[理学]第七章 呼吸系统.ppt

第六章 呼吸系统 respiratory system,呼吸 Respiration,机体与外界环境之间的气体交换过程，即机体吸入氧气，排出二氧化碳的过程。,呼吸过程 Respiratory process,1.外呼吸或肺呼吸，包括肺通气（肺与外界气体之间的气体交换过程）和肺换气（肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程） 2.气体在血液中的运输。 3.内呼吸或组织呼吸，即组织换气（血液与组织、细胞之间的气体交换过程），有时也将细胞内的氧化过程包括在内。,第一节 呼吸器官,一、呼吸道 Respiratory tract,上呼吸道：鼻、咽、喉 下呼吸道：气管、支气管、肺的传导部 结构与功能特点： 呼吸道粘膜具保护作用（加温、湿润、清洁） 平滑肌的舒缩作用调节气道阻力；,（一）鼻,（二）咽：是消化和呼吸的共用管道。 咽腔交叉。 吞咽反射。 （三）喉：是呼吸通道，又是发音器官。,（四）气管与支气管 气管 1620个呈“C”字形的透明软骨环由结缔组织构成的环状韧带连结，并在后1/3处有平滑肌闭封而成的管状。,支气管 是位于气管叉和肺门之间的一段气管。左支管长45cm，较水平，右支气管长23cm，较垂直。,气管与支气管微细结构（三层） 1、粘膜层：上皮为假复层纤毛柱状上皮（纤毛细胞，刷细胞，基细胞，颗粒细胞，杯细胞），固有膜有丰富的弹性纤维，淋巴组织，浆细胞。 2、粘膜下层：疏松结缔组织，神经、血管、混合性腺泡。 3、外膜：透明软骨，平滑肌，致密结缔组织。,二、肺 位于胸腔内，纵隔两侧，左、右各一，左肺狭长，右肺宽短。 肺近似半锥体形，上端为肺尖，下面为肺底，也称膈面。,三个面：外侧面（肋面） 内侧面（纵隔面）有肺门 膈面与膈相贴 三 缘：前缘 后缘 下缘 是面与面的分界线。,肺的分叶：左肺由斜行的叶间裂分为上、下两叶。右肺由斜行的叶间裂和横行的水平裂分为上、中、下三叶。 肺内支气管：由支气管入肺门分出二级气管，即肺叶支气管，肺叶支气管分出三级支气管即肺段支气管，再反复分支形成支气管树。,图6-5,（一）肺的导气部 包括肺叶支气管，肺段支气管、小支气管（径在23mm）、细支气管、终末细支气管。以上各段支气管，结构与肺外的支气管大致相同，但也有自己的特点：上皮层由假复层纤毛柱状一单层纤毛柱状。杯状细胞、软骨、腺体逐渐减少甚至变无，平滑肌相对增多。,（二）肺的呼吸部 呼吸性细支气管。 肺泡管。 肺泡囊。 肺泡：半球形的囊泡，气体交换的场所，一面开口于肺泡囊，肺泡管，或呼吸性细支气管，成人的34亿，表面积达100平方米，泡壁薄，内表面有一层肺泡上皮。,三、胸膜与胸膜腔 胸膜：浆膜，分为脏胸膜与壁胸膜，二者在肺门处相互移行，形成密闭的胸膜腔。 胸膜腔：密闭、少量滑液、呈负压。 纵隔：位于两侧纵隔胸膜之间所有器官和结缔组织的总称。,一、呼吸运动 Respiratory Movement,呼吸肌收缩和舒张所引起的胸廓的节律性扩张和缩小。,第二节 呼吸运动与肺通气,吸气肌：肋间外肌、膈肌。 呼气肌：肋间内肌、腹肌。,呼吸运动的过程,平和呼吸 吸气为主动过程，呼气为被动过程。 a.吸气：吸气肌收缩胸廓扩张肺扩张肺容量增加肺内压暂时下降气体进入肺 b.呼气：膈肌和肋间外肌舒张肺回缩胸廓回缩肺内压升高气体被呼出 深呼吸或用力呼吸 吸气和呼气均为主动过程。,腹式呼吸 Abdominal respiration：膈肌活动为主 胸式呼吸 Thoracic respiration： 肋间外肌活动为主 一般男性以腹式呼吸为主，女性以胸式呼吸为主。 混合型呼吸,呼吸运动的型式,(一) 肺内压 intrapulmonary pressure,肺泡内的压力。 吸气初、吸气末、呼气初、呼气末 大气压与肺内压之间的压力差是肺通气的直接动力。 平和呼吸时肺内压变化幅度在 2-3 mmHg。,二、肺内压和胸内压,吸气之初，肺容积增大，肺内压下降，低于大气压，空气在此压差下进入肺泡，随着肺内气体逐渐增加，肺内压也逐渐升高，至吸气末，肺内压已升高到与大气压相等，气流也就停止。 反之，在呼气之初，肺容积减小，肺容积减少，肺内压升高并超过大气压，肺内气体便流出肺，使肺内气体逐渐减少，肺内压逐渐下降，至呼气末，肺内压又降到与大气压相等。