第七章 呼吸系统结构与功能课件

7呼吸生理09Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3第七章呼吸系统结构与功能思考题：1.肺泡上皮细胞有几种，各有何生理功能？2.肺泡内呼吸有利于气体交换的条件有哪些？3.何谓腹式呼吸，何谓胸式呼吸？4.深呼吸与平静呼吸有何不同？5.胸膜腔浆液的生理作用6.胸膜腔内负压的生理意义7.影响气体交换的因素第七章呼吸系统结构与功能7呼吸生理09Sec.2Sec.1Sec.4Sec.38.影响血氧饱和度的因素9.氧与CO2的体内化学结合形式10.呼吸的调节机制11.煤气中毒的死亡原因12.早产儿猝死综合症常是什么原因引起的？13.CO2对呼吸的刺激作用14.血液中CO2浓度增加后的体征反应？第七章呼吸系统结构与功能7呼吸生理09舌（lingua）软腭(softpalate)鼻咽(nasopharynx)口咽第七章呼吸系统结构与功能7呼吸生理09舌骨7呼吸生理09第七章呼吸系统结构与功能7呼吸生理09第七章呼吸系统结构与功能7呼吸生理09支气管解剖图第七章呼吸系统结构与功能7呼吸生理09Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3机体与外界环境之间的气体交换过程，称为呼吸。通过呼吸，机体从大气摄取新陈代谢所需要的O2，排出所产生的CO2。呼吸过程由三个环节来完成：1）肺呼吸（外呼吸externalrespiration），

包括肺通气pulmonaryventilation

（外界空气与肺之间的气体交换过程）

和肺换气respiratorygasexchange

（肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程）；2）气体在血液中的运输；3）内呼吸或组织呼吸internal/tissuerespiration

（血液与组织、细胞之间的气体交换过程）第七章呼吸系统结构与功能7呼吸生理09第二节肺通气一、肺通气（pulmonaryventilation）的动力

1.定义：肺通气是肺与外界环境之间的气体交换过程。

2.原理：大气和肺泡气间的压力差。当肺扩张，肺容积增大，肺内压暂时下降并低于大气压，

——吸气；当肺缩小，肺容积减小，肺内压暂时升高并高于大气压，

——呼气。

3.呼吸运动——肺通气的原动力。第七章呼吸系统结构与功能7呼吸生理09第二节肺通气(一)呼吸运动（respiratorymovement）

1.定义：呼吸肌收缩、舒张所造成的胸廓的扩大和缩小，称为呼吸运动。

2.主要的吸气肌为：膈肌、肋间外肌

3.呼气是一种被动过程，

用力呼气时，肋间内肌和腹壁肌的收缩参与呼气。第七章呼吸系统结构与功能7呼吸生理09呼吸运动有两类：

1）腹式呼吸（abdominalbreathing）

2）胸式呼吸（thoracicbreathing）腹式呼吸：

1）膈肌收缩而膈下移时，腹腔内的器官因受压迫而使腹壁突出，胸廓容积扩大，肺随之扩张，肺内压下降，产生吸气。

2）膈肌舒张时，胸廓、肺容积缩小，肺内压升高，产生呼气。由膈肌舒缩引起的呼吸运动伴以腹壁的起伏，称为腹式呼吸。婴幼儿的肋骨趋于水平位置，主要表现为腹式呼吸。第七章呼吸系统结构与功能7呼吸生理09胸式呼吸

1）肋间外肌收缩时，肋骨和胸骨都向上提，从而增大了胸腔的前后径和左右径，产生吸气。

2）肋间外肌舒张，肋骨、胸骨回位，肺容积缩小，产生呼气。由肋间肌舒缩使肋骨和胸骨运动所产生的呼吸运动，称为胸式呼吸第七章呼吸系统结构与功能7呼吸生理09第二节肺通气Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3平静呼吸时，吸气——主动过程，呼气——被动过程。用力吸气时，除了膈肌和肋间外肌收缩加强外，其他辅助吸气肌胸肌、背肌等

