1第四章 呼吸動物生理學(xué)

第四章

呼吸生理概述一、呼吸過程呼吸(respiration)——機(jī)體與外界環(huán)境之間進(jìn)行的氣體交換過程。呼吸系統(tǒng)的主要功能是從外界環(huán)境攝取機(jī)體新陳代謝所需要的O2，并向外界排出代謝所產(chǎn)生的CO2。呼吸是機(jī)體維持正常代謝和生命活動所必需的基本功能之一。呼吸一旦停止，生命便將終止。

呼吸過程包括：（1）外呼吸：肺毛細(xì)血管血液與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。包括：肺通氣和肺換氣。（2）組織換氣（內(nèi)呼吸）：組織cell與組織毛細(xì)血管間的氣體交換以及組織細(xì)胞內(nèi)的氧化代謝過程。（3）氣體在血液中的運(yùn)輸：肺泡壁毛細(xì)血管O2→全身組織毛細(xì)血管CO2。詳見下圖：

O2O2

肺靜脈左心主動脈

O2

O2

O2

O2

O2

外界肺泡肺毛細(xì)血管組織毛細(xì)血管組織細(xì)胞

CO2

CO2

CO2

CO2

CO2

肺動脈右心前、后腔靜脈

CO2CO2

肺通氣肺換氣氣體運(yùn)輸內(nèi)呼吸

外呼吸二、呼吸系統(tǒng)的組成及其作用由肺到肺泡囊分23級。（一）呼吸道：氣體進(jìn)出肺的通道。包括:

上呼吸道：鼻、咽、喉下呼吸道：氣管、各級支氣管 作用：清潔、溫暖、濕潤空氣(以鼻毛阻擋塵埃，呼吸道黏膜分泌的黏液吸附吸入的塵埃，并用黏膜上的纖毛排出，使肺泡獲得清潔、濕潤、溫暖空氣)。（二）肺單位：呼吸性小支氣管、肺泡管、肺泡囊、肺泡。作用：都能進(jìn)行氣體交換，但以肺泡為主，前2個是通氣到換氣的過渡區(qū)。肺與外界環(huán)境之間的氣體交換過程，即肺通氣(pulmonaryventilation)

。氣體進(jìn)出肺取決于肺通氣動力和肺通氣阻力的相互作用。一、肺通氣的動力——呼吸運(yùn)動肺泡內(nèi)與外界大氣之間的壓力差是實現(xiàn)肺通氣的直接動力。氣體總是由壓力高處流向壓力低處，當(dāng)肺擴(kuò)張時，肺內(nèi)壓力＜大氣壓—吸氣；當(dāng)肺縮小時，肺內(nèi)壓力＞大氣壓—呼氣。但肺本身是個彈性組織，不能主動張縮，只有依賴于胸廓擴(kuò)大、縮小的節(jié)律性運(yùn)動，即呼吸運(yùn)動。所以說呼吸運(yùn)動是肺通氣的原動力。第一節(jié)肺通氣（一）呼吸運(yùn)動（respiratorymovement）呼吸肌的收縮和舒張所引起的胸廓節(jié)律性擴(kuò)大、縮小稱為呼吸運(yùn)動。1、吸氣運(yùn)動：是平靜吸氣肌—膈肌、肋間外肌收縮的結(jié)果。肋間外肌收縮→肋骨向上向前移→胸廓橫徑↑膈肌收縮→膈后移→胸廓前后徑↑→胸廓變大→肺泡被動擴(kuò)張→肺內(nèi)壓↓＜大氣壓→空氣從外入肺→完成吸氣(inspiration)運(yùn)動。2、呼氣運(yùn)動吸氣停止后，平靜吸氣肌舒張，胸腔恢復(fù)原位縮小，同時肺因回縮力而回縮，肺內(nèi)壓↑＞大氣壓，肺內(nèi)氣體由呼吸道呼出體外，完成呼氣(expiration)運(yùn)動。平靜呼氣時，呼氣肌不參與運(yùn)動。

