生理学课件 呼吸（多媒体）2016 65页

'第五章呼吸第一节肺通气（概述）第二节肺换气和组织换气第三节气体在血液中的运输第四节呼吸运动的调节 摘要幻灯片第一节肺通气（概述）一、肺通气的原理二、肺通气功能的评价 第一节肺通气（概述）一、呼吸及其基本过程1.呼吸（respiration）：机体与外界环境之间的气体交换过程。2.呼吸的基本过程：肺通气：肺与外界环境之间的气体交换过程。肺换气：肺泡与血液之间的气体交换。气体运输：气体（CO2和O2）在血液中的运输。组织换气：血液与组织细胞之间的气体交换。3.呼吸的意义：吸入O2呼出CO2供机体新陈代谢需要，维持机体生命活动。 呼吸全过程示意图 第一节肺通气一、呼吸道的主要功能1、通气功能（气体通道）。2、保护防御功能（加温、加湿、过滤、清洁吸入的气体和引起防御反射）。 二、肺通气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；二是阻止气体流动的阻力。前者必须克服后者，才能实现的肺通气。 （一）肺通气的动力呼吸肌收缩和舒张引起胸廓扩大和缩小称为呼吸运动（respiratorymovement)，包括吸气和呼气运动。呼吸运动是实现肺通气的原动力，此动力使肺内压与大气压之间产生压力差，推动气体进出肺。因此，肺内压与大气压之差才是实现肺通气的直接动力。根据这个原理，一旦呼吸运动停止，可以人为制造肺内压与大气压之间的压力差来维持肺通气，这就是人工呼吸。肺内压就是肺泡内的压力。 1.呼吸运动（1）呼吸运动过程：平静呼吸时吸气由主要吸气肌膈肌和肋间外肌收缩来完成的；平静呼吸时的呼气是膈肌和肋间外肌舒张所致。（吸气是主动的，呼气是被动的）。用力呼吸时吸气除了膈肌和肋间外肌收缩外，辅助吸气肌也参与收缩，使吸气增强；用力呼吸时的呼气，除了吸气肌舒张外还有呼气肌参与收缩，使呼气增强。（吸气、呼气都是主动的）。 （2）呼吸运动形式1）腹式呼吸和胸式呼吸：以膈肌收缩、舒张活动为主的呼吸运动称为腹式呼吸（总伴有腹壁的起伏）；胸式呼吸：由肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动称为胸式呼吸（伴有胸壁的起伏）。一般情况下，两者共存呈混合式呼吸。2）平静呼吸和用力呼吸：安静状态下呼吸运动称为平静呼吸，其特点吸气是主动的呼气是被动；用力呼吸：机体活动增强时呼吸加深加快的呼吸运动称为用力呼吸，其特点吸气是主动的，呼气也是主动的。 2.肺内压的变化及其意义肺内压即肺泡内的压力。它随呼吸运动的变化而变化，即在呼吸运动过程中产生肺内压的周期性交替升降，造成肺内压和大气压的压力差，成为推动气体进、出肺的直接动力。大气压大于肺内压引起吸气；大气压小于肺内压引起呼气；在吸气末或呼气末肺内压等于大气压。 3.胸膜腔及胸膜腔内压的形成（1）胸内压及其测量：胸内压是指胸膜腔内的压力。胸膜腔：是由紧贴在肺表面的脏层和胸廓内壁的壁层胸膜组成的一个密闭的、潜在的腔隙。胸膜腔内仅有少量浆液，无气体。胸膜腔内压简称胸内压。胸内压始终小于大气压，若设大气压为零则胸内压为负压，所以胸内压也称胸内负压。 （2）胸内负压的形成（一腔二力）1）前提：有一个密闭的胸膜腔，腔内有些浆液起润滑壁层和脏层胸膜并产生内聚力使之紧贴在一起，不易分开，使肺随胸廓运动而运动。因为人体生长发育过程中，胸廓的生长速度比肺快，造成胸廓的自然容积大于肺的自然容积，加之出生后第一次呼吸开始，肺始终处于扩张状态，有弹性回缩的趋势即有肺弹性回缩力。而肺内压有使肺泡扩张的趋势，因此，胸内压是这两种方向相反力的代数和。2）胸内压=肺内压—肺弹性回缩力3）胸内负压的生理意义：维持肺扩张和促进静脉及淋巴液的回流。 （二）肺通气的阻力1.弹性阻力和顺应性（1）弹性阻力：弹性组织具有对抗外力作用下的变形和弹性回位的倾向。呼吸器官的弹性阻力来自肺和胸廓，肺的回缩力构成肺扩张的弹性阻力。弹性阻力是平静呼吸时的主要阻力，约占70%。（2）顺应性（compliance,C）：在外力作用下弹性组织的可扩张性，易扩张的顺应性大，不易扩张的顺应性小，弹性阻力大（C=1/R）。 （3）弹性阻力与顺应性的关系顺应性的大小通常用单位压力变化（ΔP）所引起的容积变化（ΔV）来表示：c=ΔV/ΔP（4）肺弹性阻力的来源1）肺组织本身弹性回缩力（占1/3）。