呼吸生理課件

呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能1呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能1肺呼吸氣體在血液中的運輸細(xì)胞呼吸肺通氣：肺泡外界大氣肺換氣：肺泡肺毛細(xì)血管血液組織換氣：內(nèi)環(huán)境細(xì)胞（外呼吸）（內(nèi)呼吸）細(xì)胞內(nèi)的有氧代謝生化范疇呼吸：機體與外界環(huán)境的氣體交換過程。呼吸過程的三個環(huán)節(jié)：2肺呼吸氣體在血液中的運輸細(xì)胞呼吸肺通氣：肺泡呼吸過程示意圖肺通氣肺換氣氣體在血液中運輸細(xì)胞呼吸3呼吸過程示意圖肺通氣肺換氣氣體在血液中運輸細(xì)胞呼吸3第一節(jié)呼吸系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)呼吸道鼻咽喉氣管支氣管肺

支氣管樹導(dǎo)管部：呼吸部：細(xì)支氣管肺泡4第一節(jié)呼吸系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)呼吸道鼻咽喉氣管支氣管肺肺內(nèi)支氣管樹呼吸部：呼吸系統(tǒng)概貌5肺內(nèi)支氣管樹呼吸部：呼吸系統(tǒng)概貌566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7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：呼吸運動（respiratorymovement）吸氣?。焊艏　⒗唛g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。8呼吸運動（respiratorymovement）吸氣?。汉粑⌒苯羌⌒劓i乳突肌肋間外肌膈肌肋間內(nèi)肌腹部肌群吸氣肌呼氣肌9呼吸肌斜角肌胸鎖乳突肌肋間外肌膈肌肋間內(nèi)肌吸氣肌呼氣肌9肋間外肌肋間內(nèi)肌10肋間外肌肋間內(nèi)肌10呼吸運動引起的胸廓容積變化

11呼吸運動引起的胸廓容積變化11（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12（2）呼吸運動形式平靜呼吸吸氣主動、呼氣被動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132.肺內(nèi)壓:指肺泡內(nèi)的壓力。（1）呼吸過程中肺內(nèi)壓的呼吸過程中肺內(nèi)壓、胸內(nèi)壓及呼吸氣容積的變化過程

14呼吸過程中肺內(nèi)壓、胸內(nèi)壓及呼吸氣容積的變化過程14（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(fù)壓通氣方法：前提：呼吸道通暢15（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胸膜臟、壁兩層在肺根處互相反折移行，在兩肺周圍分別形成兩個互不相通、完全封閉的腔。（1）胸膜腔特點：潛在腔隙少量漿液潤滑作用漿液分子的內(nèi)聚力兩層胸膜貼附3.胸膜腔內(nèi)壓胸膜腔：16胸膜臟、壁兩層在肺根處互相反折移行，在兩肺周圍分氣胸：胸膜破裂，胸膜腔與大氣相通，空氣將立即進入胸膜腔內(nèi)，形成氣胸。17氣胸：胸膜破裂，胸膜腔與大氣相通，空氣將立即進入胸膜腔內(nèi)，胸內(nèi)壓<大氣壓胸內(nèi)負(fù)壓胸膜腔（2）胸膜腔內(nèi)壓及其測定：18胸內(nèi)壓<大氣壓胸內(nèi)負(fù)壓胸膜腔（2）胸膜腔內(nèi)壓及其測定：1（3）胸膜腔負(fù)壓的形成：生長速度：胸廓>肺（4）胸膜腔負(fù)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。19（3）胸膜腔負(fù)壓的形成：生長速度：胸廓>肺（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(biāo)：順應(yīng)性順應(yīng)性：指在外力作用下彈性組織的可擴張性。順應(yīng)性彈性阻力20（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（1）肺的彈性阻力與順應(yīng)性：肺組織：彈性纖維和膠原纖維的彈性回縮力肺泡內(nèi)：液-氣界面所產(chǎn)生的表面張力（2）肺泡表面張力與肺表面活性物質(zhì)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(yīng)性21（1）肺的彈性阻力與順應(yīng)性：表面張力22表面張力22呼吸膜、肺泡表面張力與肺表面活性物質(zhì)23呼吸膜、肺泡表面張力與肺表面活性物質(zhì)23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(xì)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(xì)血管肌膜24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(xì)支氣管、氣管等部位。252.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，（2）影響氣道阻力的因素氣流速度氣流形式管徑大?。ê粑约?xì)支氣管）氣道的跨壁壓肺實質(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(xué)因素阻力層流阻力湍流阻力26（2）影響氣道阻力的因素氣流速度氣道的跨壁壓阻力層流阻力湍流二、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）

27二、肺通氣功能的評價1.潮氣量：每次吸入或呼出的氣量肺容積和肺容量示意圖28肺容積和肺容量示意圖281.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。291.深吸氣量（inspiratorycapacity）：1．每分通氣量：潮氣量×頻率2．最大隨意通氣量（自學(xué)）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301．每分通氣量：潮氣量×頻率（三）肺通氣量和肺泡通氣量每分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快的呼吸效率高。

