生理學(xué)第五章呼吸課件

生理學(xué)第五章呼吸課件第一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一第一節(jié)肺通氣第二節(jié)肺換氣和組織換氣第三節(jié)氣體在血液中的運輸?shù)谒墓?jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)第二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一總論

人體的呼吸過程是由三個相互銜接并同時進行的環(huán)節(jié)來完成：（1）外呼吸：指外界環(huán)境與肺毛細血管之間的氣體交換過程,包括肺通氣（肺與外界空氣之間的氣體交換過程）和肺換氣（肺泡與肺毛細血管之間的氣體交換過程）。（2）氣體在血液中的運輸。（3）內(nèi)呼吸又稱組織換氣（血液與組織細胞之間的氣體交換過程）。第三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一呼吸全過程示意圖第四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一肺通氣：肺與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。㈠肺通氣的動力呼吸肌收縮和舒張第一節(jié)肺通氣（PulmonaryVentilation）肺內(nèi)壓于大氣壓間壓力差直接動力原動力（呼吸運動）胸廓擴大縮小肺擴大縮小肺通氣的原理

第五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一呼吸運動：指由呼吸肌收縮舒張引起的胸廓擴大和縮小活動，包括吸氣運動和呼氣運動。呼吸運動形式：1.根據(jù)呼吸深度的不同，分為平靜呼吸和用力呼吸2.根據(jù)運動方式的不同，分為胸式呼吸與腹式呼吸第六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一肺內(nèi)壓指肺泡內(nèi)氣體的壓力肺內(nèi)壓隨呼吸而發(fā)生周期性的變化:±1-2mmHg吸氣末、呼氣末=大氣壓肺內(nèi)壓第七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一胸內(nèi)壓概念：

胸內(nèi)壓是指胸膜腔內(nèi)的壓力。胸內(nèi)壓形成原理：胸內(nèi)壓=大氣壓－肺回縮力若大氣壓為0，則：胸內(nèi)壓=－肺回縮力胸膜腔負壓的生理意義：（1）維持肺的擴張狀態(tài)；（2）降低中心靜脈壓，有利于靜脈血和淋巴液的回流；（3）在呼吸運動和與肺通氣之間起偶聯(lián)作用。

第八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（二）肺通氣的阻力

Resistanceofpulmonaryventilation

肺通氣的阻力彈性阻力70%非彈性阻力30%1、非彈性阻力又稱氣道阻力主要指氣流通過呼吸道時的摩擦阻力。

2、彈性阻力

彈性阻力是指彈性體受外力作用時所產(chǎn)生的一種對抗變形的力。第九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一1.彈性阻力和順應(yīng)性elasticresistanceandcompliance彈性阻力:外力作用使物體發(fā)生變形，具有對抗變形的回位力。順應(yīng)性:在外力作用下彈性組織的可擴展性(變形的難易程度)。容易擴張→順應(yīng)性大，彈性阻力就小不易擴張→順應(yīng)性小，彈性阻力就大C=1R第十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（1）肺的彈性阻力和順應(yīng)性1.肺的彈性阻力：比順應(yīng)性（單位肺容量下的肺順應(yīng)性）=0.2L/cmH2O肺組織的彈性回縮力(1/3)肺泡的表面張力(2/3)第十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一圖5-4充空氣和充生理鹽水時肺的順應(yīng)性曲線肺的彈性阻力肺組織的彈性回縮力(1/3)肺泡的表面張力(2/3)第十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一2.肺泡表面張力：肺泡內(nèi)液-氣界面作用：使肺泡縮小，構(gòu)成吸氣阻力根據(jù)Laplace公式：P=2T/r

(P肺泡液-氣界面壓強；T表面張力系數(shù)；r肺泡半徑)第十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一肺表面活性物質(zhì)pulmonarysurfactant生理意義：①有助于維持大小肺泡的穩(wěn)定性②保持肺泡干燥（防止肺水腫）③增大順應(yīng)性，降低吸氣阻力分泌：肺泡Ⅱ型成分:作用：降低表面張力分布：平鋪在肺泡表面，與表面積成反比二軟脂酰卵磷脂(DPPC)表面活性物質(zhì)結(jié)合蛋白(SP)第十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（2）胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性：肺容量=67%肺總?cè)萘啃乩捻槕?yīng)性：胸腔容積的變化/跨壁壓的變化

