工程生理學(xué)：第五章 呼吸-2

1.何謂胸內(nèi)壓？簡(jiǎn)述胸內(nèi)負(fù)壓的形成及生理意義？2.簡(jiǎn)述肺泡表面活性物質(zhì)的功能和生理意義。3.名詞解釋：肺通氣肺換氣潮氣量肺活量功能余氣量余氣量肺通氣量肺泡通氣量

通氣/血流比值復(fù)習(xí)題

胸膜腔內(nèi)壓

PleuraCavityandIntrapleuralPressure胸內(nèi)壓：胸膜腔內(nèi)的壓力吸氣呼氣時(shí)均小于大氣壓又稱胸內(nèi)負(fù)壓平靜呼氣末約為-3～-5mmHg平靜吸氣末約為-5～-10mmHg產(chǎn)生：胸內(nèi)壓＝肺內(nèi)壓－肺的回縮力

生理意義：維持肺的擴(kuò)張狀態(tài)和肺通氣促進(jìn)靜脈血液和淋巴液的回流復(fù)習(xí)來源：肺泡Ⅱ型細(xì)胞分泌的脂蛋白混合物主要成分：二棕櫚酰卵磷脂DPPC、表面結(jié)合蛋白SP作用：降低肺泡表面張力生理意義:1.維持大小肺泡的容積相對(duì)穩(wěn)定

2.減少肺組織液的形成，防止肺水腫。保持肺泡干燥

3.降低吸氣阻力，減少吸氣做功肺泡表面活性物質(zhì)r2r11P1P2TTP=2T/r復(fù)習(xí)男性約1500ml，女性約為1000ml2500ml，女性約為2000ml900－1200ml1500-2000ml肺活量=潮氣量+補(bǔ)吸氣量+補(bǔ)呼氣量，成年男性為3500ml；女性約為2500ml500ml補(bǔ)吸氣量潮氣量補(bǔ)呼氣量余氣量

深吸氣量

機(jī)能余氣量

肺活量

肺總?cè)萘糠慰側(cè)萘浚?肺活量+余氣量，男性為5000ml，女性為3500ml復(fù)習(xí)肺通氣量Minuteventilation肺通氣量和肺泡通氣量定義：每分鐘吸入或呼出肺的氣體量肺通氣量＝潮氣量（500ml）×呼吸頻率（12～18次/分）平靜時(shí)為6～9L

肺泡通氣量

定義：每分鐘吸入肺泡的新鮮氣體量肺泡通氣量=(潮氣量－無(wú)效腔氣量)×呼吸頻率

=4200ml

復(fù)習(xí)每分肺泡通氣量(4.2L)每分肺血流量(5L)VA/Q..0.84>0.84deadspace肺泡無(wú)效腔<0.84functionalshunt功能性動(dòng)靜脈短路定義通氣/血流比值VA/Q

＝比值作為衡量肺換氣的指標(biāo)復(fù)習(xí)第三節(jié)氣體在血液中的運(yùn)輸gastransport一.氣體在血液中運(yùn)輸?shù)男问?/p>

物理溶解

Physicalsolution(A:O215ml/min,V:CO2150ml/min)化學(xué)結(jié)合

Chemicalcombination安靜,O2耗量250ml/min,CO2生成200ml/min肺泡血液組織

O2

溶解→化學(xué)結(jié)合→溶解→

O2

CO2

溶解←化學(xué)結(jié)合←溶解←CO2→←(一)物理溶解

（占1.5%）A血中PO2為100mmHg,100ml血液含溶解O20.31ml心輸出量為5L/分,每分以物理溶解到達(dá)各組織的O215ml(二)化學(xué)結(jié)合

