生理学课件 第5章呼吸ezone 92页

'1第五章呼吸 2呼吸的全过程包括：外呼吸肺通气肺换气气体在血中的运输内呼吸组织换气细胞内氧化呼吸的全过程包括：-肺通气-肺换气外呼吸-气体在血中的运输-组织换气内呼吸 3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 4实现肺通气的器官：呼吸道、肺泡、胸膜腔、膈和胸廓等。第一节肺通气 5一、肺通气原理肺通气：气体流动进出肺的过程，动力和阻力的相互作用，动力克服阻力，才能实现肺通气。动力阻力 6（一）肺通气的动力直接动力：大气与肺泡气之间的压力差原动力：呼吸肌收缩舒张引起的呼吸运动呼吸肌收缩舒张胸廓的扩大和缩小肺容积的变化肺泡-大气压力差外界气肺内压><吸气呼气 71、呼吸运动概念：是指呼吸肌收缩舒张引起的胸廓有节律地扩大和缩小。 8呼吸肌：吸气肌膈肌肋间外肌呼气肌腹壁肌肋间内肌辅助吸气肌斜角肌、胸锁乳突肌等 9膈肌 10肋间外肌肋间内肌 11 12呼吸运动 13膈肌收缩肋间外肌收缩胸廓左右径、前后径增大胸廓上下径增大肺被动扩张肺内压小于大气压气体由外界进入肺内引起吸气平静吸气或用力吸气时（主动）小结： 14膈肌舒张肋间外肌舒张胸廓左右径、前后径恢复胸廓上下径恢复肺弹性回缩肺内压大于大气压气体由肺内排出外界引起呼气平静呼气时（被动） 15用力呼气时：（主动）呼气肌（肋间内肌等）收缩胸廓前后径、左右径进一步缩小肺内压与大气压差进一步增大更多气体由肺排出体外 16呼吸运动是肺通气的原动力。肺内压与外界大气压间的压力差是直接动力。 17按呼吸肌参与分类：腹式呼吸膈肌活动为主，腹壁起伏明显。见于婴儿、胸膜炎、胸腔积液。胸式呼吸肋间外肌活动为主，胸壁起伏明显。如严重腹水、腹腔有巨大肿块。混合式呼吸正常成人（2）呼吸运动的类型： 18（2）呼吸运动的类型：按用力程度分类：平静呼吸吸气：主动过程呼气：被动过程用力呼吸吸气：主动过程呼气：主动过程 192、肺内压肺泡内的压力称为肺内压。周期性变化吸气初：肺内压<大气压吸气开始（-1～-2mmHg）吸气末：肺内压=大气压吸气停止呼气初：肺内压>大气压呼气开始（1～2mmHg）呼气末：肺内压=大气压呼气停止 20人工呼吸（artificialrespiration）----用人为的方法改变肺内压，建立肺内压与大气压之间的压力差，维持肺的通气(正压，负压)----方法：呼吸机口对口人工呼气胸外按压 213、胸膜腔内压胸膜腔的构成——脏层胸膜与壁层胸膜组成的密闭间隙浆液的作用：①润滑作用②使肺和胸廓相耦连，一起运动(2)胸膜腔内压/胸膜腔负压/胸内压 22胸膜腔内压:特点:①平静呼吸时胸内压始终为负压；吸气末：-5~-10mmHg呼气末：-3~-5mmHg②用力呼吸时负压变动更大；③有时可为正压(如紧闭声门用力呼吸)。 23肺回缩胸内负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 24胸内压=肺内压-肺回缩力当吸气末和呼气末时，肺内压=大气压=大气压-肺回缩力如果以大气压为零=-肺回缩力吸气末：-5—-10mmHg呼气末：-3—-5mmHg胸内负压形成 25胸内负压作用：①对于维持肺的扩张状态有重要意义。②利于静脉血、淋巴液回流。 26肺的弹性阻力占总阻力弹性阻力70%静态阻力胸廓的弹性阻力气道阻力占总阻力非弹性阻力惯性阻力30%动态阻力粘滞阻力（二）肺通气的阻力Resistance 271、弹性阻力和顺应性弹性阻力R——弹性组织对抗外力所引起的变形的力其方向总是和外力相反。顺应性C(compliance)——在外力作用下弹性组织的可扩张性。 28肺组织本身的弹性回位力——弹性纤维1/3肺泡液-气界面表面张力2/3肺弹性阻力的来源 29肺泡表面张力表面张力：液体分子间存在吸引力-----产生了使液体表面尽量缩小的一种力 30表面活性物质:来源：肺泡Ⅱ型细胞分泌，单分子层分布于肺泡液-气界面上，其密度随肺泡的张缩而改变。成分:二棕榈酰卵磷脂(DPL或DPPC)。作用：a.降低肺泡表面张力→降低吸气阻力；b.减少肺泡内液的生成→防肺水肿的发生; 31c.