Cchw=△V/△P(L/cmH2O)=0.2L/cmH2O

跨壁壓=胸內(nèi)壓-大氣壓第十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一2、非彈性阻力影響氣道阻力因素：氣流速度：快，阻力大氣流形式：層流阻力小，渦流阻力大氣道口徑（R=1/r4）

影響氣道口徑因素跨壁壓:氣道內(nèi)外的壓差肺實質(zhì)對氣道外牽作用自主神經(jīng)系統(tǒng)對氣道平滑肌作用化學(xué)因素：慣性阻力粘滯阻力氣道阻力(80~90%)組成第十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一(一)肺容積和肺容量二、肺通氣功能的指標(biāo)500ml（一）肺容積（pulmonaryvolume）

1.潮氣量（TV）：

2.補吸氣量（IRV）:肺容積:肺內(nèi)氣體的容積肺容量:肺容積中的兩項或兩項以上的聯(lián)合氣體量第十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一3.補呼氣量（ERV）：4.余氣量（RV）：900~1200ml1000~1500ml第十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（二）肺容量（pulmonarycapacity）

1.深吸氣量（IC）：

2.功能殘氣量（FRC）：（意義）

≈2500ml第十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一3.肺活量（VC）：盡力吸氣后，從肺內(nèi)所能呼出的最大氣量＝潮氣量+補吸氣量+補呼氣量

男性：3500ml女性：2500ml單位時間內(nèi)呼出的氣體量占用力肺活量的百分?jǐn)?shù)如FEV1/FVC時間肺活量FEV1

用力肺活量（FVC）：盡力吸氣后，盡力盡快呼氣，所呼出的最大氣體量。P142圖5-74.肺總量：肺所能容納的最大氣體量=肺活量+余氣量第二十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一

三、肺通氣量和肺泡通氣量1、肺通氣量每分肺通氣量=潮氣量×呼吸頻率（6-9L/min）最大隨意通氣量：約為150L/min

通氣儲備百分比≥93%第二十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一定義：未能與血液進行氣體交換氣道空間

生理無效腔：解剖無效腔+肺泡無效腔解剖無效腔：鼻→終末細支氣管約150ml肺泡無效腔：正常人接近02、無效腔和肺泡通氣量每分肺泡通氣量=(潮氣量－無效腔氣量)×呼吸頻率=(500-150)×12=350×12=4.2L/min肺泡氣體更新率=(潮氣量－無效腔氣量)/機能余氣量=（500-150）/2500=1/7第二十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一呼吸頻率潮氣量肺通氣量肺泡通氣量

(次/min)(ml)(ml/min)(ml/min)165008000560081000800068003225080003200不同呼吸頻率、潮氣量對肺通氣量和肺泡通氣量的影響適當(dāng)?shù)纳疃暮粑商岣叻瓮夤δ艿诙?，共六十頁，編輯?023年，星期一一、氣體交換的原理(一)氣體的擴散1.氣體的分壓差:氣體擴散的動力2.與分子量(MW)平方根成反比和溶解度(S)成正比

S/√MW為擴散系數(shù)3.與擴散面積(A)成正比，與擴散距離(d)成反比4.與溫度成正比?！鲾U散速率(diffusionrate,D):單位時間內(nèi)氣體擴散的容積第二節(jié)肺換氣與組織換氣第二十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一(二)呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓肺換氣和組織換氣換氣動力：分壓差換氣方向：分壓高→分壓低換氣結(jié)果：肺Ｖ血→Ａ血組織Ａ血→Ｖ血第二十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一二肺換氣（一）肺換氣過程

