呼吸生理PPT课件

第五章第五章 呼呼 吸吸 （RespirationRespiration） 呼 吸 系 统统 概 图图 呼 吸 全 过过 程 组组 织织 换换 气 细细胞内 氧化代谢谢 肺 换换 气 气体运输输 肺通气 O2 CO2 (the Whole Process of Respiration) 第一节第一节 肺肺 通通 气气 （pulmonary ventilationpulmonary ventilation） 肺通气 O2 CO2 吸气初：肺内压 大气压 呼气开始 呼气末：肺内压 = 大气压 呼气停止 （一）肺内压压肺泡内的压力 肺内压压与大气压压之差是推动动气体进进/出肺的直接动动力 一肺通气的动力 肺内压压大气压压 （二）呼吸运动动 呼吸肌： 吸气肌 膈肌 肋间间外肌 呼气肌 肋间间内肌 腹壁肌 平静呼吸与用力呼吸 （3）腹式呼吸与胸式呼吸 肋间外肌收缩肋间外肌收缩胸骨上升胸骨上升肋间内肌收缩肋间内肌收缩胸骨下降胸骨下降 吸气肌 收缩缩 舒张张 胸廓 扩扩大 缩小 肺内压压 降低大气压压 呼气 肺 扩张扩张 回缩缩 （三）胸膜腔与胸内压压 胸内压胸内压= =肺内压肺内压 - - 肺回缩力肺回缩力 = =大气压大气压 - - 肺回缩力肺回缩力 =0 - =0 -肺回缩力肺回缩力 呼气末：呼气末：-3 -5 mmHg-3 -5 mmHg 吸气末：吸气末：-5 -10 mmHg-5 -10 mmHg 肺回缩肺回缩 胸内压形成 以胸膜腔密闭且含浆液为条件 胸廓生长肺生长 胸廓容积肺容积 胸廓将肺拉大 肺回缩 胸内负压 生理意义： 有利于肺扩张扩张 有利于静脉血与淋巴液回流 呼吸运动（原动力） 胸内压变化（间接动力） 肺内压与大气压差变化（直接动力） 肺通气 二、肺通气功能的评价 （一）肺容量 肺 总总 容 量 肺 活 量 深 吸 气 量 机 能 余 气 量 补补吸 气量 补补呼 气量 余气量 潮气量 每分通气量 ：每分钟钟吸入或呼出的气体量 潮气量 呼吸频频率 68 L/min （二）肺通气量 最大通气量=最大限度潮气量最快呼吸频率=70120 L/min 解剖无效腔（从上呼吸道呼吸性细支气管）。 肺泡无效腔(肺泡通气量/心输输出量) 生理无效腔 肺泡通气量 ：每分钟钟吸入肺泡的新鲜鲜空气量 （潮气量无效腔气量）X 呼吸频频率 生理无效腔解剖无效腔 被测测者肺泡通气量 (毫升/分) 呼吸频频率 (次/分) 肺通气量 (毫升/分) 潮气量 (毫升) 正常安静 16 8000500 浅快呼吸250328000 3200 深慢呼吸1000880006800 5600 不同呼吸频率、潮气量对肺通气量及肺泡通气量的影响 在一定的呼吸频频率范围围内 深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为为有效。结论： 第二节第二节 气体交换气体交换 形式形式：气体单纯扩散气体单纯扩散 动力动力：气体分压（张力）差：气体分压（张力）差 肺换气肺换气 血浆血浆 肺肺 泡泡 组组 织织 换换 气气 血血 浆浆 组组 织织 液液 影响因素影响因素： ： 分压差 分压差 扩散面积扩散面积 溶解度溶解度 温温 度度 扩散速率扩散速率 扩散距离扩散距离 分子量 分子量 通气/血流比值值 每分钟钟肺泡通气量与 每分钟钟肺血流量的比值值 厚1m 肺泡通气量 (4.2L) 肺血流量 (5L) 正常值值 0.84 0.84 肺泡无效腔 0.84 功能性短路 通气/血流比值 概念 大气组织组织肺泡气静脉血动动脉血 PO2 PCO2 15940 40 102104 0.34050 30 大气、肺泡气、血液、组织组织 中的PO2 和 PCO2 (mmHg) 97100 46 肺毛细血管肺毛细血管 组织毛细血管组织毛细血管 