医学生理学呼吸系统

第五章呼吸RESPIRATION1医学生理学呼吸系统5/8/2024

机体与外界环境之间的气体交换过程称为呼吸，是维持机体生命活动所必须的基本生理过程之一。2医学生理学呼吸系统5/8/2024组织换气细胞内氧化代谢肺换气气体运输肺通气O2CO2呼

吸

全

过

程(theWholeProcessofRespiration)肺通气pulmonaryventilation肺换气

gasexchange3医学生理学呼吸系统5/8/2024第一节肺通气（pulmonaryventilation）肺与外界环境之间的气体交换过程。气体进出肺取决两方面因素：动力：直接动力：大气压与肺内压之间的压力差；原动力：呼吸运动阻力：弹性阻力和非弹性阻力。4医学生理学呼吸系统5/8/2024（一）呼吸运动

⑴

呼吸肌：

吸气肌

①膈肌

②肋间外肌

呼气肌

①肋间内肌

②腹壁肌

辅助呼吸肌①斜角肌

②胸锁乳突肌等

⑵

呼吸的类型平静呼吸(eupnea)：吸气是主动，呼气是被动用力呼吸（laboredbreathing）：吸气和呼气都是主动一．肺通气的动力5医学生理学呼吸系统5/8/2024腹式呼吸：以膈肌舒缩活动为主胸式呼吸：以肋间外肌舒缩活动为主肺内压：肺泡内的压力。吸气初＜大气压吸气末=大气压呼气初＞大气压呼气末=大气压人工呼吸原理6医学生理学呼吸系统5/8/2024（二）呼吸时肺内压与胸膜腔内压的变化7医学生理学呼吸系统5/8/2024降低<大气压

吸气升高>大气压

呼气肺内压胸廓

扩大

缩小肺

扩大

缩小浆液内聚力胸内负压

吸气肌

收缩（呼气肌）

舒张原动力肺内压与大气压的压力差直接动力8医学生理学呼吸系统5/8/20242.胸内压胸膜腔内的压力。9医学生理学呼吸系统5/8/2024胸内压形成以胸膜腔密闭且含浆液为条件胸廓生长>肺生长胸廓容积>肺容积胸廓将肺拉大肺回缩胸内负压肺回缩肺内压10医学生理学呼吸系统5/8/2024

胸内压=肺内压-肺回缩力

=大气压-肺回缩力

=-肺回缩力呼气末：-3~-5mmHg吸气末：-5~-10mmHg11医学生理学呼吸系统5/8/2024胸内负压意义：①维持肺泡扩张状态，使肺随胸廓运动而运动。②利于静脉血及组织液回流气胸12医学生理学呼吸系统5/8/2024二、肺通气的阻力（Resistanceonpulmonaryventilation）通气阻力非弹性阻力（30%）弹性阻力肺弹性阻力胸廓弹性阻力肺组织本身回缩力表面张力13医学生理学呼吸系统5/8/2024

肺泡表面张力(2/3)1.肺弹性阻力

肺组织本身回缩力(1/3)14医学生理学呼吸系统5/8/2024肺泡表面张力

肺泡壁内液气-界面具有使肺泡回缩到最小面积的力，称肺泡表面张力。肺泡表面张力可能带来的问题：

A．肺泡积液

B．大小肺泡失去稳定性

2TP=肺泡内压小肺泡内压高→塌陷P=---T=表面张力大肺泡内压低→膨胀

rr=肺泡半径

15医学生理学呼吸系统5/8/2024R2R1P1P2TT注

P肺泡回缩力R半径

R2=2R1T表面张力拉普拉斯

定律

P=2T/R16医学生理学呼吸系统5/8/2024肺表面活性物质（Pulmonarysurfactant）成分表面活性物质结合蛋白（SP）二棕榈酰卵磷脂（DPPC）17医学生理学呼吸系统5/8/2024表面活性物质产生：肺泡Ⅱ型细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂18医学生理学呼吸系统5/8/2024表面活性物质作用降低表面张力:①维持大小肺泡容积稳定小肺泡DPPC密度大，T较小

②减小肺间质和肺内的组织液生成，防止肺水肿的发生；防止肺不张。

③降低吸气阻力，减少吸气作功。19医学生理学呼吸系统5/8/2024

气道阻力(80%-90%)

惯性阻力

粘滞阻力（二）

非弹性阻力(non-elasticresistance)20医学生理学呼吸系统5/8/2024三、肺通气功能的评价(Evaluationoffunctionofpulmonaryventilation)（一）肺容量（二）肺通气量21医学生理学呼吸系统5/8/2024肺容量及其组成肺总容量肺活量深吸气量机能余气量补吸气量补呼气量余气量潮气量22医学生理学呼吸系统5/8/2024

