呼吸（生理学课件）

概述学习目标：掌握呼吸的全过程。外呼吸①肺通气②肺换气内呼吸气体在血液中的运输呼吸机体与外环境之间的气体交换过程。意义维持机体内环境O2和CO2含量相对稳定。肺通气功能的评价学习目标：掌握肺通气功能测定。肺通气结构原理评价肺通气功能的评价每次吸入或呼出的气量。正常值(400-600ml）。平静吸气末，尽力吸气所能吸入的气量。1500-2000mL。平静呼气末，尽力呼气所能呼出的气量。900-1200mL。潮气量补吸气量补呼气量最大呼气末存留于肺内不能再呼出的气量。1000-1500mL余气量（一）肺容积Clicktoaddtitle123肺通气结构原理评价（二）肺容量深吸气量功能余气量肺活量＝潮气量＋补吸气量2000－2500mL反映最大通气潜力的指标=余气量＋补呼气量2500mL生理意义：缓冲呼吸过程中肺泡气O2和CO2分压的变化。潮气量＋补吸气量＋补呼气量2500－3500mL肺总量（TLC)=肺活量＋余气量（男性为5000-6000ml；女性为3500-4500ml）肺容量用力呼气量（FEV）时间肺活量（TVC）尽力最大吸气后再尽力尽快呼气,在一定时间所能呼出的气量,通常以它所占用力肺活量百分比表示。

第一秒末呼出肺活量83%第二秒末呼出肺活量96%第三秒末呼出肺活量99%肺通气量（二）肺通气结构原理评价1.每分通气量每分钟进或出肺的气体总量=潮气量×呼吸频率平静呼吸时,正常成人约为:500ml×(12~18)次/分＝6~9L/min肺通气量（二）肺通气结构原理评价2.最大随意通气量尽力作深、快呼吸时的肺通气量。正常成人约为70~120L/min。通气贮量百分比——衡量通气功能贮备能力的指标。通气贮量百分比＝——————————————最大随意通气量—每分平静通气量最大通气量×100%肺通气量（二）肺通气结构原理评价3.肺泡通气量每分钟进入肺泡的有效气量。肺泡通气量＝(潮气量－无效腔气量)×呼吸频率无效腔解剖无效腔150ml肺泡无效腔正常为0肺泡通气量＝(500ml－150ml)×(12－18次/分)

肺泡通气量比肺通气量更能反映肺通气的真实效能不同呼吸频率和幅度的每分肺通气量和肺泡通气量呼吸形式呼吸频率(次/min)潮气量(ml)肺通气量(ml/min)肺泡通气量(ml/min)平静呼吸

1250060004200浅快呼吸2425060002400深慢呼吸6100060005100表明:1.在一定范围内深而慢的呼吸更有效。2.肺泡通气量比每分通气量更能反应肺通气的真实效能。肺通气的原理《生理学》1掌握肺通气的动力，肺通气的弹性阻力和顺应性。学习目标2熟悉肺通气的非弹性阻力，胸廓的弹性阻力和顺应性。肺通气的结构PART1肺通气的器官呼吸道：沟通肺泡与外界环境的气体通道肺泡：气体交换的场所胸廓：肺通气的动力肺通气pulmonaryventilation，指肺与外界环境之间的气体交换。结构肺通气的原理PART2原理气体进出肺取决于两方面因素的相互作用：一是推动气体流动的动力二是阻止其流动的阻力前者必须克服后者，才能实现肺通气。原理吸气肌收缩/舒张扩张缩小胸廓肺扩张缩小肺内压＜大气压肺内压＞大气压吸气呼气原理直接动力大气与肺泡气之间的压力差原动力呼吸运动主要吸气肌膈肌肋间外肌呼吸辅助肌斜角肌胸锁乳头肌主要呼气肌肋间内肌腹壁肌群原理呼吸运动