O2與CO2在血液和肺泡間擴散迅速，0.3s內(nèi)可達平衡。血液流經(jīng)肺毛細血管時間約0.7s，1/3時已完成肺換氣肺換氣與組織換氣示意圖第二十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（二）影響肺換氣的因素1.呼吸膜的厚度(肺泡-Cap膜)六層結(jié)構(gòu)2.呼吸膜的面積3億個肺泡，總擴散面積70m2第二十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一3.通氣/血流比值：每分鐘肺泡通氣量和每分鐘肺血流量之間的比值。即V/Q=4.2/5.0=0.84第二十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一速記影響肺換氣的因素：膜后（厚）面通氣比血流第二十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一V/Q比值異?！螕Q氣效率↓→機體缺O(jiān)2和CO2潴留主要表現(xiàn)為缺O(jiān)2原因：①PO2下降程度＞PCO2升高程度②CO2擴散比O2快，不易潴留③PO2↓，PCO2↑→(+)呼吸↑→利于CO2排出第三十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一整個肺臟的V/Q=0.84,是衡量肺換氣功能的指標(biāo)；正常生理情況下，人直立時從肺底到肺尖，V/Q比值逐漸↑。第三十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一第三節(jié)氣體在血液中的運輸物理溶解（量少）、化學(xué)結(jié)合（量多）氣體→溶解→化學(xué)結(jié)合→溶解氣體O2

、CO2在血液中的存在形式動脈血(ml/100ml)靜脈血(ml/100ml)物理溶解化學(xué)結(jié)合合計物理溶解化學(xué)結(jié)合合計O2CO20.312.5320.046.420.3148.930.112.9115.250.015.3152.91動態(tài)平衡第三十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一一、氧的運輸（一）物理溶解每100ml血液中僅溶解0.3ml，占血液運輸O2總量的1.5%。（二）化學(xué)結(jié)合

化學(xué)結(jié)合約占O2運輸總量的98.5%。當(dāng)血液中Po2升高時，溶解于血漿中的O2進入紅細胞，血紅蛋白與O2結(jié)合，形成氧合血紅蛋白（HbO2）；Po2降低時，HbO2將O2解離形成去氧（或“還原”）血紅蛋白（Hb）第三十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一

(一)Hb分子結(jié)構(gòu)一個珠蛋白和四個血紅素第三十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一反應(yīng)快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影響。紫紺Cyanosis

：當(dāng)血液中去氧Hb含量達5g/100ml以上，皮膚、粘膜呈紫藍色（示機體缺O(jiān)2）CO中毒:造成缺氧；HbCO呈櫻桃紅色。2.是氧合，非氧化。3.1分子Hb可以結(jié)合4分子O2(二)Hb與O2結(jié)合的特征Hb+O2

HbO2PO2↑PO2↓(去氧Hb：紫藍色)(氧合Hb：鮮紅色)去氧Hb：緊密型(T型)氧合Hb：疏松型(R型)第三十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一

Hb+O2結(jié)合的最大量——Hb氧容量20.1ml/100ml100ml血Hb+O2結(jié)合的實際量——Hb氧含量氧含量?氧容量的%——Hb氧飽和度4.Hb與O2的結(jié)合或解離曲線呈S形第三十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一(三)氧解離曲線：表示血液PO2與Hb氧飽和度關(guān)系第三十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一氧解離曲線特點及生理意義⑴上段：

PO260～100mmHgHb與O2結(jié)合的部分意義：PO2的變化對Hb氧飽和度影響不大，利于肺換氣，不發(fā)生明顯的低氧血癥。（1）特征：曲線平坦第三十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一PO2在60-lOOmmHg時，①高原、高空PO2↓明顯而Hb結(jié)合O2量變化不大；②輕度呼衰病人肺泡氣PO2↓明顯而Hb結(jié)合O2量變化不大。對高原適應(yīng)或有輕度呼吸機能不全的人均有好處下段上段第三十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（2）⑵中段：PO2

40~60mmHgHbO2釋放O2

的部分特征：曲線較陡意義:維持正常時組織氧供⑶下段：PO215～40mmHgHbO2與O2解離的部分特征：曲線最陡意義：利于組織細胞攝取氧（3）第四十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一PO2在6OmmHg以下時，

曲線逐漸變陡PO2為40-lOmmHg時，曲線更陡下段上段有利人體的組織攝氧第四十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一(四)影響氧解離曲線的因素1.P50：使Hb氧飽和度達50%的PO2，正常為26.5mmHg。P50(Hb與O2的親和力)第四十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一1.pH和PCO2pH值↓PCO2↑→Hb與O2親和力↓P50↑，氧離曲線右移1）機理-波爾效應(yīng)H+↑→R型T型→Hb與O2親和力↓2）波爾效應(yīng)的意義