2）肺泡内液-气界面的表面张力所产生的回缩力（占2/3）。P=2T/rP：肺泡回缩力T：肺泡表面张力r：肺泡半径 （5）肺泡表面活性物质：1）肺泡表面活性物质产生及成分由肺泡II型细胞分泌的一种脂蛋白混合物，其主要成分是二棕榈酰卵磷脂（DPPC），它以单分子层形式分布于液-气界面上，其密度随肺泡的张缩而改变。2）肺泡表面活性物质生理作用A降低肺泡表面张力；B维持大小肺泡的稳定性；C减少肺间质和肺泡内组织液生成，防止肺水肿；D降低吸气阻力，减少吸气做功。 (6)胸廓弹性阻力1）肺容量等于67%肺总容量胸廓处于自然位置时，无弹性回缩力。2）肺容量小于67%肺总容量弹性回缩力向外，成为吸气的动力、呼气的弹性阻力。3）肺容量大于67%肺总容量弹性回缩力向内，成为吸气的弹性阻力、呼气的动力。 三、肺容积和肺容量（一）、肺容量有四种基本肺容积，它们互不重叠，全部相加等于肺总量。1，潮气量（tidalvolume,TV）,400~600ml。2，补吸气量（inspiratoryreservevolume,IRV），1500~2000ml。3，补呼气量（expiratoryreservevolume,ERV），900~1200ml。4，余（残）气量（residualvolume,RV），1000~1500ml。 （二）、肺容量是肺容积中两项或两项以上气量之和。1）深吸气量（IC）,等于TV+IRV。2）功能余气量（FRC）,等于RV+ERV。3）肺活量（vitalcapacity,VC），等于TV+IRV+ERV；时间肺活量（TVC）（用力呼气量）是尽力最大吸气后再尽力最大、最快呼气，在一定时间内所能呼出的气量。4）肺总量（TLC），等于VC+RV。 四、肺通气量（一）、每分通气量和每分最大通气量1，每分通气量每分钟进或出肺的气体总量。它等于潮气量乘以呼吸频率。2，每分最大通气量尽力作深快的呼吸，每分钟吸入或呼出的最大气量。 生理无效腔解剖无效腔：呼吸性细支气管以上的呼吸道约150ml。肺泡无效腔：未进行气体交换的肺泡腔。（二）、无效腔和每分肺泡通气量1，无效腔2，每分肺泡通气量是每分吸入肺泡的的空气量。每分肺泡通气量=（潮气量—解剖无效腔）×呼吸频率。在每分通气量不变的条件下，深而慢的呼吸比浅而快的呼吸对肺换气更有利。 摘要幻灯片第二节肺换气和组织换气气体交换的原理肺换气组织换气正常肺功能在维持机体酸碱平衡中的作用 第二节肺换气和组织换气一、气体交换的基本原理（一）气体交换的方式和动力方式：单纯扩散动力：膜两侧的气体分压差。（气体的分压差是指混合气体中各个组成气体所具有的压力。） 二、肺换气肺换气的过程 影响肺换气的因素（一）气体扩散速度D—气体扩散速度S—气体溶解度ΔP—气体分压差d—扩散距离T—温度√MW—分子量平方根A—扩散面积ΔP☓A☓T☓SD∝d☓√MW （二）、呼吸膜1.呼吸膜的厚度总厚度小于1微米肺泡表面活性物质的液体层；肺泡上皮细胞层；肺泡上皮基底层；肺泡上皮和毛细血管膜间隙毛细血管基膜；毛细血管内皮细胞层2.呼吸膜的面积正常人肺泡约3亿左右肺泡，安静时呼吸膜40m2，运动时呼吸膜70m2。 3，通气/血流比值（1）通气/血流比值=4.2/5=0.84通气/血流比值=每分钟肺泡通气量每分钟肺血流量（心输出量） （2）通气/血流比值的生理意义1）通气/血流比值=0.84肺通气量与肺血流量的匹配最适合，肺换气效率最高。2）通气/血流比值>0.84肺通气过度或肺血流量减少或两者均有，相当于肺泡无效腔增大。3）通气/血流比值<0.84肺通气减少或肺血流量过剩或两者均有，相当于动静脉短路又称功能性动静脉短路。 三、组织换气与肺换气的机制在血液与组织液之间 四、正常肺功能在维持机体酸碱平衡中的作用酸碱平衡与酸碱平衡紊乱肺在维持酸碱平衡中的作用血气分析参考：《病理生理学》呼吸衰竭 摘要幻灯片第三节气体在血液中的运输氧的运输血红蛋白氧容量氧含量血氧饱和度二氧化碳的运输碳酸氢盐氨基甲酰血红蛋白碳酸酐酶 第三节气体在血液中的运输一，氧和二氧化碳在血液中存在的形式O2和CO2都以物理溶解和化学结合两种形式存在于血液中。物理溶解很少，但很重要。 二，氧的运输（一）运输形式1.物理溶解仅占血氧总量的1.5%。2.