第五章 呼吸课件

2013呼吸第五章呼吸第一节肺通气第三节气体在血液中的运输第四节呼吸运动的调节第二节肺换气和组织换气

概述2013呼吸呼吸过程：呼吸(respiration)机体与外界环境之间的气体交换过程。2013呼吸呼吸的三个环节外呼吸内呼吸（组织换气）气体在血液中的运输肺通气肺换气2013呼吸第一节肺通气(pulmonaryventilation)概念：肺与外界环境之间进行气体交换的过程。（一）肺通气的动力2013呼吸呼气肺内压＞大气压缩小肺脏吸气肺内压＜大气压胸廓呼吸肌缩小收缩舒张扩张原动力:呼吸运动

扩张直接动力:肺内压与大气压的压力差。2013呼吸1.呼吸运动(respiratorymovement)

呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小。呼吸肌吸气肌：膈肌、肋间外肌呼气肌：肋间内肌、腹肌2013呼吸

膈肌肋间外肌肋间内肌2013呼吸(1)过程：

肺内压＞大气压，气体经呼吸道出肺胸廓容积缩小,肺被动缩小膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回位，→胸廓上下、前后、左右径缩小肺内压＜大气压，气体经呼吸道入肺胸廓容积扩大，肺被动扩张膈肌收缩→胸廓上下径增大肋间外肌收缩→胸廓前后、左右径扩大

吸气

呼气2013呼吸①胸式呼吸、腹式呼吸(2)型式:②平静呼吸(eupnea)和用力呼吸；腹式呼吸(abdominalbreathing)胸式呼吸（thoracicbreathing）(4)特点：①平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。②用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。③平静呼吸时，肋间外肌所起的作用＜膈肌。(3)频率成人:12～18次/分婴儿:60～70次/分2013呼吸

2.肺内压(intrapulmonarypressure)

●呼吸暂停、声带开放、呼吸道通畅时，肺内压与大气压相等●呼吸运动过程中，肺内压呈周期性交替升降

●肺内压变化的程度与呼吸运动的缓急、深浅和呼吸道是否通畅有关指肺泡内气体的压力。2013呼吸人工呼吸原理:使肺内与外界大气压间产生压力差方法:负压吸气式(压胸法)

正压吸气式口对口呼吸法，呼吸机2013呼吸3.胸膜腔内压(Intrapleuralpressure)（1）概念:指胸膜腔内的压力，简称胸内压。（2）测定方法:直接法，间接法一个呼吸周期的胸内压与肺内压2013呼吸（3）压力:平静吸气时:胸内压<大气压呼气时:胸内压<大气压特点:①平静呼吸时胸内压始终为负压；②用力呼吸时负压变动更大；③有时可为正压(如紧闭声门用力呼气)。2013呼吸①有少量浆液的密闭腔；②肺和胸廓是弹性组织；③胸廓自然容积>肺容积；

胸内压＝肺内压－肺回缩力＝0－肺回缩力使肺回缩使肺扩张

肺回缩力

肺内压

形成因素:（4）成因:2013呼吸(6)胸内负压的生理意义:

①润滑作用

②浆液分子的内聚力使两层胸膜贴附在一起

(5)浆液的作用①纽带作用；②维持肺处于扩张状态；③促进血液和淋巴液的回流。2013呼吸（二）肺通气的阻力Resistancestoventilation

弹性阻力非弹性阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力

肺弹性阻力气道阻力粘滞阻力惯性阻力2013呼吸1.弹性阻力和顺应性肺容积变化(△V)肺顺应性(CL)=───────=0.2L/cmH2O跨肺压变化(△P)测得的肺顺应性（L/cmH2O）比顺应性=————————————————————

肺总量（L）顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。=(1/弹性阻力)(1)肺的弹性阻力和顺应性弹性阻力：物体对抗外力作用引起变形的力。2013呼吸来源：Ⅰ.肺泡表面张力

肺泡内的液-气界面的液体分子表现的内聚力弹性回缩力:1/3肺泡表面张力:2/3离体肺在充气和充水时，可见充气所需的压力＞充水。2013呼吸肺的静态顺应性（压力-容积曲线）2013呼吸根据Laplace定律:

