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1、第七章 呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能,呼吸的三個(gè)環(huán)節(jié),外呼吸或肺呼吸 肺通氣 肺換氣 氣體在血液中的運(yùn)輸 內(nèi)呼吸或細(xì)胞呼吸,第一節(jié) 呼吸系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu),呼吸系統(tǒng)由呼吸道和肺組成。 呼吸系統(tǒng): 上呼吸道鼻、咽、喉 下呼吸道氣管、支氣管 肺: 肺實(shí)質(zhì)肺泡、支氣管樹 肺間質(zhì)結(jié)締組織、血管、淋巴管、神經(jīng),一)鼻,三)喉,1喉軟骨 有一塊甲狀軟骨、一塊環(huán)狀軟骨、一塊會厭軟骨、一對杓狀軟骨。 2喉肌 喉肌均為骨骼肌,其主要作用是使聲帶緊張和松馳,聲門開大和縮小。 3喉腔 上通咽腔喉部,下通氣管,四)氣管和支氣管,氣管 長11-13cm。分為左、右主支氣管。 氣管和支氣管由“C”形軟骨環(huán)和連于其間的環(huán)狀韌帶構(gòu)成。
2、氣管軟骨具有支架作用,具有彈性,使管腔保情開放狀態(tài),以維持呼吸功能的正常進(jìn)行,二、肺,肺由各級支氣管和無數(shù)肺泡組成,同時(shí)肺還具有分泌功能。 1、位置:左右兩肺位于胸腔內(nèi),縱隔兩側(cè),隔的上方。左肺窄長;右肺寬短。 形態(tài):幼兒呈淡紅色;吸入雜質(zhì)沉積,顏色變深。 肺密度小于1,可浮于水面;未呼吸過的胎兒肺不含空氣,密度大于1,入水沉。 肺內(nèi)側(cè)面中部的凹陷-肺門,是支氣管、肺動(dòng)脈、肺靜脈出入肺的門戶。 左肺-上葉、下葉。右肺-上葉、中葉、下葉,2、肺內(nèi)導(dǎo)管 支氣管樹,共23級分叉。 3、肺的血管 肺動(dòng)脈和肺靜脈小循環(huán) 支氣管動(dòng)脈和支氣管靜脈大循環(huán),三、胸膜及胸膜腔,胸膜,分為胸膜臟層和胸膜壁層,之間的
3、間隙稱胸膜腔。 根據(jù)附著部位分為肋胸膜、縱隔胸膜和隔胸膜。肋隔隱窩,在肋胸膜和隔胸膜返折處,是最低部位,貼在肺的表面,貼在胸壁內(nèi)面,四、縱隔,縱隔是位于兩側(cè)縱隔胸膜之間的器官及結(jié)締組織的總稱。 上縱隔:胸腺、頭臂靜脈、上腔靜脈、主動(dòng)脈、迷走神經(jīng)、氣管、食管等; 前縱隔:少數(shù)淋巴結(jié)和疏松結(jié)締組織。 中縱隔:心包、心及心血管。 后縱隔:胸主動(dòng)脈、奇靜脈、半奇靜脈、迷走N等,主要呼吸肌,膈?。簽橄蛏吓蚵〕蜀仿⌒蔚谋獗¢熂?,位于胸腹腔之間,成為胸腔的底和腹腔的頂,肋間外肌 肋間內(nèi)肌 肋間外肌收縮使胸廓擴(kuò)大,肋間內(nèi)肌收縮使胸廓縮小,第二節(jié) 肺通氣,肺通氣:肺與外界環(huán)境之間的氣體交換。 一、肺通氣的動(dòng)力和
