學(xué)生2011下非醫(yī)呼吸生理

GONGYONG-SHENG,Ph.D,Prof.TeachingCenterofFunctionalExperiment&InstituteofCorPulmonaleChapter5

Respiration肺換氣內(nèi)呼吸外呼吸肺通氣呼吸：機(jī)體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。血液運(yùn)輸組織換氣第一節(jié)呼吸道和肺的結(jié)構(gòu)與功能第二節(jié)肺通氣

第三節(jié)肺換氣和組織換氣第四節(jié)氣體在血液中的運(yùn)輸

第五節(jié)呼吸運(yùn)動的調(diào)節(jié)第三節(jié)肺換氣和組織換氣

肺換氣:組織換氣:一、氣體交換基本原理

方式：氣體擴(kuò)散動力：分壓差衡量指標(biāo)：擴(kuò)散速率

(diffusionrate)

肺泡氣靜脈血動脈血組織

O213.95.3313.34.0

(104)(40)(100)(30)

CO25.336.135.336.67

(40)(46)(40)(50)肺泡氣、血液和組織內(nèi)O2和CO2的分壓kPa(mmHg)動力：膜兩側(cè)的氣體分壓差。氣體擴(kuò)散速率

O2、CO2擴(kuò)散速率（D）的比較——————————————————————————————————————

分子量血漿溶解度肺泡氣A血V血D

——————————————————————————————————————O23221.413.913.35.31CO244515.05.35.36.12——————————————————————————————————————

∵CO2的擴(kuò)散系數(shù)是O2的20倍,在同等條件下，CO2的擴(kuò)散速率是O2的20倍；但在肺中，由于肺泡氣和V血間分壓差的不同，CO2的擴(kuò)散速率實(shí)際約為O2的2倍。

∴肺功能衰竭患者往往缺O(jiān)2顯著，CO2潴留不明顯。分壓差×溫度×擴(kuò)散面積×氣體溶解度擴(kuò)散距離×√分子量=(ml/L)（kPa）（kPa）

（kPa）2、影響氣體交換的因素⑴氣體分壓差⑵擴(kuò)散系數(shù)⑶呼吸膜的面積⑷呼吸膜的厚度⑸通氣/血流比值（ventilation/perfusionratio,V/Q）影響肺換氣的因素⑸通氣/血流比值（ventilation/perfusionratio,V/Q）①每分鐘肺泡通氣量/每分鐘肺毛細(xì)血管血流量

4200ml/5000ml=0.84,正常VA/Q↑≈肺通氣↑或肺血流↓→增大生理無效腔→換氣效率↓(如心衰、肺動脈栓塞)

，肺泡無效腔增大VA/Q↓≈肺通氣↓→增大功能性A-V短路→換氣效率↓（如支哮、肺氣腫、支氣管栓塞），功能性動靜脈短路三、組織換氣影響因素?第四節(jié)氣體在血液中的運(yùn)輸

GasTransportintheBlood一、氣體在血液中的運(yùn)輸形式

FormsofGasTransport物理溶解PhysicalSolution化學(xué)結(jié)合ChemicalCombination

肺泡血液組織

O2→溶解→結(jié)合→溶解→O2

CO2←溶解←結(jié)合←溶解←CO2

二、O2

的運(yùn)輸

TransportofOxygenCO2的運(yùn)輸O2的運(yùn)輸反應(yīng)快，可逆，不需酶的催化，受氧分壓影響

PO2高（肺部）

Hb+O2HbO2PO2低（組織）㈠、氧與血紅蛋白的結(jié)合紫蘭色鮮紅色

Fe2+與O2的結(jié)合是氧合Oxygenation

不是氧化

OxidationHbO2呈鮮紅色，Hb呈紫藍(lán)色紫紺Cyanosis

血液含還原Hb>50g/L，皮膚、甲床或粘膜出現(xiàn)淺藍(lán)色，為缺氧的表現(xiàn)CO中毒

CarbonMonoxideToxidation：櫻桃紅色CO與血紅蛋白的親和力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于O21分子Hb可結(jié)合4分子O2，1克Hb結(jié)合1.34－1.39mlO2血紅蛋白氧容量

OxygenCapacity100ml血液中Hb能結(jié)合O2的最大量血紅蛋白氧含量

OxygenContent100ml血液中Hb實(shí)際結(jié)合O2的量血紅蛋白氧飽和度

OxygenSaturation

血紅蛋白氧含量占血紅蛋白氧容量的百分比㈡、血紅蛋白結(jié)合氧的能力

㈢、氧(解)離曲線

OxygenDissociationCurve

反映Hb氧飽和度與血液PO2關(guān)系的曲線，呈S形.

