动物生理学-第五章-呼吸

第五章呼吸

机体与外界环境之间的气体交换过程，称为呼吸。呼吸由外呼吸（肺呼吸）、气体在血液中的运输、内呼吸（组织呼吸）组成。与肺通气有关的结构包括：呼吸道、肺泡、胸廓、胸膜腔一．呼吸器官及其功能呼吸器官主要包括呼吸道和肺。

第一节肺通气（一）呼吸道呼吸道包括：鼻、咽、喉、气管和支气管。鼻、咽、喉和气管称为上呼吸道，位于胸腔内的气管和支气管称为下呼吸道。呼吸道的功能:1.加温、加湿作用

2.净化、防御作用

3.参与肺通气量的调节

（二）肺肺是一对含有丰富弹性组织的气囊，由呼吸性小支气管、肺泡管、肺泡囊和肺泡四部分组成肺的功能单位，具有气体交换的功能。1.呼吸膜在电子显微镜下，呼吸膜有6层：含肺表面活性物质的液体层、肺泡上皮细胞、肺泡上皮基膜、间质、毛细血管基膜、内皮层。2.肺泡表面活性物质由肺泡Ⅱ型细胞分泌的脂蛋白，主要成分为二软脂酰卵磷脂。功能：⑴减低肺泡的表面张力，可降至1/8-1/4。⑵维持肺泡内压的稳定⑶阻止肺泡积液二、肺通气的动力（一）呼吸运动呼吸运动是依靠呼吸肌的节律性舒缩来实现的。呼吸肌由吸气肌群和呼气肌群所组成。吸气肌：肋间外肌、膈肌呼气肌：肋间内肌、腹壁肌平静呼吸时，吸气动作是主动的，呼气动作是被动的。（1）吸气运动平和呼吸时，肋间外肌和膈肌收缩。（2）呼气运动平和呼吸时，肋间外肌和膈肌舒张，用力呼气时，呼气肌收缩，呼气运动变为主动。(二）呼吸频率和呼吸型和呼吸音1.呼吸频率：一分钟内呼吸的次数为呼吸数，即呼吸频率。2.呼吸型：呼吸型分为：胸式呼吸、腹式呼吸、胸腹式呼吸3.呼吸音：呼吸运动时，气体通过呼吸道及出入肺泡产生的气体摩擦声音叫做呼吸音。在颈部气管附近和胸廓表面可听取呼吸音。（三）胸内压1.胸内压的概念胸内压又称为胸膜腔内压，指的是胸膜腔内的压力。2.胸内压形成的原理胸内压=肺内压-肺回缩力肺内压为肺泡内的压力，等于大气压胸内压=大气压-肺回缩力大气压为0，则胸内压=-肺回缩力3.胸内压的生理意义：（1）保持肺泡和小气道维持扩张状态，维持肺通气。（2）促进胸腔内的血液和淋巴液回流，尤其是深呼吸时，胸内压更低，进一步吸引血液回心。（3）胸内负压作用于食管，有利于呕吐反射。反刍动物的胸内负压更有利于逆呕，食团返回口腔进行再咀嚼。三、肺容量与肺通气量(一)肺容量

肺容量是指肺容纳气体的量。1.潮气量平和呼吸时，每次吸入或呼出的气体量，称为潮气量（TV)。运动时，随着活动程度的增加，潮气量相应增加。2.补吸气量平和吸气末，再用力吸气所能吸入的气体量，称为补吸气量(IRV)。

3.补呼气量平和呼气末，再尽力呼气所能呼出的气体量，称为补呼气量(ERV)。

4.余气量补呼气后，肺内残留的气体量为余气量(RV)。5.机能余气量平和呼气后，肺内残留的气体量为机能余气量。即补呼气与余气量之和。6.肺活量用力呼吸时肺所容纳的最大气体量称为肺活量(VC)。包括潮气量、补吸气量、补呼气量之和。（二）肺通气量和肺泡通气量1.肺通气量指单位时间进出肺的气体量。每分钟吸入或呼出气体的总量，称为每分通气量也称肺通气量。每分通气量=潮气量×呼吸频率2.肺泡通气量解剖无效腔：每次吸入的气体，一部分留在呼吸性小支气管以上的部位，不能与血液进行气体交换。肺泡无效腔：进入肺内的气体，也可能未与血液进行气体交换，这部分称为呼吸无效腔。生理无效腔=解剖无效腔+肺泡无效腔肺泡通气量=（潮气量-无效腔量）×呼吸频率第二节肺换气和组织换气一、气体交换的动力—气体分压气体分压是指混合气体中某一气体成分构成的压力。它在混合气体总压力中所占的百分比，相当于该气体在总混合气体中所占的容积百分比。气体分子不停地运动，气体分压差是气体分子扩散运动的动力。

