生理學(xué)-第5章呼吸

第五章呼吸(Respiration)＃呼吸(respiration)：指機(jī)體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程氣體在血液中的運(yùn)輸呼吸包括三個(gè)基本過程外呼吸☆：肺通氣肺換氣內(nèi)呼吸：組織換氣細(xì)胞呼吸一、呼吸道上呼吸道——鼻、咽、喉、氣管上部下呼吸道——?dú)夤芟虏考捌浞蝺?nèi)分支（0～23級(jí)）第一節(jié)肺通氣Ⅰ型細(xì)胞：構(gòu)成肺泡壁的主要部分Ⅱ型細(xì)胞：分泌肺泡表面活性物質(zhì)(pulmonarysurfactant)三、胸廓（thorax）胸廓：由脊柱、肋骨、胸骨、呼吸肌構(gòu)成呼吸?。何鼩饧。ɡ唛g外肌、膈肌）呼氣?。ɡ唛g內(nèi)肌、腹壁?。?/p>

輔助吸氣肌（斜角肌、胸鎖乳突肌等）

——直接動(dòng)力：肺內(nèi)壓與外界大氣的壓力差（一）肺通氣的動(dòng)力——原動(dòng)力：呼吸運(yùn)動(dòng)（是肺內(nèi)外壓力差形成的原因☆）☆

＃肺通氣（pulmonaryventilation）：指肺與外界環(huán)境之間的氣體交換過程，即氣體進(jìn)出肺的過程?！啬で唬菏切乩獢U(kuò)張牽引肺擴(kuò)張的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)——肺通氣動(dòng)力必須克服肺通氣阻力，才能實(shí)現(xiàn)肺通氣。一、肺通氣的原理1.呼吸運(yùn)動(dòng)（respiratorymovement）——指由呼吸肌收縮與舒張引起的胸廓的擴(kuò)大與縮小膈肌收縮時(shí)肋間外肌收縮時(shí)吸氣(inspiration)運(yùn)動(dòng)

膈肌收縮

↓胸腔上下徑↑

↓胸腔容積擴(kuò)大↓肺擴(kuò)張↓肺內(nèi)壓降低↓氣體進(jìn)入肺

肋間外肌收縮

↓胸腔前后左右徑↑

↓呼氣(expiration)運(yùn)動(dòng)

肋間內(nèi)肌收縮

↓肋骨前端和胸骨下移，各肋內(nèi)旋

↓胸腔容積↓↓肺彈性回縮↓肺內(nèi)壓升高↓氣體呼出肺

腹壁肌收縮

↓腹腔臟器推動(dòng)膈上移，向下牽拉胸廓

↓——用力呼氣有呼氣肌收縮參與——平靜呼氣由吸氣肌舒張引起⑴平靜呼吸和用力呼吸——特點(diǎn)：吸氣是主動(dòng)的，呼氣是被動(dòng)的（呼氣肌不參與收縮☆）

平靜呼吸（quietrespiration）：指安靜狀態(tài)下平穩(wěn)而均勻的自然呼吸。

用力呼吸（forcedbreathing）：機(jī)體活動(dòng)時(shí)，呼吸加強(qiáng)，又稱深呼吸（deepbreathing）——特點(diǎn)：吸氣和呼氣都是主動(dòng)的（吸氣時(shí)，輔助吸氣肌也參與收縮☆）呼吸形式

腹式呼吸（abdominalbreathing）：指以膈肌舒縮為主的呼吸運(yùn)動(dòng)，腹部起伏明顯。

胸式呼吸（thoracicbreathing）：指以肋間外肌舒縮為主的呼吸運(yùn)動(dòng)，胸部起伏明顯⑵腹式呼吸和胸式呼吸概念：指肺泡內(nèi)的壓力。2.肺內(nèi)壓(intrapulmonarypressure)——肺擴(kuò)張→肺內(nèi)壓↓

(<大氣壓）→吸氣——肺縮小→肺內(nèi)壓↑

(>大氣壓)→呼氣——呼吸道通暢、呼吸暫停時(shí)，肺內(nèi)壓=外界大氣壓——肺內(nèi)壓變化幅度，取決于呼吸的深淺、快慢和呼吸道通暢程度。3.胸膜腔內(nèi)壓——平靜吸氣末-5~-10mmHg——平靜呼氣末-3~-5mmHg——用力呼氣末-1mmHg胸膜腔：是密閉的，其中只有少量漿液，沒有氣體＃胸膜腔內(nèi)壓：簡(jiǎn)稱胸內(nèi)壓，通常低于外界大氣壓，為負(fù)壓(胸膜腔的密閉是維持胸內(nèi)負(fù)壓的條件☆)胸內(nèi)負(fù)壓的意義:WD①維持肺擴(kuò)張狀態(tài)，并使肺能隨胸廓擴(kuò)張而擴(kuò)張；②促進(jìn)靜脈血和淋巴液的回流。

