生理學第七章呼吸生理

呼吸過程示意圖肺通氣肺換氣氣體在血液中運輸細胞呼吸當前第1頁\共有68頁\編于星期四\4點當前第2頁\共有68頁\編于星期四\4點肺內(nèi)支氣管樹呼吸部：呼吸系統(tǒng)概貌當前第3頁\共有68頁\編于星期四\4點當前第4頁\共有68頁\編于星期四\4點第二節(jié)肺通氣一、肺通氣的原理（一）肺通氣的動力直接動力：肺內(nèi)壓和大氣壓之間的壓力差吸氣肺內(nèi)壓高于大氣壓呼氣肺內(nèi)壓低于大氣壓原動力：呼吸運動當前第5頁\共有68頁\編于星期四\4點呼吸運動（respiratorymovement）吸氣肌：隔肌、肋間外肌呼氣?。豪唛g內(nèi)肌、腹肌輔助吸氣肌群：斜角肌、胸鎖乳突肌等1）吸氣2)呼氣（1）呼吸運動過程概念：呼吸肌收縮舒張引起的胸廓擴大和縮小。當前第6頁\共有68頁\編于星期四\4點呼吸肌斜角肌胸鎖乳突肌肋間外肌膈肌肋間內(nèi)肌腹部肌群吸氣肌呼氣肌當前第7頁\共有68頁\編于星期四\4點肋間外肌肋間內(nèi)肌當前第8頁\共有68頁\編于星期四\4點呼吸運動引起的胸廓容積變化

當前第9頁\共有68頁\編于星期四\4點（2）呼吸運動形式平靜呼吸吸氣主動、呼氣被動用力呼吸吸氣主動、呼氣主動胸式呼吸肋間外肌活動為主腹式呼吸膈肌活動為主成人：胸式和腹式混合式呼吸嬰幼兒：腹式呼吸為主妊娠后期：胸式呼吸為主當前第10頁\共有68頁\編于星期四\4點2.肺內(nèi)壓:指肺泡內(nèi)的壓力。（1）呼吸過程中肺內(nèi)壓的變化肺內(nèi)壓吸氣初：<大氣壓末：=大氣壓呼氣初：>大氣壓末：=大氣壓在呼吸運動過程中正是由于肺內(nèi)壓的周期性交替升降，造成肺內(nèi)壓和大氣壓之間的壓力差，由該壓力差推動氣體進出呼吸道。當前第11頁\共有68頁\編于星期四\4點呼吸過程中肺內(nèi)壓、胸內(nèi)壓及呼吸氣容積的變化過程

當前第12頁\共有68頁\編于星期四\4點（2）人工呼吸的原理定義：人為地造成肺內(nèi)壓和大氣之間的壓力差來維持肺通氣。人工呼吸機口對口的人工呼吸法有節(jié)律性地擠壓胸廓的負壓通氣方法：前提：呼吸道通暢當前第13頁\共有68頁\編于星期四\4點當前第14頁\共有68頁\編于星期四\4點（2）胸膜腔內(nèi)壓及其測定：胸膜腔內(nèi)壓：負壓胸膜腔內(nèi)壓測定直接法間接法（3）胸膜腔負壓的形成：生長速度：胸廓>肺隨呼吸運動而變化平靜吸氣末：平靜呼氣末：﹣10～﹣5mmHg﹣5～﹣3mmHg肺的彈性回縮力的方向向內(nèi)胸廓的彈性回縮力的方向向外當前第15頁\共有68頁\編于星期四\4點當前第16頁\共有68頁\編于星期四\4點胸內(nèi)壓<大氣壓胸內(nèi)負壓胸膜腔（2）胸膜腔內(nèi)壓及其測定：當前第17頁\共有68頁\編于星期四\4點（4）胸膜腔負壓的生理意義①維持肺泡擴張狀態(tài)，并隨胸廓的運動而張縮，保證肺通氣和肺換氣。②降低中心靜脈壓，促進胸腔淋巴液和靜脈血回流。當前第18頁\共有68頁\編于星期四\4點（二）肺通氣的阻力1．彈性阻力概念：彈性組織受外力作用發(fā)生變形時所產(chǎn)生的對抗變形的力。度量指標：順應性順應性：指在外力作用下彈性組織的可擴張性。順應性彈性阻力彈性阻力：非彈性阻力：胸廓和肺的彈性阻力。70%氣道阻力、慣性阻力及組織粘滯阻力等。30%當前第19頁\共有68頁\編于星期四\4點（1）肺的彈性阻力與順應性：肺組織：彈性纖維和膠原纖維的彈性回縮力1/3肺泡內(nèi)：液―氣界面所產(chǎn)生的表面張力2/3肺順應性：單位壓力變化所引起的肺的容積變化（L/cmH2O

