動物生理學 第五章 呼吸

第五章呼吸

目的要求：1明確肺通氣和氣體交換的原理。2掌握胸內負壓形成原因及生理意義。3掌握氣體在血液中運輸?shù)男问揭约胺?/p>

的牽張反射和化學性調節(jié)。4

呼吸節(jié)律的維持等作一般了解。概述一呼吸的概念及意義1概念：指機體與外界環(huán)境間的氣體交換過程。2意義：維持機體正常新陳代謝和內環(huán)境的相對穩(wěn)定。二、呼吸的全過程（三個環(huán)節(jié)）呼吸的各個環(huán)節(jié)(外呼吸、氣體運輸、內呼吸)1）外呼吸

肺通氣：肺泡氣與外界空氣之間的氣體交換

肺換氣：肺泡氣與肺毛細血管之間的氣體交換2）氣體在血液中的運輸通過血液循環(huán)將從肺泡攝取的氧運送到組織細胞，同時把組織細胞產(chǎn)生的二氧化碳運送到肺3）內呼吸細胞通過組織液與毛細血管間的氣體交換第一節(jié)肺通氣實現(xiàn)肺通氣的結構基礎包括：呼吸道、肺泡、胸廓、膈、呼吸肌、胸膜腔呼吸道氣體通道肺泡肺換氣的主要場所胸廓、膈肺通氣的動力一、呼吸道的組成及功能1組成上呼吸道：鼻、咽、喉下呼吸道：氣管、支氣管及分支2功能1>保護功能凈化、溫濕氣體2>調節(jié)氣道阻力呼吸道平滑肌舒縮，引起氣管管徑變化，影響氣流阻力呼吸系統(tǒng)結構模式圖呼吸單位：呼吸性小支氣管、肺泡管、氣囊、肺泡二、肺通氣的動力呼吸運動是肺通氣的原動力。通過呼吸運動改變肺內壓，使之與外界大氣壓間出現(xiàn)壓差，推動氣體進/出肺。肺內壓是肺通氣的直接動力。（一）呼吸運動1概念：呼吸肌收縮舒張引起的胸廓擴大和縮小稱為～。2分類吸氣運動呼氣運動

吸氣?。弘跫『屠唛g外肌呼吸肌呼氣?。豪唛g內肌和腹肌輔助吸氣肌：斜角肌、胸鎖乳突肌等平靜呼吸時，吸氣是主動的，呼氣是被動的。用力呼氣時，呼氣才是主動。3呼吸方式

腹式呼吸胸式呼吸胸腹式呼吸（二）肺內壓推動氣體進出肺的直接動力概念：肺或肺泡內的壓力吸氣初：肺內壓<大氣壓吸氣末呼氣初：肺內壓>大氣壓呼氣末肺內壓=大氣壓（三）胸內壓1概念：胸膜腔內的壓力叫～。2胸膜腔的形成：胸膜臟層和壁層間潛在的密閉腔隙。腔內有少量的漿液，無氣體。漿液的作用：1>起潤滑作用2>漿液分子內聚力使兩層胸膜貼附在一起，不易分開3胸內壓的形成：

A、胸膜腔為密閉的腔隙。B、胸膜腔臟層壓力間接形成胸膜腔內壓=肺內壓-肺回縮力=-肺回縮力（條件：在吸氣末或呼氣末，肺內壓=大氣壓，若大氣壓=0）無論吸氣還是呼氣壓力均為負，又叫胸內負壓。4胸內壓的測定

呼氣時,絕對值減??；吸氣時,絕對值增大。

5胸膜腔負壓的生理意義：

A、保證和維持肺的擴張狀態(tài)。

B、促進靜脈血和淋巴的回流。作用于胸腔內壁薄而擴張性大的腔靜脈和胸導管。

C、有利于嘔吐和逆嘔6氣胸刺破胸膜腔就會造成氣胸。三肺通氣的阻力

肺組織本身的彈性回縮力1/3

肺彈性阻力

彈性阻力

肺泡內氣-液界面的表面張力2/370％胸廓的彈性阻力

氣道阻力(為主)80－90％非彈性阻力30％粘滯阻力等

（一）彈性阻力和順應性彈性阻力：彈性組織在外力作用下變形時，有1概念（R）對抗變形和彈性回位的傾向。用順應性來度量。順應性：在外力作用下，彈性組織的可擴張性（C）2、二者關系：1容積變化（△V）C=或C=R壓力變化（△P）