胸膜腔內(nèi)壓=肺內(nèi)壓－肺回縮力在吸氣末或呼氣末：肺內(nèi)壓=大氣壓☆胸膜腔內(nèi)壓=大氣壓－肺回縮力☆

=－肺回縮力(以大氣壓為0)

肺內(nèi)壓肺回縮力胸內(nèi)負(fù)壓的形成：由肺的彈性回縮力造成。

WD（二）肺通氣的阻力1.彈性阻力與順應(yīng)性＃順應(yīng)性(compliance，C):

指在外力作用下，彈性組織的可擴(kuò)張性彈性阻力（elasticresistance，R）:

指彈性組織受到外力作用時(shí)產(chǎn)生的對(duì)抗變形的力，即彈性回位力。C

=1R=△V△P(L/cmH2O)——肺和胸廓的彈性阻力（占70%），非彈性阻力（占30%）肺彈性阻力——方向向內(nèi)，是吸氣阻力、呼氣動(dòng)力

肺彈性阻力與順應(yīng)性肺順應(yīng)性（lungcompliance，

CL

）：(健康成人0.2L/cmH2O)肺容量變化(△V)跨肺壓變化(△P)CL=——肺纖維化時(shí)，肺順應(yīng)性↓→吸氣困難——肺氣腫時(shí)，肺順應(yīng)性↑☆→呼氣困難——以單位肺容積計(jì)算的肺順應(yīng)性，稱比順應(yīng)性（specificcompliance）?！雾槕?yīng)性受肺總量的影響：肺總量大時(shí)，順應(yīng)性較大；反之，則較小。比順應(yīng)性=測(cè)得的肺順應(yīng)性(L/cmH2O)/肺總量(L)肺彈性阻力來源：②肺泡內(nèi)液-氣界面的表面張力(使肺泡縮小的力)

，占2/3①肺內(nèi)彈性組織(彈力和膠原纖維)的彈性回縮力，占1/3肺泡回縮壓力(P)=2T(表面張力)r(肺泡半徑)根據(jù)Laplace定律:＃肺泡表面活性物質(zhì)(pulmonarysurfactant)：——作用：降低表面張力，意義：①減小吸氣阻力，使吸氣更省力；②防止肺泡過度回縮和過度膨脹；③減少肺組織液生成，防止發(fā)生肺水腫?！怯煞闻茛蛐图?xì)胞分泌的脂蛋白混合物，主要成分是二棕櫚酰卵磷脂。WD2.胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性（與肺不同，胸廓是雙向彈性體）胸廓﹥自然位置——方向向內(nèi)（吸氣阻力，呼氣動(dòng)力）胸廓﹤自然位置——方向向外（呼氣阻力，吸氣動(dòng)力）胸廓彈性阻力及方向：(正常0.2L/cmH2O)胸廓順應(yīng)性胸腔容積變化(△V)跨壁壓變化(△P)

=胸廓=自然位置(肺容量=肺總量的67%)——無彈性阻力慣性阻力（可忽略不計(jì)）2.非彈性阻力粘滯阻力氣道阻力(占80%～90％)氣流速度——快時(shí)大，慢時(shí)小氣流形式——湍流大，層流小氣道口徑——R∝1/r4鼻——50％聲門——25％氣管和支氣管——15％細(xì)支氣管(口徑﹤2mm)——10％影響氣道阻的因素氣道阻力的分布＃潮氣量(tidalvolume,TV)：指平靜呼吸時(shí)，每次吸入或呼出肺的氣量。（400~600ml，平均500ml）補(bǔ)吸氣量(inspiratoryreservevolume,IRV)補(bǔ)呼氣量(expiratoryreservevolume,ERV)殘氣量(residualvolume,RV):

最大呼氣后肺內(nèi)仍殘留的氣量二、肺通氣能力評(píng)價(jià)(一)肺容積——肺總量由四個(gè)基本肺容積組成＃功能余氣量：平靜呼氣末肺內(nèi)仍余留的氣量(=補(bǔ)呼+余氣量)深吸氣量：=潮氣量+補(bǔ)吸氣量＃肺活量(vitalcapacity)：最大吸氣后，所能呼出的最大氣量

