動物生理學呼吸生理課件

1、動物生理學呼吸生理1動物生理學呼吸生理2動物生理學呼吸生理3動物生理學呼吸生理4動物生理學呼吸生理5（一）呼吸道（一）呼吸道上呼吸道：鼻、咽、喉上呼吸道：鼻、咽、喉下呼吸道：氣管、支氣管、下呼吸道：氣管、支氣管、 終末細支氣管終末細支氣管v呼吸道功能呼吸道功能：沒有氣體交換功能；其黏：沒有氣體交換功能；其黏膜具有加溫、濕潤、清潔、過濾空氣；其膜具有加溫、濕潤、清潔、過濾空氣；其平滑肌具有調(diào)節(jié)呼吸道阻力的作用。平滑肌具有調(diào)節(jié)呼吸道阻力的作用。 呼吸道平滑肌受呼吸道平滑肌受迷走神經(jīng)迷走神經(jīng)和和交感神經(jīng)交感神經(jīng)支配。迷走神經(jīng)興奮，支配。迷走神經(jīng)興奮，其末梢釋放乙酰膽堿，與氣管平滑肌細胞膜上的其末梢釋

2、放乙酰膽堿，與氣管平滑肌細胞膜上的M M受體結(jié)合，引起受體結(jié)合，引起平滑肌收縮。交感神經(jīng)興奮，其末梢釋放去甲腎上腺素，與平滑肌收縮。交感神經(jīng)興奮，其末梢釋放去甲腎上腺素，與2 2受受體結(jié)合，引起平滑肌舒張。體液中的組胺、體結(jié)合，引起平滑肌舒張。體液中的組胺、5-5-羥色胺和緩激肽均羥色胺和緩激肽均可引起呼吸道平滑肌收縮。可引起呼吸道平滑肌收縮。 為什么咳嗽病人晚上比白天重為什么咳嗽病人晚上比白天重? ?動物生理學呼吸生理6（二）肺泡（二）肺泡動物生理學呼吸生理7呼吸膜呼吸膜 指隔在肺泡氣與肺毛細血管血液之間的極薄指隔在肺泡氣與肺毛細血管血液之間的極薄的膜性結(jié)構，構成了肺泡氣與血液之間進行氣的膜

3、性結(jié)構，構成了肺泡氣與血液之間進行氣體交換的氣體交換的氣- -血屏障。血屏障。動物生理學呼吸生理8 表面張力表面張力 Laplace 定律定律: P=2T/r動物生理學呼吸生理9肺泡肺泡型細胞分泌，主要型細胞分泌，主要成分是成分是二棕櫚酰卵磷脂二棕櫚酰卵磷脂。作用作用： 降低肺泡的表面張力降低肺泡的表面張力 維持肺泡內(nèi)壓的相對穩(wěn)定維持肺泡內(nèi)壓的相對穩(wěn)定 阻止肺泡積液阻止肺泡積液 動物生理學呼吸生理10直接動力直接動力: :肺內(nèi)壓與外界大肺內(nèi)壓與外界大氣壓間的壓力差。氣壓間的壓力差。 原動力原動力: :呼吸運動是肺通氣呼吸運動是肺通氣的原動力。的原動力。 二、肺通氣原理二、肺通氣原理（一）肺通氣

4、的動力（一）肺通氣的動力動物生理學呼吸生理11吸氣肌：肋間外肌、膈肌吸氣肌：肋間外肌、膈肌呼氣?。豪唛g內(nèi)肌、腹肌呼氣?。豪唛g內(nèi)肌、腹肌輔助吸氣肌：斜角肌、胸鎖乳突肌輔助吸氣?。盒苯羌?、胸鎖乳突肌 呼呼吸吸肌肌 呼吸運動呼吸運動呼吸肌收縮和舒張引起的胸廓節(jié)律性擴大和縮小呼吸肌收縮和舒張引起的胸廓節(jié)律性擴大和縮小 動物生理學呼吸生理12吸氣過程吸氣過程 ( (平靜平靜) )吸氣時，膈肌、肋間外肌收縮吸氣時，膈肌、肋間外肌收縮胸廓擴大胸廓擴大肺容積擴大肺容積擴大肺內(nèi)壓降低（大氣壓）肺內(nèi)壓降低（大氣壓）氣體進氣體進入肺入肺完成吸氣。完成吸氣。 用力吸氣時，輔助吸氣肌也參與收縮。用力吸氣時，輔助吸氣肌也

