生理學(xué)呼吸(氣體交換、運(yùn)輸、調(diào)節(jié))

第五章呼吸

respiration目前一頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)呼吸運(yùn)動的調(diào)節(jié)概述肺通氣肺換氣和組織換氣氣體在血液中的運(yùn)輸呼吸生理主要內(nèi)容目前二頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)肺換氣和組織換氣目前三頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)氣體交換的原理氣體擴(kuò)散：氣體分子從分壓高處向分壓低處發(fā)生凈轉(zhuǎn)移的過程。分壓差

是氣體分子擴(kuò)散的動力。

目前四頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)Δp：分壓差

T：溫度

A：擴(kuò)散面積

s：溶解度

d：擴(kuò)散距離

MW：分子量氣體擴(kuò)散速率D：單位時間氣體擴(kuò)散的容積。氣體擴(kuò)散速率目前五頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)氣體分壓：在混合氣體中某種氣體所占有的壓力。氣體分壓=總壓力×該氣體的容積百分比氣體的分壓目前六頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)CO2O2CO2O2動脈血:PO2:100mmHgPCO2:40mmHg組織:PO2:30mmHgPCO2:50mmHg靜脈血:PO2:40mmHgPCO2:46mmHg肺泡氣:PO2:104mmHgPCO2:40mmHg目前七頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)肺泡靜脈血動脈血組織Po21044010030Pco240464050不同部位的PO2和PCO2(mmHg)氣體的分壓差△P大，擴(kuò)散快。氣體的分壓差是氣體交換的動力，決定氣體擴(kuò)散方向。目前八頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)

為擴(kuò)散系數(shù)

血漿溶解度:O22.14ml/100ml

CO2

54.1ml/100ml

分子量：O2

32

CO244

CO2的擴(kuò)散系數(shù)是O2的20倍。氣體的分子量和溶解度臨床聯(lián)系：缺O(jiān)2比CO2潴留給容易發(fā)生。目前九頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)

擴(kuò)散速率與擴(kuò)散面積(A)呈正比；與距離(d)呈反比。擴(kuò)散速率與溫度(T)呈正比。氣體的擴(kuò)散面積、距離和溫度目前十頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)肺換氣肺泡血液

O2CO2靜脈血

動脈血

特點(diǎn):迅速，不到0.3s即可達(dá)氣體交換平衡。目前十一頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)組織換氣組織細(xì)胞血液

O2CO2靜脈血

動脈血

目前十二頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)呼吸膜目前十三頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)呼吸膜的厚度

呼吸膜的面積通氣/血流比值（V/Q比值）

影響肺換氣的因素目前十四頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)通氣/血流比值（V/Q比值）通氣/血流比值：每分鐘肺泡通氣量(VA)與每分鐘肺血流量(Q)的比值。

正常值成人安靜時：4.2L/min5L/min目前十五頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)肺泡通氣量不變，肺血流量減少則:VA／Q＝＝1.684.22.5V/Q比值增大,意味著部分肺泡氣未能與血液充分交換,相當(dāng)于肺泡無效腔增大。4.2L/min2.5L/min目前十六頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)3L/min5L/min肺泡通氣量下降，而肺血流量不變,則:

V/Q比值減小,通氣不足,V血中的氣體不能充分更新,猶如發(fā)生了動-靜脈短路。目前十七頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)

支氣管痙攣

肺栓塞V/Q=0.84通氣血流匹配正常V/Q<0.84動-靜脈短路V/Q>0.84肺泡無效腔增加目前十八頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)氣體在血液中的運(yùn)輸目前十九頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)O2與CO2在血液中的運(yùn)輸形式物理溶解（前提）化學(xué)結(jié)合(主要)紅細(xì)胞血液肺泡組織

O2→→溶解O2→→結(jié)合O2

→→溶解O2→→O2CO2←←溶解CO2

←←結(jié)合CO2

←←溶解CO2

←←CO2目前二十頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)物理溶解：1.5%化學(xué)結(jié)合：98.5%O2與RBC內(nèi)的血紅蛋白（Hb）結(jié)合形成氧合血紅蛋白（HbO2）氧的運(yùn)輸目前二十一頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)血紅蛋白的分子結(jié)構(gòu)血紅蛋白=珠蛋白+亞鐵血紅素X4