,(二) 胸膜腔内压 Pleural Cavity and Intrapleural Pressure,胸膜腔：密闭、潜在的腔隙 胸（膜腔）内压 ：胸膜腔内的压力，低于大气压，故又称胸内负压。 测量方法：直接法；间接法,1. 胸内负压的正常值,平静呼气末约为-0.4- -0.67 kPa (-3- -5 mmHg) 平静吸气末约为-0.67- -1.33 kPa (-5-10 mmHg) 用力吸气可降到-11.97 kPa (-90 mmHg) 用力呼气可升高到+14.63 kPa（+110 mmHg),2. 胸内负压的成因,胸内压肺内压肺的回缩力 大气压肺的回缩力 肺回缩力 胸内负压是肺的回缩力所造成,3. 胸内负压的生理意义,使肺泡保持扩张状态而不致萎陷； 降低中心静脉压，促进静脉血液的回流和淋巴液的回流。,(一) 肺容量 pulmonary capacity,潮气量 ( Tidal volume, TV)：平静呼吸时吸入或呼出的气体量。400-500ml 补吸气量 (Inspiratory reserve volume, IRV)：吸气贮备量 1500-2000ml 补呼气量 (Expiratory reserve volume, ERV)：900-1200ml,三、肺容量与肺通气量,肺活量 (Vital capacity, VC)： 作最大深吸气之后，再作尽力深呼气，所能呼出的气体量。 肺活量=潮气量+补吸气量+补呼气量 正常值：M：3500m1；F：2500m1 意义：反映肺一次通气的最大能力,机能余气量和余气量 Functional residual capacity and residual volume 余气量：男性约1500ml，女性约为1000ml 机能余气量=余气量+补呼气量 男性约为2500ml，女性约为2000ml 肺总容量 Total lung capacity 肺活量+余气量 男性为5000ml，女性为3500ml,(二) 肺通气量 pulmonary ventilation volume,每分通气量 Minute ventilation 潮气量呼吸频率。 正常值约为6-7.5L（正常成人安静时呼吸频率约为1218次min）,每分最大通气量Minute maximal ventilation volume 以最快的速度和尽可能深的幅度进行呼吸时，所得到的每分通气量。 意义：代表单位时间内肺或呼吸器官发挥了最大潜力后，所能达到的通气量。,无效腔Dead space：不能与血液进行气体交换的气道空间 解剖无效腔：鼻终末细支气管等呼吸道（150 ml） 肺泡无效腔：肺泡中不能与血液进行气体交换的无效腔，正常人肺泡无效腔接近于零 生理无效腔：解剖无效腔+肺泡无效腔,肺泡通气量 Alveolar ventilation volume 每分肺泡通气量(潮气量无效腔气量)呼吸频率 (500-150)*12 = 4200 ml 肺泡气体更新率=(潮气量无效腔气量)/机能余气量 (500-150)/2500 = 7/50,第三节 呼吸气体的交换与运输,呼吸气体的交换包括气体在肺泡的交换和在组织的交换，即肺泡和血液之间，血液和组织之间的O2和CO2的交换。,一、呼吸气体的交换 （一）呼吸气体的分压差与气体交换,气体分压 Gaseous partial pressure： 气体分压各种气体的总压力该气体的容积百分比 呼吸气体的交换动力主要是气体的分压差。 分压差是指某一气体在不同部位的分压并不一定相等而产生的压力差。,肺泡气、血液和组织内O2和CO2的分压 kPa (mmHg) 肺泡气 静脉血 动脉血 组 织 O2 13.6 5.33 13.3 4.0 (102) (40) (100) (30) CO2 5.33 6.13 5.33 6.67 (40) (46) (40) (50),（二）气体交换的过程 Process of gas exchange,肺泡表面活性物质及其液体层 肺泡上皮细胞 上皮基膜 薄层结缔组织 毛细血管基膜 毛细血管内皮细胞,血,气,总厚度：0.6m，有利于气体迅速交换。,呼吸膜：P207,肺部:肺泡气中O2的分压大于肺毛细血管O2 的分压, O2进入血管.