5、參與收縮。呼氣過程呼氣過程 ( (平靜平靜) )呼氣時，膈肌、肋間外肌舒張呼氣時，膈肌、肋間外肌舒張胸廓縮小胸廓縮小肺容積減小肺容積減小肺內(nèi)壓增加（大氣壓）肺內(nèi)壓增加（大氣壓）氣體排出氣體排出肺肺完成呼氣。完成呼氣。 用力呼氣時，呼氣肌才發(fā)生收縮用力呼氣時，呼氣肌才發(fā)生收縮胸廓進一步縮胸廓進一步縮小小肺內(nèi)壓進一步增加肺內(nèi)壓進一步增加更多氣體排出肺。更多氣體排出肺。 動物生理學呼吸生理13呼吸運動的形式：呼吸運動的形式：動物生理學呼吸生理14胸膜腔胸膜腔動物生理學呼吸生理15測定方法測定方法: : 直接法直接法 間接法間接法胸內(nèi)壓胸內(nèi)壓胸膜腔內(nèi)的壓力，稱為胸膜腔內(nèi)壓胸膜腔內(nèi)的壓力，稱為胸膜腔內(nèi)壓

6、動物生理學呼吸生理16動物生理學呼吸生理17動物生理學呼吸生理18成因成因: : 兩種方向相反作用力的代數(shù)和兩種方向相反作用力的代數(shù)和胸內(nèi)壓大氣壓肺回縮力胸內(nèi)壓大氣壓肺回縮力胸內(nèi)壓胸內(nèi)壓0 0肺回縮力肺回縮力迫使臟層胸膜回位迫使臟層胸膜回位迫使臟層胸膜外移使肺擴張迫使臟層胸膜外移使肺擴張( (肺彈性組織回縮力和肺泡表面張力肺彈性組織回縮力和肺泡表面張力) ) 肺肺 回回 縮縮 力力 ( (大大 氣氣 壓壓) ) 肺肺 內(nèi)內(nèi) 壓壓 動物生理學呼吸生理19動物生理學呼吸生理20肺的彈性阻力肺的彈性阻力胸廓的彈性阻力胸廓的彈性阻力氣道阻力氣道阻力慣性阻力慣性阻力組織粘滯阻力組織粘滯阻力彈性阻力（彈性

7、阻力（7070）非彈性阻力（非彈性阻力（3030）（靜態(tài)阻力）（動態(tài)阻力）（二）肺通氣的阻力（二）肺通氣的阻力動物生理學呼吸生理21彈性阻力彈性阻力動物生理學呼吸生理22肺的彈性阻力肺的彈性阻力肺彈性組織回縮力肺彈性組織回縮力:1/3:1/3肺泡內(nèi)氣肺泡內(nèi)氣- -液界面的表面力液界面的表面力 :2/3:2/3胸廓的彈性阻力胸廓的彈性阻力胸廓的彈性阻力則是由胸廓的彈性組織所形成胸廓的彈性阻力則是由胸廓的彈性組織所形成在在平靜呼氣或深呼氣平靜呼氣或深呼氣時，胸廓縮小時時，胸廓縮小時( (肺容量肺容量6767),),胸廓的彈性回縮力向外胸廓的彈性回縮力向外= =吸氣的動力，呼氣的阻力；吸氣的動力，呼

8、氣的阻力；在在平靜吸氣或深吸氣平靜吸氣或深吸氣時，胸廓擴大時時，胸廓擴大時( (肺容量肺容量6767),),胸廓的彈性回縮力向內(nèi)胸廓的彈性回縮力向內(nèi)= =吸氣的阻力，呼氣的動力。吸氣的阻力，呼氣的動力。在在平靜吸氣末平靜吸氣末，胸廓處于自然位置時，胸廓處于自然位置時( (肺容量肺容量6767) )，胸廓無變形，不表現(xiàn)有彈性回縮力；胸廓無變形，不表現(xiàn)有彈性回縮力；動物生理學呼吸生理23非彈性阻力非彈性阻力動物生理學呼吸生理24 ( (一一) )肺容積和肺容量是反映進出肺氣體量的指標肺容積和肺容量是反映進出肺氣體量的指標 動物生理學呼吸生理25動物生理學呼吸生理26 ( (二二) ) 肺通氣量和肺

