呼吸-医学生理学-2-05

,第五章呼吸 (Respiration)概述(Introduction)第一节肺通气 (Pulmonary Ventilation)第二节呼吸气体的交换(Respiratory Gases Exchange)第三节气体在血液中的运输(Gas Transport in the Blood)第四节呼吸运动的调节(Respiratory Regulation,第一节肺通气（pulmonary ventilation） 肺通气的器官包括呼吸道、肺泡和胸廓等呼吸道：具有加温湿润、过滤清洁等保护功能肺泡：气体与血液气体进行交换的场所胸廓：呼吸肌的运动是肺通气的动力（一）肺通气原理（直接动力取决于肺内压与大气压之间压力变化）1. 肺通气的动力（原动力）,呼吸运动（胸廓运动）吸气肌（隔肌、肋间外肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌及辅助肌）呼吸方式、特点及过程平静呼吸（eupnea)（吸气主动；呼气被动）用力呼吸（forced breathing）（吸气主动；呼气主动）呼吸类型腹式呼吸（abdominal breathing ）胸式呼吸（thoracic breathing）,平静呼吸基本过程：,吸气肌收缩,肺容积增大,胸廓容积增大,肺内压下降,外界气体流入,吸气肌舒张,胸廓容积缩小,肺容积缩小,肺内压上升,肺内气体流出,用力呼吸基本过程：,吸气肌收缩加强,肺容积明显增大,胸廓容积明显增大,肺内压明显下降,外界气体流入增加,呼气肌主动收缩,胸廓容积进一步缩小,肺容积进一步缩小,肺内压明显上升,肺内气体流出加大,呼吸运动（胸廓运动）吸气肌（隔肌、肋间外肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌及辅助肌）呼吸方式、特点及过程平静呼吸（eupnea)（吸气主动；呼气被动）用力呼吸（forced breathing）（吸气主动；呼气主动）呼吸类型及临床意义腹式呼吸（abdominal breathing ）胸式呼吸（thoracic breathing）,2. 肺内压在呼吸过程中周期性变化平静吸气开始（肺内压低于大气压1-2mmHg，外界气体进入肺内），当外界气体进入肺泡内达平衡时，吸气终止，即吸气末=大气压）；呼气则相反。因此，气体进出肺泡的动力来自肺泡与大气压之间的压力差。图示人工呼吸的原理：口对口；节律性举臂压背或挤压胸廓,2. 肺内压在呼吸过程中周期性变化平静吸气开始（肺内压低于大气压1-2mmHg，外界气体进入肺内），当外界气体进入肺泡内达平衡时，吸气终止，即吸气末=大气压）；呼气则相反。因此，气体进出肺泡的动力来自肺泡与大气压之间的压力差。图示人工呼吸（artificial respiration）的原理：口对口；节律性举臂压背或挤压胸廓,平静呼吸基本过程：,吸气肌收缩,肺容积增大,胸廓容积增大,肺内压下降,外界气体流入,吸气肌舒张,胸廓容积缩小,肺容积缩小,肺内压上升,肺内气体流出,3. 胸膜腔和胸膜腔内压胸膜腔结构（密闭潜在的腔隙，内有少量浆液）胸膜腔内压（intrapleural pressure）测量方法：直接法 ；间接法通常胸膜腔内压为负压平静吸气末（-1.33 -0.665kPa,-10-5mmHg） 平静呼气末（-0.665 -0.399kPa,-5-3mmHg） 形成原因：作用于胸膜腔存在两种力（肺内压，使肺泡扩张；肺的回缩力，使肺泡缩小）胸膜腔内压=肺内压-肺回缩力,吸气末或呼气末，肺内压=大气压，若以大气压=0，则： 胸膜腔内压= -肺回缩力胸膜腔内压意义: 1. 牵引肺扩张 2.促进腔静脉和胸导管内静脉与淋巴液的回流气胸 (pneumothorax)临床意义小结，呼吸过程中肺内压与胸内压的变化规律（图示）,（二）肺通气的阻力 包括弹性阻力（肺与胸廓的弹性阻力，占70%）和非弹性阻力（主要是气道阻力，占30%）弹性阻力与顺应性(compliace)的概念及关系 C=1/R=（ V / P）L/cmH2O 1. 