氧與亞鐵結(jié)合目前二十二頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)⑴快速、可逆、不需酶催化、受氧分壓影響;⑵O2與Hb的結(jié)合是氧合不是氧化，F(xiàn)e2+與O2的結(jié)合后仍是亞鐵;⑶飽和現(xiàn)象：1分子Hb可結(jié)合4分子O2；⑷Hb與O2的結(jié)合或解離曲線呈“S”型。

Hb與O2結(jié)合的特征Hb+O2

HbO2肺PO2↑組織PO2↓目前二十三頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)血紅蛋白氧容量：

每升(L)血液中血紅蛋白所能負(fù)載的最大氧量。血紅蛋白氧含量：

每升(L)血液中血紅蛋白實(shí)際結(jié)合的氧量。

血紅蛋白氧飽和度：

血紅蛋白氧含量占血紅蛋白氧容量的百分?jǐn)?shù)。動脈血>95%，混合靜脈血75%血氧指標(biāo)目前二十四頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)

HbO2呈鮮紅色,Hb呈紫藍(lán)色；

當(dāng)體表毛細(xì)血管中去氧Hb含量≥5g/100ml時，皮膚、粘膜呈青紫，稱紫紺。紫紺可能提示有缺氧。注意：缺氧不一定紫紺

如：嚴(yán)重貧血，CO中毒

紫紺不一定缺氧如：高原性紅細(xì)胞增多癥目前二十五頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)氧解離曲線：指反映PO2與Hb氧飽和度關(guān)系的曲線。氧解離曲線目前二十六頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)氧離曲線上段PO260～100mmHg曲線較平坦反映Hb與O2的結(jié)合生理意義:P02在這一范圍內(nèi)變化對Hb飽和度影響不大。只要動脈血PO2不低于60mmHg，Hb氧飽和度便不會低于90%，組織就不會明顯缺氧。目前二十七頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)氧離曲線中段PO240-60mmHg曲線較陡反映HbO2釋放O2的部分生理意義：血液流經(jīng)組織時能夠釋放較多的氧，滿足安靜狀態(tài)下組織代謝需求。

安靜時，血液流經(jīng)組織時釋放出的氧僅占動脈血氧含量25%左右。目前二十八頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)氧離曲線下段PO2

15～40mmHg曲線最陡反映HbO2最易釋放O2的部分生理意義：代表血液釋放氧的貯備，保證代謝增強(qiáng)時組織得到更多的氧。代謝加強(qiáng)時，血液流經(jīng)組織時釋放出的氧可達(dá)動脈血氧含量75%。目前二十九頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)通常以P50作為Hb與O2親和力的指標(biāo)，P50是Hb氧飽和度達(dá)到50%時血液的P02,正常值是26.5mmHg，P50增大，表明Hb與O2親和力下降,曲線右移；P50減小，表明Hb與O2親和力增大，曲線左移。氧解離曲線移位目前三十頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)血液pH↓、PCO2↑→Hb與O2親和力↓→氧離曲線右移；相反時左移。

血液pH和PCO2對氧離曲線的影響，稱波爾效應(yīng)。

波爾效應(yīng)的意義：即有利于肺毛細(xì)血管血液氧的結(jié)合，也有利于組織處氧的釋放。影響氧解離曲線的因素目前三十一頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)

②溫度↑→Hb與O2親和力↓→氧離曲線右移；

反之，氧離曲線左移。目前三十二頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)

③2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)↑→Hb與O2親和力↓→氧離曲線右移；反之曲線左移。2,3-DPG是RBC無氧酵解的產(chǎn)物；慢性缺氧、貧血、高原低氧等情況，2,3-DPG↑；血庫長期保存的血液，糖酵解停止，2,3-DPG↓。目前三十三頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)生理意義：氧的解離要與組織細(xì)胞的新陳代謝過程相適應(yīng)。氧解離曲線及其變化的生理意義目前三十四頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)

（一）物理溶解：

5%（二）化學(xué)結(jié)合：

95%

CO2的運(yùn)輸碳酸氫鹽:88%氨基甲酸血紅蛋白:7%目前三十五頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)C02碳酸氫鹽形式的運(yùn)輸形式目前三十六頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)不需酶催化,受Hb含O2量影響.