维持肺泡内压的稳定性→防肺泡破裂或萎缩；吸气肺泡表面积↑DPPC分散降表面张力的作用↓肺泡表面张力↑肺泡回缩防肺泡破裂(呼气)(↓)(密集)(↑)(↓)(扩张)(萎陷) 322、非弹性阻力惯性阻力粘滞阻力气道阻力80%-90% 33影响气道阻力的因素：气流速度：气流形式：层流阻力小涡流阻力大气道口径： 34影响气道管径的因素：气道管壁平滑肌舒缩活动：迷走N→Ach+M受体→收缩→气道阻力↑交感N→NE+β2受体→舒张→气道阻力↓非NE非Ach共存递质的调制(如神经肽）哮喘发作急性期可用NE,因易产生心血管不良反应，故非急性期可采用沙丁胺醇选择性β2受体激动药。 35二、肺通气功能的评价 36肺容积潮气量TV400~600ml补吸气量IRV1500~2000ml(3)补呼气量ERV900~1200ml(4)余气量RV1000~1500ml(1)+(2)+(3)=肺活量VC3500/2500ml(1)+(2)+(3)+(4)=肺总容量TLC5000/3500ml(3)+(4)=功能余气量FRC(1)+(2)=深吸气量IC2.肺容量 37肺容积和肺容量 38定义：平静呼气末做最大吸气时所能吸入的气体量为深吸气量。深吸气量IC=潮气量+补吸气量。衡量最大通气潜力的重要指标。肺容量深吸气量IC 39肺容量功能余气量FRC定义：平静呼气末尚留存于肺内的气体量。功能余气量=余气量+补呼气量正常值：2500ml生理意义：缓冲呼吸过程中肺泡气PO2、PCO2的变化。 40最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气量。肺活量=潮气量+补吸气量+补呼气量反映了一次通气的最大能力，肺功能测定常用指标。肺容量肺活量VC 41更好的反映通气功能：用力肺活量时间肺活量（用力呼气量）尽力吸气后，用力以最快的速度呼出，前3s所呼出的气量占用力肺活量的百分数，分别称为1s、2s、3s的时间肺活量。正常人分别为83%、96%和99%的肺活量。时间肺活量不仅反映肺容量的大小，而且反映了呼吸时所遇到的阻力的变化，是评价肺通气功能的较好指标。肺容量 42时间肺活量（用力呼气量）阻塞性肺疾病正常人限制性肺疾病 43定义：肺所能容纳的最大气体量。肺总量=肺活量+余气量成年男性平均约5000ml；成年女性约3500ml肺容量肺总量TLC 44肺容积潮气量TV400~600ml补吸气量IRV1500~2000ml(3)补呼气量ERV900~1200ml(4)余气量RV1000~1500ml(1)+(2)+(3)=肺活量VC3500/2500ml(1)+(2)+(3)+(4)=肺总容量TLC5000/3500ml(3)+(4)=功能余气量FRC(1)+(2)=深吸气量IC2.肺容量 45（二）肺通气量和肺泡通气量1、肺通气量（每分通气量）平静呼吸：潮气量×呼吸频率=500ml×12次/分=6L/分最大随意通气量（尽力做深快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大气体量，只测10-15s，150L） 462、无效腔deadspace解剖无效腔：鼻/口腔→终末细支气管与体重相关150ml+生理无效腔 47不同呼吸频率和潮气量时的肺通气量和肺泡通气量呼吸频率潮气量肺通气量肺泡通气量（次/分钟）（ml)(ml/min)(ml/min)1650080005600810008000680032250800032003、肺泡通气量VA=（潮气量-无效腔量）×呼吸频率浅快呼吸是不利的，深慢呼吸会增加肺泡通气量，但也增加做功 48第二节肺换气和组织换气 491.分压差2.分子量和溶解度3.扩散面积和距离4.温度气体扩散的影响因素V∝△P·S·A·TD·MW一、气体交换的原理---气体的扩散（从分压高处向分压低处发生净转移）分压差×气体溶解度×扩散面积×温度扩散距离×√分子量 501.