《人體和外界環(huán)境的氣體交換》課件

人體和外界環(huán)境的氣體交換人體與外界環(huán)境之間進(jìn)行氣體交換，是維持生命活動(dòng)的關(guān)鍵。呼吸系統(tǒng)是人體進(jìn)行氣體交換的主要器官，包括鼻腔、咽、喉、氣管、支氣管和肺等。課程目標(biāo)理解人體呼吸的意義了解人體呼吸對(duì)生命活動(dòng)的重要性，以及呼吸系統(tǒng)在維持生命中的作用。掌握人體呼吸的生理學(xué)基礎(chǔ)了解肺的結(jié)構(gòu)和功能，以及氣體交換的過(guò)程和原理。認(rèn)識(shí)呼吸的調(diào)節(jié)機(jī)制了解呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)方式，包括神經(jīng)調(diào)節(jié)和化學(xué)調(diào)節(jié)。了解常見(jiàn)的呼吸系統(tǒng)疾病掌握一些常見(jiàn)的呼吸系統(tǒng)疾病的病因、癥狀和治療方法。人體和外界環(huán)境氣體交換的意義氧氣是生命活動(dòng)必不可少的物質(zhì)。人體通過(guò)呼吸獲得氧氣，氧化分解食物，釋放能量，維持生命活動(dòng)。人體代謝過(guò)程會(huì)產(chǎn)生二氧化碳等廢物，需要通過(guò)呼吸排出體外。呼吸的生理學(xué)基礎(chǔ)呼吸系統(tǒng)呼吸系統(tǒng)是人體與外界環(huán)境進(jìn)行氣體交換的重要器官系統(tǒng)。它包括鼻腔、咽、喉、氣管、支氣管和肺等器官。肺的結(jié)構(gòu)肺是呼吸系統(tǒng)的主要器官，其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，由肺泡組成。肺泡是氣體交換的場(chǎng)所。血液循環(huán)系統(tǒng)血液循環(huán)系統(tǒng)負(fù)責(zé)將氧氣從肺部輸送到全身各組織，并將二氧化碳從組織運(yùn)送到肺部排出。肺的結(jié)構(gòu)和功能肺是人體呼吸系統(tǒng)的核心器官，位于胸腔內(nèi)，左右各一個(gè)。肺呈海綿狀，由無(wú)數(shù)肺泡組成，肺泡壁薄，僅由一層上皮細(xì)胞構(gòu)成，周?chē)h(huán)繞著豐富的毛細(xì)血管，是氣體交換的主要場(chǎng)所。肺具有呼吸、防御和調(diào)節(jié)功能，通過(guò)氣體交換，將氧氣吸入血液，將二氧化碳排出體外。肺還具有防御功能，可以過(guò)濾和清除空氣中的有害物質(zhì)，防止病原體進(jìn)入體內(nèi)。肺還參與調(diào)節(jié)血液中的酸堿平衡，保持人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。肺通氣1氣體進(jìn)出肺吸氣和呼氣2肺泡內(nèi)外氣體交換氣體從肺泡進(jìn)入血液，或從血液進(jìn)入肺泡3血液循環(huán)運(yùn)輸氣體氧氣運(yùn)輸?shù)浇M織，二氧化碳運(yùn)輸?shù)椒闻莘瓮馐侨梭w與外界環(huán)境進(jìn)行氣體交換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。氣體進(jìn)出肺的過(guò)程稱之為肺通氣，包括吸氣和呼氣兩個(gè)過(guò)程。肺通氣過(guò)程中，肺泡與外界環(huán)境的氣體交換稱為氣體交換，氣體交換包括氣體從肺泡進(jìn)入血液，或從血液進(jìn)入肺泡。氣體交換的部位1肺泡肺泡是肺部最小的結(jié)構(gòu)單位，是氣體交換的主要場(chǎng)所。