），表示外力作用下肺彈性組織的可擴張性。肺的順應性（C肺）=容積變化（ΔV）跨肺壓力變化（Δр）彈性阻力=順應性1正常成人肺的靜態(tài)順應性約為0.2L／cmH2O當前第20頁\共有68頁\編于星期四\4點（2）肺泡表面張力與肺表面活性物質(zhì)比順應性=測得的肺順應性(L/cmH2O)／肺總量(L)。比順應性：單位肺容量下的順應性。意義：可用比順應性來比較具有不同肺總量的個體的肺順應性。肺泡表面張力：肺泡內(nèi)壁的表層覆蓋一薄層液體，它與肺泡內(nèi)氣體間形成球形液﹣氣界面，其表面張力的方向是指向球心。當前第21頁\共有68頁\編于星期四\4點根據(jù)Laplace定律：P=2T／r（式中P是肺泡內(nèi)的壓力，T是肺泡表面張力，r是肺泡半徑）圖7-11相連通的大小不同的液泡內(nèi)壓及氣流方向示意圖肺泡失去穩(wěn)定性。肺泡吸氣時傾向于膨脹破裂；呼氣時傾向于萎陷。引發(fā)肺水腫。實際上由于肺表面活性物質(zhì)的存在，這些情況并不會發(fā)生。當前第22頁\共有68頁\編于星期四\4點表面張力當前第23頁\共有68頁\編于星期四\4點肺表面活性物質(zhì)：降低彈性阻力維持大小肺泡的穩(wěn)定性防止肺水腫（3）胸廓的彈性阻力和順應性重要的生理意義由肺泡Ⅱ型細胞分泌,能夠降低肺泡表面張力的作用。肺容量=肺總量的67%彈性阻力為零肺容量<肺總量的67%其彈性阻力向外,是吸氣的動力，呼氣的阻力肺容量>肺總量的67%其彈性阻力向內(nèi)，成為吸氣的阻力，呼氣的動力。胸廓的順應性(Cchw)＝胸廓容積變化(ΔV)/跨壁壓力變化(ΔP)正常人胸廓順應性也是0.2L/cmH2O。二軟脂酰卵磷脂當前第24頁\共有68頁\編于星期四\4點呼吸膜、肺泡表面張力與肺表面活性物質(zhì)當前第25頁\共有68頁\編于星期四\4點肺泡上皮C：Ⅰ型二軟脂酰卵磷脂肺泡氣液交界面的表面張力肺泡上皮C組織間隙毛細血管內(nèi)皮C肺泡上皮基膜含表面活性物質(zhì)的液體層（分泌C）1μmⅡ型呼吸膜：毛細血管肌膜當前第26頁\共有68頁\編于星期四\4點2.非彈性阻力

定義：在氣體流動時產(chǎn)生的，并隨流速加快而增加，故為動態(tài)阻力。包括慣性阻力、粘滯阻力和氣道阻力。

（1）氣道阻力定義：由氣體流經(jīng)呼吸道時，氣體分子間及氣體分子與呼吸道壁之間的摩擦所產(chǎn)生阻力。分布：鼻、聲門、直徑2mm以上細支氣管、氣管等部位。當前第27頁\共有68頁\編于星期四\4點（2）影響氣道阻力的因素氣流速度氣流形式管徑大?。ê粑约氈夤埽獾赖目绫趬悍螌嵸|(zhì)對氣道壁的外向放射狀牽引作用神經(jīng)系統(tǒng)對氣道管壁平滑肌舒縮活動的調(diào)節(jié)化學因素阻力層流阻力湍流阻力當前第28頁\共有68頁\編于星期四\4點二、肺通氣功能的評價

（一）肺容積：是指肺內(nèi)氣體的容積1.潮氣量：每次吸入或呼出的氣量。2.補吸氣量：平靜吸氣末，再盡力吸入的氣量。正常成人：400~500ml正常成人：1500~1800ml3.補呼氣量：平靜呼氣末，再用力呼出的氣量。正常成人：1000~1500ml4.殘氣量：用全力呼氣后，肺內(nèi)所留的氣體量。（余氣量）正常成人：1000~1500ml（吸氣儲備量）（呼氣儲備量）