：是指呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓有节律的扩大与缩小。原理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原理吸气主动：肋间外肌、隔肌收缩加强，胸锁乳头肌、斜角肌收缩。呼气主动：肋间外肌、隔肌舒张，肋间内肌、腹壁肌收缩。用力呼吸吸气主动：肋间外肌、隔肌收缩。呼气被动：肋间外肌、隔肌舒张。平静呼吸呼吸的类型：(1)按深度分原理以膈肌舒缩活动为主，伴有腹壁明显起伏的呼吸运动。腹式呼吸以肋间肌舒缩活动为主，伴有明显的胸壁起伏的呼吸运动。胸式呼吸妊娠后期、腹水，腹部肿瘤-----以胸式呼吸为主胸膜炎、胸膜腔积液-----以腹式呼吸为主病理情况呼吸的类型：(2)按参与肌肉分正常情况下，成人的呼吸运动均是两种形式共存，成为混合型呼吸。肺内压：在呼吸运动中，肺内压随胸腔容积的变化发生周期性变化。平静呼吸时：吸气初呼气初吸气末肺内压<大气压肺内压=大气压肺内压>大气压呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化呼气末肺内压=大气压肺泡内的压力。肺内压的交替变化是肺通气的直接动力。人工呼吸的原理：人为地造成肺与大气之间的压力差。方法：口对口呼吸法、俯卧压背法、仰卧压胸法、呼吸机(正压法)呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化胸膜腔内压位于两层胸膜之间的潜在、密闭的腔隙，其内仅少量浆液。胸膜腔：胸膜腔内的压力胸膜腔内压胸膜腔内压通常低于大气压，习惯上称为胸膜腔负压。简称胸内负压。正常值:平静呼吸时吸气末-5—-10mmHg呼气末-3—-5mmHg负压形成的原因：胸膜腔的密闭性。生长发育中，胸廓生长的速度比肺快，肺的自然容积小于胸廓容积，被动扩张。肺是弹性组织，总存在回缩倾向。呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化胸膜腔内压呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化胸膜腔负压形成原理：胸膜腔内承受的实际压力为；胸膜腔内压=肺内压-肺回缩力呼气末和吸气末，肺内压等于大气压。胸膜腔内压=大气压-肺回缩力胸膜腔负压由肺回缩力决定。呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化胸膜腔负压的生理意义维持肺的扩张状态,并使肺随胸廓运动而被动运动。促进静脉血和淋巴液的回流。链接临床气胸气胸的危害？思考：胸膜腔的密闭性遭到破坏，空气进入胸膜腔。原理弹性阻力非弹性阻力肺弹性阻力胸廓弹性阻力肺泡表面张力

肺弹性回缩力惯性阻力粘滞阻力气道阻力70%30%(2/3)（1/3)肺通气的阻力原理液层表面张力沿曲面的切线分向拉紧液面，指向肺泡中心，使肺泡趋于缩小，即为肺泡扩张的阻力。肺泡表面张力肺泡壁内表面衬有一薄层液体，与肺泡直接形成液-气界面，产生了表面张力，称为肺泡表面张力。肺通气的阻力阻碍肺泡的扩张，增加吸气阻力使大小肺泡内压不稳定促进肺部组织液生成，易产生肺水肿123肺泡表面张力弹性阻力由Ⅱ型细胞分泌,主要成分为二软脂酰卵磷脂（DPPC）。DPPC特点：分子一端是非极性疏水的，另一端是极性亲水的。以单分子层分布在肺泡液-气界面，密度随肺泡的张缩而变化。肺表面活性物质（pulmonarysurfactant）弹性阻力（1）降低吸气阻力，有利于肺的扩张，使吸气省力。（2）维持大小肺泡容积的稳定性。（3）减少肺间质和肺泡内组织液的生成，防止肺水肿。肺表面活性物质的作用：降低分泡表面张力弹性阻力肺表面活性物质的作用：降低分泡表面张力吸气肺泡扩张