2毛細(xì)血管肺泡周?chē)h(huán)繞著豐富的毛細(xì)血管網(wǎng)，有利于氣體交換的進(jìn)行。3肺泡壁和毛細(xì)血管壁這兩層壁都很薄，僅由一層扁平上皮細(xì)胞組成，有利于氣體通過(guò)。氣體交換的原理氣體交換是指氧氣從肺泡進(jìn)入血液，二氧化碳從血液進(jìn)入肺泡的過(guò)程。它遵循氣體分壓定律，即氣體從高分壓區(qū)域擴(kuò)散到低分壓區(qū)域。肺泡中的氧氣分壓高于血液，二氧化碳分壓低于血液，因此氧氣會(huì)從肺泡擴(kuò)散到血液，二氧化碳會(huì)從血液擴(kuò)散到肺泡。血液中的紅血球攜氧氣，并將其運(yùn)輸?shù)饺砀鹘M織細(xì)胞。同時(shí)，血液中的二氧化碳被運(yùn)輸?shù)椒尾浚罱K通過(guò)呼吸排出體外。血液運(yùn)輸氣體血液是人體內(nèi)重要的運(yùn)輸介質(zhì)，負(fù)責(zé)將氧氣從肺部輸送到全身各組織，并將二氧化碳從組織輸送到肺部。氣體在血液中的運(yùn)輸形式氧氣的運(yùn)輸氧氣主要與血紅蛋白結(jié)合以氧合血紅蛋白形式運(yùn)輸，少量溶解在血漿中。二氧化碳的運(yùn)輸二氧化碳以三種形式運(yùn)輸：溶解在血漿中，與血紅蛋白結(jié)合，以碳酸氫鹽的形式。組織對(duì)氧氣的利用細(xì)胞呼吸氧氣是細(xì)胞呼吸的必要成分，為機(jī)體提供能量。能量代謝氧氣參與能量代謝過(guò)程，將葡萄糖轉(zhuǎn)化為ATP，為各種生命活動(dòng)提供能量。組織修復(fù)氧氣促進(jìn)組織修復(fù)和再生，維持組織的正常功能。二氧化碳的排出肺泡氣體交換二氧化碳從血液進(jìn)入肺泡，并隨呼氣排出體外。血液循環(huán)血液中的二氧化碳通過(guò)循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)椒尾?。呼吸系統(tǒng)呼吸系統(tǒng)是人體排出二氧化碳的主要器官。肺通氣量的調(diào)節(jié)機(jī)制肺通氣量是指單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)出肺部的空氣量，它是反映肺功能的重要指標(biāo)。1神經(jīng)調(diào)節(jié)呼吸中樞通過(guò)神經(jīng)支配呼吸肌，調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的頻率和深度。2化學(xué)調(diào)節(jié)血液中氧氣、二氧化碳和氫離子濃度變化刺激呼吸中樞，調(diào)節(jié)肺通氣量。3肺牽張反射肺擴(kuò)張時(shí)，肺牽張感受器受到刺激，抑制呼吸中樞，使吸氣時(shí)間縮短，呼氣時(shí)間延長(zhǎng)。肺通氣量的調(diào)節(jié)機(jī)制是復(fù)雜的，它受神經(jīng)、化學(xué)和肺牽張反射的共同調(diào)節(jié)，以確保機(jī)體對(duì)氧氣的需求和二氧化碳的排出。呼吸中樞的調(diào)節(jié)1腦干延髓和腦橋負(fù)責(zé)控制呼吸的頻率和深度。2神經(jīng)元神經(jīng)元通過(guò)神經(jīng)信號(hào)調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)，控制肌肉收縮，完成呼吸。3反饋機(jī)制身體感知血液中的氧氣和二氧化碳濃度，反饋調(diào)節(jié)呼吸頻率和深度?；瘜W(xué)調(diào)節(jié)二氧化碳二氧化碳是人體內(nèi)重要的化學(xué)調(diào)節(jié)物質(zhì)，通過(guò)血液中的濃度變化來(lái)調(diào)節(jié)呼吸頻率和深度。