动力——压力差/分压差空气肺泡气动脉血混合静脉血组织Po2Pco215910497-10040300.340404650海平面空气，肺泡气，血液和组织内O2和CO2的分压（mmHg） 51气体的分子量(MW)和溶解度（S）MW扩散系数S=CO2=20倍O2扩散面积和距离扩散速率与扩散面积成正比，与扩散距离成反比温度扩散速率与扩散温度成正比，人体体温恒定，可忽略不计V∝△P·S·A·TD·MW 52二、肺换气（一）肺换气过程特点：快、0.3秒达平衡（血液流经肺0.7秒） 53（二）影响肺内气体交换的因素气体扩散的影响因素呼吸膜的厚度呼吸膜的面积通气-血流比值 54影响肺换气的因素呼吸膜的厚度病理情况：肺纤维化、肺水肿等，使呼吸膜厚度增加。 55气体扩散速率和扩散面积成正比；呼吸膜总扩散面积有70m2,安静状态扩散面积仅使用40m2；影响肺换气的因素呼吸膜的面积肺不张、肺叶切除或肺毛细血管关闭和阻塞等，扩散面积减小。 56每分钟肺泡通气量（VA）与每分钟肺血流量（Q）的比值（VA/Q)正常值：0.84气体泵和血液泵的协调配合通气/血流比值影响肺换气的因素VA/Q比值可作为衡量肺换气功能的指标 57生理意义：VA/Q通气过剩血流不足肺泡无效腔增大VA/Q通气不足血流过剩功能性动静脉短路均防碍有效气体交换，主要以缺氧为主通气/血流比值影响肺换气的因素 58整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标；但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性，故临床上更应测肺脏各局部的VA/Q：肺尖部可高达3.3肺底部可低至0.63 59三、组织换气过程：O2由血液向细胞扩散CO2由细胞向血液扩散部位：血液、组织液、细胞内液 60第二节呼吸气体交换血液循环肺泡O2CO2组织O2CO2O2CO2O2CO2第三节气体在血液中的运输 61血液O2和CO2的含量动脉血静脉血物理溶解化学结合合计物理溶解化学结合合计O20.3120.020.310.1115.215.31CO22.5346.448.932.9150.052.91 62动态平衡物理溶解化学结合物理溶解:气体直接溶解于血浆中。特征:①量小；②溶解量与分压呈正比,化学结合:气体与某些物质进行化学结合。特征:①量大；②主要运输形式。气体在血液中运输的形式 63一、O2的运输（一）形式：物理溶解（1.5%）化学结合（98.5%）与血红蛋白（Hb）结合 64（二）Hb与O2结合的特征①快速、可逆、不需酶、受Po2的影响Hb+O2HbO2②是氧合(oxygenation)非氧化（oxidation)肺PO2↑组织PO2↓ 651分子Hb可结合4分子O21gHb可以与1.34~1.39mlO2Hb氧容量每升血的Hb所能结合的最大氧量。Hb氧含量每升血的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。发绀（Cyanosis）:当体表浅毛细血管床血液中Hb含量达5g/100ml时，皮肤、粘摸呈浅蓝色。③血红蛋白结合氧的量 66氧的运输（三）氧解离曲线特点及意义Po2下降（高原、高空），＞60mmHg，不发生明显的低氧血症002040608010020406080100PO2Hb氧饱和度（％）60~100mmHg，曲线平坦Hb与O2结合的部分Po2变化对Hb氧饱和度影响不大氧解离曲线上段90%97% 67氧的运输（三）氧解离曲线特点及意义0020608010020406080100PO2Hb氧饱和度（％）40~60mmHg、曲线较陡40HbO2释放O2的部分（100ml血释放5mlO2）O2利用系数：血液流经组织时释出O2容积动脉血氧含量氧解离曲线中段75%90%97%=25% 68氧的运输（三）氧解离曲线特点及意义0020608020406080100PO2Hb氧饱和度（％）15~40mmHg、曲线最陡40HbO2释放O2100PO2稍↓→Hb氧饱和度↓↓↓75%代表O2储备量氧解离曲线下段75%20%100ml血释放15mlO2 69Hb氧饱和度（％）PO2（四）影响氧运输的因素 70Pco2↑PH↓→氧离曲线右移，亲和力↓Pco2↓PH↑→氧离曲线左移，亲和力↑这种酸度对Hb与O2亲和力的影响，称为波尔效应(Bohreffect)意义：①在肺脏促进氧合②在组织促进氧离1、PH和Pco2（四）影响氧运输的因素 