呼气

肺泡萎缩

Surfactant的密度

肺泡的表面张力

防止肺泡过于膨大

防止肺泡过于萎缩新生儿呼吸窘迫综合征肺组织的弹性回缩力来源于弹力纤维和胶原纤维。一定范围内，肺被扩张越大，肺弹性回缩力也越大。原理肺气肿弹性纤维断裂弹性回缩力下降呼期末肺内存留气体肺通气效率降低原理胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形成。胸廓的弹性阻力的作用方向，则视胸廓扩大的程度而异。胸廓弹性阻力平静呼气末平静吸气时深吸气时80-90%气道阻力呼吸道口径大小气流速度气流形式非弹性阻力包括惯性阻力、粘滞阻力和气道阻力。气道阻力是主要成分，约占80-90%。原理影响气道阻力的因素气道阻力：气体通过呼吸道时气体分子之间及气体分子与气道壁之间的摩擦力。气体交换过程《生理学》了解组织换气的过程。MORE学习目标(一)肺换气的过程(二)组织换气的过程气体交换原理《生理学》1掌握气体交换原理。学习目标2了解组织换气的过程。心脏的功能PART1肺换气示意图组织换气示意图1.心肌细胞分类①快反应非自律细胞如：心房肌细胞、心室肌细胞②快反应自律细胞如：房室束及其分支、浦肯野细胞依照电生理特性可将心肌细胞分为：气体分子不停的进行着无定向的运动，其结果是气体分子从分压高处向分压低处发生净转移，这一过程称为气体扩散。气体扩散动力：交换膜两侧气体的分压差肺换气和组织换气就是物理性的扩散过程。呼吸气体的交换原理呼吸气体的交换气体扩算速率单位时间内气体分子的扩散量。它与气体压力差呈正变关系，还与分子量和溶解度有关。气体扩散速率=分压差×溶解度√分子量呼吸气体的交换（一）气体的分压差气体的分压在混和气体的总压力中,某种气体所占的压力。混合气体中各组成气体分子的扩散与该气体的分压差成正比。张力溶解的气体分子从液体中逸出的力。主要吸气肌膈肌肋间外肌呼吸辅助肌斜角肌胸锁乳头肌主要呼气肌肋间内肌腹壁肌群呼吸气体的交换空气、肺泡气及血液与组织液中各气体的分压kPa(mmHg)空气肺泡气静脉血动脉血组织PO221.2（159.0）13.9（104）5.3（40）13.3（100）4.0（30）PCO20.04（0.3）5.3（40）6.1（46）5.3（40）6.7（50）呼吸气体的交换由于CO2比O2容易扩散，临床上缺O2比CO2潴留更为常见。（二）气体的分子量和溶解度溶解度是指某种气体在单位分压下溶解于单位溶剂液体中的气体量。气体扩散速率=分压差×溶解度

分子量影响气体交换的因素学习目标：掌握影响肺换气和组织换气的因素。影响肺换气的因素呼吸膜的厚度交换膜两侧气体分压差通气/血流比值呼吸气体的交换原理(1)呼吸膜的厚度和面积1234气体扩散速率与呼吸膜的厚度成反比与扩散面积成正比安静时，呼吸膜的扩散面积约为40m2运动时,可达60—100m2肺不张、肺实变、肺气肿或肺毛细血管阻塞均可以使呼吸面积减少，故气体扩散量减少。气体交换减少肺气肿、肺不张、肺叶切除呼吸膜面积减小肺炎、肺纤维化（尘肺）、肺水肿厚度增加(2)交换膜两侧气体分压差气体分压差减小

气体交换减少高原缺氧气体分压差增大气体交换增加吸纯氧气体扩散速率=分压差×温度×扩散面积×溶解度扩散距离×√分子量(3)通气/血流比值VA／Q：每分钟肺泡通气量与肺血流量的比。正常时，V/Q=4.2/5=0.84通气/血流比值流经肺的混合静脉血→全部变为动脉血(3)通气/血流比值V/Q比值↑＞0.84通气/血流比值气体交换减少造成肺泡无效腔增加（肺血管栓塞）↑(3)通气/血流比值V/Q比值↓＜0.84通气/血流比值通气不足，血流过多—功能性A-V短路（支气管痉挛）↓V/Q比值↑＞0.84V/Q比值↓＜0.84肺换气效率↓CO2的运输《生理学》CO2的运输掌握二氧化碳在血液中的运输。MORE学习目标CO2的运输CO2的运输物理溶解：占5%化学结合：占95%碳酸氢盐的形式（是CO2的主要运输形式，占血液中运输总量的88%）氨基甲酸血红蛋白的形式（占血液中运输总量的7%）CO2的运输CO2的运输H2CO3H2O+CO2碳酸酐酶CO2CO2HCO3-+H+HCO3-+Na+NaHCO3ClCl血浆红细胞组织+HbHb-CO2结合成碳酸氢盐进行运输CO2的运输氨基甲酸血红蛋白(HHbNHCOOH)特点:(1)无需酶的催化,反应迅速可逆。(2)主要受氧合作用的调节。组织