肺泡肺泡 组织组织 （） （） （） （） （） （） （） （） （） （） （） （） （） （） （） （） 换气动力：分压差 换气方向： 分压高分压低 换气结果： 肺血 组织血 血 血 一、氧和二氧化碳在血液中的存在形式 物理溶解（量小、物理溶解（量小、 桥桥 梁作用）梁作用） 两种形式两种形式 化学结合（量大、主化学结合（量大、主 要方式）要方式） 第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输 溶解 溶解 化合结合化合结合 OO 2 2 COCO 2 2 血液血液 肺肺 组织组织 OO 2 2 COCO 2 2 中介中介 中介中介 溶解溶解 血液血液 二、氧的运输 与与HbHb结合占结合占98.598.5 物理溶解占物理溶解占1.51.5 氧容量：指每100ml血中，血红蛋白结合氧的最大量。 正常Hb在15g/100ml血液中，1gHb结合1.34ml氧。 氧容量151.3420ml 氧含量：血红蛋白实际结合的氧量。 动脉血：20ml氧 静脉血：15ml氧 氧饱和度：指氧含量占氧容量的百分比。 动脉血，氧含量20ml，氧饱和度为100 静脉血，氧含量15ml，氧饱和度为75 （一）（一）HbHb与与O O 2 2 的可逆结合的可逆结合 O O 2 2 分压高（肺）分压高（肺） Hb HbOO 2 2 HbO HbO 2 2 O O 2 2 分压低（组织）分压低（组织） （氧离、紫蓝色）（氧离、紫蓝色） （氧合、红色）（氧合、红色） 特点：特点： 1.可逆的、快速、非酶促反应 2.氧合、非氧化 （O2结合在Hb的Fe2+上时，无电荷的转移） 3. 1分子Hb可与4分子O2可逆结合 （4个亚基各结合1个O2） 1克Hb可结合1.341.39mlO2。 4.血红蛋白两对、肽链与O2结合能力可互相促成 结合或解离（释放）。 在肺部，PO2升高促结合； 在组织，PO2下降促释放。 （二）氧解离曲线（二）氧解离曲线 反映反映POPO 2 2 与血氧饱和度的关系的曲线与血氧饱和度的关系的曲线 。 血 氧 饱饱 和 度 氧分压压（mmHg） (%) 特点：特点： 1. 1.曲线上段：曲线上段：POPO 2 2 60 60100mmHg.100mmHg.坡度较平坦坡度较平坦 PO PO 2 2 变化大时，血氧饱和度变化小变化大时，血氧饱和度变化小 , , 保证在低氧状态下载氧能力。保证在低氧状态下载氧能力。 2. 2. 曲线下段：曲线下段：POPO 2 2 10 1040mmHg.40mmHg.坡度陡坡度陡 PO PO 2 2 稍有下降稍有下降, ,血氧饱和度就急剧下降。血氧饱和度就急剧下降。 维持组织的氧供。维持组织的氧供。 机制：血红蛋白机制：血红蛋白肽链结合氧时，互相作用。肽链结合氧时，互相作用。 意义：血红蛋白氧缓冲功能（意义：血红蛋白氧缓冲功能（组织组织POPO 2 2 保持稳定）保持稳定） 影响氧解离曲线的因素影响氧解离曲线的因素 pH 左移 血氧饱和度 氧气与血红 蛋白亲和力 利于摄氧 右移 血氧饱和度 氧气与血红 蛋白亲和力 利于摄氧 波尔（波尔（BohrBohr）效应）效应 1. PH 1. PH和和COCO 2 2 影响影响 PH PH下降，下降，PCOPCO 2 2 上升上升曲线右移，氧饱和度下降，曲线右移，氧饱和度下降， 利于氧气的利于氧气的 释放（组织）。释放（组织）。 PH PH上升，上升，PCOPCO 2 2 下降下降曲线左移，氧饱和度增加，曲线左移，氧饱和度增加， 利于氧气的摄利于氧气的摄 取（肺部）。取（肺部）。 2. 2.温度的影响温度的影响 T T增加增加曲线右移，曲线右移，HbHb对对OO 2 2 亲和力下降，氧饱和度下降，亲和力下降，氧饱和度下降， 利于氧气释放（组织）。