《生理學》課件-第五章 呼吸

第五章呼吸(Respiration）呼吸過程呼吸：機體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。O2CO2O2CO2肺血液循環(huán)組織細胞肺通氣肺換氣氣體運輸組織換氣外呼吸內(nèi)呼吸第一節(jié)肺通氣

肺通氣:肺與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。一、肺通氣的動力呼吸肌收縮和舒張肺內(nèi)壓與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?。ㄒ唬┖粑\動呼氣肺內(nèi)壓＞大氣壓縮小肺臟吸氣肺內(nèi)壓＜大氣壓胸廓呼吸肌縮小收縮舒張擴張擴張1）吸氣運動（主動過程）膈肌收縮：增大胸腔上.下徑(占4/5)肋間外肌收縮：增大胸腔前后、左右徑2）呼氣運動平靜呼吸（被動過程）：吸氣肌舒張用力呼吸（主動過程）：吸氣肌舒張（深呼吸）

+呼氣肌收縮膈肌和肋間外肌弛緩，肺依靠本身的回縮力量而回位。用力呼氣時，肋間內(nèi)肌收縮，腹肌收縮使隔肌向上移動。3）呼吸運動的形式平靜呼吸:

吸氣主動，呼氣被動。平穩(wěn)，12~18次/分用力呼吸:吸氣和呼氣均為主動（吸氣輔助?。?。按呼吸深度分:按參與的呼吸肌分:胸式呼吸、腹式呼吸混合式呼吸肺內(nèi)壓：指肺泡內(nèi)的壓力。吸氣肺內(nèi)壓<大氣壓吸氣末=大氣壓呼氣>大氣壓呼氣末 =大氣壓壓力差推動氣體流動。人工呼吸造成壓力差。1、肺內(nèi)壓（二）呼吸時肺內(nèi)壓和胸膜腔內(nèi)壓的變化胸內(nèi)壓:指胸膜腔內(nèi)的壓力；為負壓。2、胸膜腔內(nèi)壓

成因：胸膜腔內(nèi)壓=肺內(nèi)壓－肺回縮壓

＝－肺回縮壓生理意義：維持肺泡的擴張狀態(tài)促進靜脈、淋巴回流彈性阻力肺的彈性阻力胸廓的彈性阻力非彈性阻力氣道阻力呼吸阻力肺彈性回縮力:1/3肺泡表面張力：2/3二、肺通氣的阻力（一）彈性阻力和順應性：彈性阻力（R）——彈性物體受到外力作用時產(chǎn)生的對抗變形的力。

(使物體有回位傾向)順應性（compliance；C）——在外力作用下彈性組織擴張的難易程度。（即單位壓力變化引起的單位容積變化）順應性大=易擴張=彈性阻力小順應性小=不易擴張=彈性阻力大C＝1/R1、肺的彈性阻力1）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)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

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)2）胸廓的彈性阻力和順應性：肺容量=67%肺總?cè)萘啃乩捻槕裕盒厍蝗莘e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2、非彈性阻力非彈性阻力氣道阻力:80-90%，來自氣體分子間、氣體分子與氣道壁的摩擦力慣性阻力粘滯阻力忽略不計影響氣道阻力因素：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因素：兒茶酚胺、組胺三、肺通氣功能的評價

功能殘氣量（一）肺容積和肺容量

(1)潮氣量

:每次平靜呼吸時吸入或呼出的氣體的量,400～600m1。

(2)補吸氣量

與深吸氣量:在平靜吸氣之末，再盡力吸氣所能吸入的氣體量稱為補吸氣量，又稱吸氣貯備量,1500～2000m1。它與潮氣量之和稱為深吸氣量,衡量最大通氣潛力。

深吸氣量＝潮氣量＋補吸氣量

(3)補呼氣量

:在平靜呼氣之未，再盡力呼氣所能呼出的氣體量,900～1200m1。（4）肺活量

:盡力吸氣后，再盡力呼氣，所能呼出的氣體量稱為肺活量。男性：3500m1；女性：2500m1。

肺活量=潮氣量＋補吸氣量＋補呼氣量

用力呼氣量

(forcedexpiratoryvolume,FEV)：用力吸氣后，用力以最快的速度呼氣所能呼出的最大氣量，測定第1、2、3秒內(nèi)呼出的氣體量，通常用它占肺活量的百分數(shù)表示。(6)肺總?cè)萘?/p>

:肺所能容納的最大氣體量

肺總?cè)萘浚匠睔饬浚a吸氣量＋補呼氣量＋殘氣量＝肺活量＋殘氣量(5)殘(余)氣量

:用力呼氣末仍殘留在肺內(nèi)的氣體量，1000～1500ml。平靜呼氣末留在肺內(nèi)的氣體量為功能殘(余)氣量,2500ml。

功能殘氣量＝殘氣量＋補呼氣量

1、每分肺通氣量

：每分鐘進出肺的氣體總量。

每分通氣量=潮氣量×呼吸頻率

6-9L/min500ml12-18次/分

（二）肺通氣量和肺泡通氣量最大隨意通氣量：約為150L/min通氣儲備百分比≥93%2、無效腔和肺泡通氣量

(1)無效腔：指有通氣但不進行氣體交換的區(qū)域。生理無效腔包括解剖無效腔和肺泡無效腔。

解剖無效腔指由鼻或口腔直至終末細支氣管的整個氣體通道。沒有氣體交換功能，成年人約150ml。

(2)肺泡通氣量(alveolarventilation,VA)：每分鐘進入肺泡與血液進行氣體交換的新鮮氣體總量。為每分肺通氣量的有效部分。

肺泡通氣量=（潮氣量一無效腔氣量）×呼吸頻率肺泡通氣量(500－150)×16＝5600(250－150)×32＝3200(1000－150)×8＝6800每分通氣量500×16＝8000250×32＝80001000×8＝8000平靜呼吸淺快呼吸深慢呼吸氣體交換包括肺換氣和組織換氣。第二節(jié)呼吸氣體的交換一、氣體交換的原理氣體的擴散：氣體分子將從分壓高處向分壓低處發(fā)生凈移動，直至兩處分壓差相等為止。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)