當前第29頁\共有68頁\編于星期四\4點肺容積和肺容量示意圖當前第30頁\共有68頁\編于星期四\4點1.深吸氣量（inspiratorycapacity）：1+22.功能殘氣量（functionalresidualcapacity）：3+43.肺活量：盡力吸氣后，從肺內(nèi)所能呼出的最大氣量（vitalcapacity）。

4.用力呼氣量：指盡力最大吸氣后再盡力盡快呼氣時，在一定時間內(nèi)所能呼出的氣量。常用：1秒用力呼氣量（FEV1）

5.肺總量：1+2+3+4（二）肺容量：是肺容積中兩項或兩項以上的聯(lián)合氣量。當前第31頁\共有68頁\編于星期四\4點1．每分通氣量：潮氣量×頻率2．最大隨意通氣量（自學）3．無效腔和肺泡通氣量（三）肺通氣量和肺泡通氣量每分肺泡通氣量=（潮氣量-解剖無效腔容量）×呼吸頻率

肺泡無效腔無效腔：解剖無效腔生理無效腔當前第32頁\共有68頁\編于星期四\4點不同呼吸頻率和潮氣量時肺通氣量和肺泡通氣量

呼吸頻率（次/分鐘）潮氣量（ml）肺通氣量（ml/min）肺泡通氣量（ml/min）165008000560081000800068003225080003200深而慢的呼吸比淺而慢的呼吸效率高。

當前第33頁\共有68頁\編于星期四\4點第三節(jié)肺換氣和組織換氣一、肺換氣和組織換氣的基本原理（一）氣體的擴散肺換氣：肺泡血液組織換氣：血液組織動力：氣體的分壓差方式：擴散當前第34頁\共有68頁\編于星期四\4點當前第35頁\共有68頁\編于星期四\4點3.擴散面積和距離與擴散面積成正比，與擴散距離成反比4.溫度：正比當前第36頁\共有68頁\編于星期四\4點二、肺換氣（一）肺換氣過程當前第37頁\共有68頁\編于星期四\4點（二）影響肺換氣的因素1.呼吸膜的厚度

厚度2.呼吸膜的面積擴散速率擴散量面積擴散速率擴散量3.通氣血流比值=每分肺泡通氣量（VA）每分肺血流量（Q）=0.84呼吸膜結(jié)構(gòu)示意圖

當前第38頁\共有68頁\編于星期四\4點通氣/血流比值可能出現(xiàn)的三種情況

VA/

Q肺泡無效腔肺泡氣更新率VA/

Q功能性動-靜脈短路血中PO2PCO2當前第39頁\共有68頁\編于星期四\4點通氣/血流比值可能出現(xiàn)的三種情況

當前第40頁\共有68頁\編于星期四\4點（三）肺擴散容量（自學）三、組織換氣當前第41頁\共有68頁\編于星期四\4點當前第42頁\共有68頁\編于星期四\4點第四節(jié)氣體在血液中的運輸運輸形式：物理溶解：量少，是化學結(jié)合的前提化學結(jié)合：量多，以物理溶解為前提（O2和CO2）

O2和CO2擴散入血：

溶解于血液使氣體分壓升高化學結(jié)合O2和CO2從血中釋出：

化學結(jié)合的再分離出來以補充失去的溶解氣體溶解的先逸出使氣體分壓下降當前第43頁\共有68頁\編于星期四\4點一、氧的運輸（一）氧在血液中存在的形式血液中O2和CO2的含量（ml/100ml血液）動脈血混合靜脈血物理溶解化學結(jié)合總量物理溶解化學結(jié)合總量O20.3120.020.3170.1115.215.31CO22.5346.448.932.9150.052.91以Hb為主要運輸工具當前第44頁\共有68頁\編于星期四\4點1．Hb分子的結(jié)構(gòu)當前第45頁\共有68頁\編于星期四\4點Hb+O2

HbO2PO2高PO2低當前第46頁\共有68頁\編于星期四\4點2．Hb與O2結(jié)合的特征（1）反應快，可逆，不需酶，反應方向取決于PO2高低（2）Fe2+與O2結(jié)合后仍是二價鐵（3）1分子Hb可以結(jié)合4分子O2氧容量：100ml血液中Hb所能結(jié)合的最大O2量氧含量：100ml血液中Hb實際結(jié)合的O2量氧飽和度：血氧含量PO2血氧容量×100%Hb量（4）Hb的變構(gòu)效應：緊密型（T型）：去氧Hb疏松型（R型）：氧合Hb當前第47頁\共有68頁\編于星期四\4點氧解離曲線當前第48頁\共有68頁\編于星期四\4點二、CO2的運輸2.化學結(jié)合：1.物理溶解：5%（1）碳酸氫鹽形式：88%血漿CO2CO2H2OCAH2CO3H+HCO3-Na+HCO3-NaHCO3Cl