利于氧气释放（组织）。 T T下降下降曲线左移，曲线左移，HbHb与与OO 2 2 亲和力上升，氧饱和度上升，亲和力上升，氧饱和度上升， 利于氧气的摄取。利于氧气的摄取。 3. 23. 2，3 3二磷酸甘油酸（二磷酸甘油酸（2 2，3 3DPGDPG）的影响）的影响 缺氧、贫血缺氧、贫血 RBC 2RBC 2，3 DPG3 DPG上升上升 无氧代谢无氧代谢 氧离曲线右移，促氧解离氧离曲线右移，促氧解离 三、二氧化碳的运输 物理溶解（物理溶解（6 6） 化合结合化合结合 （9494） 氨基甲酸血红蛋白（氨基甲酸血红蛋白（7 7 ） 碳酸氢盐形式（碳酸氢盐形式（8787） 碳酸酐酶 （一）碳酸氢盐形式的运输（一）碳酸氢盐形式的运输 特点：特点：1. 1.反应可逆，但需酶的促助。反应可逆，但需酶的促助。 2. 2.结合或解离决定于结合或解离决定于COCO 2 2 分压差。分压差。 3. 3.反应中伴有反应中伴有ClCl 的转移。 的转移。 （二）氨基甲酸血红蛋白的形式运输（二）氨基甲酸血红蛋白的形式运输 HbNHHbNH 2 2 +CO+CO 2 2 HbNHCOOHHbNHCOOH 组织组织 肺肺 HbNHCOOHbNHCOO HH 特点：特点： 1. 1.反应可逆，无需酶的促助。反应可逆，无需酶的促助。 2. 2.结合或解离取决于结合或解离取决于HbHb的氧合作用。的氧合作用。 脱氧脱氧HbHb与与COCO 2 2 结合多；结合多； 氧合氧合HbHb结合少，解离多。结合少，解离多。 何尔登效应（何尔登效应（ Haldane effect Haldane effect） 第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节 一、呼吸中枢 中枢神经经系统统中，产产生和调节调节 呼吸运动动的神经经元群 d c b a PBKF 最基本的呼吸中枢是延髓产生呼吸节律 呼吸调整中枢脑桥促吸气向呼气转化 初级中枢在脊髓支配呼吸肌运动 长吸中枢脑桥促进吸气 二 呼吸的反射性调节 （一）肺牵张反射 （二）呼吸肌本体感受性反射 （三）防御性呼吸反射 肺肺 扩扩 张张 反反 射射 肺扩张肺扩张 抑制吸气抑制吸气 兴奋呼气兴奋呼气 呼气呼气 吸气吸气 肺回缩肺回缩 兴奋吸气兴奋吸气 抑制呼气抑制呼气肺肺 缩缩 反反 射射 迷走神经迷走神经 肺牵张反射 主动脉体 颈动脉体 外周化学感受器 化学感受器 中枢化学感受器 （ 延髓 ） 三、呼吸的化学性调节 延髓腹外侧浅表部位延髓腹外侧浅表部位 血PO2 血PCO2 血H+ 脑脊液及脑组织液H+ 血液及脑脊液和脑组织液PCO2 不感受PO2 适宜 刺激 （一）（一） CO CO 2 2 对呼吸的影响对呼吸的影响 1. 1. 作用于中枢化学感受器作用于中枢化学感受器（主要途径）（主要途径） 动脉血中动脉血中PCOPCO 2 2 升高升高2mmHg2mmHg就可反射性引起反应就可反射性引起反应 。 2. 2. 作用于外周化学感受器作用于外周化学感受器 动脉血中动脉血中PCOPCO 2 2 升高升高10mmHg10mmHg才能引起反应。才能引起反应。 中枢化学感受器对中枢化学感受器对HH 的敏感性约为外周化学感受 的敏感性约为外周化学感受 器器 的的2525倍。倍。 （二）（二）O O 2 2 对呼吸的影响对呼吸的影响 1. 1. 缺氧刺激是通过外周化学感受器起作用的。若切断外缺氧刺激是通过外周化学感受器起作用的。若切断外 周化学感受器的传入，其刺激作用完全消失。周化学感受器的传入，其刺激作用完全消失。 2. 2. 缺氧对中枢的直接作用表现为轻微抑制。缺氧对中枢的直接作用表现为轻微抑制。 3. 3. 轻度缺氧（轻度缺氧（POPO 2 2 80mmHg