當(dāng)二氧化碳濃度升高時(shí)，會(huì)刺激呼吸中樞，導(dǎo)致呼吸加快加深，排出更多的二氧化碳。氧氣氧氣濃度對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)作用相對(duì)較弱。當(dāng)氧氣濃度降低時(shí)，也會(huì)刺激呼吸中樞，但主要作用在于增加呼吸深度。神經(jīng)調(diào)節(jié)1呼吸中樞腦干的呼吸中樞負(fù)責(zé)控制呼吸運(yùn)動(dòng)，接受來(lái)自肺和外周化學(xué)感受器的信號(hào)，調(diào)節(jié)呼吸頻率和深度。2神經(jīng)通路呼吸中樞通過(guò)神經(jīng)通路，將調(diào)節(jié)信號(hào)傳遞給呼吸肌，調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)，以適應(yīng)機(jī)體的需要。3反射調(diào)節(jié)當(dāng)血液中二氧化碳濃度升高或氧氣濃度降低時(shí)，會(huì)刺激化學(xué)感受器，引發(fā)反射，調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)。4自主調(diào)節(jié)機(jī)體在運(yùn)動(dòng)、情緒變化等情況下，可以通過(guò)自主神經(jīng)系統(tǒng)，調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)。呼吸中樞的生理基礎(chǔ)呼吸中樞位于腦干，主要包括延髓和腦橋的呼吸中樞。延髓呼吸中樞控制呼吸運(yùn)動(dòng)的節(jié)律，腦橋呼吸中樞調(diào)節(jié)呼吸深度和頻率。呼吸中樞的活動(dòng)受多種因素的影響，包括血液中的氧氣和二氧化碳濃度、神經(jīng)信號(hào)和情緒等。呼吸運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)調(diào)節(jié)呼吸中樞的指令腦干中的呼吸中樞發(fā)出神經(jīng)沖動(dòng)，控制呼吸肌的收縮和舒張。神經(jīng)沖動(dòng)傳導(dǎo)神經(jīng)沖動(dòng)通過(guò)脊髓傳導(dǎo)至呼吸肌，驅(qū)動(dòng)呼吸肌的運(yùn)動(dòng)。呼吸肌的活動(dòng)呼吸肌的收縮和舒張，造成胸腔容積變化，進(jìn)而引起肺的擴(kuò)張和收縮。呼吸功能的測(cè)定肺活量肺活量是指一次最大吸氣后，盡力呼出的氣體量。通氣量通氣量是指每分鐘進(jìn)出肺的氣體量。最大通氣量最大通氣量是指在單位時(shí)間內(nèi)，盡力深吸氣后，盡力深呼出的氣體量。血?dú)夥治鲅獨(dú)夥治隹梢詼y(cè)定血液中氧氣、二氧化碳、pH值等指標(biāo)。呼吸功能檢查方法肺活量肺活量測(cè)試可以評(píng)估肺部的容量和通氣效率，幫助醫(yī)生了解肺部健康狀況。最大通氣量測(cè)量在每分鐘內(nèi)最大呼氣和吸氣量的指標(biāo)，反映肺部通氣能力和氣體交換效率。血?dú)夥治鐾ㄟ^(guò)分析血液中的氧氣、二氧化碳和其他指標(biāo)，評(píng)估肺部氣體交換功能和呼吸機(jī)能。胸部X光幫助醫(yī)生觀察肺部結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)肺部病變，如肺炎、肺癌等，輔助診斷呼吸系統(tǒng)疾病。呼吸功能異常呼吸頻率異常呼吸過(guò)快或過(guò)慢都屬于呼吸功能異常，可能導(dǎo)致呼吸困難，影響氧氣供應(yīng)。例如，快速淺呼吸可能導(dǎo)致氣短，慢而深呼吸可能導(dǎo)致呼吸暫停。