P(N/cm)＝————————

2T(N/cm)r(cm)肺泡内压力(P):与表面张力(T)成正比,与肺泡半径(r)成反比。相连通的大小不同的肺泡内压及气体流动方向示意图问：会不会小肺泡越来越小，大肺泡越来越大？2013呼吸Ⅱ.表面活性物质(pulmonarysurfactant)来源：肺泡Ⅱ型细胞成分:二棕榈酰卵磷脂(DPL或DPPC)。作用：降低表面张力生理意义：

a.维持肺泡的稳定c.降低吸气阻力，减少吸气做功b.防止肺水肿;2013呼吸吸气肺泡表面积↑DPL分散降T的作用↓表面张力↑肺泡回缩防肺泡破裂

(呼气)(↓)(密集)(↑)(↓)(扩张)(防萎陷)2013呼吸临床：●成人肺炎、肺血栓等→表面活性物质↓→肺不张。

●6～7个月胎儿才开始分泌表面活性物质，故早产儿可因缺乏表面活性物质而发生肺不张和新生儿肺透明膜病→呼吸窘迫综合征。2013呼吸

（2）胸廓的弹性阻力①胸廓处于自然位置时(肺容量≈67％)②胸廓缩小时(肺容量＜67％)，弹性阻力向外；③胸廓扩大时(肺容量＞67％)，弹性阻力向内2013呼吸

（3）影响弹性阻力的因素

①肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维化和感染等原因→肺弹性阻力↑(肺顺应性↓)→吸气困难②③肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病变等原因→弹性阻力↑(顺应性↓)2013呼吸

（3）影响弹性阻力的因素

①肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维化和感染等原因→肺弹性阻力↑(肺顺应性↓)→吸气困难②肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病变等原因→弹性阻力↑(顺应性↓)③肺气肿时→肺弹性成分破坏→肺回缩力↓→肺弹性阻力↓(肺顺应性↑)→呼气困难

故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好

2013呼吸

⑴气道阻力特点:①只在呼吸运动时产生；②与气体流动形式有关：③与气道半径的4次方成反比：（R∝1／r4）2.非弹性阻力——气道阻力2013呼吸

⑵影响气道阻力的因素：①跨壁压：②肺实质对气道壁的外向牵引作用：③气道管壁平滑肌舒缩活动：④化学因素：2013呼吸二、肺通气功能的指标

潮气量补吸气量补呼气量肺总量残气量功能残气量肺活量(一)肺容积和肺容量深吸气量2013呼吸肺活量(vitalcapacity,VC)

：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。用力肺活量(forcedvitalcapacity,FVC)

：指一次最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大气体量。2013呼吸

正常值：FEV1=80％，FEV2=96％,FEV3=99％。用力呼气量(forcedexpiratoryvolume,FEV)一次最大吸气后再尽力尽快呼气是，在一定时间内所能呼出的气体量。通常以它所占用力肺活量的百分数表示。意义：是评价肺通气功能较好指标。2013呼吸(二)肺通气量(Ventilationvolume)

最大通气量最大通气量-每分通气量×100%≥93%(反映通气贮备能力)=6～8L/min=70～120L/min⒈每分通气量(pulmonaryventilation)

每分钟吸入或呼出的气体总量＝潮气量×呼吸频率(次/分)最大通气量=最大限度潮气量×最快呼吸频率(次/分)通气贮量百分比=——————————————————2013呼吸2.肺泡通气量(alveolarventilation)

每分钟吸入肺泡的新鲜空气量解剖无效腔肺泡无效腔生理无效腔＝(潮气量-无效腔量)×呼吸频率2013呼吸

浅而快的呼吸与深而慢的呼吸，哪一种呼吸效率高？2013呼吸复习思考题1.胸膜腔内负压是如何形成的？有什么生理意义？2.什么叫肺泡表面张力？肺泡表面活性物质有什么生理意义？3.为什么用生理盐水扩张肺阻力较小？4.无效腔对肺泡通气量有何影响？5.为什么说时间肺活量更能反映肺通气功能？2013呼吸

第二节肺换气和组织换气一、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）:单位时间气体扩散的容积分压差×温度×气体溶解度×扩散面积扩散距离×√分子量扩散系数=气体溶解度√分子量2013呼吸二、肺换气与组织换气

动力：分压差方向：分压高→分压低CO2O2换气结果肺Ｖ血组织Ａ血↓↓Ａ血Ｖ血2013呼吸6层＜1μm厚三、影响肺换气的因素CO2O2(二)呼吸膜面积(一)呼吸膜厚度厚度↑→通透性↓→气体交换↓面积↓→气体交换↓。2013呼吸(三)通气/血流比值（Ventilationperfusionratio

VA/Q）

每分肺泡通气量（VA）/每分肺血流量（Q）(5L/min)＝0.84(4.2L/min)1.VA/Q↑→增大生理无效腔2.VA/Q↓→增大功能性A-V短路→换气效率↓无气体交换无血流通过2013呼吸几点说明：●VA/Q↑or↓→换气效率↓→缺O2和CO2潴留的症状;但以缺O2为主，原因：①A-V血间PO2＞PCO2,功能性A-V短路时，A血PO2↓的程度＞V血PCO2↑；②CO2的扩散系数是O2的20倍，CO2的扩散速＞O2，不易出现CO2潴留的症状；③∵A血PO2↓和PCO2↑时，可刺激呼吸，有助于CO2的排出，而无助于O2的摄取（O2和CO2解离曲线的特点所决定的）。2013呼吸