二、气体交换过程（一）肺与血液中的气体交换

（二）血液与组织之间的气体交换第三节气体在血液中的运输气体运输形式：物理溶解和化学结合一、氧的运输与血红蛋白结合的占98.4%，溶解的占1.6%。当氧气进入血液与红细胞血红蛋白中的亚铁离子结合后，亚铁离子仍然是二价铁，没有电子的转移，因此不是氧化反应，称为氧合。既能迅速结合，也能迅速解离，不需要酶的催化，结合或解离的方向及速率，取决于氧的分压。

二、二氧化碳的运输结合形式占95%，溶解形式占5%。（一）碳酸氢盐这是二氧化碳运输的主要方式，约占二氧化碳运输总量的88%，当组织中二氧化碳进入血浆并透入红细胞后，在碳酸酐酶的催化下，与水化合成碳酸，碳酸再解离出氢离子和碳酸氢根。一部分碳酸氢根与钾离子结合成KHC03，另一部分HC03-透出红细胞与血浆中的Na+结合成NaHCO3，并以这种形式在血浆中运输。（二）氨基甲酸血红蛋白当血液流经组织时，释放氧后的血红蛋白与二氧化碳结合成氨基甲酸血红蛋白(Hb·NH·COOH)，这一反应迅速、可逆，无需酶的催化。当血液流经肺泡时，则反应方向相反，二氧化碳自氨基甲酸血红蛋白释放出来，并由肺中排出。第四节呼吸运动的调节一、神经调节（一）呼吸中枢在中枢神经系统内，有许多调节呼吸运动的神经细胞群，统称为呼吸中枢。1.脊髓脊髓是呼吸的初级中枢，联系上级中枢，通过脊髓腹角的运动神经元，支配呼吸肌的运动。2.延髓延髓是呼吸的基本中枢，有吸气神经元和呼气神经元，两者之间存在着交互抑制关系，即吸气神经元兴奋时，呼气神经元抑制，引起吸气运动；呼气神经元兴奋时，吸气神经元则抑制，引起呼气运动。由延髓呼吸中枢发出的神经纤维，控制脊髓中支配呼吸肌的运动神经元，又通过肋间神经和膈神经支配呼吸肌的活动。3.脑桥在脑桥前部有一些跨时相神经元，其作用为限制吸气，促使吸气向呼气转换，防止吸气过长。此外，呼吸还受高位中枢的影响，如大脑皮层、下丘脑等。大脑皮层可以控制呼吸运动，使之变慢，加快或暂时停止。（二）呼吸的反射性调节1.肺牵张反射肺扩张时，可引起吸气停止转为呼气，肺缩小时，可引起呼气停止转为吸气。2.防御性呼吸反射咳嗽反射、喷嚏反射二、体液调节（一）化学感受器1.中枢化学感受器延髓腹外侧浅表部位，对氢离子敏感2.外周化学感受器颈动脉窦、主动脉弓（二）化学因素对呼吸的调节1.CO2浓度对呼吸运动的影响正常血液中的二氧化碳浓度能刺激呼吸中枢的兴奋。当二氧化碳浓度升高时，呼吸运动增强，反之减弱，甚至使呼吸暂时停止。二氧化碳刺激呼吸是通过两条途径实现的：一是刺激中枢化学感受器，兴奋呼吸中枢；二是刺激外周化学感受器，反射性的使呼吸加深加快。在两条途径中前者是主要的。2.缺氧对呼吸运动的影响吸入气中氧分压降低，呼吸加深、加快，肺通气增加。缺氧对延髓呼吸中枢的直接作用是抑制，但它可刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器，反射性地引起呼吸运动增强。但是缺氧严重时，外周化学感受性反射不足以克服缺氧对中枢的直接抑制作用，将