生理学呼吸气体交换运输调节ppt课件.ppt

第五章呼吸respiration 呼吸运动的调节 概述 肺通气 肺换气和组织换气 气体在血液中的运输 呼吸生理 主要内容 肺换气和组织换气 气体交换的原理 气体扩散 气体分子从分压高处向分压低处发生净转移的过程 分压差是气体分子扩散的动力 p 分压差T 温度A 扩散面积s 溶解度d 扩散距离MW 分子量 气体扩散速率D 单位时间气体扩散的容积 气体扩散速率 气体分压 在混合气体中某种气体所占有的压力 气体分压 总压力 该气体的容积百分比 气体的分压 动脉血 PO2 100mmHgPCO2 40mmHg 组织 PO2 30mmHgPCO2 50mmHg 静脉血 PO2 40mmHgPCO2 46mmHg 肺泡气 PO2 104mmHgPCO2 40mmHg 不同部位的PO2和PCO2 mmHg 气体的分压差 P大 扩散快 气体的分压差是气体交换的动力 决定气体扩散方向 为扩散系数血浆溶解度 O22 14ml 100mlCO254 1ml 100ml分子量 O232CO244CO2的扩散系数是O2的20倍 气体的分子量和溶解度 临床联系 缺O2比CO2潴留给容易发生 扩散速率与扩散面积 A 呈正比 与距离 d 呈反比 扩散速率与温度 T 呈正比 气体的扩散面积 距离和温度 肺换气 肺泡 血液 特点 迅速 不到0 3s即可达气体交换平衡 组织换气 组织细胞 血液 呼吸膜 呼吸膜的厚度呼吸膜的面积通气 血流比值 V Q比值 影响肺换气的因素 通气 血流比值 V Q比值 通气 血流比值 每分钟肺泡通气量 VA 与每分钟肺血流量 Q 的比值 正常值成人安静时 4 2L min 5L min 肺泡通气量不变 肺血流量减少则 V Q比值增大 意味着部分肺泡气未能与血液充分交换 相当于肺泡无效腔增大 4 2L min 2 5L min 3L min 5L min 肺泡通气量下降 而肺血流量不变 则 V Q比值减小 通气不足 V血中的气体不能充分更新 犹如发生了动 静脉短路 支气管痉挛 肺栓塞 V Q 0 84通气血流匹配正常 V Q 0 84动 静脉短路 V Q 0 84肺泡无效腔增加 气体在血液中的运输 O2与CO2在血液中的运输形式 物理溶解 前提 化学结合 主要 物理溶解 1 5 化学结合 98 5 O2与RBC内的血红蛋白 Hb 结合形成氧合血红蛋白 HbO2 氧的运输 血红蛋白的分子结构 血红蛋白 珠蛋白 亚铁血红素X4氧与亚铁结合 快速 可逆 不需酶催化 受氧分压影响 O2与Hb的结合是氧合不是氧化 Fe2 与O2的结合后仍是亚铁 饱和现象 1分子Hb可结合4分子O2 Hb与O2的结合或解离曲线呈 S 型 Hb与O2结合的特征 Hb O2HbO2 肺PO2 组织PO2 血红蛋白氧容量 每升 L 血液中血红蛋白所能负载的最大氧量 血红蛋白氧含量 每升 L 血液中血红蛋白实际结合的氧量 血红蛋白氧饱和度 血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分数 动脉血 95 混合静脉血75 血氧指标 HbO2呈鲜红色 Hb呈紫蓝色 当体表毛细血管中去氧Hb含量 5g 100ml时 皮肤 粘膜呈青紫 称紫绀 紫绀可能提示有缺氧 注意 缺氧不一定紫绀如 严重贫血 CO中毒紫绀不一定缺氧如 高原性红细胞增多症 氧解离曲线 指反映PO2与Hb氧饱和度关系的曲线 氧解离曲线 氧离曲线上段 PO260 100mmHg曲线较平坦反映Hb与O2的结合 生理意义 P02在这一范围内变化对Hb饱和度影响不大 只要动脉血PO2不低于60mmHg Hb氧饱和度便不会低于90 组织就不会明显缺氧 氧离曲线中段 PO240 60mmHg曲线较陡反映HbO2释放O2的部分 生理意义 血液流经组织时能够释放较多的氧 满足安静状态下组织代谢需求 安静时 血液流经组织时释放出的氧仅占动脉血氧含量25 左右 氧离曲线下段 PO215 40mmHg曲线最陡反映HbO2最易释放O2的部分 生理意义 代表血液释放氧的贮备 