●整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标。

人体直立时肺局部的VA/Q肺上区肺下区VA/Q0.240.82VA/Q0.071.29VA/Q3.40.642013呼吸（四）肺扩散容量

（diffusingcapacityoflung,DL）

概念：指气体在单位分压差作用下，每分钟通过呼吸膜扩散的体积。意义：测定气体通过呼吸膜能力的一种指标。正常值：O2=20mL·min-1·mmHg-1CO2=400～450mL·min-1·mmHg-1剧烈运动时O2的DL可增加到60mL·min-1·mmHg-1。2013呼吸复习思考题1.影响肺气体扩散的因素有哪些？2.通气/血流比值偏离正常范围对肺气体交换有何不良影响？3.为什么CO2扩散速度高于O2？4.呼吸膜由哪些结构组成？5.比较空气、吸入气、肺泡气、呼出气的CO2、O2分压有何不同，解释其原因。2013呼吸

第三节气体运输一、运输形式:（一）物理溶解:（二）化学结合:主要运输形式。

物理溶解化学结合动态平衡1atm：O2溶解量=0.3ml％3atm：O2溶解量=6.3ml％（即↑20倍，是高压氧治疗的理论基础)2013呼吸二、氧的运输(一)物理溶解：(1.5%)(二)化学结合:(98.5%)

当表浅毛细血管床血液中去氧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鲜红色紫蓝色Hb+O22013呼吸

临床常见缺氧及紫绀

分析：紫绀与缺氧的关系2013呼吸③1分子Hb可与4分子O2可逆结合

Hb+O2结合的最大量——氧容量(oxygencapacity)100ml血Hb+O2结合的实际量——氧含量(oxygencontent)氧含量⁄氧容量的——氧饱和度(oxygensaturation)

2.

O2与Hb结合的特征:

PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)②是氧合，非氧化:①反应快、可逆、受PO2的影响、不需酶的催化；2013呼吸④

Hb+O2的结合或解离曲线呈S形

机制：与Hb的变构有关：

氧合Hb为疏松型（R型）去氧Hb为紧密型（T型）当Hb某亚基与O2结合或解离后→Hb变构→其他亚基的亲O2力↑or↓→Hb4个亚基的协同效应便呈现S形的氧离曲线特征。∵当O2与Hb的Fe2+结合后↓Hb4个亚基间的盐键逐步断裂↓Hb分子由T型→R型（即对O2的亲和力逐步↑）R型的亲O2力为T型的数百倍2013呼吸（三）氧离曲线特征及生理意义意义:保证低氧分压时的高载氧能力。1.上段:

PO28.0～13.3kPa（60～100mmHg）坡度较平坦。表示血液PO2与Hb氧饱和度关系的曲线(1)高原(2.0KM的低气压),PO2↓明显而Hb结合O2量变化不大；(2)轻度呼衰病人肺泡气PO2↓明显而Hb结合O2量变化不大。2013呼吸2.中段:PO28.0～5.3kPa(40～60mmHg)坡度较陡。表明：PO2降低能促进大量氧离，血氧饱和度下降显著。意义:维持正常时组织的氧供。因正常时组织的氧供，PO2在中段范围变化2013呼吸意义:维持活动时组织的氧供。3.下段:PO25.3～2.0kPa(15～40mmHg)坡度更陡。表明：PO2稍有下降,血氧饱和度就急剧下降。因下段释放O2量为正常时的3倍(=O2储备段)。2013呼吸

P50：指Hb氧饱和度达到50%时的Po2。

●P50↑表明Hb对o2的亲和力↓，即曲线右移

（下移）（四）影响氧离曲线的因素表示Hb对o2的亲和力●P50↓表明Hb对o2的亲和力↑,即曲线左移

（上移）2013呼吸

1.

Pco2↑PH↓波尔效应(Bohreffect)酸度对Hb与o2亲和力的影响，意义：①在肺脏促进氧合②在组织促进氧离。Pco2↑PH↓→氧离曲线右移Pco2↓PH↑→氧离曲线左移2013呼吸T↑→H+活度↑→Hb与O2亲和力↓→Hb释放O2

→Hb变为R型→右移→

氧离易→氧离曲线右移

T↓→氧离曲线左移2.温度如：冬天，末梢循环↓+氧离难→局部红、易冻伤2013呼吸2013呼吸3.2,3-DpG

2,3-DpG↑→氧离曲线右移

2,3-DpG↓→氧离曲线左移机制①能与Hb结合形成盐键②使[H+]↑→波尔效应(1)高原缺氧→RBC无氧代谢↑→DPG↑→曲线右移→氧离易(2)大量输入冷冻血→DPG↓→曲线左移→