9、泡通氣量分別反映肺通氣肺通氣量和肺泡通氣量分別反映肺通氣的程度和效率的程度和效率 肺每分通氣量潮氣量肺每分通氣量潮氣量呼吸頻率呼吸頻率 動物生理學呼吸生理27生理無效腔生理無效腔解剖無效腔肺泡無效腔解剖無效腔肺泡無效腔肺泡通氣量肺泡通氣量( (潮氣量潮氣量- -無效腔氣量無效腔氣量) )呼吸頻率呼吸頻率動物生理學呼吸生理28平靜呼吸平靜呼吸 肺每分通氣量肺每分通氣量 500ml500ml16168L8L肺泡通氣量肺泡通氣量 (500ml(500ml150ml)150ml)16165.6L5.6L淺而快的呼吸淺而快的呼吸 肺每分通氣量肺每分通氣量 250ml250ml32328L8L肺泡通氣量肺

10、泡通氣量 (250ml(250ml150ml)150ml)32323.2L3.2L深而慢的呼吸深而慢的呼吸 肺每分通氣量肺每分通氣量 1000ml1000ml8 88L8L肺泡通氣量肺泡通氣量 (1000ml(1000ml150ml)150ml)8 86.8L6.8L動物生理學呼吸生理29動物生理學呼吸生理30成因成因: : 兩種方向相反作用力的代數(shù)和兩種方向相反作用力的代數(shù)和胸內(nèi)壓大氣壓肺回縮力胸內(nèi)壓大氣壓肺回縮力胸內(nèi)壓胸內(nèi)壓0 0肺回縮力肺回縮力迫使臟層胸膜回位迫使臟層胸膜回位迫使臟層胸膜外移使肺擴張迫使臟層胸膜外移使肺擴張( (肺彈性組織回縮力和肺泡表面張力肺彈性組織回縮力和肺泡表面張力

11、) ) 肺肺 回回 縮縮 力力 ( (大大 氣氣 壓壓) ) 肺肺 內(nèi)內(nèi) 壓壓 動物生理學呼吸生理31 動物生理學呼吸生理32動力動力：膜兩側(cè)的氣體分壓差。：膜兩側(cè)的氣體分壓差。 速率速率：= = 擴散速率（擴散速率（D D）D P T A Sd MW氣體的擴散氣體的擴散氣體分子總是不停地進行無定向的運動，當不同區(qū)域氣體分子總是不停地進行無定向的運動，當不同區(qū)域存在分壓差時，氣體分子將從分壓高處向分壓低處發(fā)存在分壓差時，氣體分子將從分壓高處向分壓低處發(fā)生凈轉(zhuǎn)移，這一過程稱為生凈轉(zhuǎn)移，這一過程稱為 動物生理學呼吸生理33動物生理學呼吸生理34影響肺換氣的因素影響肺換氣的因素 呼吸膜的呼吸膜的厚度

12、厚度 反比反比 呼吸膜的呼吸膜的面積面積 正比正比 通氣通氣/ /血流比值血流比值(VA/Q(VA/Q比值比值) )概念概念: :每分鐘肺泡通氣量每分鐘肺泡通氣量(VA)(VA)和每分鐘肺血流量和每分鐘肺血流量(Q)(Q)之間的比值。正常情況下，之間的比值。正常情況下， VA/Q = 4.2/5 = 0.84VA/Q = 4.2/5 = 0.84動物生理學呼吸生理35幾點說明幾點說明：lVA/QorVA/Qor換氣效率換氣效率缺缺O(jiān) O2 2和和COCO2 2潴留的癥狀潴留的癥狀; ;但以但以缺缺O(jiān) O2 2為為主主，原因：，原因： A-VA-V血間血間POPO2 2PCOPCO2 2 功能性

13、功能性A-VA-V短路時，短路時，A A血血POPO2 2的程的程度度V V血血PCOPCO2 2； COCO2 2的擴散系數(shù)是的擴散系數(shù)是O O2 2的的2020倍，倍，COCO2 2的擴散速的擴散速O O2 2，不易不易出現(xiàn)出現(xiàn)COCO2 2潴留的癥狀；潴留的癥狀； A A血血POPO2 2和和PCOPCO2 2時，可刺激呼吸，增加肺泡通氣量，時，可刺激呼吸，增加肺泡通氣量，有助于有助于COCO2 2的排出，而幾乎無助于的排出，而幾乎無助于O O2 2的攝?。ǖ臄z?。∣ O2 2和和COCO2 2解離曲線的解離曲線的特點所決定的）。特點所決定的）。動物生理學呼吸生理36動物生理學呼吸生理3