肺泡通气量

：每分钟吸入肺泡的新鲜空气量

＝（潮气量－无效腔气量）X呼吸频率

肺泡气更新率

=潮气量－无效腔量机能余气量

每分通气量

：每分钟吸入或呼出的气体量

＝潮气量X呼吸频率（二）肺通气量23医学生理学呼吸系统5/8/2024被测者肺泡通气量(毫升/分)呼吸频率(次/分)肺通气量(毫升/分)潮气量(毫升)正常安静168000500浅快呼吸2503280003200深慢呼吸10008800068005600不同呼吸频率、潮气量对肺通气量及肺泡通气量的影响在一定的呼吸频率范围内深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效。结论：24医学生理学呼吸系统5/8/2024无效腔生理无效腔＝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－无效腔气量）×呼吸频率25医学生理学呼吸系统5/8/2024解剖无效腔1502500吸气呼气末1502500150350500呼气吸气末1502500呼气末150350更新率：350/2500≈1/726医学生理学呼吸系统5/8/2024第二节气体交换

(gasexchange)

一、气体交换的原理形式：气体单纯扩散动力：气体分压（张力）差扩散距离×分子量平方根分压差×扩散面积×溶解度×温度D=27医学生理学呼吸系统5/8/2024大气组织肺泡气静脉血动脉血PO2PCO21594040102－1040.3405030大气、肺泡气、血液、组织中的PO2和

PCO2(mmHg)97－1004628医学生理学呼吸系统5/8/2024肺换气与组织换气示意图29医学生理学呼吸系统5/8/2024二、肺换气

（一）过程肺泡与毛细血管之间的气体交换过程。30医学生理学呼吸系统5/8/2024呼

吸

膜

示

意

图31医学生理学呼吸系统5/8/2024（二）影响因素1.呼吸膜厚度

呈反变关系肺纤维化肺水肿增厚32医学生理学呼吸系统5/8/2024

2.呼吸膜面积呈正变关系运动时面积增大；肺不张、肺实变、肺Cap闭塞时面积减小

（二）影响因素33医学生理学呼吸系统5/8/2024

气多或血少气少或血多

V/Q↑V/Q↓肺泡无效腔↑

A-V短路换气效率低（二）影响因素3.通气/血流比值（V/Q=0.84）

每分肺泡通气量和每分肺血流量的比值。34医学生理学呼吸系统5/8/2024通气／血流比值正常V/Q减小V/Q增大V/Q减小35医学生理学呼吸系统5/8/2024(二)组织换气血液与组织细胞之间的气体交换过程。36医学生理学呼吸系统5/8/2024一、O2的运输：氧含量/氧容量2.血氧饱和度

＝第三节气体在血液中的运输1.HbO2（98.5%)、物理溶解运输形式：物理溶解、化学结合37医学生理学呼吸系统5/8/2024Hb+O2

→HbO2

Hb与O2结合的特征：①反应快、不需酶催化、可逆、主要受

PO2影响②属氧合反应③1分子Hb可结合4分子O2④氧离曲线呈S形38医学生理学呼吸系统5/8/2024

Hb氧容量100ml血的Hb所能结合的最大氧量。Hb氧含量100ml血的Hb实际结合的氧量。Hb氧饱和度

Hb氧含量和Hb氧容量的百分比。39医学生理学呼吸系统5/8/20241．氧离曲线上段

Hb与O2结合部分，曲线平坦，PO2的变化对Hb氧饱和度影响不大。氧解离曲线2．氧离曲线中段曲线坡度较陡，PO2

稍有降低，氧饱和度就明显减小。3．氧离曲线下段

HbO2解离出O2，曲线坡度最陡，PO2稍降低，HbO2就大大下降。代表了O2的储备。40医学生理学呼吸系统5/8/2024二、CO2的运输1.碳酸氢盐的形式2.氨基甲酰血红蛋白形式41医学生理学呼吸系统5/8/2024

第四节呼吸运动的调节(respiratoryregulation)一、呼吸的基本中枢最基本的呼吸中枢是延髓

脑桥有呼吸调整中枢42医学生理学呼吸系统5/8/2024二．呼吸的反射性调节(Reflesregulationofrespiration)

（一）肺牵张反射（pulmonarystrechreflex）1．肺扩张反射（pulmonaryinflationreflex)

2．肺缩小反射（pulmonarydeflationreflex

（二）呼吸肌本体感受性反射43医学生理学呼吸系统5/8/2024（三）化学感受性反射▲1．化学感觉器（1）外周化学感受器：颈动脉体和主动脉体

感受血液PCO2↑、[H+]↑和PO2↓

（2）中枢化学受器：延髓腹外侧浅表部位感受脑脊液和局部组织液中H+的刺激44医学生理学呼吸系统5/8/2024主动脉体Aorticbodies颈动脉体Carotidbodies外周化学感受器PeripheralChemoreceptor化学感受器Chemoreceptor中枢化学感受器centralChemoreceptor迷走神经窦神经呼吸中枢反射弧45医学生理学呼吸系统5/8/2024（1）CO2对呼吸的影响CO2是维持正常呼吸的生理性刺激因素。作用途径：

①CO2↑→透过血脑屏障→进入脑脊液与H2O→形成H2CO3→解离出H+→刺激中枢化学感受器→兴奋呼吸中枢→反射性呼吸加深加快→肺通气量增加（主要途径）

②CO2↑→直接刺激外周化学感受器→冲动传入延髓→兴奋呼吸中枢→反射性使呼吸加深加快→肺通气量增加46医学生理学呼吸系统5/8/2024＋

H2O碳酸酐酶H2CO3中枢化学感受器H+HCO3－动脉血中PCO2升高CO2

血脑屏障47医学生理学呼吸系统5/8/20