（占98.5%）

O2和血紅蛋白(Hemoglobin,Hb)結(jié)合的形式運(yùn)輸

二、氧的運(yùn)輸

Transportofoxygen即以氧合血紅蛋白（HbO2）的形式血紅蛋白組成示意圖(亞鐵原卟啉)1、Hb和O2結(jié)合的特征

1)反應(yīng)快，可逆，不需酶的催化，受氧分壓影響

2)Fe2+與O2的結(jié)合是氧合，沒有離子價(jià)變化，不是氧化。Fe2+被氧化為Fe3+時(shí)，Hb喪失與O２結(jié)合的能力。

O2的運(yùn)輸PO2高（肺部）PO2低（組織)HbO2

(鮮紅色)Hb+O2（紫藍(lán)色）氧合血紅蛋白去氧血紅蛋白

動(dòng)脈血HbO2↑呈鮮紅色，靜脈去氧Hb↑呈紫藍(lán)色紫紺：血液含去氧Hb>5g/100ml以上，皮膚、粘膜、甲床出現(xiàn)暗紫色，為發(fā)紺，為缺氧表現(xiàn)CO中毒：櫻桃紅色CO與血紅蛋白的親和力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于O2（250倍）CO與Hb結(jié)合形成一氧化碳Hb,血液呈櫻桃紅色O2的運(yùn)輸3)血紅蛋白結(jié)合氧的量1分子Hb可結(jié)合4分子O2，1克Hb結(jié)合1.34-1.39mlO2血紅蛋白氧容量

OxygencapacityofHb(血氧容量

)

100ml血液中Hb能結(jié)合O2的最大量(1.34×15=20.1ml/100ml)血紅蛋白氧含量

OxygencontentofHb(血氧含量)

100ml血液中Hb實(shí)際結(jié)合O2的量（A血PO2100mmHg氧含量約19.4ml)血紅蛋白氧飽和度

OxygenSaturationofHb(血氧飽和度)

血紅蛋白氧含量與血紅蛋白氧容量的百分比(97.4%)O2的運(yùn)輸氧解離曲線：表示血液PO2與Hb氧飽和度關(guān)系的曲線呈S形曲線，可分3段4)Hb與O2結(jié)合或解離曲線呈S形

血氧飽合度(℅)O2的運(yùn)輸氧離曲線分段1.上段：PO2(60-100mmHg)Hb與O2結(jié)合的部分

較平坦,只要不低于60mmHg,Hb氧飽和度保持在90%以上，血液仍可攜帶足夠量的O2,不致發(fā)生明顯的低氧血癥.

PO2=100mmHg,Hb氧飽和度為97.4%,血氧含量19.4ml/100ml150mmHg,Hb氧飽和度為100%,70mmHg,Hb氧飽和度為94%2.中段：PO2

(40-60mmHg)是HbO2釋放O2的部分

PO2=40mmHg時(shí)，Hb氧飽和度約為75%。血O2含量14.4ml%

即100ml血液流經(jīng)組織釋放了5mlO2（人每分耗O2含量約250ml）.氧利用系數(shù)：血液流經(jīng)組織時(shí)釋放的O2占動(dòng)脈血O2含量的百分比安靜時(shí)為25%(5ml/20ml)3.下段：

PO2

(15-40mmHg)是HbO2與O2的解離部分

最陡，即PO2稍有降低，HbO2就可大大下降。組織活動(dòng)↑PO2

可降到15mmHg,HbO2進(jìn)一步解離，血氧含量?jī)H為4.4ml%。100ml血液供給組織15mlO2氧的利用系數(shù)可提高到75%，是安靜時(shí)的3倍

三、CO2

的運(yùn)輸Transportofcarbondioxide安靜狀態(tài)下，每分鐘組織代謝產(chǎn)生約200mlCO2,需通過血液輸送到肺排出體外。(一)物理溶解

（占5％）(二)化學(xué)結(jié)合

（占95%）

碳酸氫鹽的形式運(yùn)輸：88％氨基甲酰血紅蛋白形式運(yùn)輸：7％

（Carbaminohemoglobin）碳酸氫鹽的形式運(yùn)輸CO2在血液中運(yùn)輸示意圖氯轉(zhuǎn)移碳酸酐酶88%7%5%HbNH2O2+CO2+H+

ＨHbNHCOOH+O2

氨基甲酰血紅蛋白形式運(yùn)輸（7%）

注意：雖然以氨基甲酰血紅蛋白形式運(yùn)輸?shù)腃O2

僅約占總運(yùn)輸量的7%，但在肺排出的CO2

中有17.5%是從氨基甲酰Hb中釋放出來的組織PCO2高肺部PCO2低第四節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)一、呼吸中樞（Respiratorycenter）與呼吸節(jié)律（respiratoryrhythm）的形成