氧離曲線特征及生理意義

1.上段:坡度較平坦。

PO2:60-100mmHg

表明：PO2變化大時(shí)，血氧飽和度變化小。

意義:保證低氧分壓時(shí)的高載氧能力。2.中段:坡度較陡。

40-60mmHgPO2降低能促進(jìn)大量氧離

意義:維持正常時(shí)組織氧供。反映了HbO2釋放O2的部分3.下段:坡度更陡。

15-40mmHg

PO2稍有下降,血氧飽和度就急劇下降。

意義:維持活動時(shí)組織氧供。反映了血液中O2的貯備上中下㈢、影響氧離曲線的因素三、CO2

的運(yùn)輸

TransportofCarbonDioxide㈠、CO2

的運(yùn)輸形式1、物理溶解（5%）2、化學(xué)結(jié)合（95%）

HCO3-的形式（88%）氨基甲酸血紅蛋白（7%）

⑴、HCO3-的形式在組織氧與二氧化碳運(yùn)輸形式⑵、氨基甲酸血紅蛋白形式（carbaminohemoglobin）HbNH2O2+CO2HHbNHCOOH+O2不需酶催化，反應(yīng)迅速、可逆效率高第五節(jié)呼吸運(yùn)動的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動的中樞？呼吸為什么有節(jié)律？調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動的環(huán)節(jié)？自主節(jié)律性隨意性一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成（一）呼吸中樞（二）呼吸節(jié)律的形成二、呼吸的反射性調(diào)節(jié)（一）機(jī)械感受性反射（二）化學(xué)感受性反射一、㈠、呼吸中樞:中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生呼吸節(jié)律和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動的神經(jīng)細(xì)胞群.分段切腦實(shí)驗(yàn)長吸式呼吸中腦脊髓呼吸停止腦橋上部腦橋中下部呼吸無變化喘息樣呼吸延髓腦橋上部腦橋中下部延髓脊髓:支配呼吸肌

延髓:呼吸基本中樞;腦橋:是呼吸調(diào)整中樞。大腦皮層：隨意的呼吸調(diào)節(jié)系統(tǒng)

發(fā)聲、講話、唱歌局部神經(jīng)元回路反饋控制學(xué)說：

呼吸N元相互作用

呼吸節(jié)律發(fā)生器：吸氣與呼氣切換

㈡、呼吸節(jié)律形成1、肺牽張反射（pulmonarystretchreflex）

(黑-伯反射,Hering-Breuerreflex)

定義：指肺擴(kuò)張或萎陷引起的吸氣抑制或興奮

的反射。包括肺擴(kuò)張、肺縮小反射。

二、呼吸的反射性調(diào)節(jié)

㈠、機(jī)械感受性反射呼吸切斷迷走神經(jīng)氣管插管(Y形)深慢呼吸(吸氣延長,長吸呼吸)R:肺牽張反射(反射弧破壞)⑴、肺擴(kuò)張反射（pulmonaryinflationreflex）

肺擴(kuò)張→肺牽張感器興奮→迷走N→延髓→興奮吸氣切斷機(jī)制→吸氣轉(zhuǎn)化為呼氣.

意義：？⑵、肺萎陷反射(pulmonarydeflationreflex)

在平靜呼吸調(diào)節(jié)中的意義不大2、呼吸肌本體感受性反射

（respiratoryreflexofrespiratorymuscle）

本體感受器:肌梭

當(dāng)吸氣阻力升高時(shí)→呼吸肌本體感受器興奮→傳入沖動頻率↑→反射性增強(qiáng)吸氣肌收縮力。

特征：平靜呼吸時(shí)作用不明顯，當(dāng)運(yùn)動或氣道阻力升高(如支氣管痙攣)時(shí)作用明顯。3、肺毛細(xì)血管旁（J）感受器引起的呼吸反射

respiratoryreflexofjuxtapulmonary-capillaryreceptor

肺毛細(xì)血管旁（J）感受器興奮→延髓→呼吸暫停，呼吸淺快4、防御性呼吸反射（protectivereflex）

咳嗽反射、噴嚏反射→清除異物㈡、化學(xué)因素與呼吸調(diào)節(jié)化學(xué)因素：O2、CO2、H+化學(xué)感受器（chemoreceptor）：外周、化學(xué)呼吸運(yùn)動調(diào)節(jié)血液O2、CO2、H+血液O2、CO2、H+反射調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動

⑴外周化學(xué)感受器

頸動脈體（主要）主動脈體⑵中樞化學(xué)感受器延髓外腹側(cè)淺表部位

適宜刺激：

PO2↓、PCO2↑、[H+]↑適宜刺激：腦脊液中[H+]↑

不感受缺O(jiān)2的刺激。1、化學(xué)感受性反射中樞化學(xué)感受器：調(diào)節(jié)腦脊液H+濃度外周化學(xué)感受器：低O2時(shí)維持對呼吸的驅(qū)動適宜刺激：腦脊液中H+

血液中H+不易透過血-腦屏障，CO2易透過血-腦屏障進(jìn)入腦脊液發(fā)揮刺激作用。CA碳酸酐酶CO2透過血-腦屏障傳入途徑PO2↓[H+]↑PCO2↑等頸動脈體(主要)竇N呼吸中樞㈩呼吸加深加快主動脈體外周化學(xué)感受器（+）迷走N腦脊液

[H+]↑中樞化學(xué)感受器（+）

2.CO2、H+和低O2對呼吸運(yùn)動的調(diào)節(jié)

(1)CO2：

ＰCO2

↑

→呼吸加快加深，肺通氣量增加。ＰCO2過高→CO2麻醉，抑制CNS活動，呼吸困難、頭痛、頭暈ＰCO2過低→呼吸停止呼吸加深加快延髓呼吸中樞+外周化學(xué)感受器+中樞化學(xué)感受器+CO2透過血腦屏障進(jìn)入腦脊液:

CO2＋H2O→H2CO3→H+＋HCO3-ＰCO2↑途徑:主要竇N，迷走N(2)[H+]

↑

:

呼吸加深加快延髓呼吸中樞+外周化學(xué)感受器+中樞化學(xué)感受器+不易透過血腦屏障[H+]

↑途徑:主要竇