第五章 呼吸系統(tǒng)機(jī)能分析

1、. 第六章第六章 呼吸系統(tǒng)機(jī)能分析呼吸系統(tǒng)機(jī)能分析 基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教研室基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)教研室 徐芳徐芳.呼吸概念及其意義：機(jī)體與外界環(huán)境之間的呼吸概念及其意義：機(jī)體與外界環(huán)境之間的氣體交換過(guò)程稱為呼吸。氣體交換過(guò)程稱為呼吸。呼吸過(guò)程的三環(huán)節(jié)：呼吸過(guò)程的三環(huán)節(jié)： 1 1）外呼吸（肺通氣和肺換氣）。）外呼吸（肺通氣和肺換氣）。 2 2）氣體在血液中的運(yùn)輸。）氣體在血液中的運(yùn)輸。 3 3）內(nèi)呼吸（組織換氣、組織呼吸）內(nèi)呼吸（組織換氣、組織呼吸）. 第一節(jié)第一節(jié) 肺通氣肺通氣概念：概念：是肺與外界環(huán)境之間的氣體交是肺與外界環(huán)境之間的氣體交換過(guò)程。換過(guò)程。實(shí)現(xiàn)肺通氣的器官：呼吸道、肺泡和實(shí)現(xiàn)肺通氣的器官：呼吸道、肺

2、泡和胸廓等。胸廓等。.一、肺通氣原理一、肺通氣原理（一）肺通氣的動(dòng)力（一）肺通氣的動(dòng)力 原動(dòng)力：呼吸運(yùn)動(dòng)原動(dòng)力：呼吸運(yùn)動(dòng) 直接動(dòng)力：大氣與肺泡之間的直接動(dòng)力：大氣與肺泡之間的 壓力差壓力差.1.1.呼吸運(yùn)動(dòng)呼吸運(yùn)動(dòng)定義：是指呼吸肌收縮舒張引起的胸廓擴(kuò)定義：是指呼吸肌收縮舒張引起的胸廓擴(kuò)大和縮小。大和縮小。參與呼吸的肌肉：參與呼吸的肌肉：主要吸氣肌：膈肌和肋間外肌主要吸氣?。弘跫『屠唛g外肌主要呼氣肌：肋間內(nèi)肌和腹肌主要呼氣?。豪唛g內(nèi)肌和腹肌輔助吸氣肌：斜角肌、胸鎖乳突肌等輔助吸氣肌：斜角肌、胸鎖乳突肌等.（1）呼吸過(guò)程）呼吸過(guò)程（2）型式）型式1）平靜呼吸和用力呼吸）平靜呼吸和用力呼吸2）腹式呼

3、吸和胸式呼吸）腹式呼吸和胸式呼吸.2.2.肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓1 1）變化過(guò)程）變化過(guò)程2 2）變化程度）變化程度3 3）人工呼吸）人工呼吸.3.3.胸膜腔內(nèi)壓胸膜腔內(nèi)壓1 1）胸膜腔：密閉性，胸膜間漿液分子的內(nèi)聚力）胸膜腔：密閉性，胸膜間漿液分子的內(nèi)聚力2 2）胸膜腔內(nèi)壓）胸膜腔內(nèi)壓A A：測(cè)定方式：測(cè)定方式B B：胸膜腔內(nèi)壓：胸膜腔內(nèi)壓= =肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓- -肺回縮力肺回縮力 = -= -肺回縮力肺回縮力C C：變化過(guò)程（見(jiàn)上圖）：變化過(guò)程（見(jiàn)上圖）D D：胸膜腔負(fù)壓的生理意義：胸膜腔負(fù)壓的生理意義1 1、維持肺的擴(kuò)張狀態(tài)、維持肺的擴(kuò)張狀態(tài)2 2、促進(jìn)靜脈血和淋巴液的回流、促進(jìn)靜脈血和淋巴液的回流

4、.（二）肺通氣的阻力（二）肺通氣的阻力彈性阻力，占彈性阻力，占70%70%；非彈性阻力，占；非彈性阻力，占30%30%1.1.彈性阻力彈性阻力1 1）彈性阻力（）彈性阻力（R R）和順應(yīng)性（）和順應(yīng)性（C C）順應(yīng)性順應(yīng)性 C=1/RC=1/R，或，或 C=C=容積變化容積變化/ /壓力變壓力變化（化（L/CmHL/CmH2 2O O）.2 2）肺彈性阻力的來(lái)源）肺彈性阻力的來(lái)源A A：肺組織的彈性回縮力（占：肺組織的彈性回縮力（占1/31/3）B B：肺的液：肺的液- -氣界面的表面張力（占?xì)饨缑娴谋砻鎻埩Γㄕ?/32/3）C C：肺表面活性物質(zhì)：肺表面活性物質(zhì) A A）、成分：二棕櫚酰卵磷