肺活量下降肺活量下降表示肺部不能有效地吸入和呼出空氣，導(dǎo)致呼吸效率降低。例如，哮喘患者的肺活量可能會(huì)下降，導(dǎo)致他們呼吸困難。呼吸功能異常的原因肺部疾病肺結(jié)核、肺炎等疾病會(huì)影響肺部的正常功能，導(dǎo)致呼吸困難。呼吸道阻塞哮喘、慢性阻塞性肺疾病等會(huì)導(dǎo)致氣道狹窄，影響氣體流通。胸腔疾病胸腔積液、氣胸等會(huì)壓迫肺部，影響呼吸功能。神經(jīng)系統(tǒng)疾病腦卒中、脊髓損傷等會(huì)影響呼吸中樞的調(diào)節(jié)，導(dǎo)致呼吸功能異常。缺氧癥高海拔缺氧登山者在高海拔地區(qū)可能出現(xiàn)高原反應(yīng)，導(dǎo)致缺氧癥狀。呼吸系統(tǒng)疾病肺炎、肺氣腫等呼吸系統(tǒng)疾病會(huì)導(dǎo)致肺功能障礙，引起缺氧。血液循環(huán)障礙心臟病、心衰等疾病影響血液循環(huán)，導(dǎo)致氧氣供應(yīng)不足，造成缺氧。中毒一氧化碳中毒會(huì)阻礙血液攜帶氧氣，造成缺氧。過(guò)度通氣癥定義過(guò)度通氣癥是指呼吸頻率和深度增加，導(dǎo)致血液中二氧化碳含量降低，造成呼吸性堿中毒。癥狀患者可能會(huì)感到頭暈、頭痛、胸悶、呼吸急促、手指和嘴唇麻木等癥狀。原因過(guò)度通氣癥的常見(jiàn)原因包括焦慮、恐懼、過(guò)度運(yùn)動(dòng)、肺栓塞、高熱、代謝性酸中毒等。治療治療過(guò)度通氣癥主要包括緩解焦慮、控制情緒，必要時(shí)進(jìn)行呼吸訓(xùn)練，以及針對(duì)病因進(jìn)行治療。呼吸性酸堿失衡呼吸性酸中毒當(dāng)二氧化碳潴留時(shí)，血液中氫離子濃度升高，導(dǎo)致pH值降低，即發(fā)生呼吸性酸中毒。常見(jiàn)于呼吸衰竭、肺氣腫、慢性阻塞性肺病等。呼吸性堿中毒當(dāng)二氧化碳排出過(guò)多時(shí)，血液中氫離子濃度降低，導(dǎo)致pH值升高，即發(fā)生呼吸性堿中毒。常見(jiàn)于過(guò)度通氣、高熱、腦膜炎等。慢性阻塞性肺疾病氣流受限肺部氣道狹窄，導(dǎo)致呼吸困難。不可逆轉(zhuǎn)慢性阻塞性肺疾病是進(jìn)行性疾病，病情逐漸加重。吸煙主要病因是長(zhǎng)期吸煙，也可能與空氣污染有關(guān)。治療無(wú)治愈方法，治療以緩解癥狀、改善生活質(zhì)量為目標(biāo)。肺癌病因吸煙是肺癌最主要的誘因，吸煙人群患肺癌的風(fēng)險(xiǎn)遠(yuǎn)高于不吸煙人群。癥狀咳嗽、咳痰胸痛呼吸困難治療肺癌的治療方法包括手術(shù)、化療、放療、靶向治療等。肺結(jié)核結(jié)核桿菌感染由結(jié)核桿菌引起，主要侵犯肺部，可通過(guò)飛沫傳播。癥狀多樣早期癥狀不明顯，進(jìn)展期可出現(xiàn)咳嗽、咳痰、咯血、胸痛、發(fā)熱、盜汗、乏力等。治療方法需要進(jìn)行規(guī)范的抗結(jié)核治療，包括多種藥物聯(lián)合使用，持續(xù)用藥時(shí)間較長(zhǎng)。預(yù)防措施加強(qiáng)個(gè)人衛(wèi)生，注意通風(fēng)，避免接觸結(jié)核病人，接種卡介苗。肺氣腫1肺泡壁破壞導(dǎo)致肺泡彈性減弱，肺泡膨脹，難以恢復(fù)原狀。2氣體交換受損肺泡壁變薄，氣體交換面積減少，導(dǎo)致呼吸困難。3呼吸衰竭長(zhǎng)期肺氣腫可發(fā)展為呼吸衰竭，甚至危及生命。肺炎肺部炎癥細(xì)菌、病毒或真菌感染導(dǎo)致的肺部組織炎癥，引起肺泡充血、滲出物和炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)，影響氣體交換。常見(jiàn)癥狀咳嗽、