生理學第五章呼吸課件

第一節(jié)肺通氣第二節(jié)肺換氣和組織換氣第三節(jié)氣體在血液中的運輸?shù)谒墓?jié)呼吸運動的調節(jié)現(xiàn)在是1頁\一共有59頁\編輯于星期六總論人體的呼吸過程是由三個相互銜接并同時進行的環(huán)節(jié)來完成：（1）外呼吸：指外界環(huán)境與肺毛細血管之間的氣體交換過程,包括肺通氣（肺與外界空氣之間的氣體交換過程）和肺換氣（肺泡與肺毛細血管之間的氣體交換過程）。（2）氣體在血液中的運輸。（3）內呼吸又稱組織換氣（血液與組織細胞之間的氣體交換過程）?，F(xiàn)在是2頁\一共有59頁\編輯于星期六呼吸全過程示意圖現(xiàn)在是3頁\一共有59頁\編輯于星期六肺通氣：肺與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。㈠肺通氣的動力呼吸肌收縮和舒張第一節(jié)肺通氣（PulmonaryVentilation）肺內壓于大氣壓間壓力差直接動力原動力（呼吸運動）胸廓擴大縮小肺擴大縮小肺通氣的原理

現(xiàn)在是4頁\一共有59頁\編輯于星期六呼吸運動：指由呼吸肌收縮舒張引起的胸廓擴大和縮小活動，包括吸氣運動和呼氣運動。呼吸運動形式：1.根據(jù)呼吸深度的不同，分為平靜呼吸和用力呼吸2.根據(jù)運動方式的不同，分為胸式呼吸與腹式呼吸現(xiàn)在是5頁\一共有59頁\編輯于星期六肺內壓指肺泡內氣體的壓力肺內壓隨呼吸而發(fā)生周期性的變化:±1-2mmHg吸氣末、呼氣末=大氣壓肺內壓現(xiàn)在是6頁\一共有59頁\編輯于星期六胸內壓概念：

胸內壓是指胸膜腔內的壓力。胸內壓形成原理：胸內壓=大氣壓－肺回縮力若大氣壓為0，則：胸內壓=－肺回縮力胸膜腔負壓的生理意義：（1）維持肺的擴張狀態(tài)；（2）降低中心靜脈壓，有利于靜脈血和淋巴液的回流；（3）在呼吸運動和與肺通氣之間起偶聯(lián)作用。

現(xiàn)在是7頁\一共有59頁\編輯于星期六（二）肺通氣的阻力

Resistanceofpulmonaryventilation

肺通氣的阻力彈性阻力70%非彈性阻力30%1、非彈性阻力又稱氣道阻力主要指氣流通過呼吸道時的摩擦阻力。

2、彈性阻力

彈性阻力是指彈性體受外力作用時所產生的一種對抗變形的力?，F(xiàn)在是8頁\一共有59頁\編輯于星期六1.彈性阻力和順應性elasticresistanceandcompliance彈性阻力:外力作用使物體發(fā)生變形，具有對抗變形的回位力。順應性:在外力作用下彈性組織的可擴展性(變形的難易程度)。容易擴張→順應性大，彈性阻力就小不易擴張→順應性小，彈性阻力就大C=1R現(xiàn)在是9頁\一共有59頁\編輯于星期六（1）肺的彈性阻力和順應性1.肺的彈性阻力：比順應性（單位肺容量下的肺順應性）=0.2L/cmH2O肺組織的彈性回縮力(1/3)肺泡的表面張力(2/3)現(xiàn)在是10頁\一共有59頁\編輯于星期六圖5-4充空氣和充生理鹽水時肺的順應性曲線肺的彈性阻力肺組織的彈性回縮力(1/3)肺泡的表面張力(2/3)現(xiàn)在是11頁\一共有59頁\編輯于星期六2.肺泡表面張力：肺泡內液-氣界面作用：使肺泡縮小，構成吸氣阻力根據(jù)Laplace公式：P=2T/r

(P肺泡液-氣界面壓強；T表面張力系數(shù)；r肺泡半徑)現(xiàn)在是12頁\一共有59頁\編輯于星期六肺表面活性物質pulmonarysurfactant生理意義：①有助于維持大小肺泡的穩(wěn)定性②保持肺泡干燥（防止肺水腫）③增大順應性，降低吸氣阻力分泌：肺泡Ⅱ型成分:作用：降低表面張力分布：平鋪在肺泡表面，與表面積成反比二軟脂酰卵磷脂(DPPC)表面活性物質結合蛋白(SP)現(xiàn)在是13頁\一共有59頁\編輯于星期六（2）胸廓的彈性阻力和順應性：肺容量=67%肺總容量胸廓的順應性：胸腔容積的變化/跨壁壓的變化