（L/CmH2O）3、肺及胸廓順應性和彈性阻力（1）肺及胸廓順應性肺容量變化（△V）肺的順應性（C）=跨肺壓變化（△P）胸腔容積的變化（△V）胸廓的順應性（C）=跨胸壁壓的變化（△P）壓力與肺容量之間的關系的變化可用壓力－容量曲線表示。

肺靜態(tài)順應性曲線跨肺壓(cmH2O)肺容積變化(升)（2）肺及胸廓彈性阻力

肺彈性阻力肺組織本身的彈性回縮力

1/3

（圖示見后）（彈性組織、膠原纖維對抗肺擴張，受牽拉而回縮的力量）

肺泡表面張力

2/3（肺泡內表面液體分子層與肺泡內氣體形成液-氣界面，液體層分子間相互吸引形成表面張力，該力使肺泡趨于縮?。?×T(表面張力)

（回縮力）P＝

r（液泡半徑）

A、成分：二棕櫚酰卵磷脂（DPPC）。B、作用：降低肺泡液-氣界面的表面張力。C、生理意義維持肺泡的穩(wěn)定性；（防止肺氣腫）減少肺間質和肺泡內的組織液生成，防止肺水腫；減小肺回縮力，增大肺順應性。肺表面活性物質胸廓的彈性阻力：來自于胸廓的彈性回縮力。其方向視胸廓的位置而定（胸廓的自然位置的肺容量，相當于肺總量的67%）。（二）非彈性阻力氣道阻力、慣性阻力、粘滯阻力

（氣道阻力是主要成分，約占80-90%）影響氣道阻力的因素：1）流速2）氣流形式3）氣道口徑四、肺容積與肺容量（一）肺容積：（1）潮氣量（2）補吸氣量（3）補呼氣量（4）余氣量（二）肺容量（1）深吸氣量（2）功能余氣量（3）肺活量（4）肺總量五、肺通氣量1、每分通氣量：每分鐘吸入或呼出的肺內氣體的總量。每分通氣量=潮氣量×呼吸頻率2、肺泡通氣量=（潮氣量-無效腔量）×呼吸頻率解剖無效腔（上呼吸道至呼吸性細支氣管）肺泡無效腔

生理無效腔深而慢的呼吸比淺而快的呼吸肺通氣效率高：第二節(jié)肺換氣和組織換氣回顧肺換氣和組織換氣的含義氣體交換原理：氣體分子不停地進行著無定向的運動，其結果是氣體分子從高分壓向低分壓擴散。一、氣體交換的動力--分壓差影響氣體擴散速率的因素1.氣體分壓差2.氣體的分子量和溶解度3.擴散面積和距離4.溫度二、氣體交換過程1血液與肺泡間的氣體交換（肺換氣）呼吸膜－－肺交換的組織結構（6層<1um）①含表面活性物質的液體分子層②肺泡上皮細胞③肺泡上皮基膜④間質⑤毛細血管基膜⑥毛細血管內皮細胞3影響氣體交換的因素1>影響肺部氣體交換因素

①呼吸膜的厚度、通透性、表面積②換氣肺泡的數(shù)量每分鐘肺泡通氣量VA③通氣/血流比值()每分鐘血流Q

A.比值=0.84氣體交換充分B.比值>0.84肺泡無效腔增大C.比值<0.84功能性動靜脈短路2血液與組織間的氣體交換比值的異常會導致血液缺O(jiān)2和CO2的滯留，但主要是缺O(jiān)2，原因：a.動靜脈血間的O2分壓差遠大于CO2的分壓差b.CO2的擴散較O2快（20.5倍）c.血液缺O(jiān)2和CO2的滯留可刺激呼吸，增加的排出但無助于的攝入2>影響組織換氣的因素

①組織代謝水平②血流量第四節(jié)氣體在血液中的運輸氣體運輸是指循環(huán)血液對O2和CO2的運輸，是實現(xiàn)氣體交換的重要環(huán)節(jié)。物理溶解O2占總運輸量的1.5%運輸形式（很少）CO2占總運輸量的5-6%化學結合O2占總運輸量的98.5%CO2占總運輸量的94-95%一、氧的運輸1物理溶解形式的運輸2化學結合形式的運輸－－氧合血紅蛋白(HbO2)

Hb氧容量:100ml血液中Hb所能結合氧的最大量

Hb氧含量：100ml血液中Hb實際結合氧的量

Hb氧飽和度：Hb氧含量占Hb氧容量的百分數(shù)當物理溶解忽略時，三個名詞變?yōu)椋貉跞萘?、血氧含量和血氧飽和?>氧合血紅蛋白的生成與解離Hb的組成：1個珠蛋白（2條α鏈，2條β鏈）