3、呼吸運(yùn)動的型式（1）胸式呼吸和腹式呼吸胸式呼吸：由肋間外肌舒縮、胸壁起伏為主的呼吸運(yùn)動。腹式呼吸：由膈肌舒縮、腹壁起伏為主的呼吸運(yùn)動。胸腹式呼吸：一般正常動物呼吸表現(xiàn)為胸壁和腹壁運(yùn)動都較明顯胸腹式呼吸。只在胸部或腹部活動受限，才表現(xiàn)為單一胸式或腹式呼吸。如受傷或炎癥等。（2）平靜呼吸和用力呼吸：安靜時，呼吸平穩(wěn)均勻，吸氣是主動、呼氣是被動的呼吸型式稱平靜呼吸。但在運(yùn)動和呼吸不暢或阻力↑或CO2↑或O2↓時，加深加快的呼吸型式稱為用力呼吸。吸氣呼氣都是主動的，頸、胸、腰、背部吸氣肌、吸氣輔助肌和呼氣肌都參與呼吸運(yùn)動。4、呼吸運(yùn)動中肺內(nèi)壓變化肺內(nèi)壓(intrapulmonarypressure)——即肺泡內(nèi)氣體的壓力。在呼吸中，肺隨著胸廓的擴(kuò)大和縮小而擴(kuò)張和回縮，肺泡與大氣之間產(chǎn)生壓力差，因而吸入、呼出氣體，同時肺泡內(nèi)的壓力也發(fā)生變化。吸氣之初：肺容積↑、肺內(nèi)壓↓＜大氣壓，空氣由外進(jìn)入肺泡，壓力↑。吸氣末：空氣填滿擴(kuò)大的肺容積，吸氣停止，肺內(nèi)壓=大氣壓。呼氣之初：胸腔縮小，肺也被動回縮，壓縮肺內(nèi)氣體，肺內(nèi)壓↑暫時＞大氣壓，所以氣體由肺排出體外，壓力↓。呼氣末：胸腔處于靜止?fàn)顟B(tài)，肺內(nèi)壓=大氣壓。肺內(nèi)壓變化的大小與呼吸深度、緩急和通暢程度有關(guān)。（二）胸膜腔內(nèi)壓(intrapleuralpressure)

指胸膜腔內(nèi)的壓力，又叫胸內(nèi)壓。1、胸膜腔：指貼附于胸廓內(nèi)壁的壁層和貼附于肺表面的臟層所構(gòu)成的密閉潛在腔隙，由漿液粘在一起。漿液使兩層胸膜之間只能移行不能分開，與胸內(nèi)壓一起使肺被動張縮；同時潤滑2層膜、減少摩擦。氣胸時，才看到腔隙。2、胸內(nèi)壓：即胸膜腔內(nèi)的壓力。測得胸內(nèi)壓＜大氣壓，所以又稱胸內(nèi)負(fù)壓。（1）胸內(nèi)負(fù)壓的形成——肺的回縮力由于兩層胸膜緊貼在一起，被擴(kuò)張的肺產(chǎn)生的回縮力向內(nèi)牽引胸廓，胸廓產(chǎn)生向外擴(kuò)展的回位力。結(jié)果，胸廓內(nèi)壓降低而低于大氣壓。力學(xué)分析：a.胸膜腔內(nèi)無氣體，不形成本身氣壓，只由作用于胸膜表面的壓力間接形成。b.胸膜壁層外有堅厚胸廓組織，因此不受大氣壓影響。c.胸膜臟層在肺處于呼吸靜止?fàn)顟B(tài)時，接受：與大氣壓相等的肺內(nèi)壓；肺擴(kuò)張產(chǎn)生的回縮力。方向相反，故胸膜腔內(nèi)壓=肺內(nèi)壓（大氣壓）-肺回縮力。設(shè)大氣壓=0，則胸內(nèi)壓=-肺回縮力。即胸內(nèi)壓的直接來源是肺回縮力。d.胸內(nèi)壓隨呼吸運(yùn)動產(chǎn)生周期性波動。呼氣末，肺擴(kuò)張小，回縮力也小，胸內(nèi)壓??；吸氣末，肺擴(kuò)張大，肺回縮力也大，胸內(nèi)負(fù)壓增大。

即無論吸氣、呼氣，胸內(nèi)壓皆為負(fù)。