也主动收缩，使胸廓进一步缩小。用力呼气时，肋间内肌和腹壁肌收缩

Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3第七章呼吸系统结构与功能7呼吸生理09肋间肌肋间外肌肋间内肌7呼吸生理09肋间外肌肋间外膜肋间内肌肋间内膜肋间外肌肋间内肌肋间最内肌7呼吸生理09第七章呼吸生理第二节肺通气Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3Sec.2Sec.1Sec.4Sec.37呼吸生理09(三)胸膜腔内压：

1.胸膜有两层，即紧贴于肺表面的脏层和紧贴于胸廓内壁的壁层。两层胸膜形成一个密闭的潜在腔隙，称为胸膜腔（pleuralspace）。

2.胸膜腔内的压力为胸膜腔内压，可测得胸膜腔内压低于大气压，称之为胸膜腔负压（negativepressureofpleuralspace）。

3.无论吸气相还是呼气相，胸膜腔内压总是负压。胸膜腔内负压对血液循环有重要影响。负压可使心房、腔静脉、胸导管容积增大，使内部压力降低，有利于血液和淋巴液的回流入心。7呼吸生理09第七章呼吸生理第二节肺通气Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3

气胸（pneumothorax）：胸膜腔与外界空气相通称为气胸。气胸时，胸膜腔内压为正压，不仅影响呼吸运动，还影响循环功能。Sec.2Sec.1Sec.4Sec.37呼吸生理09第七章呼吸生理第二节肺通气Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3二、肺通气的阻力

肺通气需要克服肺通气的阻力方能实现。肺通气的阻力包括：

1)弹性阻力（肺和胸廓的弹性回位力），约占总阻力的70%；

2)非弹性阻力，包括气道阻力，惯性阻力和组织的粘滞阻力，约占总阻力的30%，其中又以气道阻力为主。Sec.2Sec.1Sec.4Sec.37呼吸生理09第七章呼吸生理第二节肺通气(一)弹性阻力（elasticresistance）：

1.定义：弹性组织在外力作用下变形时，有对抗变形和弹性回位的倾向，称为弹性阻力。

2.用同等大小的外力作用时，弹性阻力大者，变形程度小；弹性阻力小者，变形程度大。一般用顺应性来度量弹性阻力

3.顺应性用单位压力变化所引起的容积变化来表示，

弹性阻力——顺应性的倒数。

4.肺弹性阻力的来源：①肺组织本身的弹性回缩力

②肺泡内的液-气界面的表面张力所产生的回缩力

5.总弹性阻力＝肺的弹性阻力＋胸廓的弹性阻力7呼吸生理09第七章呼吸生理第二节肺通气弹性阻力=1顺应性肺顺应性（C肺）=容积变化（ΔV）跨肺压力变化（ΔP

）总弹性阻力（肺+胸廓）=肺的弹性阻力+胸廓的弹性阻力Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3Sec.2Sec.1Sec.4Sec.37呼吸生理09第七章呼吸生理第二节肺通气(二)非弹性阻力：惯性阻力和气道阻力

1.惯性阻力往往忽略不计，气道阻力来自气体流经呼吸道时气体分子间和气体分子与气道之间的磨擦，是非弹性阻力的主要成分

2.气道口径和气流速度对气道阻力的影响很大。

吸气时气道口径增大，阻力减小，呼气时阻力加大。所以支气管哮喘(asthma)病人呼气比吸气更困难。7呼吸生理09第七章呼吸生理第二节肺通气Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3三、肺容量和肺通气量（一）肺容量

1.潮气量(tidalvolume)：每次呼吸时吸入或呼出的气量为潮气量,400-500ml2.残气量(residualvolume)：最大呼气末尚存留于肺中不能再呼出的气量为残气量,1000-1500ml3.肺活量(vitalcapacity)：最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气量称作肺活量,2500-3500ml