5、）、成分：二棕櫚酰卵磷 脂（脂（DPPCDPPC）。）。 B B）、作用：降低肺泡液）、作用：降低肺泡液- -氣界面的表面張力。氣界面的表面張力。 C C）、生理意義）、生理意義 a: a:降低吸氣阻力，有利于肺的擴(kuò)張；降低吸氣阻力，有利于肺的擴(kuò)張； b: b:減少肺間質(zhì)和肺泡內(nèi)的組織液生成，防止肺水腫；減少肺間質(zhì)和肺泡內(nèi)的組織液生成，防止肺水腫； c: c:維持肺泡的穩(wěn)定性。維持肺泡的穩(wěn)定性。.3）胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性）胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性 胸廓的彈性阻力方向視胸廓的位置而定。胸廓的彈性阻力方向視胸廓的位置而定。 胸廓的順應(yīng)性胸廓的順應(yīng)性= =胸腔容積的變化胸腔容積的變化/ /跨胸壁壓的

6、變化跨胸壁壓的變化(L/CmH(L/CmH2 2O)O) .2 2、非彈性阻力、非彈性阻力包括慣性阻力、粘滯阻力和氣道阻力包括慣性阻力、粘滯阻力和氣道阻力氣道阻力是主要成分，約占?xì)獾雷枇κ侵饕煞?，約占80-90%80-90%。1 1）影響氣道阻力的因素）影響氣道阻力的因素氣流速度，氣流形式，管徑大小氣流速度，氣流形式，管徑大小.2 2）影響氣道管徑的主要因素）影響氣道管徑的主要因素A A：跨壁壓：跨壁壓B B：自主神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)氣道管壁平滑肌舒：自主神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)氣道管壁平滑肌舒縮活動(dòng)的調(diào)節(jié)縮活動(dòng)的調(diào)節(jié)C C：化學(xué)因素的影響：化學(xué)因素的影響.二、肺通氣功能的評(píng)價(jià)二、肺通氣功能的評(píng)價(jià)（一）肺容量（一）

7、肺容量 1.1.潮氣量潮氣量 2.2.補(bǔ)吸氣量補(bǔ)吸氣量 3.3.補(bǔ)呼氣量補(bǔ)呼氣量 4.4.殘氣量、功能殘氣量殘氣量、功能殘氣量 5.5.肺活量和用力呼氣量肺活量和用力呼氣量. （二）、肺通氣量（二）、肺通氣量1、每分通氣量、每分通氣量=潮氣量潮氣量 呼吸頻率呼吸頻率 每分通氣量，最大隨意通氣量每分通氣量，最大隨意通氣量通氣貯量百分比通氣貯量百分比=（最大隨意通氣量（最大隨意通氣量-每分通氣量）每分通氣量）/最大隨意通氣量最大隨意通氣量100%100% .2、 無(wú)效腔和肺泡通氣量無(wú)效腔和肺泡通氣量 1 1、解剖無(wú)效腔：從鼻到終末細(xì)支氣管是氣體進(jìn)出肺、解剖無(wú)效腔：從鼻到終末細(xì)支氣管是氣體進(jìn)出肺的通

8、道，不進(jìn)行氣體交換。的通道，不進(jìn)行氣體交換。 2 2、解剖無(wú)效腔、解剖無(wú)效腔+ +肺泡無(wú)效腔肺泡無(wú)效腔= =生理無(wú)效腔生理無(wú)效腔 3 3、肺泡通氣量、肺泡通氣量= =（潮氣量（潮氣量- -無(wú)效腔氣量）無(wú)效腔氣量）呼吸頻率呼吸頻率 .深慢呼吸比淺快呼吸的肺通氣效率高深慢呼吸比淺快呼吸的肺通氣效率高. 第二節(jié)第二節(jié) 肺換氣和組肺換氣和組 織換氣織換氣一、氣體交換的原理一、氣體交換的原理.（一）氣體的擴(kuò)散（一）氣體的擴(kuò)散 影響氣體擴(kuò)散速率的因素影響氣體擴(kuò)散速率的因素 1. 1. 氣體的分壓差氣體的分壓差 2. 2. 氣體的分子量和溶解度氣體的分子量和溶解度 3. 3. 擴(kuò)散面積和距離擴(kuò)散面積和距離