肺Cap：

血PCO2↓，[H+]↓，氧離曲線左移，利于Hb與O2的結(jié)合。組織Cap：血PCO2↑，氧離曲線右移，促使Hb結(jié)合O2釋放。第四十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一2.溫度溫度↑→H+活度↑→Hb與O2親和力↓→P50增大，曲線右移3.2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）意義：缺氧時促使O2的釋放。缺氧→2,3-DPG↑H+↑R型T型Hb與O2親和力↓P50↑，曲線右移意義：代謝活躍→溫度↑、CO2↑、乳酸等酸性產(chǎn)物↑釋放更多的O2供組織利用第四十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一二、二氧化碳的運輸(一)運輸形式HbNH2O2＋H+＋CO2HHbNHCOOH＋O2在組織在肺物理溶解:5%化學(xué)結(jié)合:95%碳酸氫鹽(88%) 氨基甲酰血紅蛋白(7%)第四十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一第四十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（二）CO2解離曲線

血中CO2

含量與Pco2關(guān)系的曲線何爾登效應(yīng)Hb與O2結(jié)合可促使CO2釋放，去氧的Hb容易與CO2結(jié)合第四十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一呼吸是一種由呼吸肌舒縮完成的節(jié)律性運動耗O2量,CO2產(chǎn)量∝運動程度∝新陳代謝呼吸深度肺通氣量呼吸頻率呼吸節(jié)律的形成肺通氣量與代謝水平相適應(yīng)神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)第四節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)

RespiratoryRegulation第四十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成(一)呼吸中樞１．基本節(jié)律中樞

－延髓２．呼吸調(diào)整中樞

－腦橋上部３．呼吸隨意控制－高位腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運動的神經(jīng)細胞群第四十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一腦橋呼吸調(diào)整中樞延髓脊髓(二)呼吸節(jié)律形成的機理

1.起步細胞學(xué)說延髓內(nèi)具有起步樣節(jié)律興奮的神經(jīng)元2.神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)學(xué)說延髓神經(jīng)元之間的相互聯(lián)系和相互作用第五十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一二、呼吸運動的反射性調(diào)節(jié)(一)肺牽張反射：由肺擴張或肺萎陷引起的吸氣抑制或興奮的反射

1.肺擴張反射：肺擴張時抑制吸氣的反射肺擴張→肺牽張感受器傳入沖動↑→迷走N→興奮吸氣切斷機制→切斷吸氣，轉(zhuǎn)為呼氣

2.肺縮小反射：肺萎陷時引起吸氣活動的反射肺萎陷→肺牽張感受器傳入沖動↓→迷走N→延髓→對吸氣神經(jīng)元抑制解除→產(chǎn)生吸氣3.生理意義：調(diào)節(jié)呼吸頻率，阻止吸氣過深過長，促使吸氣轉(zhuǎn)為呼氣（不參與人類平靜呼吸的調(diào)節(jié)）

第五十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一第五十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一（二）化學(xué)感受性反射調(diào)節(jié)化學(xué)因素：動脈血或腦脊液PO2、PCO2、H+濃度調(diào)節(jié)方式：負反饋意義：維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定1,化學(xué)感受器（1）外周感受器：頸、主動脈體適宜刺激：血液中PO2、PCO2、H+

（2）中樞感受器：不同于呼吸中樞的影響呼吸的化學(xué)感受區(qū)位置：延髓腹外側(cè)淺表部適宜刺激：腦脊液中或局部細胞外液中H+

作用：呼吸加深加快第五十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一中樞化學(xué)感受器外周化學(xué)感受器⑴對H+變化敏感對PO2、PCO2、H+、作用敏感⑵潛伏期長無明顯潛伏期⑶維持CNSPH值穩(wěn)定機體低O2

是維持對呼吸的驅(qū)動第五十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期一2CO2、H+和O2對呼吸的調(diào)節(jié)（1）CO2影響：CO2是調(diào)節(jié)呼吸的經(jīng)常起作用的生理性化學(xué)因素吸入氣中CO2濃度達1%

呼吸加深吸入氣中CO2濃度達4%

呼吸加深加快吸入氣中CO2濃度＞7%

頭痛、頭昏吸入氣中CO2濃度>15~20%、呼吸抑制