Cchw=△V/△P(L/cmH2O)=0.2L/cmH2O

跨壁壓=胸內壓-大氣壓現(xiàn)在是14頁\一共有59頁\編輯于星期六2、非彈性阻力影響氣道阻力因素：氣流速度：快，阻力大氣流形式：層流阻力小，渦流阻力大氣道口徑（R=1/r4）

影響氣道口徑因素跨壁壓:氣道內外的壓差肺實質對氣道外牽作用自主神經(jīng)系統(tǒng)對氣道平滑肌作用化學因素：慣性阻力粘滯阻力氣道阻力(80~90%)組成現(xiàn)在是15頁\一共有59頁\編輯于星期六(一)肺容積和肺容量二、肺通氣功能的指標500ml（一）肺容積（pulmonaryvolume）

1.潮氣量（TV）：

2.補吸氣量（IRV）:肺容積:肺內氣體的容積肺容量:肺容積中的兩項或兩項以上的聯(lián)合氣體量現(xiàn)在是16頁\一共有59頁\編輯于星期六3.補呼氣量（ERV）：4.余氣量（RV）：900~1200ml1000~1500ml現(xiàn)在是17頁\一共有59頁\編輯于星期六（二）肺容量（pulmonarycapacity）

1.深吸氣量（IC）：

2.功能殘氣量（FRC）：（意義）

≈2500ml現(xiàn)在是18頁\一共有59頁\編輯于星期六3.肺活量（VC）：盡力吸氣后，從肺內所能呼出的最大氣量＝潮氣量+補吸氣量+補呼氣量

男性：3500ml女性：2500ml單位時間內呼出的氣體量占用力肺活量的百分數(shù)如FEV1/FVC時間肺活量FEV1

用力肺活量（FVC）：盡力吸氣后，盡力盡快呼氣，所呼出的最大氣體量。P142圖5-74.肺總量：肺所能容納的最大氣體量=肺活量+余氣量現(xiàn)在是19頁\一共有59頁\編輯于星期六

三、肺通氣量和肺泡通氣量1、肺通氣量每分肺通氣量=潮氣量×呼吸頻率（6-9L/min）最大隨意通氣量：約為150L/min

通氣儲備百分比≥93%現(xiàn)在是20頁\一共有59頁\編輯于星期六定義：未能與血液進行氣體交換氣道空間

生理無效腔：解剖無效腔+肺泡無效腔解剖無效腔：鼻→終末細支氣管約150ml肺泡無效腔：正常人接近02、無效腔和肺泡通氣量每分肺泡通氣量=(潮氣量－無效腔氣量)×呼吸頻率=(500-150)×12=350×12=4.2L/min肺泡氣體更新率=(潮氣量－無效腔氣量)/機能余氣量=（500-150）/2500=1/7現(xiàn)在是21頁\一共有59頁\編輯于星期六呼吸頻率潮氣量肺通氣量肺泡通氣量

(次/min)(ml)(ml/min)(ml/min)165008000560081000800068003225080003200不同呼吸頻率、潮氣量對肺通氣量和肺泡通氣量的影響適當?shù)纳疃暮粑商岣叻瓮夤δ墁F(xiàn)在是22頁\一共有59頁\編輯于星期六一、氣體交換的原理(一)氣體的擴散1.氣體的分壓差:氣體擴散的動力2.與分子量(MW)平方根成反比和溶解度(S)成正比

S/√MW為擴散系數(shù)3.與擴散面積(A)成正比，與擴散距離(d)成反比4.與溫度成正比?！鲾U散速率(diffusionrate,D):單位時間內氣體擴散的容積第二節(jié)肺換氣與組織換氣現(xiàn)在是23頁\一共有59頁\編輯于星期六(二)呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓肺換氣和組織換氣換氣動力：分壓差換氣方向：分壓高→分壓低換氣結果：肺Ｖ血→Ａ血組織Ａ血→Ｖ血現(xiàn)在是24頁\一共有59頁\編輯于星期六二肺換氣（一）肺換氣過程

