生理学本科-呼吸生理-1

呼呼 吸吸 生生 理理主主 讲：孙红宇讲：孙红宇E-mail: 主页：主页： /incoming/shy/电话电话 方医科大学生理学教研室南方医科大学生理学教研室n 概念：概念： 机体机体 与与 环境环境 间气体交换的过程间气体交换的过程n 稳定稳定 O2和和 CO2，平衡酸碱，平衡酸碱n 两大系统参与，三个基本环节两大系统参与，三个基本环节什什么么是是呼呼吸吸肺通气肺通气（ Pulmonary Ventilation） 血管网粘液腺 加湿、调温、过滤、清洁纤 毛迷走 NACh+M 受体 收缩 气道阻力 平滑肌 (故哮喘病人夜间发作较多 )交感 NNE+ 2受体 舒张 气道阻力 (拟交感药物治疗哮喘 )注 :体液因素 (组织胺、 5-HT、缓激肽等 ) 强烈收缩肺呼吸肌：与肺通气的动力有关胸膜腔：其负压与肺扩张有关呼吸道参与肺通气的器官 肺内压和大气压之间的压力差是推动气体进肺内压和大气压之间的压力差是推动气体进出肺的出肺的 直接动力直接动力 肺内压肺内压 ：指肺泡内的压力：指肺泡内的压力 呼吸过程中肺内压的变化呼吸过程中肺内压的变化A：周期性变化：周期性变化 :呼呼 12mmHg，吸，吸 -2-1mmHgB：变化程度与呼吸的缓急、深浅和呼吸道是：变化程度与呼吸的缓急、深浅和呼吸道是否通畅相关否通畅相关肺内压肺内压呼吸运动呼吸运动 ：原动力：原动力 吸气（吸气（ inspiration）呼气呼气 (expiration) 呼吸肌：呼吸肌：吸气肌（膈肌、肋间外肌）吸气肌（膈肌、肋间外肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌）辅助呼吸肌辅助呼吸肌 平静呼吸、用力呼吸平静呼吸、用力呼吸 胸式呼吸、腹式呼吸胸式呼吸、腹式呼吸 呼吸频率呼吸频率 ： 12 18次次 /分；分；小儿较快，老人偏慢。小儿较快，老人偏慢。胸膜腔内压胸膜腔内压1、 胸膜腔内压力的测定胸膜腔内压力的测定 ：直接、间接：直接、间接2、 负压形成的三个决定因素：负压形成的三个决定因素：胸膜腔是一个密闭潜在腔隙；胸膜腔是一个密闭潜在腔隙；胸廓固有容积远大于肺固有容积；胸廓固有容积远大于肺固有容积；肺和胸廓都有弹性。肺和胸廓都有弹性。3、 胸膜腔内压胸膜腔内压 = 肺内压肺弹性回缩力肺内压肺弹性回缩力=肺弹性回缩力肺弹性回缩力4、 负压的生理意义：负压的生理意义：维持肺的扩张状态；维持肺的扩张状态；在呼吸运动和肺通气之间起偶联作用；在呼吸运动和肺通气之间起偶联作用；降低中心静脉压，有利降低中心静脉压，有利于血液、淋巴液回流和于血液、淋巴液回流和心室充盈。心室充盈。5、气胸、气胸呼 气肺内压 大气压缩 小肺 脏吸 气肺内压 大气压胸 廓吸气肌缩 小收 缩 舒 张扩 张扩 张胸 膜 腔负压增大 负压减小肺通气过程全图肺通气过程全图肺通气的阻力肺通气的阻力弹性阻力非弹性阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力气道阻力：与气体流动形式 +气道半径有关粘滞阻力惯性阻力肺弹性回缩力 : 1/3肺泡表面张力： 2/3常态下可忽略不计n 弹性阻力弹性阻力 :弹性组织在外力作用下变形时，有对弹性组织在外力作用下变形时，有对抗变形和弹性回位的倾向抗变形和弹性回位的倾向n 顺应性顺应性 （ compliance） :在外力作用下弹性组织在外力作用下弹性组织的可扩张性的可扩张性n 顺应性顺应性 =1/弹性阻力弹性阻力 =容积的变化容积的变化 /单位压力单位压力变化变化弹性阻力和顺应性弹性阻力和顺应性1、肺的弹性阻力和肺顺应性、肺的弹性阻力和肺顺应性n 吸气的阻力，呼气的动力吸气的阻力，呼气的动力n 肺顺应性肺顺应性 =肺容积变化肺容积变化 /跨肺压的变化跨肺压的变化n 肺静态顺应性曲线肺静态顺应性曲线 测定方法：吸或呼测定方法：吸或呼 屏气屏气 放松呼吸肌，使放松呼吸肌，使肺内压与大气压相等肺内压与大气压相等 意义：斜率大，顺应性大，弹性阻力小；病理状态下，顺应性下降（如肺充血、肺组织纤维化），吸气困难；反之（如肺气肿），呼气困难n 肺总量影响顺应性：肺总量影响顺应性：n 总量大，顺应性大总量大，顺应性大n 总量小，顺应性小总量小，顺应性小n 比顺应性比顺应性n 顺应性顺应性 /肺总容量肺总容量n 测量点不同，肺总容量不同测量点不同，肺总容量不同n 测吸气时，肺总容量测吸气时，肺总容量 =功能残气量功能残气量n 肺弹性阻力的来源肺弹性阻力的来源 肺组织弹力纤维和胶原纤维肺组织弹力纤维和胶原纤维 :1/3 肺泡内侧气肺泡内侧气 -液界面的表面张力液界面的表面张力 :2/3肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质 (alveolar surfactant)：A.来源：肺泡来源：肺泡 型细胞型细胞B.成分：二棕榈酰卵磷脂和表面活性物质结合成分：二棕榈酰卵磷脂和表面活性物质结合蛋白蛋白C.特性：垂直排列于液特性：垂直排列于液 -气界面，随肺泡张缩气界面，随肺泡张缩而改变密度而改变密度D.作用：降低肺泡表面张力作用：降低肺泡表面张力 防肺泡破裂或萎缩； 减少肺泡内液的生成； 降低吸气阻力；E.影响因素：肺炎、肺血栓、早产儿影响因素：肺炎、肺血栓、早产儿 2、 胸廓的弹性阻力和顺应性胸廓的弹性阻力和顺应性n 肺容量小于肺总量的肺容量小于肺总量的 67%时是吸气的动力，时是吸气的动力，反之，则为阻力反之，则为阻力n 胸廓的顺应性胸廓的顺应性 =胸腔容积的变化胸腔容积的变化 /跨壁压的变跨壁压的变化化n 影响因素：肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚和腹影响因素：肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚和腹内占位性病变等内占位性病变等 弹性阻力弹性阻力 (顺应性顺应性 ) 但但较少引起通气障碍较少引起通气障碍3、 总弹性阻力：肺与胸廓相加总弹性阻力：肺与胸廓相加总顺应性：两者倒数相加总顺应性：两者倒数相加n 包括惯性阻力、粘滞阻力和气道阻力（包括惯性阻力、粘滞阻力和气道阻力（ 80-90%）n 气道阻力（气道阻力（ airway resistance）n 计算：气道阻力计算：气道阻力 =推动气体流动的压力推动气体流动的压力 /单位单位时间内气体流量时间内气体流量n 阻力部位：鼻（阻力部位：鼻（ 50% ），声门（），声门（ 25% ），气），气管和支气管（管和支气管（ 15% ），细支气管（），细支气管（ 10% ）n 影响因素：气流速度、气流形式、影响因素：气流速度、气流形式、 气道口径气道口径非弹性阻力非弹性阻力n 气道口径的影响因素气道口径的影响因素 ：A：跨壁压（呼吸道内外的压力差）：跨壁压（呼吸道内外的压力差）B：肺实质对气道壁的外向放射状牵引：肺实质对气道壁的外向放射状牵引C：自主神经系统对气道管壁平滑肌的调节：自主神经系统对气道管壁平滑肌的调节：副交感：收缩气管（副交感：收缩气管（ M受体）受体）交交 感：舒张气管（感：舒张气管（ 2受体）受体） NANC：调节递质释放量或效应器的反应；：调节递质释放量或效应器的反应；D：化学因素的影响：化学因素的影响：儿茶酚胺、前列腺素儿茶酚胺、前列腺素 E2 舒张舒张前列腺素前列腺素 F2、组胺、慢反应物质、吸入气、组胺、慢反应物质、吸入气 CO2、内皮素、内皮素 收缩收缩 n 在呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性阻力和在呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性阻力和非弹性阻力而实现肺通气所作的功非弹性阻力而实现肺通气所作的功n 一次呼吸过程中跨壁压变化一次呼吸过程中跨壁压变化 *肺容积的变化肺容积的变化n 1J=10.2LcmH2On 0.25J/次次n 功率：单位时间功率：单位时间n 按呼吸频率按呼吸频率 12次次 /分计算，平均功率约分计算，平均功率约 50mWn 呼吸耗能占全身总耗能的呼吸耗能占全身总耗能的 3%4%n 运动时可增加运动时可增加 25-50倍，但全身总耗能亦增加，倍，但全身总耗能亦增加，所占比例基本不变所占比例基本不变呼吸功呼吸功肺通气功能测定肺通气功能测定肺功能测量肺功能测量 肺量计肺量计n 最新的肺量计：气流呼吸速度描记器最新的肺量计：气流呼吸速度描记器n 小阻抗金属网感应器测气流压力差小阻抗金属网感应器测气流压力差n 当气流速度较低（层流）时，通过感应器的压当气流速度较低（层流）时，通过感应器的压力差与气流量呈线性相关力差与气流量呈线性相关n 容积通过气流积分获得容积通过气流积分获得基本肺容积n 深吸气量（深吸气量（ inspiratory capacity, IC）n 衡量最大通气潜力衡量最大通气潜力n 功能余气量（功能余气量（ Functional Residual Capacity， FRC）n 稳定肺泡内气体比例稳定肺泡内气体比例n 男：男： 2500ml ;女：女： 2000mln 肺气肿肺气肿 ，肺实质性病变，肺实质性病变 n 肺活量（肺活量（ vital capacity， VC）n 潮气量潮气量 +补吸气量补吸气量 +补呼气量补呼气量n 受体位、身材、胸廓和肺的弹性、年龄、性别等影响受体位、身材、胸廓和肺的弹性、年龄、性别等影响n 男：男： 3500ml； 女：女： 2500mln 反映一次呼吸的最大通气能力。严重降低（反映一次呼吸的最大通气能力。严重降低（ 80% ）时）时，提示有限制性肺病，提示有限制性肺病肺容量肺容量n 用力肺活量用力肺活量 (forced vital capacity, FVC)n 正常人正常人 VCn 用力呼气量用力呼气量 (forced expiratory volume, FEV）n FEV/FVC正常值：正常值： 1s 83%； 2s 96%； 3s 99%n 可反映呼吸阻力变化可反映呼吸阻力变化n 限制性肺病限制性肺病 （如肺纤维化）：第一秒用力（如肺纤维化）：第一秒用力呼气量和用力肺活量均下降，呼气量和用力肺活量均下降， FEV1/FVC正正常或超过常或超过 80%n 阻塞性肺病阻塞性肺病 （如哮喘）：用力肺活量下降（如哮喘）：用力肺活量下降不明显，第一秒用力呼气量下降明显，不明显，第一秒用力呼气量下降明显，FEV1/FVC70%每分通气量每分通气量n