4、阻力 (一)肺通氣的動(dòng)力 1.呼吸運(yùn)動(dòng) 1) 吸氣:肋間外肌、膈肌收縮肋骨上移胸廓前 后徑和左右徑增大肺內(nèi)壓下降 大氣壓氣體入肺泡吸氣,膈肌收縮膈下移胸廓上下徑增大肺內(nèi)壓下降大氣壓氣體入 肺泡吸氣,2)呼氣 肋間外肌、膈肌舒張肋骨(膈)下(上)移胸廓前后(上下)徑減小肺內(nèi)壓上升 大氣壓肺泡氣體流出呼氣。 *平靜呼吸時(shí),因膈肌收縮而增加的胸腔容積約占總通氣量4/5。所以膈肌收縮在肺通氣中起重要作用。 因此,呼吸運(yùn)動(dòng)是肺通氣的原動(dòng)力,由此造成的肺內(nèi)壓與大氣壓的壓差是推動(dòng)氣體進(jìn)出肺的直接動(dòng)力,3)呼吸運(yùn)動(dòng)的形式,1) 平靜呼吸:吸氣主動(dòng),呼氣被動(dòng); 用力呼吸:吸氣、呼氣均為主動(dòng); 呼吸困難臨床的表現(xiàn)
5、:呼吸深大,鼻翼扇動(dòng),胸部困壓感等。 (2) 胸式和腹式呼吸:臨床診斷中的意義,2. 肺內(nèi)壓,肺內(nèi)壓:存在于肺泡內(nèi)的壓力。 平靜吸氣的范圍。 人工呼吸原理:維持肺通氣 ,大氣壓,3.胸膜腔內(nèi)壓,胸內(nèi)壓:存在于胸膜腔內(nèi)的壓力。 測定方法:直接法;間接(測食管內(nèi)壓)法 平靜呼氣末:-5 - -3mmHg; 吸氣末:-10 - -5mmHg 意義:1)有利于維持肺的擴(kuò)張狀態(tài); 2)有利于靜脈和淋巴回流,大氣壓,不論吸氣還是呼氣,胸膜腔內(nèi)壓均低于大氣壓呈負(fù)壓,胸膜腔負(fù)壓的形成,彈性回縮力,胸膜內(nèi)壓=肺內(nèi)壓+(-肺回縮壓) 在呼氣末或吸氣末時(shí),胸膜內(nèi)壓=大氣壓+(-肺回縮壓) 當(dāng)大氣壓看為零時(shí)= -肺回
6、縮力,氣 胸,胸膜破裂 肺泡破裂,二) 肺通氣的阻力,肺的彈性阻力 占總 彈性阻力 阻力 胸廓的彈性阻力 70% 氣道阻力 占總阻力 非彈性阻力 慣性阻力 30% 粘滯阻力,1.彈性阻力和順應(yīng)性,彈性阻力:彈性物體對抗外力作用引起變形的力。 *順應(yīng)性:指外力作用下彈性物體的可擴(kuò)展性(即順應(yīng)外力引起變形的難易程度)。 阻力小者易變形,順應(yīng)性大,故: C=1/R *順應(yīng)性以單位跨壁壓(跨肺壓、跨胸壁壓)P所引起的容積V變化來表示: C = V/P = N L/cmH2O,1)肺的彈性阻力和順應(yīng)性,肺的彈性阻力:肺擴(kuò)張時(shí)產(chǎn)生的回縮力 CLung=V/P = 0.2 L/cmH2O P跨肺壓(為肺內(nèi)壓
7、與胸膜腔內(nèi)壓之差) 1)肺靜態(tài)順應(yīng)性曲線,2)比順應(yīng)性,肺順應(yīng)性受肺總量的影響: 肺總量大,順應(yīng)性大;肺總量小,順應(yīng)性小 肺比順應(yīng)性:單位肺容量下的肺順應(yīng)性。 = 用于比較不同大小個(gè)體的肺組織彈性阻力,測得的肺順應(yīng)性(L/cmH2O,肺總量 (L,3)肺彈性阻力來源 a 肺組織彈性纖維回縮力(占1/3)b 液-氣界面表面張力(占2/3) 根據(jù)實(shí)驗(yàn)確定的,4)表面張力:在液-氣界面由于水分子之間的引力作用而產(chǎn)生的使界面的表面積趨于縮小力。 根據(jù)Laplace公式:P=2T/r (P為肺泡的回縮壓;T為表面張力;r為肺泡半徑),將發(fā)生,r=0.01cm,r=0.005cm,氣流方向,大肺泡趨于脹破