4個血紅素（Fe2+和吡咯基）Hb與O2結合特征A.反應快，可逆，受PO2影響。O2+HbHbO2鮮紅B.Fe2++O2Fe2+O2，氧合C.結合量:Hb結合4個O2，1gHb1.34mlO2D.Hb與O2結合曲線為S型,因Hb的變構效應O2+緊密型疏松型(T型)(R型)一個亞單位與O2結合后其他亞單位易與O2結合。反之，一個亞單位與O2解離，其他亞單位更易釋放O2。肺PO2高組織PCO2高紫紺：因缺氧造成。當皮膚或粘膜表層毛細血管中HHb含量增加到較高水平時，皮膚或粘膜會出現(xiàn)青紫色，稱～。2>氧離曲線及其生理意義氧離曲線：以氧分壓為橫坐標，氧飽和度為縱坐標，繪制出氧分壓對Hb結合氧量的函數(shù)曲線上段:PO2在60~100mmHg平坦，表明PO2的變化對氧飽和度影響不大例PO2為100mmHg，HbO2飽和度為97.4%（動脈血PO2）

PO2為150mmHg，HbO2飽和度為100%，上升2.6%PO2為70mmHg，HbO2飽和度為94%，下降3.4%因此，即使吸入氣的PO2有所下降，如在高原、高空，但只要PO2不低于60mmHg，Hb氧飽和度仍能保持在90%以上。這樣血液仍可攜帶足夠量的氧，不致于發(fā)生機體缺氧。中段:PO2在60~40mmHg陡直，HbO2釋放O2PO240mmHg，相當于混合靜脈血中PO2，此時Hb氧飽和度約為75%。血氧含量14.4ml/100ml,(而動脈血PO2100mmHg,氧含量19.4ml/100ml),即100ml血液流過組織時釋放5mlO2.下段:

<40mmHg更陡，說明當稍有變化，就會導致血氧飽和度大的變化，有利于O2的釋放靜脈(atrest)動脈在組織活動加強時，PO2可降至15mmHg.在這段PO2稍下降，HbO2就可大大下降，HbO2進一步解離，氧含量僅為4.4ml,這樣100ml能供應組織15mlO2是安靜時3倍。3>氧離曲線的位移及其影響因素Hb對氧的親和力：血氧飽和度為50％時的PO2，用

P50表示。正常P50＝3.5Kpa若需要更高的才能達到50％的血氧飽和度，表明Hb對氧的親和力下降，曲線右移；反之，左移。影響氧離曲線移位的因素：①PH和CO2當pH或PCO2，Hb對氧的親和力下降，曲線右移有利于Hb釋放O2

波爾效應：pH下降或PCO2增加引起Hb對氧的親和力下降，曲線右移，這種現(xiàn)象稱～。

意義：促進肺毛細血管血液的氧合；利于組織血液中氧的釋放②溫度（升高，曲線右移）③2,3-DPG

能與Hb結合，降低Hb對氧的親和力，曲線右移④Hb自身性質的影響當Fe2+Fe3+失去運氧，曲線右移二、二氧化碳的運輸

兩種形式運輸，其中化學結合占95％（以碳酸氫鹽形式占88％，氨基甲酸血紅蛋白形式占7％）血漿溶解的CO2擴散入紅細胞中以這兩種形式存在。1以碳酸氫鹽形式運輸

（1）CO2來源：依分壓差透過細胞膜及毛細血管壁進入血液中。在血漿中

特點：可逆、反應方向決定PCO2；由于碳酸酐酶（CA）少，反應速度慢。

（2）大部分CO2在PCO2作用下進入紅細胞，紅細胞中含有大量CA，使反應較血漿中快50.00倍，H2CO3迅速解離為H++HCO3-（3）由于紅細胞膜上負離子易于通過，所以HCO3-依濃度差擴散進入血漿，還有一部分HCO3-

+K+→KHCO3。H+被脫氧血紅蛋白所緩沖：（4）氯轉移：HCO3-大部分擴散入血漿，使紅細胞內負離子減少小于血漿中，血漿中最多負離子Cl-依電位差向→紅細胞,稱氯轉移。有利于HCO3-移入血漿，上述反應繼續(xù)，CO2不斷從組織進入血液。（5）進入血漿中HCO3-與Na+結合形成NaHCO3（6）進入血液CO2以KHCO3和NaHCO3形成運輸?shù)仅w（肺）處，由于外界PCO2〈PCO2血液，血液中CO2逸出，反應逆向進行。2以氨基甲酸血紅蛋白形式運輸CO2進入紅細胞后，可與血紅蛋白自由氨基結合，形成氨基甲酸血紅蛋白。