Sec.2Sec.1Sec.4Sec.37呼吸生理09Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3

呼吸全过程示意图Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3第七章呼吸系统结构与功能第三节肺换气7呼吸生理09一、肺泡(alveolus)

1.肺泡是肺的呼吸部分，是肺泡中气体与血液中气体交换的场所。

2.肺泡表面有两类上皮细胞：Ⅰ型与Ⅱ型。

Ⅰ型肺泡细胞——扁平细胞，多数

Ⅱ型肺泡细胞——分泌细胞——分泌磷脂——表面活性物质。

3.表面活性物质——减少表面张力，防止肺泡萎陷。肺泡液—气界面的表面张力是向心性的，可使肺泡萎陷。

4.早产儿的新生儿呼吸窘迫综合征(NRDS)-缺少表面活性物质造成

第七章呼吸系统结构与功能第三节肺换气7呼吸生理09呼吸膜（respiratorymembrane）

由下列组织组成:肺泡上皮、上皮基底膜、组织间隙、毛细血管基膜、毛细血管内皮呼吸膜厚度＜1.0μm,气体通透性好，气体易于扩散,

是肺泡与血液进行气体交换的场所。第七章呼吸系统结构与功能第三节肺换气7呼吸生理09呼吸膜第七章呼吸系统结构与功能第三节肺换气7呼吸生理09Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3二、肺的血液循环（pulmonarybloodflow）1.肺有两套循环系统:

一是肺循环（pulmonarycirculation）参与气体交换；一是体循环（systemiccirculation），提供营养和O2。2.肺动脉内的静脉血在肺泡进行气体交换，成为动脉血，经肺静脉流入左心房。3.肺循环是一种低压力、低阻力、大流量的循环系统。Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3第七章呼吸系统结构与功能第三节肺换气7呼吸生理09图7-6肺泡与组织气体交换示意图气体交换过程第三节肺换气7呼吸生理09第七章呼吸生理Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3(二)影响肺部气体交换的因素

1.气体扩散速率：速率快则交换快。气体扩散速率与其溶解度成正比,与其分子量成反比。

CO2的扩散速率为O2的20倍。

2.气体的分压差：气体分压差越大，扩散越快。

O2的分压差是CO2的10倍。

3.呼吸膜：呼吸膜的通透性、厚度和扩散面积均会影响气体交换的效率。Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3第三节肺换气7呼吸生理09第七章呼吸生理Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3

4.气/血流比值(ventilation-perfusionratio)：

每分肺通气量（VA）

每分肺血流量（Q）——（VA/Q）只有适宜的VA/Q才能实现适宜的气体交换。

VA/Q比值增大，提示通气过剩，血流不足，部分肺泡气未能与血液气充分交换，致使肺泡无效腔增大。

VA/Q下降，提示通气不足，血流过剩，部分血液流经通气不良的肺泡，混合静脉血中的气体未能得到充更新，未能成为动脉血就流回心脏。

Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3第三节肺换气7呼吸生理09第七章呼吸生理一、气体在血液中的运输

O2和CO2都以两种形式存在于血液：物理溶解的和化学结合。先物理溶解后才能进行化学结合。——动态平衡。

血液中O2和CO2的运输形式以化学结合为主。气体在溶液中溶解的量与其分压和溶解度成正比，和温度成反比。每100ml血液含溶解的CO2为3ml，每100ml血液含溶解的O2为0.3ml。