肺的弹性阻力和顺应性： 肺顺应性（CL） 肺容积的变化（ V） 跨肺压的变化（ P） 跨肺压=肺内压-胸膜腔内压,L/cmH2O,=,肺静态顺应性曲线 （图示）及意义比顺应性（specific compliance ）概念受肺总量的影响 = 测得的肺顺应性（L/ cmH2O）/肺总量（L）肺弹性阻力的来源（肺组织的弹性回缩力，占1/3；表面张力，占2/3）Laplace 定律，P=2T/r肺泡表面活性物质作用及临床意义有助于维持肺泡的稳定性减少肺间质和肺泡内组织液生成，防止肺水肿,肺静态顺应性曲线 （图示）及意义比顺应性（specific compliance ）概念受肺总量的影响（肺总量大，其顺应性亦大） = 测得的肺顺应性（L/ cmH2O）/肺总量（L）肺弹性阻力的来源（肺组织的弹性回缩力，占1/3；表面张力，占2/3）Laplace 定律，P=2T/r肺泡表面活性物质作用及临床意义有助于维持肺泡的稳定性减少肺间质和肺泡内组织液生成，防止肺水肿,降低吸气阻力，减少吸气作功 临床意义：胸廓的弹性阻力和顺应性自然位置（相当于肺总量的67%，胸廓不表现为弹性回缩力）小于自然位置（胸廓回缩力表现为向外，有利于吸气，不利于呼气）大于自然位置（胸廓回缩力表现为向内，有利于呼气，不利于吸气）胸廓的顺应性（Cchw） = 胸腔容积的变化（ V）/ 跨胸壁压的变化 （ P）（L/cmH2O）,2、非弹性阻力主要来自：气道阻力（airway resistance）；位于鼻、声门、气管及支气管等部位，仅10%发生于口径 O2 20 倍呼吸气体和人体不同部位的气体的分压呼吸气和肺泡的成分和分压（图表）血液气体和组织气体的分压（张力）图表,二肺换气（静脉血变为动脉血）交换过程（图示）0.3 秒达平衡；血液流经1/3毛细血管长度可基本完成。（图示）影响因素：与呼吸膜厚度呈反比（膜结构图示）与扩散面积呈正比（总扩散面积达70m2;安静为40m2）通气/血流比值：=0.84； 0.84(意味着肺泡无效腔增大）；60mmHg；曲线平坦，提示氧分压变化对氧饱和度影响不大，具有缓冲能力）中段（4060mmHg，相当于体内静脉血的PO2环境；曲线较陡，提示氧分压变化对氧饱和度影响较大，以满足组织供养需要。O2的利用系数的概念）下段（1540mmHg；曲线更陡，提示氧分压进一步下降时，Hb释放O2的能力进一步增强； O2的利用系数可提高安静时的3倍）,影响氧解离曲线的因素P50的概念（正常为26.5mmHg； P50 增大，提示Hb与O2的亲和力下降，曲线右移，反之则相反）图示pH和PCO2的影响（波尔效应机制及意义）温度2，3-DPG（2,3-diphosphoglycerate）其它因素Hb自身性质（氧化时、胎儿Hb及异常Hb）CO与Hb的结合的危害性,三二氧化碳的运输运输形式（物理溶解占5%；化学结合占95%，其中以碳酸氢钠形式占88%，而氨基甲酸血红蛋白形式占7%）化学结合机制碳酸氢钠形式（图示）氨基甲酸血红蛋白形式(carbaminohemoglobin)HbNH2O2+H2+CO2 bNHCOOH+O2调节这一反应的主要因素是氧合作用,在组织,在肺,二氧化碳解离曲线（carbon dioxide dissociation curve ）接近线性关系（图示）氧与b结合对二氧化碳运输的影响何尔登效应（Haldane effect）O2和CO2的运输不是孤立进行的，而是相互影响的。 CO2通过波尔效应影响O2的结合和释放； O2又通过何尔登效应影响CO2的结合和释放。,第四节 呼吸运动的调节一呼吸中枢与呼吸节律的形成呼吸中枢（对产生呼吸节律的影响）图示脊髓低位脑干（呼吸节律产生部位）延髓（背侧呼吸组；腹侧呼吸组）脑桥上部高位脑呼吸节律形成的假说（图示）,二呼吸的反射性调节肺牵张反射（肺扩张反射、肺萎陷反射）化学感受性呼吸反射化学感受器外周化学感受器：图示中枢化学感受器：图示CO2、H+和 O2对呼吸的调节PCO2 （生理刺激、范围、作用途径及意义）H+ （作用途径及特点）PO2 （作用途径及特点）,CO2+H2OH2CO3 HCO3- H+,外周化学感受器,中枢化学感受器,延髓呼吸中枢,反射性引起呼吸运动加强,CO2,血液中CO2H+PO2等因素对呼吸运动的调节,H+,CO2,H+,O2,窦神经与迷走神经传入,PCO2：（一定范围内增加），通过中枢感受器和外周感受器两条途径反射引起呼吸运动加强，肺通气量增加，有助于体内排除过多的CO2。H+ ：通过中枢化学感受器和外周感受器两条途径反射引起呼吸运动加强，其中中枢途径作用受限制