肺泡气中CO2 的分压小于肺毛细血管CO2的分压, CO2进入肺泡. 组织:组织中O2的分压小于毛细血管O2 的分压, O2进入组织.组织中CO2 的分压大于毛细血管CO2 的分压, CO2进入血管.,二、气体在血液中的运输,氧和二氧化碳在血液中存在的形式 物理溶解 化学结合,一、氧的运输 Transport of oxygen,物理溶解：溶解的量取决于PO2的大小（1.5%） 化学结合：O2和血红蛋白(Hemoglobin，Hb)的结合,O2和Hb的化学结合,Hb=珠蛋白+血红素（Fe2+） HbO2呈鲜红色，Hb呈暗红色,1. 反应快，可逆，不需酶的催化，受氧分压影响。 2. Fe2+与O2的结合是氧合oxygenation，不是氧化 Oxidation 3. 1分子Hb可结合4分子O2，1克Hb结合1.34-1.36mlO2,（二）CO2 的运输 Transport of carbon dioxide,物理溶解：5 化学结合： HCO3-的形式运输：88% 氨基甲酸血红蛋白形式运输：7,1. 碳酸氢盐形式,2. 氨基甲酸血红蛋白形式运输,HbNH2+CO2HbNHCOOH （组织PCO2高） HbNHCOOH HbNH2+CO2 （肺部PCO2低） HbNHCOOH HbNHCOO- + H+ 主要调节因素是氧合作用,第四节 呼吸的调节 Regulation of respiratory,神经调节：呼吸运动的节律性 化学调节：动脉血的O2、CO2和H+,(一) 呼吸中枢,中枢神经系统内与产生和调节呼吸运动有关的神经细胞群。,一、呼吸中枢与呼吸节律 Respiratory centers and rhythm,分段切脑实验,1 、4：说明呼吸节律产生于低位脑干。 2：提示脑桥中下部有长吸中枢。脑桥上部有抑制呼吸（吸气）的结构呼吸调整中枢；迷走神经传入冲动抑制吸气。 3：延髓是产生原始的节律性呼吸的部位。 三级呼吸中枢假说,1. 脊髓 Spinal cord,支配呼吸肌的运动神经元位于C35和胸段前角；,2. 延髓 Medulla,产生基本呼吸节律 呼吸神经元： 吸气神经元 呼气神经元,延髓呼吸中枢,腹侧呼吸组 VRG ventral respiratory group,位于延髓的腹外侧部，纵贯延髓全长。 后疑核（呼） 疑核（吸）,背侧呼吸组 DRG dorsal respiratory group,孤束核的腹外侧部，绝大多数是吸气神经元。,4. 上位脑 Upper brain,大脑皮层、边缘系统、下丘脑等,3. 脑桥呼吸中枢,长吸中枢 呼吸调整中枢,(二) 呼吸节律的形成 Formation of respiratory rhythm,中枢吸气性活动及其切断机制假说 延髓的呼吸节律主要是吸气性活动的节律,二、呼吸的反射性调节 Reflex control of respiration,(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,(一) 肺牵张反射,肺扩张和肺缩小引起吸气抑制或兴奋的反射,肺扩张反射：肺扩张牵张感受器(气管到支气管的平滑肌中)迷走神经延髓兴奋吸气切断机制吸气转入呼气呼吸频率 生理作用：阻止吸气过长过深，促使吸气及时转为呼气。 肺缩小反射：肺缩小细支气管和肺泡感受器迷走神经延髓吸气抑制解除引起吸气。 生理作用：缩短呼气，加快呼吸节律、减少呼吸深度，以防肺过度萎缩。,(二) 呼吸肌本体感受性反射,气道阻力增加时，呼吸肌收缩力增加以维持潮气量不变。,(三) 防御性呼吸反射,喷嚏反射 咳嗽反射,三、化学因素对呼吸的调节 Chemical Control of Respiration,动脉血或脑脊液中的PO2、PCO2和H改变时，对呼吸运动的影响,(一) 化学感受器,外周化学感受器颈动脉体和主动脉体： 血液PCO2，PO2，H+ 中枢化学感受器延髓腹外侧浅表部位 ： 脑脊液H+,中枢化学感受的主要作用可能是调节脑脊液的H+浓度，从而使中枢神经系统有一个稳定的pH环境。 外周化学感受器的作用主要是调节血液中的O2分压。,(二) CO2对呼吸的影响,维持正常呼吸的重要生理性体液因子 动脉血中PCO2，呼吸加深加快，通气量增大。 动脉血中PCO2，则表现