9、.（二）呼吸氣體和人體不同部位氣（二）呼吸氣體和人體不同部位氣 體的分壓體的分壓.二、二、肺換肺換氣氣（一）（一）肺換氣肺換氣過(guò)程過(guò)程.（二）影響肺換氣的因素（二）影響肺換氣的因素1. 呼吸膜的厚度呼吸膜的厚度2. 呼吸膜的面積呼吸膜的面積.3. 3. 通氣通氣/ /血流比值血流比值A(chǔ) A：正常值為：正常值為0.840.84B B：比值增大：肺泡無(wú)效腔增大：比值增大：肺泡無(wú)效腔增大C C：比值減?。汗δ苄詣?dòng)靜脈短路：比值減?。汗δ苄詣?dòng)靜脈短路D D：比值異常，均妨礙了有效的氣體交：比值異常，均妨礙了有效的氣體交換，換，.第三節(jié)第三節(jié) 氣體在血液中的運(yùn)輸氣體在血液中的運(yùn)輸一、氧和二氧化碳在血液中

10、存一、氧和二氧化碳在血液中存 在的形式在的形式物理溶解、化學(xué)結(jié)合兩種形式物理溶解、化學(xué)結(jié)合兩種形式。.二、氧的運(yùn)輸二、氧的運(yùn)輸 物理溶解占物理溶解占1.5%1.5%；化學(xué)結(jié)合占；化學(xué)結(jié)合占98.5%98.5%，形式為，形式為HbOHbO2 2( (一）一）HbHb分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介分子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介.（二）（二） HbHb與與O O2 2 結(jié)合的特征結(jié)合的特征 1.1.反應(yīng)快、可逆、不需酶的催化、受反應(yīng)快、可逆、不需酶的催化、受 P PO O2 2的影響。的影響。 2.Fe2+ 2.Fe2+與與O O2 2結(jié)合后仍是二價(jià)鐵，所以結(jié)合后仍是二價(jià)鐵，所以該反應(yīng)是氧合，不是氧化。該反應(yīng)是氧合，不是氧化。 .（三

11、）、血氧飽和度（三）、血氧飽和度v1、氧容量：每升血液中血紅蛋白所能結(jié)合的、氧容量：每升血液中血紅蛋白所能結(jié)合的最大氧量。最大氧量。v2、氧含量：每升血液的實(shí)際含氧量、氧含量：每升血液的實(shí)際含氧量v3、血氧飽和度：氧含量占氧容量的百分?jǐn)?shù)。、血氧飽和度：氧含量占氧容量的百分?jǐn)?shù)。血氧飽和度血氧飽和度=氧含量氧含量/氧容量氧容量100%100%.（四）氧解離曲線（四）氧解離曲線 1 1、概念：表示、概念：表示POPO2 2與血氧飽和度關(guān)系的曲。與血氧飽和度關(guān)系的曲。 2 2、氧解離曲線圖、氧解離曲線圖 O O2 2含量含量 （ml/100mlml/100ml）：）： PoPo2 2為為100mmHg

12、19.4100mmHg19.4； PoPo2 2為為40mmHg14.440mmHg14.4； PoPo2 2為為15mmHg4.415mmHg4.4；.3. 3. 氧解離曲線的形態(tài)特征氧解離曲線的形態(tài)特征A A、上段：、上段： 相當(dāng)于相當(dāng)于POPO2 2在在60-100mmHg60-100mmHg，是，是HbHb與與O O2 2 結(jié)合的部分。結(jié)合的部分。 特征：特征： 曲線較平坦。曲線較平坦。 生理意義：只要吸入氣或肺泡氣生理意義：只要吸入氣或肺泡氣POPO2 2不低于不低于60mmHg60mmHg，HbHb氧飽和度仍能保持在氧飽和度仍能保持在90%90%之上。之上。 .B B、中段：相當(dāng)于

13、、中段：相當(dāng)于P PO O2 2在在4040 60mmHg60mmHg，是，是HbO2 釋放釋放O2的部分。的部分。 特征：曲線較陡。特征：曲線較陡。 生理意義：生理意義：POPO2 2在此范圍內(nèi)，稍有下降，在此范圍內(nèi)，稍有下降，HbHb氧飽氧飽和度下降較大因而釋放大量的和度下降較大因而釋放大量的O O2 2，滿足機(jī)體正常，滿足機(jī)體正常代謝的需要。代謝的需要。.C C：下段：相當(dāng)于：下段：相當(dāng)于POPO2 2在在15-60mmHg15-60mmHg，是，是HbOHbO2 2與與O O2 2 解離的部分。解離的部分。 特征：曲線最陡。特征：曲線最陡。 生理意義：代表生理意義：代表O O2 2的儲(chǔ)