8、,小肺泡趨于萎陷,5)肺表面活性物質(zhì),表面活性物質(zhì):是指具有固定的親水親油基團(tuán),在溶液的表面能定向排列,并能使表面張力顯著下降的物質(zhì)。 分泌部位:肺泡型細(xì)胞 主要成分:二軟脂酰卵磷脂(DPPC) 表面活性物質(zhì)結(jié)合蛋白(SP) 生理作用:降低肺泡液-氣界面表面張力,降低7倍-14倍 小肺泡或呼氣:表面活性物質(zhì)密度增大,降低表面張力,放置肺泡塌陷; 大肺泡或吸氣:表面活性物質(zhì)密度降低,增加表面張力,放置肺泡過度膨脹,這種作用的生理意義: 有助于維持大小肺泡的穩(wěn)定性 增大順應(yīng)性,維持肺擴(kuò)張,降低吸氣 阻力, 減少吸氣作功。 防止肺水腫(口吐粉紅色泡沫) 有效濾過壓改變:新生兒呼吸窘迫綜合征或左心衰,
9、2)胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性 1)肺容量/肺總量=67%(平靜吸氣末) 胸廓處于自然位置,不表現(xiàn)彈性阻力; 2)肺容量/肺總量67%(深吸氣) 胸廓擴(kuò)大,彈力向內(nèi),吸氣阻力,呼氣動(dòng)力; 4) Cchest wall=V/P = 0.2 L/cmH2O V:胸腔容積的變化 P:跨胸壁壓(為胸膜腔內(nèi)壓與大氣壓之差,1)慣性阻力:氣流在發(fā)動(dòng)、變速、換向時(shí),因氣流和組織的慣性所產(chǎn)生的阻力. (2)粘滯阻力:來自呼吸時(shí)組織相對位移所發(fā)生的摩擦; (3)氣道阻力:來自氣體流經(jīng)呼吸道時(shí)氣體分子之間和氣體分子與氣道壁之間的摩擦;占非彈性阻力的80%90%。 氣道阻力的表示:維持單位時(shí)間內(nèi)氣體流量所需的壓力差。即
10、,2、非彈性阻力,4)影響氣道阻力的因素: 氣流速度 正比 氣流形式 層流阻力小,渦流阻力大 氣道管徑 阻力與半徑4次方成反比 a.跨壁壓:氣道內(nèi)壓高,跨壁壓管徑,R b.肺組織對氣道外向放射狀牽引; c.副交感使氣道平滑肌收縮,交感作用相反; d.化學(xué)因素: PGF2、組胺、白三烯等使氣道平滑肌收縮;CA、 PGE2使之舒張,二、肺通氣功能指標(biāo),一)肺容積和肺容量,第二節(jié) 肺通氣,肺容積和肺容量圖解,肺 總 量,肺 活 量,功 能 殘 氣 量,殘氣量,補(bǔ) 吸 氣 量,深 吸 氣 量,補(bǔ)呼 氣量,潮氣量,吸,呼,呼,吸,肺通氣功能的測定及意義,深吸氣量:是衡量最大通氣潛力的指標(biāo)之一。 胸廓、胸
11、膜、肺、呼吸肌病變此量減少。 功能殘氣量:緩沖呼吸過程中肺泡氣PO2和 PCO2變化幅度,維持肺換氣的穩(wěn)定。 肺活量:盡力吸氣后,從肺內(nèi)所能呼出的最大氣量。反映了肺一次通氣的最大能力。 用力肺活量:一次最大吸氣后,盡力盡快呼氣所能呼出的最大氣量。正常 肺活量。 用力呼氣量(時(shí)間肺活量):一次最大吸氣后再盡力盡快呼氣時(shí),在一定時(shí)間內(nèi)所能呼出的氣量。 以它占用力肺活量的百分?jǐn)?shù)表示:1s=80%,2s=96%,3s=99%。是衡量肺通氣功能的最佳指標(biāo),二)肺通氣量和肺泡通氣量,1.每分肺通氣量 定義:每分鐘吸入或呼出的氣體總量(基礎(chǔ)狀態(tài)下測定)。 每分通氣量=潮氣量呼吸頻率 = 500ml12次/m