保证代谢增强时组织得到更多的氧 代谢加强时 血液流经组织时释放出的氧可达动脉血氧含量75 通常以P50作为Hb与O2亲和力的指标 P50是Hb氧饱和度达到50 时血液的P02 正常值是26 5mmHg P50增大 表明Hb与O2亲和力下降 曲线右移 P50减小 表明Hb与O2亲和力增大 曲线左移 氧解离曲线移位 血液pH PCO2 Hb与O2亲和力 氧离曲线右移 相反时左移 血液pH和PCO2对氧离曲线的影响 称波尔效应 波尔效应的意义 即有利于肺毛细血管血液氧的结合 也有利于组织处氧的释放 影响氧解离曲线的因素 温度 Hb与O2亲和力 氧离曲线右移 反之 氧离曲线左移 2 3 二磷酸甘油酸 2 3 DPG Hb与O2亲和力 氧离曲线右移 反之曲线左移 2 3 DPG是RBC无氧酵解的产物 慢性缺氧 贫血 高原低氧等情况 2 3 DPG 血库长期保存的血液 糖酵解停止 2 3 DPG 生理意义 氧的解离要与组织细胞的新陈代谢过程相适应 氧解离曲线及其变化的生理意义 一 物理溶解 5 二 化学结合 95 CO2的运输 碳酸氢盐 88 氨基甲酸血红蛋白 7 C02碳酸氢盐形式的运输形式 不需酶催化 受Hb含O2量影响 组织CO2CO2 HbNH2HbNHCOOHHbNH2 CO2CO2红细胞肺泡 C02氨基甲酸血红蛋白的运输形式 二氧化碳的化学结合运输形式 O2及CO2的运输过程是相互影响的 CO2通过波尔效应影响Hb与O2的结合和释放 O2又通过霍尔登效应影响Hb与CO2的结合和释放 PCO2升高促进O2的释放 波尔效应PO2的升高促进CO2的释放 霍尔登效应 呼吸运动的调节 呼吸中枢 指中枢内产生和调节呼吸运动的神经细胞群 呼吸中枢与呼吸节律的形成 脑桥 延髓 低位脑干横断实验 低位脑干 指脑桥和延髓 延髓有产生呼吸节律的基本中枢 脑桥上部有呼吸调整中枢 高位脑 指大脑皮层 边缘系统 下丘脑等 大脑皮层对呼吸的调节系统是随意的调节系统 脊髓是联系脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸反射的初级中枢 脑干图 呼吸节律的形成 了解 呼吸运动的反射性调节 化学感受性呼吸反射 重点 肺牵张反射呼吸肌本体感受性反射防御性呼吸反射 化学感受性反射 化学感受器 适宜刺激 A血或脑脊液中的CO2 O2和H 浓度的变化 外周化学感受器 颈动脉体和主动脉体中枢化学感受器 延髓腹外侧浅表部位 外周化学感受器 颈A体主A体 PCO2 PO2 H A血中 位于延髓腹外侧浅表部 中枢化学感受器 生理性刺激物 脑脊液和局部细胞外液中的H 动脉血CO2通过血脑屏障进入脑脊液 在碳酸酐酶作用下与H2O生成H2CO3 解离出H 间接刺激中枢化学感受器兴奋 中枢化学感受器反应特点 1 对血液中CO2反应慢2 对血液 H 反应慢且弱3 不感受血液中低O2刺激 CO2 H 和O2对呼吸的调节 PCO2在一定范围内升高 呼吸加深加快 肺通气量 吸入气CO2超过7 时 肺通气不能相应增加 出现中枢抑制现象 称CO2麻醉 一定水平的PCO2是维持呼吸中枢正常兴奋性所必需的生理刺激物 过低可出现呼吸暂停 CO2对呼吸运动的调节 CO2的作用途径 A血PCO2 外周化学感受器窦N迷走N延髓呼吸中枢呼吸加深 加快 CO2进入脑组织 CO2 H2O H2CO3 H 中枢化学感受器 主要途径 H 对呼吸的调节 A血中 H 外周化学感受器途径 呼吸加强 血液中的H 不易通过血脑屏障 故对中枢化学感受器的影响很弱 低O2对呼吸的调节 当A血中PO2 60mmHg时 呼吸无明显变化 当A血中40mmHg PO2 60mmHg时 呼吸加深加快 当A血中PO2 40mmHg时 称重度缺氧 呼吸抑制 呼吸中枢 外周化学感受器 呼吸中枢 呼吸加强 动脉血中PO2 低氧对呼吸的影响机制 轻中度缺氧 刺激外周化学感受器兴奋呼吸中枢作用强于直接抑制作用 表现为呼吸加强 重毒缺氧 对呼吸中枢的直接抑制作用更强 表现为呼吸抑制 低O2对呼吸的调节 严重肺气肿 肺心病 肺换气障碍