14、備。的儲(chǔ)備。.（五）影響氧解離曲線的因素（五）影響氧解離曲線的因素 1 1）pHpH和和PCO2PCO2的影響的影響 2 2）溫度的影響）溫度的影響 3 3）2,32,3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸 .三、二氧化碳的運(yùn)輸三、二氧化碳的運(yùn)輸（一）（一） COCO2 2的運(yùn)輸形式的運(yùn)輸形式 物理溶解物理溶解5%5%，化學(xué)結(jié)合的占，化學(xué)結(jié)合的占95%95%。 結(jié)合形式主要是碳酸氫鹽（結(jié)合形式主要是碳酸氫鹽（88%88%）和氨基）和氨基 甲酸血紅蛋白（甲酸血紅蛋白（7%7%）。）。 .（二）（二）COCO2 2解離曲線解離曲線 .（三）（三）O O2 2與與HbHb的結(jié)合對(duì)的結(jié)合對(duì)COCO2 2運(yùn)輸運(yùn)輸

15、的影響的影響 O O2 2與與HbHb結(jié)合可促使結(jié)合可促使COCO2 2釋放，這釋放，這一現(xiàn)象稱霍爾登效應(yīng)。一現(xiàn)象稱霍爾登效應(yīng)。 . 綜上所述，綜上所述，O O2 2及及COCO2 2的運(yùn)輸不是孤的運(yùn)輸不是孤立進(jìn)行的，而是相互影響的。立進(jìn)行的，而是相互影響的。COCO2 2通通過(guò)波爾效應(yīng)影響過(guò)波爾效應(yīng)影響O O2 2的結(jié)合和釋放，的結(jié)合和釋放，O O2 2又通過(guò)何而登效應(yīng)影響又通過(guò)何而登效應(yīng)影響COCO2 2的結(jié)合和的結(jié)合和釋放。釋放。.第四節(jié)第四節(jié) 呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成（一）呼吸中樞（一）呼吸中樞 1 1、概念：是指中樞神經(jīng)系統(tǒng)

16、內(nèi)產(chǎn)生、概念：是指中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)細(xì)胞群。和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)細(xì)胞群。. 2 2、各級(jí)呼吸中樞的作用、各級(jí)呼吸中樞的作用 1 1）脊髓：是聯(lián)系腦和呼吸肌的中）脊髓：是聯(lián)系腦和呼吸肌的中 繼站和整合某些呼吸反繼站和整合某些呼吸反 射的初級(jí)中樞。射的初級(jí)中樞。.2 2）低位腦干：指腦橋和延髓。）低位腦干：指腦橋和延髓。 延髓是產(chǎn)生節(jié)律性呼吸的基本中樞。延髓是產(chǎn)生節(jié)律性呼吸的基本中樞。 腦橋上部有抑制吸氣的中樞結(jié)構(gòu)腦橋上部有抑制吸氣的中樞結(jié)構(gòu), ,稱為稱為呼吸調(diào)整中樞。呼吸調(diào)整中樞。 其主要功能是限制吸氣其主要功能是限制吸氣, ,控制吸氣深度控制吸氣深度. .3 3）高位腦：指

17、大腦皮層、邊緣系統(tǒng)、）高位腦：指大腦皮層、邊緣系統(tǒng)、 下丘腦等腦橋以上部位。下丘腦等腦橋以上部位。 大腦皮層對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)系統(tǒng)是隨意大腦皮層對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)系統(tǒng)是隨意的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其下行通路與低位腦的調(diào)節(jié)系統(tǒng)，其下行通路與低位腦干的不隨意的呼吸調(diào)節(jié)系統(tǒng)是分開(kāi)干的不隨意的呼吸調(diào)節(jié)系統(tǒng)是分開(kāi)的。的。. A A平面（平面（ 中腦與中腦與腦橋間）切斷：腦橋間）切斷： 呼呼吸節(jié)律無(wú)明顯變化吸節(jié)律無(wú)明顯變化 B B平面（腦橋上平面（腦橋上、中部之間）切斷：、中部之間）切斷：長(zhǎng)吸呼吸（呼吸調(diào)整長(zhǎng)吸呼吸（呼吸調(diào)整中樞）中樞） C C平面（腦橋和平面（腦橋和延髓間）切斷：喘息延髓間）切斷：喘息樣呼吸樣呼吸 D D平面（