第四节气体在血液中的运输7呼吸生理09第七章呼吸生理(一)化学结合

O2与血红素中Fe2＋结合。氧合过程是可逆的，在PO2高时，氧合。在PO2低时，释放出O2。

血氧容量：100ml血液中Hb所能结合的最大O2量。

血氧含量：100ml血液中Hb实际结合的O2量。

血氧饱和度：血氧含量/血氧容量。第四节气体在血液中的运输7呼吸生理09第七章呼吸生理(二)CO2的化学结合血液中CO2也以物理溶解和化学结合两种形式运输：

化学结合主要以碳酸氢盐

或氨基甲酸血红蛋白的形式进行运输

1.结合成碳酸氢盐进行运输：

组织→→血液——CO2，+H2O→→H2CO3→→HCO3-、H+，HCO3-浓度不断增加，顺浓度梯度

红细胞→→血浆，Cl-

血浆→→红细胞，以维持膜内外的离子平衡。HCO3-

在血浆中则与Na+结合成碳酸氢盐。第四节气体在血液中的运输7呼吸生理09第七章呼吸生理第四节气体在血液中的运输

上述反应是可逆的，决定反应方向的是CO2分压。血液流向肺泡毛细血管时，各反应向相反方向进行。7呼吸生理09第七章呼吸生理第三节气体交换和运输2.氨基甲酸血红蛋白的形式：

一部分CO2与Hb的氨基结合生成氨基甲酰血红蛋白，并能迅速解离。这一反应无需酶的催化、迅速、可逆。主要调节因素是血红蛋白的氧合作用:1)氧合血红蛋白（酸性高）不易与CO2结合-肺泡毛细血管内2)还原血红蛋白（酸性低）容易与CO2结合-组织毛细血管内7呼吸生理09第七章呼吸生理第五节呼吸运动的调节Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3呼吸运动是一种节律性的活动，其深度和频率随体内外环境条件而改变。

呼吸肌本身没有节律性，它的节律性来自中枢神经系统。Sec.2Sec.1Sec.4Sec.37呼吸生理09节律呼吸的形成吸气是如何发生的？吸气如何转变为呼气？

“切断机制”假说

第五节呼吸运动的调节7呼吸生理09++++++-第五节呼吸运动的调节7呼吸生理09第七章呼吸生理Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3二、呼吸调节：神经性调节和化学性调节（一）神经调节（肺牵张反射，本体感受性反射，防御性呼吸反射）1.肺牵张反射

感觉器：位于从气管到细支气管的平滑肌中

传导通路：当肺扩张→→感觉器兴奋，

经迷走神经——传入纤维→→延髓.

反射效应：在延髓内通过一定的神经联系使吸气切断机制兴奋，切断吸气，转为呼气。这个反射起负反馈的作用，使吸气不致于过长。Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3第五节呼吸运动的调节7呼吸生理09第七章呼吸生理2.呼吸肌本体感受性反射：

肌梭和肌腱是骨骼肌的本体感受器，它们所引起的反射为本体感受性反射——牵张反射。3.防御性呼吸反射：

咳嗽(cough)、喷嚏(sneeze)均为防御性呼吸反射。

咳嗽时，先是短促或深吸气，接着声门紧闭，呼气肌强烈收缩，肺内压和胸膜腔内压急速上升，然后声门突然打开，由于气压差极大，气体便以极高的速度从肺内冲出，将呼吸道内异物或分泌物排出。第五节呼吸运动的调节7呼吸生理09第七章呼吸生理(二)化学性调节：（CO2

，H＋，O2的影响）

1.CO2对呼吸的影响：动脉血液中必须保持一定的CO2，呼吸中枢才能保持正常的兴奋性。人在过度通气后会发生呼吸暂停。动脉血中CO2适量增加时，使呼吸加深加快；但增加到40％时，则引起呼吸中枢麻痹，抑制呼吸。第五节呼吸运动的调节7呼吸生理09Sec.2Sec.1Sec.4Sec.3

CO2对呼吸的刺激作用通过两条途径实现：

a、刺激外周化学感受器，冲动经窦神经和迷走神经传入延髓，反射性地引起呼吸加深加快

b、刺激延髓腹侧面的中枢化学感受器，再引起延髓呼吸神经元兴奋。——主要的。中枢化学感受器：脑脊液和局部细胞外液的H+，血液中的CO2能迅速通过血脑屏障→→H2CO3→→H+，脊液中的[H+]升高，从而刺激中枢化学感受器