化学结合以氧合血红蛋白HbO2形式结合的O2占血氧总量的98.5%。（二）Hb与O2结合的特征：1，Hb与O2的结合具有反应快、可逆、不需要酶催化。2，Hb与O2的结合是氧合而不是氧化，Fe2+与O2结合后仍是二价Fe2+。3，Hb与O2的结合量大，1克Hb可以结合1.34~1.39ml的O2。4，Hb与O2结合或解离过程中要发生变构效应。 Hb的氧容量、Hb氧含量、Hb氧饱和度概念.Hb的氧容量：1升血液中Hb所能结合的最大O2量。.Hb的氧含量：1升血液中Hb实际结合的O2量。.Hb的氧饱和度：Hb氧含量占Hb的氧容量的百分比。 （三）氧解离曲线及其影响因素1.氧解离曲线：反映氧分压与Hb氧结合量（或Hb氧饱和度）关系的曲线，又称氧合Hb解离曲线。表示不同PO2下，O2与Hb结合或分离情况。2.影响因素1）pH和PCO2：pH降低或PCO2升高，Hb对亲和力降低，曲线右移；反之，曲线左移。酸度对Hb对O2亲和力的影响称为玻尔效应。2）温度：温度升高氧解离曲线右移，促进O2的释放。3）2，3--二磷酸甘油酸（2，3-DPG）：其升高，氧解离曲线右移。 三、CO2的运输（一）CO2的运输形式1.物理溶解仅占总运输量的5%。2.化学结合占总运输量的95%。其中以碳酸氢盐形式为主要（88%）氨基甲酰血红蛋白形式占7%。 （二）.CO2解离曲线及其影响因素1.CO2解离曲线：反映血中CO2含量与PCO2之间相互关系的曲线。2.影响因素：O2与Hb结合促进CO2释放现象称为何尔登效应。O2与Hb解离促进CO2结合，O2与Hb结合促进CO2解离。CO2通过玻尔效应影响O2的结合和释放；O2又通过何尔登效应影响CO2的结合和释放。 摘要幻灯片第四节呼吸运动的调节呼吸中枢与呼吸节律的形成呼吸的反射性调节 第四节呼吸运动的调节一、呼吸中枢及呼吸节律的形成（一）呼吸中枢：在中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群。1.脊髓：位于脊髓颈、胸段前角的支配呼吸肌的运动神经元。延髓：存在呼吸节律基本中枢。2.低位脑干脑桥：存在呼吸调整中枢。3.高位中枢；大脑皮质、边缘系统、下丘脑等。 （二）呼吸节律的形成中枢吸气活动发生器和吸气切断机制模型（局部神经元回路反馈控制假说）。 二、呼吸反射性调节（一）分类肺扩张反射1，肺牵张反射肺缩小（萎陷）反射2，化学感受性反射3，呼吸肌本体感受性反射 （二）化学感受器反射化学感受器是指对血液或脑脊液中O2、CO2和H+等化学物质敏感的感受器，包括外周化学感受器中枢化学感受器。外周化学感受器位于颈动脉体和主动脉体，主要是在机体缺O2时，维持对呼吸的驱动；而中枢化学感受器位于延髓腹外侧浅表部，其生理刺激是脑脊液中的H+浓度。 1.PCO2升高，呼吸将加深加快1）当动脉血中PCO2升高，兴奋颈动脉体和主动脉体外周化学感受器，使经过窦神经和迷走神经传入神经冲动增加，兴奋延髓的呼吸中枢，使呼吸加深加快，肺通气量增加（外周途径）。但是当CO2含量超过一定水平，肺通气量不仅不能增加，而且出现呼吸抑制和CO2麻醉。2）当动脉血中PCO2升高，血液中的CO2可迅速通过血脑屏障，与水形成碳酸，再分解出H+，刺激中枢化学感受器，引起呼吸中枢兴奋，使呼吸加深加快，肺通气量增加（中枢途径）。3）CO2是调节呼吸最重要的生理性化学因素，其中枢途径起主要作用。 2.[H+]升高，呼吸将加深加快。1）当动脉血中[H+]升高，兴奋颈动脉体和主动脉体外周化学感受器，使经过窦神经和迷走神经传入神经冲动增加，兴奋延髓的呼吸中枢，使呼吸加深加快，肺通气量增加。（外周途径）2）虽然中枢化学感受器对H+敏感性比外周高，但是血液中的H+很难通过血脑屏障，所以血液中的H+主要通过刺激外周化学感受器而发挥作用。 3.PO2降低，呼吸将加深加快1）当动脉血中PO2降低，兴奋颈动脉体和主动脉体外周化学感受器，使经过窦神经和迷走神经传入神经冲动增加，兴奋延髓的呼吸中枢，使呼吸加深加快，肺通气量增加。（外周途径）2）低O2对呼吸的刺激作用完全是通过外周化学感受器而实现的。3）低O2对呼吸中枢的直接作用是抑制。所以在严重O2时，将产生呼吸抑制。 （三）肺牵张反射1，肺扩张反射肺吸气或扩张时抑制吸气的反射。2，肺缩小（萎陷）反射肺呼气或缩小（萎陷）时，引起吸气的反射。 '