12、in=6L/min 2.最大隨意通氣量 定義:盡力作深、快呼吸時(shí),每分鐘吸入或呼出的最大氣體量。約為150L/min 最大通氣量(150L)每分通氣量(6L) 3.通氣貯量百分比=100% 最大通氣量(150L) 93,解剖無效腔: 鼻終末細(xì)支氣管(150 ml,肺泡無效腔: 血流在肺分布不均引起,4.生理無效腔,肺泡通氣量,定義:每分鐘吸入肺泡的新鮮氣量,是與血液進(jìn)行真正有效氣體交換的氣量。 =(潮氣量無效腔氣量)呼吸頻率 =(500-150)12=350 12=4.2 L/min 淺而快呼吸: (250-150)24=100 24=2.4 L/min 深而慢呼吸: (1000-150)6=
13、850 6=5.1 L/min,第三節(jié) 肺換氣和組織換氣,肺換氣:肺泡和血液之間所進(jìn)行的氣體交換 組織換氣:血液與組織之間的氣體交換,一、氣體交換的原理,一)氣體的擴(kuò)散 氣體分子不停的進(jìn)行著無定向的運(yùn)動(dòng),其結(jié)果是氣體分子從分壓高處向分壓低處發(fā)生凈轉(zhuǎn)移,這一過程稱為氣體擴(kuò)散。 肺換氣和組織換氣就是物理性的擴(kuò)散過程,氣體擴(kuò)散遵循著以下物理原則,1.氣體從分壓高的一側(cè)向低的一側(cè)擴(kuò)散。 2.各氣體的擴(kuò)散方向和量,決定于該氣體的分壓差氣體的擴(kuò)散速度和氣體在液體中的溶解度。 3.在液體或氣液交界面,氣體的擴(kuò)散速度與它在液體中的溶解度密切相關(guān)。溶解度高的擴(kuò)散快。 4. 分子量大的擴(kuò)散速度慢,影響氣體擴(kuò)散的因
14、素,1.氣體的分壓差:分壓差大擴(kuò)散快 2.氣體分子量和溶解度:溶解度高,擴(kuò)散快分子量大,擴(kuò)散慢 3.肺泡膜的擴(kuò)散面積:擴(kuò)散面積大,擴(kuò)散快 安靜狀態(tài)下,肺泡擴(kuò)散面積40m2;運(yùn)動(dòng)時(shí)肺泡擴(kuò)散面積70m2;疾病狀態(tài)時(shí)下降 4.擴(kuò)散距離肺泡膜的厚度(反比關(guān)系) 肺纖維化,厚度增加;肺水腫,擴(kuò)散下降 5.溫度:液體溫度上升,溶解度上升擴(kuò)散快,二、肺換氣過程,混合靜脈血PO2是5.32kPa(40mmHg),比肺泡氣的13.82 kPa(104mmHg)低,肺泡氣中O2向血液中擴(kuò)散,血液的PO2逐漸上升,最后接近肺泡氣的PO2。 混合靜脈血PCO2是6.12kPa(46mmHg),比肺泡氣的5.32 kP
15、a(40mmHg)高,血液中CO2向肺泡中擴(kuò)散,血液的PCO2逐漸下降,最后接近肺泡氣的PCO2,影響因素,1、呼吸膜的厚度 呼吸膜很??; 表面積大; 交換迅速,2、呼吸膜的面積 氣體擴(kuò)散速率與擴(kuò)散面積成正比。 運(yùn)動(dòng)時(shí),呼吸膜面積增加; 肺不張、肺實(shí)變、肺氣腫或肺毛細(xì)管關(guān)閉和阻塞,交換表面積減少,3、肺通氣/血流比值 通氣/血流比值4.2升/5升0.84(VA/Q) (安靜時(shí)正常值) 通氣/血流比值升高:表示有部分肺泡氣不能與血液中的氣體充分交換=肺泡無效腔增大。 通氣/血流比值下降:表示有部分血液經(jīng)通氣不良的肺泡,得不到充分氣體交換,相當(dāng)于功能性動(dòng)靜脈短路。 動(dòng)靜脈短路:動(dòng)脈血液不經(jīng)毛細(xì)血管