組織

CO2

CO2+HbNH2

HbNHCOOH

HbNH2+

CO2CO2

紅細(xì)胞

肺泡

C02氨基甲酸血紅蛋白的運(yùn)輸形式目前三十七頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)二氧化碳的化學(xué)結(jié)合運(yùn)輸形式目前三十八頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)

O2及CO2的運(yùn)輸過程是相互影響的。CO2通過波爾效應(yīng)影響Hb與O2的結(jié)合和釋放，O2又通過霍爾登效應(yīng)影響Hb與CO2的結(jié)合和釋放。

PCO2升高促進(jìn)O2的釋放-----波爾效應(yīng)

PO2的升高促進(jìn)CO2的釋放----霍爾登效應(yīng)

目前三十九頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)呼吸運(yùn)動的調(diào)節(jié)目前四十頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)呼吸中樞:

指中樞內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動的神經(jīng)細(xì)胞群。

呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成目前四十一頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)腦橋延髓低位腦干橫斷實(shí)驗(yàn)?zāi)壳八氖揬總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)低位腦干(指腦橋和延髓)延髓有產(chǎn)生呼吸節(jié)律的基本中樞。腦橋上部有呼吸調(diào)整中樞。

高位腦(指大腦皮層、邊緣系統(tǒng)、下丘腦等)大腦皮層對呼吸的調(diào)節(jié)系統(tǒng)是隨意的調(diào)節(jié)系統(tǒng)。脊髓是聯(lián)系腦和呼吸肌的中繼站和整合某些呼吸反射的初級中樞。腦干圖目前四十三頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)呼吸節(jié)律的形成（了解）

目前四十四頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)呼吸運(yùn)動的反射性調(diào)節(jié)

化學(xué)感受性呼吸反射（重點(diǎn)）肺牽張反射呼吸肌本體感受性反射防御性呼吸反射

目前四十五頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)

化學(xué)感受性反射

化學(xué)感受器:★適宜刺激:A血或腦脊液中的CO2、O2和H+濃度的變化。

外周化學(xué)感受器

:頸動脈體和主動脈體中樞化學(xué)感受器

:延髓腹外側(cè)淺表部位目前四十六頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)

外周化學(xué)感受器頸A體

主A體

(+)(+)

PCO2↑PO2↓[H+]↑

（A血中）目前四十七頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)位于延髓腹外側(cè)淺表部

中樞化學(xué)感受器生理性刺激物：腦脊液和局部細(xì)胞外液中的H+目前四十八頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)

動脈血CO2通過血腦屏障進(jìn)入腦脊液，在碳酸酐酶作用下與H2O生成H2CO3，解離出H+，間接刺激中樞化學(xué)感受器興奮。

目前四十九頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)中樞化學(xué)感受器反應(yīng)特點(diǎn)：

1）對血液中CO2反應(yīng)慢

2）對血液[H+]反應(yīng)慢且弱

3）不感受血液中低O2刺激目前五十頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)

CO2、H+和O2對呼吸的調(diào)節(jié)目前五十一頁\總數(shù)五十五頁\編于二十點(diǎn)

②PCO2在一定范圍內(nèi)升高，呼吸加深加快，肺通氣量↑；

③吸入氣CO2超過7%時，肺通氣不能相應(yīng)增加，出現(xiàn)中樞抑制現(xiàn)象，稱CO2麻醉。

①一定水平的PCO2是維持呼吸中樞正常興奮性所必需的生理刺激物，過低可出現(xiàn)呼吸暫停；

CO2對呼