动物生理呼吸生理

呼吸生理,鼻 上呼吸道 咽 喉 呼吸道 气管 下呼吸道 支气管 肺内分支,呼吸系统,肺 泡,肺泡是气体交换的场所,肺动脉,肺静脉,肺泡,血流方向,细支气管,肺泡是呼吸系统的基本单位,在肺泡表面的毛细血管网,血流方向,肺小动脉,血流方向,肺小静脉,呼吸肌,呼气肌 肋间内肌+腹肌 吸气肌 肋间外肌+膈肌,肺 泡,呼吸道,空 气,肺毛细血管,肺静脉,动 脉,肺动脉,右 心,静 脉,左 心,组织毛细血管,组 织 细 胞,CO2,O2,CO2,O2,肺换气,肺通气,气体运输,组织换气,外呼吸,(内呼吸),主要讲解外呼吸的各个环节 外界 肺泡（气体）（通气） 肺泡毛细血管（气体）（换气）,一、肺的通气功能,一、肺通气的动力,呼 气,肺内压大气压,缩 小,肺 脏,吸 气,肺内压大气压,胸 廓,呼 吸 肌,缩 小,收 缩,舒 张,扩 张,原动力:呼吸运动 直接动力:肺内压与外界大气压间的压力差。,扩 张,(一)呼吸运动,概念：胸廓的节律性扩大和缩小。它是通过呼吸肌的舒缩活动来实现的，构成肺的通气动力。 呼吸肌： 主要吸气肌：膈肌和肋间外肌 辅助吸气肌：胸肌、斜方肌、胸锁乳突肌和背阔肌等 呼气肌：肋间内肌和腹壁肌,呼吸过程,肺内压,1.平静呼吸,肺内压大气压， 气体经呼吸道出肺,胸廓容积缩小, 肺被动缩小,膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回位，缩小胸廓上下、前后、左右径,肺内压大气压， 气体经呼吸道入肺,胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张,膈肌收缩使膈顶下移， 增大胸廓的上下径 肋间外肌收缩使肋骨上提,扩大胸廓前后、左右径,吸 气,呼 气,胸内（负）压,胸内负压的形成,胸内压的形成： 胸内压肺内压肺回缩力 在呼吸末， 肺内压大气压（大气压为零标准） 即：胸内压肺回缩力,胸内压的生理意义,(1) 维持肺叶的扩张状态(气胸-肺不张)，有利于肺泡进行气体交换； (2) 有利于静脉血和淋巴液回流(腔静脉和胸导管) 临床上为了治疗目的,可入一定量的空气于一侧胸膜腔内造成局部闭所性气胸,以压缩结核性空洞.人工气胸将自行吸收。,气 胸,1、肺容量：解剖学的静态分析,1、肺容量,（1）潮气量 平静呼吸时每次吸入或呼出的气量 影响因素：年龄、性别、体表面积等 （2）补吸气量： * 平静吸气后 用力吸气所能吸入的最 大气量，与潮气量相加等于深吸气量。 * 反映肺胸的弹性和吸气肌的力量。,1、肺容量,（3）深吸气量： * 肺活量的主要组成部分（75%） （4）补呼气量： * 平静呼气后，继续呼气所能呼出的最 大气量。 * 胸肺弹性和胸腹肌的力量。,1、肺容量,（5）残气量： * 深呼气后肺内剩余的气量。 * 由于支气管特别是呼吸性细支气管 关闭所致。 * 它和功能残气量有相同的生理意义。,1、肺容量,（6）肺活量： * 最大吸气后，尽力呼气所能呼出的气量 * 潮气量+补吸气量+补呼吸量 * 其大小与性别、年龄、体表面积、肺胸 弹性及呼吸肌强弱有关。,1、肺容量,（7）肺总量 ： * 深吸气后肺内所含的最大气量。 * 等于肺活量+残气量。 * ，可见于肺气肿。 ，见于限制性通气障碍，如: ,2、肺通气量,单位时间内进出肺的气体量。 反映肺的通气机能。,2、肺通气量,（1）每分钟通气量： * 等于潮气量呼吸频率 * 10升为通气过度,2、肺通气量,（2）最大自主通气量： 以最快的速度及最大的幅度进行呼吸时的分钟通气量。 通气机能的贮备能力。 胸外手术预后的指标之一，若50%预计值有风险，且术后置于呼吸监护。,2、肺通气量,（3）死腔与肺泡通气量： 解剖死腔：从鼻到终末细支气管（不参与气体交换） 人体解剖死腔毫升数=本人理想体重英镑数 成人约120150ML（1英镑=0.45公斤） 肺泡死腔：通气良好而血液灌注不良的肺泡 解剖死腔+肺泡死腔=生理死腔,2、肺通气量,有效肺泡通气量: 每分钟进入肺泡可以进行气体交换的气量 其大小=（潮气量-死腔量）呼吸频率 分钟通气量相同时，深缓呼吸的肺泡通气量 浅速呼吸 不足缺O2和CO2潴留，过度呼吸性碱中度,3、小气道通气功能,小气道内径2mm以下的细支气管，即由终末细支气管与呼吸性细支气管所组成。 