CO2溶解度是O2的24倍,分子量略大于O2,

故CO2擴散系數(shù)為O2的20倍。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)氣體擴散的容積二、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（一）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70m23.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組織細胞代謝水平毛細血管血流量及通透性氣體擴散距離（二）影響組織換氣的因素氣體在血液中的運輸形式第三節(jié)氣體在血液中的運輸運輸形式物理溶解化學結(jié)合物理溶解量很少，但它是化學結(jié)合或釋放的先決條件。化學結(jié)合動態(tài)平衡物理溶解一、O2的運輸

物理溶解：0.3ml/100ml血液（1.5%）化學結(jié)合：20ml/100ml血液（98.5%）

O2的運輸主要靠化學結(jié)合,O2和血紅蛋白（hemoglobin,Hb)的可逆結(jié)合。

Po2↑Hb

+O2

HbO2

Po2↓氧合解離Hb與O2結(jié)合的特征：

1.

反應快、可逆、不需酶催化、

受PO2影響。

2.氧合，F(xiàn)e2+

被氧化成Fe3+

時

Hb就失去帶氧能力。

氧合血紅蛋白(HbO2)呈鮮紅色，去氧血紅蛋白呈紫藍色；假如毛細血管內(nèi)血液含還原血紅蛋白達50g/L(血液)以上，則皮膚，甲床或粘膜出現(xiàn)青紫色，稱為發(fā)紺（紫紺）。缺氧一定有發(fā)紺？發(fā)紺一定有缺氧？

Hb的氧飽和度＝——————

×100％Hb氧含量Hb氧容量

1gHb結(jié)合1.34mlO2，正常健康人每100ml血液含Hb15g，最多可結(jié)合O2約20.1ml。

Hb氧容量：100ml血液中的Hb所能結(jié)合的最大O2量稱為Hb的氧容量(oxygencapacity)。

Hb氧含量：100ml血液中的Hb實際結(jié)合的O2量稱為Hb的氧含量(oxygencontent)。

Hb氧飽和度：氧含量占氧容量百分比稱為Hb的氧飽和度(oxygensaturation)。血氧飽和度

通常將Hb氧含量、Hb氧容量和Hb的氧飽和度看作血氧含量、血氧容量和血氧飽和度（血液中溶解O2的很少，忽略不計）。

氧離曲線(oxygendissociationcurve)：反映血氧飽和度和血氧分壓（Po2）關系的曲線，呈S形。氧離曲線及影響因素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（2）⑵中段：PO2

40~60mmHgHbO2釋放O2

的部分特征：曲線較陡意義:有利于對低氧環(huán)境的組織細胞供氧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）影響氧離曲線的因素二、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%化學結(jié)合:95%碳酸氫鹽(88%) 氨基甲酰血紅蛋白(7%)第四節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)呼吸運動特點：自動節(jié)律性呼吸：節(jié)律性來自呼吸中樞，受反射調(diào)節(jié)。可有意識地調(diào)節(jié)呼吸——受大腦皮層控制。呼吸運動是一種由呼吸肌舒縮完成的節(jié)律性運動

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)絡學說延髓神經(jīng)元之間的相互聯(lián)系和相互作用（一）化學感受器的反射性調(diào)節(jié)

——血液中的化學物質(zhì)（PO2、PCO2

、H+）通過刺激化學感受器調(diào)節(jié)呼吸運動（加深、加快）的反射三、呼吸的反射性調(diào)節(jié)意義：維持內(nèi)環(huán)境的相對穩(wěn)定1、化學感受器（2）中樞化學感受器：延髓腹外側(cè)的淺表部位（1）外周化學感受器：頸動脈體、主動脈體

對缺O(jiān)2不反應；對CO2的敏感性較外周高，但容易產(chǎn)生適應。（主要意義：維持CNS的pH相對穩(wěn)定）①適宜刺激：腦脊液和局部細胞外液的〔H+〕血CO2↓血腦屏障CO2+H2OH2CO3H+

+HCO3H+來源中樞化學感受器：②外周化學感受器：適宜刺激：動脈血的PO2↓、PCO2↑、〔H+〕↑2、CO2、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因素血液中保持一定濃度的CO2是維持呼吸中樞正常興奮性的必要條件但當吸入氣中CO2含量超過一定水平時，如：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，昏迷—CO2麻醉呼吸加深加快延髓呼吸中樞+外周化學感受器+中樞化學感受器+CO2透過血腦屏障進入腦脊液:

CO2＋H2O→H2CO3→H+＋HCO3-ＰCO2↑

（2）H+的影響

H+↑→外周化學感受器→呼吸中樞興奮→呼吸加深加快

（3）PO2的影響

PO2↓→外周化學感受器→呼吸中樞興奮→呼吸加深加快

1)直接作用呼吸中樞－抑制

2)間接作用外周化學感