氧离难

（冷冻血3周后，RBC无氧代谢停止→DPG↓）2013呼吸4.Pco↑Pco↑→曲线左移→氧离难

CO与Hb亲和力>o2与Hb亲和力250倍；Hb的Fe2+→Fe3+失去结合o2的能力（如亚硝酸盐）

异常Hb：Hb的运o2能力↓（如地中海贫血）

胎儿Hb：Hb的4条肽链为α2γ2(成人为α2β2)，亲和力＞成人。5.Hb本身的性质COCOCO2013呼吸三、CO2的运输(一)物理溶解：5％(二)化学结合：95％

⒈HCO3-的形式：88％(1)反应过程CO2＋H2O(2)反应特征碳酸酐酶H2CO3HCO3-＋H+①反应速极快且可逆，反应方向取决PCO2差②RBC膜上有Cl-和HCO3-特异转运载体③需酶催化:碳酸酐酶加速反应0.5万倍,双向作用④在RBC内反应,在血浆内运输2013呼吸CO2的运输2013呼吸⒉氨基甲酰血红蛋白的形式：7％在组织在肺脏HHbNHCOOH＋O2

①反应迅速且可逆，无需酶催化；②反应方向主要受氧合作用的调节:

HbO2的酸性高,难与CO2结合,反应向左进行HHb的酸性低,易与CO2结合,反应向右进行

③虽不是主要运输形式,却是高效率运输形式，因肺部排出的CO2有20％是此释放的(2)特征:过程：HbNH2O2+H++CO22013呼吸(三)CO2解离曲线表示血液中CO2含量与PCO2间关系的曲线。(1)几乎成线性关系(非S形曲线)，且无饱和点.(2)每100ml血液释放出4mlCO2(3)血PO2↑时，CO2解离曲线下移2013呼吸★为什么血PO2↑，CO2解离曲线会下移？

何尔登效应（Haldaneeffect):

O2与Hb的结合促使CO2的释放★为什么V血CO2的含量＞A血？

∵Hb酸性弱,易与CO2结合，生成HHbNHCOOH。2013呼吸(四)

O2与Hb结合对CO2运输的影响HbNH2O2+H++CO2

在肺脏在组织HHbNHCOOH＋O2何尔登效应（Haldaneeffect):O2与Hb结合促使CO2释放，而去氧Hb则易与CO2结合。CO2通过波尔效应影响O2的结合和释放，O2通过何尔登效应影响CO2的结合和释放。2013呼吸在肺脏氧与二氧化碳运输形式2013呼吸在组织氧与二氧化碳运输形式2013呼吸1.Hb氧解离曲线特征如何？其生理意义如何？2.影响氧解离曲线的因素有哪些？为什么？3.波尔效应有何生理意义？4.CO2运输的形式有哪些？各有何特征？5.影响CO2运输的因素有哪些？6.何尔登效应有何生理意义？7.为什么血PO2↑，CO2解离曲线会下移？8.为什么V血CO2的含量＞A血？复习思考题2013呼吸第四节呼吸运动的调节基本呼吸中枢2013呼吸一、呼吸中枢

延髓是呼吸基本中枢,脑桥是呼吸调整中枢2013呼吸2013呼吸(二)呼吸节律的形成(1)起步细胞学说：节律性呼吸是由延髓内具有起步样活动的N元的节律性兴奋引起的。

前包钦格复合体

(2)N元网络学说：节律性呼吸依赖于延髓内呼吸N元之间复杂的相互联系和相互作用。在此基础上提出了多种模型，如吸气活动发生器和吸气切断机制模型。2013呼吸

吸气活动发生器和吸气切断机制模型

2013呼吸二、呼吸运动的反射性调节(Reflexregulationofrespiration)(一)肺牵张反射(黑-伯反射)指肺扩张或萎陷引起的吸气抑制或兴奋的反射。1.肺萎陷反射(肺缩小反射)肺萎陷较明显时引起吸气的反射。在平静呼吸调节中的意义不大，但对阻止呼气过深和肺不张等可能起一定作用。2013呼吸

2.肺扩张反射：肺扩张时抑制吸气活动得反射过程：肺扩张→肺牵感器兴奋→迷走N→延髓→兴奋吸气切断机制N元→吸气转化为呼气意义:

加速吸气向呼气的转换2013呼吸1.外周化学感受器(二)化学感受性呼吸反射PO2、PCO2、[H+]的变化颈动脉体和主动脉体适宜刺激2013呼吸2.中枢化学感受器

位于延髓腹外侧浅表部位适宜刺激：脑脊液和局部细胞外液中的H+2013呼吸2013呼吸颈动脉体和主动脉体化学感受性反射PO2↓[H+]↑PCO2↑↓

颈动脉体和主动脉体外周化学感受器（+）窦、弓N孤束核心血管中枢兴奋性改变呼吸中枢