-可逆的紅細胞（一）CO2的運輸形式當前第49頁\共有68頁\編于星期四\4點（2）氨基甲酸血紅蛋白形式：7%HbNH2+CO2HbNHCOOH氧合作用HbNHCOO-H+調(diào)節(jié)因素：在組織在肺HbO2的酸性高，不易與CO2結(jié)合還原Hb的酸性低，容易與CO2結(jié)合當前第50頁\共有68頁\編于星期四\4點（二）CO2解離曲線表示血液中CO2含量與PCO2關(guān)系的曲線。血液CO2含量隨PCO2上升而增加。與氧解離曲線不同，二者之間接近線性關(guān)系而不是S形曲線，而且沒有飽和點。因此，CO2解離曲線的縱坐標不用飽和度而用濃度表示。血液流經(jīng)肺時每100ml血液釋出4ml的CO2。當前第51頁\共有68頁\編于星期四\4點CO2解離曲線當前第52頁\共有68頁\編于星期四\4點（三）O2與Hb的結(jié)合對CO2運輸?shù)挠绊慜2與Hb結(jié)合將促使CO2釋放，這一效應稱為何爾登效應。可見O2和CO2的運輸相互影響。CO2通過波爾效應影響O2的結(jié)合和釋放。O2又通過何爾登效應影響CO2的結(jié)合和釋放。當前第53頁\共有68頁\編于星期四\4點第五節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)

脊髓低位腦干高位腦一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成基本中樞：延髓當前第54頁\共有68頁\編于星期四\4點呼吸中樞示意圖腦橋延髓當前第55頁\共有68頁\編于星期四\4點二、呼吸的調(diào)節(jié)（一）化學感受性反射對呼吸運動的調(diào)節(jié)1.化學感受器：適宜刺激為O2、CO2和H+等。外周化學感受器：頸動脈體和主動脈體中樞化學感受器：延髓腹外側(cè)淺表部當前第56頁\共有68頁\編于星期四\4點區(qū)別外周化學感受器中樞化學感受器部位頸動脈體和主動脈體延髓腹外側(cè)淺表部適宜刺激動脈血中PO2、PCO2和pH變化1.頸動脈體>主動脈體2.三種刺激可協(xié)同作用腦脊液和局部細胞外液中H+濃度1.不感受缺氧的刺激2.對CO2的敏感性高于外周，但反應潛伏期長3.動脈血pH變化的作用小而緩慢主要作用機體缺氧時維持對呼吸的驅(qū)動調(diào)節(jié)腦脊液中[H+]→維持穩(wěn)定的pH環(huán)境當前第57頁\共有68頁\編于星期四\4點2.CO2、H+和O2對呼吸的調(diào)節(jié)A、一定范圍內(nèi)動脈血中的PCO2對維持呼吸和呼吸中樞的興奮性是必要的。B、吸入氣中CO2適當閾值：動脈血PCO2

≥40mmHgPCO2適當呼吸加深加快過量（吸入氣中CO2濃度超過7%）呼吸中樞呼吸（-）（-）（1）動脈血液中

CO2分壓對呼吸的調(diào)節(jié)過量呼吸中樞CO2麻醉（-）（吸入氣中CO2濃度超過15%）當前第58頁\共有68頁\編于星期四\4點動脈血中單純PCO2、PO2、pH變化時的肺泡通氣反應

當前第59頁\共有68頁\編于星期四\4點兩條途徑：頸A體主A體化學感受器竇N迷走N延髓呼吸加深加快PCO2腦脊液中H2CO3H+中樞化學感受器舌咽N傳出NPCO2H2OCAHCO3-延髓（動脈血）（+）呼吸中樞（+）（+）透過血-腦屏障外周途徑中樞途徑（主要）當前第60頁\共有68頁\編于星期四\4點（2）動脈血液中[H+]對呼吸的調(diào)節(jié)外周化學感受器呼吸加快加深（+）動脈血[H+]（3）動脈血液中O2分壓對呼吸的調(diào)節(jié)吸入氣中O2含量10%