18、延髓與平面（延髓與脊髓間）切斷：呼吸脊髓間）切斷：呼吸停止停止.（二）（二）呼吸節(jié)呼吸節(jié)律律 的形成的形成神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)學(xué)說(shuō)學(xué)說(shuō).二、呼吸的反射性調(diào)節(jié)二、呼吸的反射性調(diào)節(jié)（一）肺牽張反射（一）肺牽張反射 包括：包括： 1 1、肺擴(kuò)張反射：是肺充氣或擴(kuò)張時(shí)、肺擴(kuò)張反射：是肺充氣或擴(kuò)張時(shí)抑制吸氣的反射。抑制吸氣的反射。 2 2、肺萎陷反射：是肺萎陷時(shí)引起吸、肺萎陷反射：是肺萎陷時(shí)引起吸氣的反射。氣的反射。.1 1）機(jī)制：）機(jī)制： 吸氣吸氣 肺擴(kuò)張肺擴(kuò)張 支氣管、細(xì)支氣管支氣管、細(xì)支氣管牽張感受器興奮牽張感受器興奮 迷走神經(jīng)傳入沖動(dòng)增多迷走神經(jīng)傳入沖動(dòng)增多 延髓吸氣延髓吸氣神經(jīng)元抑制神經(jīng)元抑制

19、 脊髓前角吸氣肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元抑制脊髓前角吸氣肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元抑制 脊脊神經(jīng)傳出沖動(dòng)減少神經(jīng)傳出沖動(dòng)減少 吸氣肌舒張吸氣肌舒張 吸氣吸氣停止，轉(zhuǎn)入呼氣停止，轉(zhuǎn)入呼氣2 2）作用：使吸氣不至于過(guò)長(zhǎng)過(guò)深，防止肺通）作用：使吸氣不至于過(guò)長(zhǎng)過(guò)深，防止肺通氣過(guò)度氣過(guò)度 . （二）化學(xué)感受性反射（二）化學(xué)感受性反射 適宜刺激適宜刺激主要指動(dòng)脈血或腦脊液主要指動(dòng)脈血或腦脊液 中的中的O O2 2、COCO2 2和和H H+ + 1 1、化學(xué)感受器、化學(xué)感受器 .1 1）外周化學(xué)感受器：）外周化學(xué)感受器： 部位部位頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體；頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體； 適宜刺激適宜刺激動(dòng)脈血?jiǎng)用}血PoPo2 2降低、降低、PcoP

20、co2 2或或H H+ +濃度升高；濃度升高； 傳入神經(jīng)傳入神經(jīng)竇神經(jīng)和迷走神經(jīng)；竇神經(jīng)和迷走神經(jīng)； 中樞中樞延髓；延髓； 效應(yīng)效應(yīng)頸動(dòng)脈體傳入的沖動(dòng)主要頸動(dòng)脈體傳入的沖動(dòng)主要引起呼吸加深加快；引起呼吸加深加快； 主動(dòng)脈體傳入的沖動(dòng)主要主動(dòng)脈體傳入的沖動(dòng)主要引起血液循環(huán)的變化引起血液循環(huán)的變化； 生理作用生理作用機(jī)體低機(jī)體低O2時(shí)維持呼吸時(shí)維持呼吸. 2 2）中樞化學(xué)感受器：）中樞化學(xué)感受器： 部位部位延髓腹外側(cè)淺表部分（頭延髓腹外側(cè)淺表部分（頭、中、尾）；、中、尾）； 適宜刺激適宜刺激腦脊液和局部細(xì)胞外腦脊液和局部細(xì)胞外液中的液中的H H+ +； 效應(yīng)效應(yīng)興奮呼吸中樞，引起呼吸興奮呼吸中樞，引起呼吸加深加快；加深加快； 生理作用生理作用調(diào)節(jié)腦脊液的調(diào)節(jié)腦脊液的H H+ +濃度濃度，維持神經(jīng)系統(tǒng)，維持神經(jīng)系統(tǒng)pHpH值穩(wěn)定值穩(wěn)定.2 2、 COCO2 2 、H H+ +和和O O2 2對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)（1 1） COCO2 2 吸入氣中吸入氣中COCO2 2適當(dāng)增加，對(duì)呼吸有刺激作用。適當(dāng)增加，對(duì)呼吸有刺激作用。 機(jī)制：機(jī)制：1 1）刺激外周化學(xué)感受器。）刺激外周化學(xué)感受器。 2