14、7 血液運輸氣體有兩種方式：一種是血液運輸氣體有兩種方式：一種是物理溶解物理溶解方式，方式，另一種是另一種是化學結(jié)合化學結(jié)合形式。以物理溶解方式運輸氧和二形式。以物理溶解方式運輸氧和二氧化碳的量。雖然很少，但很重要。氧化碳的量。雖然很少，但很重要。肺泡肺泡O2 溶解溶解O2 化學結(jié)合化學結(jié)合O2 溶解溶解O2 O2 CO2 溶解溶解CO2 化學結(jié)合化學結(jié)合CO2 溶解溶解CO2 CO2 組織組織動物生理學呼吸生理38u物理溶解形式的運輸：僅占物理溶解形式的運輸：僅占1.5%1.5%u化學結(jié)合形式的運輸：占化學結(jié)合形式的運輸：占98.5%98.5%，形式為，形式為HbOHbO2 2Fe2+動物生

15、理學呼吸生理39POPO2 2( (氧合氧合) )POPO2 2( (氧離氧離) )HbOHbO2 2鮮紅色鮮紅色暗紫色暗紫色動物生理學呼吸生理40氧解離曲線的上段氧解離曲線的上段 反反映血紅蛋白與氧的結(jié)合映血紅蛋白與氧的結(jié)合的部分。的部分。 氧解離曲線的中段氧解離曲線的中段 反反映映HbO2 2釋放氧的部分。釋放氧的部分。 氧解離曲線的下段氧解離曲線的下段 反反映的是血紅蛋白與氧的映的是血紅蛋白與氧的解離解離。動物生理學呼吸生理41 血液血液PCOPCO2 2和和pHpH：血液：血液PCOPCO2 2上升或上升或pHpH下降時，氧飽和下降時，氧飽和度下降，度下降，P50P50增大，曲線右移；

16、反之，氧離曲線左移。增大，曲線右移；反之，氧離曲線左移。血液血液PCO2和和pHpH改變對氧離曲線的影響改變對氧離曲線的影響 稱為稱為波爾效應波爾效應動物生理學呼吸生理42 溫度溫度：溫度升高，氧飽和度下降，曲線右移；反之：溫度升高，氧飽和度下降，曲線右移；反之，氧離曲線左移。，氧離曲線左移。 2,32,3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸（2,3DPG2,3DPG）：當血液中含量）：當血液中含量增加時，氧離曲線右移。增加時，氧離曲線右移。 一氧化碳一氧化碳 HbHb自身性質(zhì)自身性質(zhì)動物生理學呼吸生理43u物理溶解形式的運輸：占物理溶解形式的運輸：占5%5%u化學結(jié)合形式的運輸：化學結(jié)合形式的運輸：碳酸

17、氫鹽碳酸氫鹽占占88%88%，氨基甲氨基甲酰血紅蛋白酰血紅蛋白占占7%7%在在血漿血漿中中COCO2 2主要以主要以碳酸氫鈉碳酸氫鈉的形式運輸?shù)男问竭\輸 COCO2 2+H+H2 2O O H H2 2COCO3 3 HCOHCO3 3- -+H+H+ +動物生理學呼吸生理44碳酸氫鉀形式的運輸碳酸氫鉀形式的運輸 COCO2 2+H+H2 2O O H H2 2COCO3 3 HCOHCO3 3- -+H+H+ +碳酸酐酶碳酸酐酶動物生理學呼吸生理45在組織二氧化碳運輸形式在組織二氧化碳運輸形式動物生理學呼吸生理46動物生理學呼吸生理47HbNHHbNH2 2O O2 2+H+H+ +CO+C