16、直接流入靜脈的過程,肺擴(kuò)散容量,指各種氣體在單位分壓差(1mmHg)下,每分鐘能通過呼吸膜的氣體量(ml)。它是測定呼吸膜擴(kuò)散功能的生理指標(biāo)。 因?yàn)镃O2擴(kuò)散速度大于O2,20:1,所以臨床上不存在CO2擴(kuò)散障礙。一般以O(shè)2的擴(kuò)散容量作為測定指標(biāo)。 正常成人20 ml/min/mmHg 男大于女 ;成人大于老幼,第四節(jié) 氣體在血液中的運(yùn)輸,一)氧在血液中存在的形式 兩種形式,物理溶解和化學(xué)結(jié)合。 1、血紅蛋白 一個(gè)血紅蛋白,結(jié)合4個(gè)氧,氧容量:指每100ml血中,血紅蛋白結(jié)合氧的最大量。 正常Hb在15g/100ml血液中,1gHb結(jié)合1.34ml氧。 氧含量:100ml血中,血紅蛋白實(shí)際結(jié)合
17、的氧量。 氧飽和度:血紅蛋白氧含量和氧容量的百分比。 HbO2鮮紅色,去氧Hb呈紫藍(lán)色,體表表淺毛細(xì)血管床血液中去氧Hb含量達(dá)5 g/100ml時(shí),皮膚、粘膜呈紫藍(lán)色,稱為發(fā)紺。 CO與Hb的結(jié)合能力比O2高250倍。皮膚、粘膜呈櫻桃紅色,特點(diǎn),1.可逆性結(jié)合,非酶促過程,反應(yīng)快,受PO2影響。 2.O2與血紅蛋白的亞鐵離子結(jié)合,結(jié)合后亞鐵離子的離子價(jià)不變,故稱氧合,不是氧化。 3.血紅蛋白的珠蛋白由兩條肽鏈和兩條肽鏈構(gòu)成,每條肽鏈上結(jié)合一個(gè)含亞鐵離子的血紅素分子,每個(gè)亞鐵離子結(jié)合一個(gè)O2分子。故每個(gè)血紅蛋白分子可結(jié)合4個(gè)O2分(Hb4O8)1gHb可結(jié)合1.341.39mlO2。 4.血紅蛋
18、白兩對、肽鏈與O2結(jié)合能力可互相促成結(jié)合或解離(釋放)。 在肺部,PO2升高促結(jié)合;在組織,PO2下降促釋放,二)氧解離曲線,特點(diǎn),1.曲線上段:PO2 60100mmHg.坡度較平坦 (1)氧分壓變化雖大但飽和度變異小即使外界或肺泡中PO2下降,但氧化飽和度依然可維持在較高水平。 (2)PO2100mmHg時(shí),氧合飽和度增加很不明顯,血氧量增加很少,2. 曲線中段 PO2 6040mmHg是 HbO2釋放O2的部分。 此時(shí)Hb氧飽和度75,血O2含量14.4, 即每100ml血液流過組織時(shí)釋放5mlO2。 血液流經(jīng)組織時(shí)釋放出的O2容積所占動(dòng)脈O2含量的百分?jǐn)?shù)O2利用系數(shù)。安靜時(shí)為25,運(yùn)動(dòng)時(shí)可增加到75,3. 曲線下段 PO2 1040mmHg.坡度陡。PO2略有下降,促使較多O2解離,飽和度下降,不利于組織活動(dòng)的供氧,氧利用系數(shù)上升至75。 機(jī)制:血紅蛋白肽鏈結(jié)合氧時(shí),互相作用,三)影響氧解離曲線的因素,1. PH和CO2影響 通常用P50表示Hb對O2的親和力。 正常P50:PO2 26.5mmHg。 P50上升,親和力下降,曲線右移; P50下降,親和力上升,曲線左移,Bohr效應(yīng): PH下降,PCO2上升曲線右移,氧飽和度下降,解離增加(組織中)。 PH上升,PCO2下降曲線左移,氧飽和度增加,解離下降(肺,2.溫度的
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