生理学呼吸气体的交换课件

呼吸生理 呼吸气体的交换 气体交换原理 原理 扩散动力 膜两侧的气体分压差扩散速率气体分压差 温度 扩散面积 溶解度D 距离 分子量 扩散系数 溶解度与分子量平方根之比 扩散系数 CO2 20O2分压差 O2 10CO2肺功能衰竭患者往往缺O2显著 CO2潴留不明显 气体交换总图 单位 mmHg 肺换气过程 0 3s达到平衡 相当于血液流经肺毛细血管全长约1 3时已基本完成交换过程 呼吸膜的厚度 70m2 安静状态下约40m2减少因素 肺不张 肺实变 肺气肿或肺毛细管关闭或阻塞 影响肺部气体交换的因素 通气 血流比值 VA Q 每分肺泡通气量和每分肺血流量之间的比值正常值 4 2 5 0 84VA Q 肺通气 或肺血流 增大生理无效腔 换气效率 如心衰 肺动脉栓塞 肺气肿 VA Q 肺通气 增大功能性A V短路 换气效率 如支哮 支气管栓塞 肺气肿 VA Q改变主要引起缺O2 CO2潴留少见动静脉血液之间O2分压差远大于CO2分压差 所以动静脉短路时 动脉血PO2下降程度大于PCO2升高程度CO2扩散速度较O2快由于O2解离曲线和CO2解离曲线的不同 通气量增加 无助于改善缺O2 姿势对通气 血流比值的影响 肺扩散容量 概念 气体在单位分压差作用下 每分钟通过呼吸膜扩散的气体的ml数计算 DL V PA PC V是每分钟通过呼吸膜的气体容积 ml min PA是肺泡气中的平均分压 mmHg PC是肺毛细血管血液内的平均分压 mmHg 正常值 O2 20ml min mmHg CO2 400ml min mmHg 意义 测定呼吸气通过呼吸膜的能力 运动时增加 疾病时降低 组织换气 交换机制 影响因素与肺泡处相似发生于液相之间扩散两侧的O2和CO2的分压差随细胞内氧化代谢的强度和组织血流量而异 小结 复习思考题1 影响肺气体扩散的因素有哪些 2 通气 血流比值偏离正常范围对肺气体交换有何不良影响 3 为什么CO2扩散速度高于O2 4 比较空气 吸入气 肺泡气 呼出气的CO2 O2分压有何不同 解释其原因 气体在血液中运输 O2和CO2在血液中存在的形式 物理溶解 次要化学结合 主要二者处于动态平衡之中 O2的运输 血红蛋白 hemoglobin Hb 反应快 可逆 不需酶的催化 受PO2的影响Fe2 与O2结合后 仍是Fe2 因此是氧合 oxygenation 而不是氧化 oxidation 1分子Hb可以结合4分子O21gHb可结合1 34 1 39mlO2Hb的氧容量 最大结合量 与Hb浓度有关Hb的氧含量 实际结合量 与PO2有关Hb的氧饱和度 Hb的氧含量与氧容量的百分比常被视为血氧容量 血氧含量 血氧饱和度 氧合血红蛋白呈鲜红色 脱氧血红蛋白呈紫蓝色紫绀 当动脉血中还原血红蛋白含量超过5 时 粘膜或甲床呈现兰色 一般是缺O2的标志 氧离曲线 又称氧合血红蛋白解离曲线 既表示不同PO2下 O2与Hb的分离情况也反映不同PO2时 O2与Hb的结合情况 O2解离曲线呈S形 与Hb的变构效应有关去氧Hb为紧密型 T型 氧合Hb为疏松型 R型 R型易于与O2结合一个亚单位与O2结合后 其它亚单位更易与O2结合 上段 60 100mmHg特点 曲线较平坦 氧饱合度从90 100 意义 1 PO2压力不低于60mmHg 血液仍可携带足够氧 2 通气 血流比值不匹配时 肺泡通气量增加几乎无助于氧的摄取 氧离曲线各段的特点及生理意义 中段 40 60mmHg特点 曲线较陡 血氧饱和度从75 90 意义 1 是HbO2释放O2的部分 2 O2利用系数 血液流经组织时释放出的O2容积所占动脉血O2含量的百分数 安静时约25 下段 15 40mmHg特点 曲线最陡 血氧饱和度从22 75 意义 1 是HbO2与O2解离的部分 2 代表O2的贮备 影响氧离曲线的因素 曲线位置的偏移 表示Hb对氧的亲和力发生变化亲和力常用P50表示 即 使Hb氧饱和度达50 时的PO2P50 表示Hb对O2的亲和力降低 曲线右移P50 表示Hb对O2的亲和力升高 曲线左移 pH和PCO2的影响 pH降低或PCO2升高 Hb对O2的亲和力降低 P50增大 曲线右移 波尔效应 Bohreffect 机制 酸度增加 促使Hb分子构型变为T型意义 肺部促进O2的结合 组织中促进O2的释放 温度影响温度 曲线右移 O2释放 机制 温度 H 活度 意义 低温手术时 要考虑影响局部组织温度升高 有利于氧的利用 2 3 二磷酸甘油酸 2 3 DPG 来源 红细胞无氧糖酵解影响 升高 亲和力 曲线右移机制 促使Hb变成T型 提高 H 意义 在缺氧中的意义待定 储存血液2 3 DPG下降 运氧能力较差 Hb自身性质的影响Fe2 Fe3 后 失去结合氧的能力胎儿Hb对氧亲和力大异常Hb Hb的运O2能力 如地中海贫血 PCO 曲线左移 氧离难与Hb亲和力 CO 250 O2CO与O2竞争与Hb的结合位点CO与Hb的某亚基结合后 将增加其余三个亚基对O2的亲和力 CO2的运输 CO2的运输形式 溶解 5 化学结合 95 HCO3 88 氨基甲酰血红蛋白7 化学反应主要在红细胞内完成影响血浆的pH值 碳酸氢盐1 过程碳酸酐酶CO2 H2O H2CO3 HCO3 H 2 氯离子转移和Cl HCO3 交换3 Hb缓冲H 氨基甲酰血红蛋白 过程在组织HbNH2O2 H CO2HHbNHCOOH O2在肺 去氧Hb与CO2结合力强 且酸度弱 易结合H 占运输量的7 却占释放量的17 5 CO2解离曲线 表示血液中CO2含量与PCO2关系的曲线 两者呈线性关系没有饱和点纵坐标以浓度表示 何尔登效应 Haldaneeffect 氧与Hb的结合促使CO2释放原因 HbO2酸性强 复习思考题