18、O2 2 HHbNHCOOH+OHHbNHCOOH+O2 2肺肺組織組織霍爾登效應霍爾登效應：氧與：氧與HbHb結(jié)合可促使結(jié)合可促使COCO2 2釋放，而去氧釋放，而去氧HbHb則容易與則容易與COCO2 2結(jié)合的現(xiàn)象稱為結(jié)合的現(xiàn)象稱為動物生理學呼吸生理48動物生理學呼吸生理49動物生理學呼吸生理50動物生理學呼吸生理51呼吸中樞呼吸中樞：指中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運動的：指中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運動的神經(jīng)細胞群。它們分布在大腦皮質(zhì)、間腦、腦橋、延神經(jīng)細胞群。它們分布在大腦皮質(zhì)、間腦、腦橋、延髓和脊髓等部位。髓和脊髓等部位。動物生理學呼吸生理52橫切，呼吸節(jié)律無明顯變化橫切，呼吸節(jié)律

19、無明顯變化橫切，呼吸變深變慢橫切，呼吸變深變慢橫切，喘吸橫切，喘吸橫切，呼吸運動停止橫切，呼吸運動停止切斷，長吸式呼吸切斷，長吸式呼吸動物生理學呼吸生理53動物生理學呼吸生理54通過皮層腦干束和皮層脊髓束在一定程度上隨意控制通過皮層腦干束和皮層脊髓束在一定程度上隨意控制低位腦干和脊髓呼吸神經(jīng)元的活動，以保證其他與呼低位腦干和脊髓呼吸神經(jīng)元的活動，以保證其他與呼吸相關的重要活動的完成如說話、吞咽、咳嗽等，還吸相關的重要活動的完成如說話、吞咽、咳嗽等，還能在一定限度內(nèi)隨意屏氣或加深加快呼吸。能在一定限度內(nèi)隨意屏氣或加深加快呼吸。 動物生理學呼吸生理55動物生理學呼吸生理56肺通氣肺通氣 增加腦脊液

20、增加腦脊液中二氧化碳和氫中二氧化碳和氫離子濃度離子濃度 摘除外周化學感摘除外周化學感受器或切斷傳入神經(jīng)受器或切斷傳入神經(jīng)后，吸入二氧化碳后，吸入二氧化碳動物生理學呼吸生理57動物生理學呼吸生理58肺通氣肺通氣 增加腦脊液增加腦脊液中二氧化碳和氫中二氧化碳和氫離子濃度離子濃度 保持人工腦脊液的保持人工腦脊液的pHpH不不變，用含高濃度二氧化碳的變，用含高濃度二氧化碳的人工腦脊液灌流腦室人工腦脊液灌流腦室 摘除外周化學感摘除外周化學感受器或切斷傳入神經(jīng)受器或切斷傳入神經(jīng)后，吸入二氧化碳后，吸入二氧化碳動物生理學呼吸生理59主動脈體Aortic bodies頸動脈體頸動脈體Carotid bodie

21、s外周化學感受器外周化學感受器Peripheral Chemoreceptor化學感受器化學感受器Chemoreceptor中樞化學感受器中樞化學感受器central Chemoreceptor迷迷走走神神經(jīng)經(jīng)竇竇神神經(jīng)經(jīng)呼吸中樞呼吸中樞動物生理學呼吸生理60u H+ 對呼吸運動的影響：對呼吸運動的影響：u CO2 對呼吸運動的影響對呼吸運動的影響：血液血液H+腦脊液腦脊液H+中樞化學感受器中樞化學感受器外周化學感受器外周化學感受器肺通氣肺通氣血腦屏障血腦屏障中樞化學感受器中樞化學感受器外周化學感受器外周化學感受器血液血液CO2腦脊液腦脊液CO2血腦屏障血腦屏障腦脊液腦脊液H+吸入吸入CO2呼吸中樞呼吸中樞7%肺通氣肺通氣u 缺缺O(jiān)2 對呼吸運動的影響：對呼吸運動的影響：血液血液PO2外周化學感受器外周化學感受器缺缺O(jiān)2 中中 樞樞肺通氣肺通氣動物生理學呼吸生理61動物生理學呼吸生理62動物生理學呼吸生理63 1868年奧地利醫(yī)生年奧地利醫(yī)生Josef Breuer與德國生理學家與德國生理學家Ewald Hering實驗中發(fā)現(xiàn)，在麻醉動物，肺擴張或向肺內(nèi)充氣可引實驗中發(fā)現(xiàn)，在麻醉動物，肺擴張或向肺內(nèi)充氣可引起吸氣活動的抑制，而