉血组织p(O2)13.9(104)5.3(40)13.3(100)4.1(30)p(CO2)5.3(40)6.1(46)5.3(40)6.7(50)p(N2)75.8(569)76.4(573)76.4(573)76.4(573)p(H2O)6.3(47)6.3(47)6.3(47)6.3(47)41气体的扩散速率△P·T·A·S气体扩散速率=d·√MWCO2在血浆中的溶解度是O2的24倍，且分子量大于O2CO2的扩散系数是O2的20倍临床上易出现缺氧而CO2潴留少见气体分子量溶解度A：扩散面积、T：温度、d：扩散距离42二、肺换气肺换气过程肺扩散容量：将气体在1mmHg分压差作用下，每分钟通过呼吸膜扩散的气体毫升数DL=V/∣PA-PC∣衡量呼吸气通过呼吸膜能力的指标43气体分压差气体的扩散系数呼吸膜的面积呼吸膜的厚度通气/血流比值影响肺换气的因素44通气/血流比值=每分肺泡通气量（VA）/每分肺血流量（Q）VA/Q=0.84，肺泡通气量与肺血流量比例适宜，气体交换的效率最高VA/Q＞0.84，通气过度或血流不足，部分肺泡气未能与血液进行充分的气体交换，肺泡无效腔↑VA/Q＜0.84，通气不足或血流相对过剩，部分血液流经通气不良的肺泡，混合静脉血中的气体未得到更新，相当于功能性动-静脉短路45气多或血少气少或血多比值升高比值降低肺泡无效腔A-V短路换气效率低46三、组织换气定义：体循环毛细血管中的血液与组织液之间的气体交换47第四节

气体在血液中的运输48一、氧的运输O2运输形式：化学结合（98.5%）、物理溶解（1.5%）化学结合：O2与红细胞内的血红蛋白结合形成氧合血红蛋白物理溶解：物理溶解状态的O2是O2进出红细胞的必经形式49一分子的Hb可以结合4分子的O2结合过程为氧合作用特点：反应快、可逆、不需酶催化，主要受PO2影响p(O2)高Hb+O2HbO2

p(O2)低Hb与O2的可逆性结合50氧容量：1L血液中Hb所能结合的最大O2量氧含量：1L血液中Hb实际集合的O2量氧饱和度：Hb氧含量和氧容量的百分比51发绀血液去氧Hb≥50g/L，皮肤、黏膜呈暗紫色CO中毒CO与Hb结合，血液呈樱桃红52氧解离曲线：以p(O2)为横坐标，Hb氧饱和度为纵坐标，所得到的曲线称为血红蛋白解离曲线，简称氧解离曲线呈S形表示不同p(O2)时O2与Hb的分离表示不同p(O2)时O2与Hb的结合氧解离曲线531、氧解离曲线的上段相当于p(O2)8.0kPa（60mmHg）以上较平坦，p(O2)发生改变时Hb氧饱和变化很小变化小，提示Hb对血液氧含量具有缓冲作用，能为机体摄取足够的氧提供较大的安全系数542、氧解离曲线中段p(O2)在8.0～5.3kPa（60～40mmHg）之间的曲线较陡，表示p(O2)轻度下降即可引起Hb氧饱和度的较大下降，从HbO2释放较多的O2中段斜率较大，有利于组织的供氧553、氧解离曲线下段p(O2)在5.3～2.0kPa（40～15mmHg）之间的Hb氧饱和度斜率最大代表O2的储备，能适应组织活动增强时对O2的需求56P50：使Hb氧饱和度达50%时的p(O2)表示Hb对O2的亲和力正常值为3.5kPa（26.5mmHg）P50↓→氧解离曲线左移P50↑→氧解离曲线右移影响氧解离曲线的因素571、H+浓度和p(CO2)H+浓度或p(CO2)↑→Hb对O2亲和力↓，P50↑，氧解离曲线右移H+浓度或p(CO2)↓→Hb对O2亲和力↑，P50↓，氧解离曲线左移波尔效应582、温度体温↑→Hb对O2的亲和力↓，P50↑，氧解离曲线右移体温↓→Hb对O2的亲和力↑，P50↓，氧解离曲线左移593、2,3-二磷酸甘油酸2,3-DPG↑→Hb对O2的亲和力↓，P50↑，氧解离曲线右移2,3-DPG↓→Hb对O2的亲和力↑，P50↓，氧解离曲线左移60二、二氧化碳的运输物理溶解：5%化学结合：95%碳酸氢盐（88%）氨基甲酰血红蛋白（7%）CO2的运输形式611、碳酸氢盐（HCO3-）CO2+H2OH2CO3HCO3-+H+2、氨基甲酰血红蛋白HbNH2O2+H+CO2HHbNHCOOH+O2碳酸酐酶组织肺部62表示血液中CO2含量与CO2分压关系的曲线几乎成线性关系，没有饱和点何尔登效应：O2与Hb结合可促进CO2释放的现象CO2解离曲线63第五节

呼吸运动的调节64基本呼吸中枢65一、呼吸中枢定义：指中枢神经系统内产生呼吸节律和调节呼吸运动的神经细胞群1923年英国生理学家Lumsden对猫的脑干进行的分段横切实验66PC:呼吸调整中枢;PBKF:臂旁内侧核和kölliker-Fuse核；DRG：背侧呼吸组；VRG：腹侧呼吸组；NTS：孤束核；NRA：后疑核中脑脑桥延髓脊髓671、脑干呼吸神经元的分类早期吸气神经元、增强型吸气神经元、后期吸气神经元、吸气后神经元、增强型呼气神经元、吸气前神经元吸气N元(I-N元)：在吸气相放电呼气N元(E-N元):在呼气相放电跨时相N元I-EN元:吸气相放电并延续到呼气相

E-IN元:呼气相放电并延续到吸气相呼吸N元放电类型模式682、脑桥的呼吸神经元群臂旁内侧核（NPBM）：存在E-N元和跨时相N元Kolliker-Fuse-(KF)核（PBKF）：后者存在I-N元脑桥呼吸N元的作用为限制吸气，促使吸气向呼气转换。相当于早先研究发现的呼吸调整中枢693、延髓的背侧呼吸组（DRG）位于延髓背内侧，主要包括孤束核腹外侧区和中缝核，以吸气神经元为主接受肺牵张感受器和外周化学感受器等处的传入冲动，起整合传入信息和调节呼吸运动的作用大多数属I-N元，E-N元仅占5～6％，轴突投射到膈肌和肋间外肌运动N元，引起吸气70

4.延髓腹侧呼吸神