解剖生理特征： * 纤毛上皮细胞最少 * 无分泌腺 * 气流速度慢 * 内腔狭细，易于闭塞,二、肺的换气功能,肺换气,气体进出肺泡的过程 动力基础：气体分压差 功能基础：胸内负压,肺换气的部位,组织换气,气体交换过程,弥散功能,* 主要指氧而言，CO2的弥散为氧的20 倍，故CO2弥散障碍临床上是不存在的 * 影响因素： 肺泡气和毛细血管的分压差 弥散距离 弥散面积 气体的弥散率,弥散功能,临床意义： 弥散功能 肺水肿、肺炎、ARDS等,二、气体在血液中的运输,运输形式: （一）物理溶解:气体直接溶解于血浆中。 特征:量小,起桥梁作用； 溶解量与分压呈正比： （二）化学结合:气体与某些物质进行化学结合。 特征:量大,主要运输形式。 物理溶解 化学结合,动态平衡,（一）、氧的运输 物理溶解：(1.5%) 化学结合:(98.5%) O2与Hb的可逆性结合: Hb + O2,当表浅毛细血管床血液中去氧Hb达5g/100ml以上， 呈蓝紫色称紫绀（一般是缺O2的标志）。,PO2(氧合),PO2(氧离),HbO2,鲜红色,暗红色,1分子Hb可与4分子O2可逆结合（4个亚基各结合1个O2） Hb+O2结合的最大量氧容量 100ml血 Hb+O2结合的实际量氧含量 氧含量氧容量的%氧饱和度,2. O2与Hb结合的特征: 反应快、可逆、受PO2的影响、不需酶的催化； 是氧合，非氧化:Hb-Fe2+ + O2 Fe2+-HbO2 （因O2结合在Hb的Fe2+上时，无电荷的转移）, Hb+O2的结合或解离曲线呈S形,机制：与Hb 的变构有关： 氧合Hb 为疏松型（R型） 去氧Hb 为紧密型（T型） 当O2与Hb的Fe2+结合后 Hb4个亚基间的盐键逐步断裂 Hb分子由T型R型 （即对O2 的亲和力逐步）R型的亲O2力为T型的数百倍,即：,当Hb某亚基与O2结合或解离后Hb变构其他亚基的亲O2力orHb4个亚基的协同效应便呈现S形的氧离曲线特征。,P50：指Po2 为26.5mmHg时Hb氧饱和度达到50%。P50表示氧离曲线的正常位置。,P50: 表明 Hb 对o2的 亲和力（氧离易），需更高的Po2才能使Hb氧饱和度达到50%。 即曲线右移（下移）：Pco2 PH P50: 表明 Hb 对o2的亲和力（氧离难）, 较低的Po2便能使Hb氧饱和度达到50%。 即曲线左移（上移）: Pco2 PH,影响氧离曲线的因素,氧离曲线特征及生理意义,（二）、CO2的运输 HCO3-的形式 物理溶解： 5 化学结合：95 HCO3-的形式：70-80 (1)反应过程： CO2H2O (2)反应特征:,碳酸酐酶,H2CO3,HCO3-H+,反应速极快且可逆，反应方向取决PCO2差； RBC膜上有Cl-和HCO3-特异转运载体，Cl-转移维持电平衡,促进CO2化学结合的运输； 需酶催化:碳酸酐酶加速反应0.5万倍,双向作用； 在RBC内反应, 在血浆内运输。,氨基甲酸血红蛋白的形式：7 (1)反应过程： HbNH2O2+H+CO2 (2)反应特征:,在组织,在肺脏,HHbNHCOOHO2,反应迅速且可逆，无需酶催化； CO2与Hb的结合较为松散； 反应方向主要受氧合作用的调节: HbO2的酸性高,难与CO2结合,反应向左进行 HHb的酸性低,易与CO2结合,反应向右进行 虽不是主要运输形式,却是高效率运输形式， 因肺部排出的CO2有20是此释放的。 带满O2的Hb仍可带CO2。,2、氨基甲酸血红蛋白的形式,三、呼吸调节,1、呼吸中枢,（1） 呼气中枢和吸气中枢 延髓 （2） 呼吸调整中枢 脑桥,2、化学感受器,接受体液中CO2，H+，O2的刺激 （1） 中枢化学感受器 H+感受器 对CO2浓度改变十分敏感 PaCO2增至70mmHg以上，可出现呼吸抑制 （2） 外周化学感受器 H+及O2浓度改变均起反应 H+的反应不如中枢化学感受器敏感 PaO2降至5060mmHg才能刺激通气,四、肺的非呼吸功能,气体换气的器官、代谢器官,肺泡表面活性物质,II型上皮细胞合成分泌 卵磷脂（主要成分） 生理意义：表面活性物质使表面张力随肺泡 表面积的变化而改变 维持肺泡的均匀稳定，防止肺泡萎陷 可使肺组织保持适宜的顺应性 具有对抗液体向肺泡渗漏，防止肺水肿的作用 肺成熟的标志,肺泡表面活性物质 (Pulmonary surfactant),成分：二棕酰卵磷脂(DPPC) 来源：肺泡型细胞合成并释放 特点：DPPC分子垂直排列于