(一)呼吸中樞

中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)細(xì)胞群1、脊髓Spinalcord支配呼吸肌的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，位于頸3－5段（膈N）和胸段（肋間N)脊髓前角地位：中繼站和初級(jí)中樞

2、延髓Medulla：呼吸相關(guān)神經(jīng)元：吸氣神經(jīng)元（IN）呼氣神經(jīng)元（EN）吸氣－呼氣跨時(shí)相神經(jīng)元呼氣－吸氣跨時(shí)相神經(jīng)元

有產(chǎn)生呼吸節(jié)律的基本中樞

(一)呼吸中樞mdm喘息樣不規(guī)則呼吸長(zhǎng)吸式呼吸腦干不同平面橫切后呼吸的變化呼吸調(diào)整中樞延髓腦橋3、腦橋Pons

腦橋上部呼吸調(diào)整中樞－－臂旁內(nèi)側(cè)核（NPBM）和相鄰的Kolliker－Fuse核(KF)，合稱PBKF核群作用：抑制吸氣，促使吸氣向呼氣轉(zhuǎn)換4、高位腦Upperbrain：

大腦皮層、邊緣系統(tǒng)、下丘腦等大腦皮層可通過皮層脊髓束，皮層腦干束控制低位腦干呼吸運(yùn)動(dòng)Ｎ元活動(dòng)－－是隨意的呼吸調(diào)節(jié)系統(tǒng).

腦干的呼吸運(yùn)動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)是不隨意的自主呼吸節(jié)律調(diào)節(jié)系統(tǒng)延髓呼吸中樞脊髓呼吸運(yùn)動(dòng)N元呼吸節(jié)律的形成機(jī)制示意圖中樞吸氣活動(dòng)發(fā)生器和吸氣切斷機(jī)制模型腦橋呼吸調(diào)整中樞二．呼吸運(yùn)動(dòng)的反射性調(diào)節(jié)(一)肺牽張反射PulmonarystretchreflexorHering-BreuerReflex

肺擴(kuò)張或肺萎陷引起吸氣抑制或吸氣興奮的反射(黑－伯反射)包括肺擴(kuò)張反射和肺萎陷反射兩個(gè)成分反射過程肺擴(kuò)張反射：肺擴(kuò)張時(shí)，抑制吸氣活動(dòng)的反射過程：肺擴(kuò)張→氣管～細(xì)支氣管平滑肌牽張感受器(+)→迷走神經(jīng)→延髓呼吸中樞→興奮吸氣切斷機(jī)制→吸氣轉(zhuǎn)為呼氣→呼吸頻率↑肺萎陷反射：肺縮小引起的吸氣活動(dòng)反射（二）化學(xué)感受性呼吸反射動(dòng)脈血或腦脊液中的PO2、PCO2和H＋改變時(shí)，通過呼吸運(yùn)動(dòng)的反射性調(diào)節(jié),維持內(nèi)環(huán)境這些化學(xué)因素相對(duì)穩(wěn)定和機(jī)體代謝活動(dòng)正常進(jìn)行。1.化學(xué)感受器外周化學(xué)感受器－頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體：血液PCO2↑，PO2↓，H+↑中樞化學(xué)感受器－延髓腹外側(cè)部的淺表部位：對(duì)腦脊液、局部組織外液中H+敏感

血液中CO2能迅速通過血-腦屏障和血-腦脊液屏障,使化學(xué)感受器周圍H+↑，從而刺激中樞化學(xué)感受器。

CO2+H2OH2CO3→H++HCO3-碳酸酐酶主動(dòng)脈體Aorticbodies頸動(dòng)脈體Carotidbodies外周化學(xué)感受器PeripheralChemoreceptor化學(xué)感受器Chemoreceptor中樞化學(xué)感受器centralChemoreceptor迷走神經(jīng)竇神經(jīng)延髓呼吸中樞延髓腹外側(cè)部的淺表部位2.CO2、H＋、O2對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)（1）CO2：維持正常呼吸的重要生理性體液因子

在一定范圍內(nèi)動(dòng)脈PCO2↑→呼吸加深加快

途徑①刺激外周化學(xué)感受器

②刺激中樞化學(xué)感受器(主要)

CO2+H2OH2CO3→H++HCO3–

血液中CO2能迅速通過血腦屏障使化學(xué)感受器周圍

H+↑，從