肺HbNH2O2+H＋+CO2HHbNHCOOH+O2O2的运输《生理学》O2的运输掌握氧气在血液中的运输，氧离曲线及其影响因素。MORE学习目标气体在血液中的运输肺泡血液组织O2

溶解的O2

化学结合的O2

溶解的O2O2

CO2

溶解的CO2

化学结合的CO2

溶解的CO2CO2O2和CO2在血液中存在的形式：物理溶解、化学结合（主要）氧的运输氧的运输物理溶解：占1.5%化学结合：占98.5%与红细胞内的血红蛋白(Hb)结合成氧合血红蛋白Hb+O2(HbO2）HbO2PO2高(肺)PO2低(组织)氧的运输特点Hb+O2HbO2PO2高(肺)PO2低(组织)是氧合,不是氧化（Hb的Fe2+与O2结合后仍是二价铁）；不需酶促进，结合、解离均非常迅速。结合还是解离取决于PO2。氧合Hb鲜红色,去氧Hb暗红色。1分子Hb可结合4分子O2

。临床链接紫绀当血液中去氧血红蛋白含量50g/L以上，在毛细血管丰富的表浅部位出现青紫色。严重贫血的患者，缺O2不出现紫绀。高原性红细胞增多症，不缺O2可出现紫绀。CO中毒，生成HbCO,人体缺O2，不出现紫绀而出现HbCO特有的樱桃红色。一氧化碳中毒一氧化碳中毒是含碳物质燃烧不完全时的产物经呼吸道吸入引起中毒。中毒机理是一氧化碳与血红蛋白的亲合力比氧与血红蛋白的亲合力高200～300倍，所以一氧化碳极易与血红蛋白结合，形成碳氧血红蛋白，使血红蛋白丧失携氧的能力和作用，造成组织窒息。氧的运输血氧饱和度血氧容量：也称氧容量，指将每升血液中血红蛋白所能结合的最大O2量。氧含量：每升血液的实际含O2量。血氧饱和度：氧含量占氧容量的百分数。血氧饱和度＝(氧含量/氧容量)×100%氧的运输氧解离曲线及影响因素氧解离曲线：氧分压与血氧饱和度关系的曲线。反映不同PO2下O2与血红蛋白结合与分离的情况。氧的运输曲线分三段：①上段：PO2(60～100mmHg)，Hb与O2结合的部分②中段：PO2(40～60mmHg)HbO2释放O2的部分③下段：PO2(15～40mmHg)HbO2与O2解离的部分1009080706050403020100血红蛋白氧饱和度(%)PO22.75.38.010.713.316.0(KPa)2040608090100(mmHg)氧解离曲线及影响因素氧的运输影响氧解离曲线因素1009080706050403020100血红蛋白氧饱和度(%)PO22.75.38.010.713.316.0(KPa)2040608090100(mmHg)PCO2↓PH↑温度↓PCO2↑PH↓温度↑2、3-二磷酸甘油酸左移右移氧解离曲线右移：血红蛋白与O2的亲和力↓，O2的释放↑。氧解离曲线左移：血红蛋白与O2的亲和力↑，O2的释放↓。呼吸中枢的调控学习目标：熟悉脑干呼吸中枢的组成和呼吸神经元的种类。了解呼吸节律形成机制。一、呼吸的中枢调控呼吸中枢是指中枢神经系统内与呼吸运动产生和调节有关的神经细胞群。广