O2與CO2在血液和肺泡間擴散迅速，0.3s內可達平衡。血液流經(jīng)肺毛細血管時間約0.7s，1/3時已完成肺換氣肺換氣與組織換氣示意圖現(xiàn)在是25頁\一共有59頁\編輯于星期六（二）影響肺換氣的因素1.呼吸膜的厚度(肺泡-Cap膜)六層結構2.呼吸膜的面積3億個肺泡，總擴散面積70m2現(xiàn)在是26頁\一共有59頁\編輯于星期六3.通氣/血流比值：每分鐘肺泡通氣量和每分鐘肺血流量之間的比值。即V/Q=4.2/5.0=0.84現(xiàn)在是27頁\一共有59頁\編輯于星期六速記影響肺換氣的因素：膜后（厚）面通氣比血流現(xiàn)在是28頁\一共有59頁\編輯于星期六V/Q比值異常→肺換氣效率↓→機體缺O(jiān)2和CO2潴留主要表現(xiàn)為缺O(jiān)2原因：①PO2下降程度＞PCO2升高程度②CO2擴散比O2快，不易潴留③PO2↓，PCO2↑→(+)呼吸↑→利于CO2排出現(xiàn)在是29頁\一共有59頁\編輯于星期六整個肺臟的V/Q=0.84,是衡量肺換氣功能的指標；正常生理情況下，人直立時從肺底到肺尖，V/Q比值逐漸↑?，F(xiàn)在是30頁\一共有59頁\編輯于星期六第三節(jié)氣體在血液中的運輸物理溶解（量少）、化學結合（量多）氣體→溶解→化學結合→溶解氣體O2

、CO2在血液中的存在形式動脈血(ml/100ml)靜脈血(ml/100ml)物理溶解化學結合合計物理溶解化學結合合計O2CO20.312.5320.046.420.3148.930.112.9115.250.015.3152.91動態(tài)平衡現(xiàn)在是31頁\一共有59頁\編輯于星期六一、氧的運輸（一）物理溶解每100ml血液中僅溶解0.3ml，占血液運輸O2總量的1.5%。（二）化學結合

化學結合約占O2運輸總量的98.5%。當血液中Po2升高時，溶解于血漿中的O2進入紅細胞，血紅蛋白與O2結合，形成氧合血紅蛋白（HbO2）；Po2降低時，HbO2將O2解離形成去氧（或“還原”）血紅蛋白（Hb）現(xiàn)在是32頁\一共有59頁\編輯于星期六

(一)Hb分子結構一個珠蛋白和四個血紅素現(xiàn)在是33頁\一共有59頁\編輯于星期六反應快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影響。紫紺Cyanosis

：當血液中去氧Hb含量達5g/100ml以上，皮膚、粘膜呈紫藍色（示機體缺O(jiān)2）CO中毒:造成缺氧；HbCO呈櫻桃紅色。2.是氧合，非氧化。3.1分子Hb可以結合4分子O2(二)Hb與O2結合的特征Hb+O2

HbO2PO2↑PO2↓(去氧Hb：紫藍色)(氧合Hb：鮮紅色)去氧Hb：緊密型(T型)氧合Hb：疏松型(R型)現(xiàn)在是34頁\一共有59頁\編輯于星期六

Hb+O2結合的最大量——Hb氧容量20.1ml/100ml100ml血Hb+O2結合的實際量——Hb氧含量氧含量?氧容量的%——Hb氧飽和度4.Hb與O2的結合或解離曲線呈S形現(xiàn)在是35頁\一共有59頁\編輯于星期六(三)氧解離曲線：表示血液PO2與Hb氧飽和度關系現(xiàn)在是36頁\一共有59頁\編輯于星期六氧解離曲線特點及生理意義⑴上段：

PO260～100mmHgHb與O2結合的部分意義：PO2的變化對Hb氧飽和度影響不大，利于肺換氣，不發(fā)生明顯的低氧血癥。（1）特征：曲線平坦現(xiàn)在是37頁\一共有59頁\編輯于星期六PO2在60-lOOmmHg時，①高原、高空PO2↓明顯而Hb結合O2量變化不大；②輕度呼衰病人肺泡氣PO2↓明顯而Hb結合O2量變化不大。對高原適應或有輕度呼吸機能不全的人均有好處下段上段現(xiàn)在是38頁\一共有59頁\編輯于星期六（2）⑵中段：PO2

40~60mmHgHbO2釋放O2

的部分特征：曲線較陡意義:維持正常時組織氧供⑶下段：PO215～40mmHgHbO2與O2解離的部分特征：曲線最陡意義：利于組織細胞攝取氧（3）現(xiàn)在是39頁\一共有59頁\編輯于星期六PO2在6OmmHg以下時，

曲線逐漸變陡PO2為40-lOmmHg時，曲線更陡下段上段有利人體的組織攝氧現(xiàn)在是40頁\一共有59頁\編輯于星期六(四)影響氧解離曲線的因素1.P50：使Hb氧飽和度達50%的PO2，正常為26.5mmHg。P50(Hb與O2的親和力)現(xiàn)在是41頁\一共有59頁\編輯于星期六1.pH和PCO2pH值↓PCO2↑→Hb與O2親和力↓P50↑，氧離曲線右移1）機理-波爾效應H+↑→R型T型→Hb與O2親和力↓2）波爾效應的意義