712、温度THb对O2亲和力曲线右移△运动时，组织氧释放增加T氧离曲线左移△低温麻醉，组织缺氧 723、2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)2,3DPGHb对O2的亲和力曲线右移△慢性缺氧，高山低氧时，糖酵解↑2,3DPG↑组织氧释放增加△输库存血，2,3DPG血液在组织中释放氧减少 734、CO（1）亲和力高，250倍，轻易取代HbO2中的O2；（2）CO与Hb结合后，使Hb与O2结合能力加强，妨碍O2解离； 74二、二氧化碳的运输（一）CO2的运输形式CO2运输形式物理溶解5％氨基甲酰血红蛋白7％化学结合95％碳酸氢盐88％ 751、碳酸氢盐的形式:88%（一）CO2的运输形式迅速、可逆酶催化 762、氨基甲酰Hb（7%）PCO2高（组织）HbNH2O2+H++CO2HHbNHCOOH+O2PCO2低（肺）反应特征: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: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17.5％是此释放的。 77一、呼吸中枢二、呼吸运动的反射性调节化学感受性呼吸反射肺牵张反射呼吸肌本体感受性反射防御性呼吸反射第四节呼吸运动的调节 78呼吸节律产生于低位脑干，即脑桥和延髓。一、呼吸中枢与呼吸节律的形成大脑皮质调节随意的呼吸调节系统，而低位脑干为不随意的自主呼吸节律调节系统。 79二、呼吸活动的反射性调节（一）化学感受性呼吸反射呼吸中枢潮气量呼吸频率效应器（呼吸肌）PCO2PO2H+化学感受器 80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 811、化学感受器（1）外周化学感受器：颈动脉体、主动脉体。--特点：有丰富的血管和传入神经末梢。--感受血中Pco2、Po2和H+浓度的变化。--前者主要参入呼吸调节，后者则在循环调节方面较为重要。 82（1）外周化学感受器：颈动脉体、主动脉体。几点说明：①血流减慢，冲动增加；②感受所处环境Po2，而非血氧含量，CO中毒时，冲动发放不增加；③Pco2过高，H+浓度过高，传入神经冲动增加,CO2效应>H+；④协同效应。 83（2）中枢化学感受器：分布：延髓腹外侧浅表部位，左右对称，头、中、尾三区；头尾有化学感受性，中间区是中继站。 84（2）中枢化学感受器：功能：①感受脑脊液和局部细胞外液中的H+，非CO2；不感受缺氧的刺激；②血液中CO2能迅速通过血脑屏障→H+，但脑脊液中碳酸酐酶少，反应延迟；对CO2的敏感性比外周感受器的高，反应潜伏期较长。③血液中H+不易通过血脑屏障，作用小。作用：主要调节脑脊液的[H+]（pH稳态） 85（1）CO2对呼吸运动的调节CO2是调节呼吸运动最重要的生理性化学因素。2、CO2、H+和低氧对呼吸运动的调节 86时间过长过度通气PCO2过低对呼吸兴奋作用解除呼吸暂停一定水平的Pco2对维持呼吸中枢的基本活动是必需的。（1）CO2对呼吸运动的调节 871%CO24%CO26%CO2呼吸明显增强PCO2（1）CO2对呼吸运动的调节 88呼吸中枢PCO2CO2>7%PCO2过高直接抑制呼吸中枢（1）CO2对呼吸运动的调节CO2麻醉 89（1）CO2对呼吸运动的调节机制：呼吸加深加快延髓呼吸中枢+外周化学感受器+中枢化学感受器+CO2透过血脑屏障进入脑脊液:CO2＋H2O→H2CO3→H+＋HCO3-PCO2↑20%↓ 90（2）[H+]:[H+]↑→呼吸加强[H+]↓→呼吸抑制特点:①主要通过刺激外周化学感受器而引起的；②[H+]↑对呼吸的调节作用＜Pco2↑； 91（3）低氧：低氧对呼吸运动的刺激作用完全是通过外周化学感受器实现的。特点:①缺氧对呼吸的刺激作用远不及Pco2和[H+]↑作用明显，仅在动脉血Po2＜80mmHg以下时起作用；②当长期高CO2和低O2状态（严重肺水肿、肺心病），中枢化学感受器对高CO2发生适应，此时低O2对外周化学感受器的刺激成为驱动呼吸的主要刺激。若给予高O2吸入会导致呼吸停止。 92Thanks！'