(=潮+補(bǔ)吸+補(bǔ)呼或=肺總量-余氣量☆）

——平均男3500ml女2500ml肺容量——基本肺容積中兩項(xiàng)或以上的聯(lián)合氣量——正常值：1s末83%，2s末96%，3s末99%＃用力呼氣量（時(shí)間肺活量）：最大吸氣后盡力盡快呼氣，在一定時(shí)間內(nèi)所能呼出的氣量。通常以所占用力肺活量的百分?jǐn)?shù)表示。（是一個(gè)較好的指標(biāo)☆）

肺通氣量每分通氣量:每分鐘吸入或呼出肺的氣體量（=潮氣量×呼吸頻率）＃肺泡通氣量：指每分鐘吸入肺泡內(nèi)的新鮮空氣量（=潮氣量-無效腔)×呼吸頻率☆＃解剖無效腔(anatomicaldeadspace):從鼻至終末細(xì)支氣管的呼吸道，無換氣功能（正常人約150ml）。

潮氣量無效腔呼吸頻率每分通氣量肺泡通氣量

(ml)(ml)(次/min)(ml/min)(ml/min)平和呼吸5001501260004200深慢呼吸1000150660005100淺塊呼吸2501502460002400相對(duì)而言，深而慢的呼吸比淺而快的呼吸對(duì)肺換氣更有利肺泡無效腔:

未發(fā)生氣體交換的肺泡容量——原理：順氣體分壓差、以擴(kuò)散的形式進(jìn)行第二節(jié)呼吸氣體的交換——包括：肺換氣和組織換氣(mmHg)空氣吸入氣肺泡氣動(dòng)脈血靜脈血組織液

PO21591491031004030PCO2

0.30.3404046

50

☆人在海平面時(shí)各部位氣體的分壓二、肺換氣(一)肺換氣過程——肺泡氣PO2(103)﹥混合V血(40)→O2向血液擴(kuò)散——混合V血PCO2(46)﹥肺泡氣PCO2(40)→CO2向肺泡擴(kuò)散決定肺部換氣的主要因素是氣體的分壓差☆

(二)影響肺換氣的因素WD1.呼吸膜的厚度：肺換氣與呼吸膜的厚度成反比2.呼吸膜的面積：肺換氣與呼吸膜的面積成正比呼吸膜由六層組成肺水腫、肺纖維化時(shí)——增厚正常時(shí)——﹤1μm肺氣腫、肺不張時(shí)——減小安靜時(shí)——

40m2

運(yùn)動(dòng)時(shí)——70m23.＃通氣/血流比值（ventilation/perfusionratio，VA/Q)：指每分肺泡通氣量與每分肺血流量的比值4200ml/min5000ml/min=0.84VA/Q=——VA／Q↓時(shí)，類似動(dòng)-靜脈短路——VA／Q↑時(shí)，類似肺泡無效腔↑→肺換氣↓三．組織換氣——?jiǎng)用}血PO2(100)﹥組織(30)→O2向組織擴(kuò)散——組織PCO2(50)﹥動(dòng)脈血(40)→CO2向血液擴(kuò)散第三節(jié)氣體在血液中的運(yùn)輸氣體的運(yùn)輸形式

物理溶解(很少)

化學(xué)結(jié)合(主要)O2溶解度：38℃，一個(gè)大氣壓作用下，溶解2.14ml/100ml液體CO2溶解度：38℃，一個(gè)大氣壓作用下，溶解51.5ml/100ml液體一、氧的運(yùn)輸O2的運(yùn)輸形式:

物理溶解1.5%，化學(xué)結(jié)合98.5%O2的結(jié)合運(yùn)輸:與血紅蛋白(Hb)結(jié)合形成氧合血紅蛋白(HbO2)物理溶解化學(xué)結(jié)合合計(jì)

0.312020.31100ml動(dòng)脈血O2含量(ml)（一）結(jié)構(gòu)1.Hb與O2的結(jié)合是氧合，不是氧化2.反應(yīng)快、可逆、不需酶催化、受氧分壓影響(二)Hb與O2結(jié)合的特征Hb+O2PO2高(肺泡處)PO2低(組織處)HbO2