肺Cap：

血PCO2↓，[H+]↓，氧離曲線左移，利于Hb與O2的結合。組織Cap：血PCO2↑，氧離曲線右移，促使Hb結合O2釋放?，F(xiàn)在是42頁\一共有59頁\編輯于星期六2.溫度溫度↑→H+活度↑→Hb與O2親和力↓→P50增大，曲線右移3.2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）意義：缺氧時促使O2的釋放。缺氧→2,3-DPG↑H+↑R型T型Hb與O2親和力↓P50↑，曲線右移意義：代謝活躍→溫度↑、CO2↑、乳酸等酸性產物↑釋放更多的O2供組織利用現(xiàn)在是43頁\一共有59頁\編輯于星期六二、二氧化碳的運輸(一)運輸形式HbNH2O2＋H+＋CO2HHbNHCOOH＋O2在組織在肺物理溶解:5%化學結合:95%碳酸氫鹽(88%) 氨基甲酰血紅蛋白(7%)現(xiàn)在是44頁\一共有59頁\編輯于星期六現(xiàn)在是45頁\一共有59頁\編輯于星期六（二）CO2解離曲線

血中CO2

含量與Pco2關系的曲線何爾登效應Hb與O2結合可促使CO2釋放，去氧的Hb容易與CO2結合現(xiàn)在是46頁\一共有59頁\編輯于星期六呼吸是一種由呼吸肌舒縮完成的節(jié)律性運動耗O2量,CO2產量∝運動程度∝新陳代謝呼吸深度肺通氣量呼吸頻率呼吸節(jié)律的形成肺通氣量與代謝水平相適應神經(jīng)系統(tǒng)的調節(jié)第四節(jié)呼吸運動的調節(jié)

RespiratoryRegulation現(xiàn)在是47頁\一共有59頁\編輯于星期六一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成(一)呼吸中樞１．基本節(jié)律中樞

－延髓２．呼吸調整中樞

－腦橋上部３．呼吸隨意控制－高位腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)內產生和調節(jié)呼吸運動的神經(jīng)細胞群現(xiàn)在是48頁\一共有59頁\編輯于星期六腦橋呼吸調整中樞延髓脊髓(二)呼吸節(jié)律形成的機理

1.起步細胞學說延髓內具有起步樣節(jié)律興奮的神經(jīng)元2.神經(jīng)元網(wǎng)絡學說延髓神經(jīng)元之間的相互聯(lián)系和相互作用現(xiàn)在是49頁\一共有59頁\編輯于星期六二、呼吸運動的反射性調節(jié)(一)肺牽張反射：由肺擴張或肺萎陷引起的吸氣抑制或興奮的反射

1.肺擴張反射：肺擴張時抑制吸氣的反射肺擴張→肺牽張感受器傳入沖動↑→迷走N→興奮吸氣切斷機制→切斷吸氣，轉為呼氣

2.肺縮小反射：肺萎陷時引起吸氣活動的反射肺萎陷→肺牽張感受器傳入沖動↓→迷走N→延髓→對吸氣神經(jīng)元抑制解除→產生吸氣3.生理意義：調節(jié)呼吸頻率，阻止吸氣過深過長，促使吸氣轉為呼氣（不參與人類平靜呼吸的調節(jié)）

現(xiàn)在是50頁\一共有59頁\編輯于星期六現(xiàn)在是51頁\一共有59頁\編輯于星期六（二）化學感受性反射調節(jié)化學因素：動脈血或腦脊液PO2、PCO2、H+濃度調節(jié)方式：負反饋意義：維持內環(huán)境的相對穩(wěn)定1,化學感受器（1）外周感受器：頸、主動脈體適宜刺激：血液中PO2、PCO2、H+

（2）中樞感受器：不同于呼吸中樞的影響呼吸的化學感受區(qū)位置：延髓腹外側淺表部適宜刺激：腦脊液中或局部細胞外液中H+

作用：呼吸加深加快現(xiàn)在是52頁\一共有59頁\編輯于星期六中樞化學感受器外周化學感受器⑴對H+變化敏感對PO2、PCO2、H+、作用敏感⑵潛伏期長無明顯潛伏期⑶維持CNSPH值穩(wěn)定機體低O2

是維持對呼吸的驅動現(xiàn)在是53頁\一共有59頁\編輯于星期六2CO2、H+和O2對呼吸的調節(jié)（1）CO2影響：CO2是調節(jié)呼吸的經(jīng)常起作用的生理性化學因素吸入氣中CO2濃度達1%

呼吸加深吸入氣中CO2濃度達4%

呼吸加深加快吸入氣中CO2濃度＞7%

頭痛、頭昏吸入氣中CO2濃度>15~20%、呼吸抑制，昏