31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潮氣第三節(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32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肺換（二）氣體擴散速率及影響因素S√MWd=1.氣體的分壓差：正比2.氣體的分子量和溶解度

S（溶解度）MWd（擴散速率）O2： 2.14ml/L32 3.78CO2:51.5ml/L 44 77.64dCO2＝20dO2

CO2的擴散速率大于O233（二）氣體擴散速率及影響因素S√MWd=1.氣體的分壓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343.擴散面積和距離34二、肺換氣（一）肺換氣過程35二、肺換氣（一）肺換氣過程35（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

36（二）影響肺換氣的因素厚度2.呼吸膜的面積擴散速率擴散量面通氣/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PO2PCO237通氣/血流比值可能出現(xiàn)的三種情況VA/Q肺泡無效腔肺泡通氣/血流比值可能出現(xiàn)的三種情況

38通氣/血流比值可能出現(xiàn)的三種情況38（三）肺擴散容量（自學(xué)）三、組織換氣39（三）肺擴散容量（自學(xué)）三、組織換氣394040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(xué)結(jié)合的前提化學(xué)結(jié)合：量多，以物理溶解為前提O2、CO2→溶解→化學(xué)結(jié)合→溶解41第四節(jié)氣體在血液中的運輸運輸形式：物理溶解：量少，是一、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(xué)結(jié)合總量物理溶解化學(xué)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42一、氧的運輸血液中O2和CO2的含量（ml/100ml血1．Hb分子的結(jié)構(gòu)431．Hb分子的結(jié)構(gòu)43Hb+O2

HbO2PO2高PO2低44Hb+O2HbO2PO2高PO2低442．Hb與O2結(jié)合的特征（1）反應(yīng)快，可逆，不需酶，反應(yīng)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(yīng)：緊密型（T型）：去氧Hb疏松型（R型）：氧合Hb452．Hb與O2結(jié)合的特征（1）反應(yīng)快，可逆，不需酶，反應(yīng)方向氧解離曲線46氧解離曲線46二、CO2的運輸2.化學(xué)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(xì)胞（一）CO2的運輸形式47二、CO2的運輸2.化學(xué)結(jié)合：1.物理溶解：5%（1）碳（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48（2）氨基甲酸血紅蛋白形式：7%HbNH2+CO2HbN（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(biāo)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。49（二）CO2解離曲線表示血液中CO2含量與PCO2關(guān)系的CO2解離曲線50CO2解離曲線50（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(yīng)稱為何爾登效應(yīng)。可見O2和CO2的運輸相互影響。CO2通過波爾效應(yīng)影響O2的結(jié)合和釋放。O2又通過何爾登效應(yīng)影響CO2的結(jié)合和釋放。51（三）O2與Hb的結(jié)合對CO2運輸?shù)挠绊慜2與Hb結(jié)合將促使第五節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)

脊髓腦橋高位腦一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成基本中樞：延髓52第五節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)脊髓一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成呼吸中樞示意圖腦橋延髓53呼吸中樞示意圖腦橋延髓53二、呼吸的調(diào)節(jié)——神經(jīng)調(diào)節(jié)為主（一）化學(xué)感受性反射對呼吸運動的調(diào)節(jié)1.化學(xué)感受器：適宜刺激為O2、CO2和H+等化學(xué)物質(zhì)。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)淺表部反射弧54二、呼吸的調(diào)節(jié)——神經(jīng)調(diào)節(jié)為主（一）化學(xué)感受性反射對呼吸運動外周化學(xué)感受器中樞化學(xué)感受器55外周化學(xué)感受器中樞化學(xué)感受器55區(qū)別外周化學(xué)感受器中樞化學(xué)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(xì)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(yīng)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56區(qū)別外周化學(xué)感受器中樞化學(xué)感受器部位頸動脈體和主動脈體延髓腹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(dāng)閾值：動脈血PCO2

≥40mmHgPCO2適當(dāng)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%）572.CO2、H+和O2對呼吸的調(diào)節(jié)A、一定范圍內(nèi)動脈血中動脈血中單純PCO2、PO2、pH變化時的肺泡通氣反應(yīng)

58動脈血中單純PCO2、PO2、pH變化時的肺泡通氣反應(yīng)58兩條途徑：頸A體主A體化學(xué)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(xué)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）血腦屏障通透性59兩條途徑：頸A體主A體化學(xué)感受器竇N迷走N延髓呼吸加深加快P（2）動脈血液中[H+]對呼吸的調(diào)節(jié)外周化學(xué)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%動脈血PO2<8kPa低氧或缺氧外周化學(xué)感受器呼吸加快加深呼吸中樞（+）60（2）動脈血液中[H+]對呼吸的調(diào)節(jié)外周化學(xué)感受器呼吸加快3．CO2、H+和O2在調(diào)節(jié)呼吸中的相互作用①PCO2[H+]增強CO2的作用[H+