3.1分子Hb最多可結(jié)合4個(gè)O2，1克Hb最多結(jié)合1.34mlO2Hb氧容量(oxygencapacity):1L血液中Hb能結(jié)合的最大O2量Hb氧含量(oxygencontent)：1L血液中Hb實(shí)際結(jié)合的O2量。＃Hb氧飽和度(oxygensaturation)：Hb氧含量占Hb氧容量的百分比Hb氧含量Hb氧容量——=×%4.HbO2呈鮮紅色，去氧Hb呈暗紅色5.存在變構(gòu)效應(yīng)（三）氧解離曲線（曲線特點(diǎn)、意義、影響因素WD）＃氧解離曲線：是反應(yīng)血Po2與Hb氧飽和度關(guān)系的曲線。（呈S形，分上段、中段和下段）——特點(diǎn)：曲線平坦——意義：只要肺泡氣或動(dòng)脈血Po2不﹤60mmHg,Hb氧飽和度就不會(huì)﹤90%,組織便不會(huì)明顯缺氧。1.氧離曲線上段——Po260~100mmHg的一段，反應(yīng)Hb與O2的結(jié)合部分;大氣PO2正常大氣PO2↓——特點(diǎn)：曲線較陡——意義：血液流經(jīng)組織時(shí)，能向組織釋放較多的氧.2.氧離曲線中段——Po240~60mmHg的一段，反應(yīng)Hb與O2解離的部分;動(dòng)脈血流經(jīng)一般代謝的組織——特點(diǎn)：曲線最陡——意義：代表血液釋放氧的貯備。3.氧離曲線下段——Po215~40mmHg的一段;動(dòng)脈血流經(jīng)代謝增強(qiáng)的組織（四)影響氧運(yùn)輸?shù)囊蛩?.2,3-二磷酸甘油↑→Hb與O2親和力氧離曲線右移2.溫度↑→Hb與O2親和力↓→氧離曲線右移；1.血液pH↓Pco2↑→Hb與O2親和力↓→氧離曲線右移☆＃波爾效應(yīng)(Bohreffect)：酸度對(duì)Hb與O2親和力的影響波有爾效應(yīng)的意義：即利于肺部O2的結(jié)合，也有利于組織處O2的釋放二、CO2的運(yùn)輸100ml靜脈血CO2含量(ml)物理溶解化學(xué)結(jié)合合計(jì)

2.915052.91物理溶解：5%化學(xué)結(jié)合：95%（碳酸氫鹽88%、氨基甲酰Hb7%）(一)CO2的運(yùn)輸形式①反應(yīng)速度極快且可逆，反應(yīng)方向取決PCO2差；②RBC膜上有Cl-和HCO3-特異轉(zhuǎn)運(yùn)載體，

Cl-轉(zhuǎn)移維持電平衡,促進(jìn)CO2化學(xué)結(jié)合的運(yùn)輸；③需酶催化:碳酸酐酶加速反應(yīng)0.5萬倍,雙向作用；④在RBC內(nèi)反應(yīng),在血漿內(nèi)運(yùn)輸。反應(yīng)特征:1.碳酸氫鹽碳酸酐酶H2CO3HCO3-＋H+CO2＋H2O

2.氨基甲酰血紅蛋白的形式：7％

(1)反應(yīng)過程：

HbNH2O2+H++CO2

(2)反應(yīng)特征:在組織在肺臟HHbNHCOOH＋O2①反應(yīng)迅速且可逆，無需酶催化；②CO2與Hb的結(jié)合較為松散；③反應(yīng)方向主要受氧合作用的調(diào)節(jié):

HbO2的酸性高,難與CO2結(jié)合,反應(yīng)向左進(jìn)行

HHb的酸性低,易與CO2結(jié)合,反應(yīng)向右進(jìn)行④雖不是主要運(yùn)輸形式,卻是高效率運(yùn)輸形式，因肺部排出的CO2有17.5％是此釋放的。(二)CO2解離曲線

CO2解離曲線是表示血液中CO2含量與PCO2間關(guān)系的曲線。(三)CO2解離曲線影響因素

①呈線性，且無飽和點(diǎn)。②靜脈血A點(diǎn)CO2的含量為52ml/100ml,而動(dòng)脈血B點(diǎn)CO2的含量降為48ml/100ml,說明血液流經(jīng)肺臟時(shí)，每100ml血液釋放出4mlCO2

。③何爾登效應(yīng)（Haldaneeffect)：由于O2與Hb的結(jié)合促使了CO2的釋放，這一效應(yīng)稱之；1.脊髓：直接支配呼吸肌的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元所在部位，是呼吸反