呼吸生理学专科2015.ppt

1 第五章呼吸Respiration p153 2 呼吸系统的功能 1 从外界摄入O2 并向外界排出CO22 调节体内酸碱平衡 3 呼吸 机体与外界环境间的气体交换过程 呼吸全过程 外呼吸气体运输内呼吸 肺通气肺换气 4 第一节肺通气 概念 肺与外界环境之间的气体交换过程 结构基础 呼吸道肺泡胸膜腔膈胸廓 5 一 肺通气的原理 一 肺通气的动力1 肺内压与外界大气压之间的压力差是肺通气的直接动力 肺内压 肺泡内的压力称为肺内压 当肺内压 大气压时 气体进入肺泡 称为吸气 当肺内压 大气压时 气体从肺泡流出 称为呼气 6 一 肺通气的原理 一 肺通气的动力2 肺内压的变化是形成肺泡和外环境之间压力差的直接原因 人工呼吸原理 是通过人为的方法造成肺内压与大气压之间的压力差来实现 分有正压人工呼吸 如吸氧 口对口人工呼吸等 和负压人工呼吸 如胸外按压等 7 一 肺通气的原理 一 肺通气的动力3 胸廓容积的变化引起肺内压的变化 8 一 肺通气的原理 一 肺通气的动力4 呼吸运动引起胸廓容积的变化 呼吸运动 是指呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小 呼吸运动是实现肺通气的原动力 9 一 肺通气的原理 参与呼吸运动的肌肉 主要吸气肌 膈肌 肋间外肌 膈肌 是最主要的吸气肌 其作用是使胸廓上下径增大 10 一 肺通气的原理 主要吸气肌 膈肌 肋间外肌 膈肌 肌间外肌 其作用是使胸廓左右径和前后径增大 11 一 肺通气的原理 主要吸气肌 膈肌 肋间外肌 辅助吸气肌 平静呼吸不起作用 只有在用力呼吸时才发挥 主要辅助肌有斜角肌 胸锁乳突肌 12 一 肺通气的原理 主要呼气肌 腹肌 最主要 肋间内肌 在平静呼吸时不起作用 用力呼吸才参与 13 1 呼吸运动的过程 平静呼吸 吸气运动 主动过程 膈肌收缩 胸廓纵径 胸廓扩大 肺扩张 肺容量 平静吸气 肺内压 大气压 肋间外肌收缩 胸廓横径 14 1 呼吸运动的过程 平静呼吸 呼气运动 被动过程 膈肌舒张 胸廓纵径 胸廓缩小 肺回缩 肺容量 平静呼气 肺内压 大气压 肋间外肌舒张 胸廓横径 15 1 呼吸过程 用力呼吸 用力吸气时 膈肌 肋间外肌 辅助吸气肌收缩用力呼气时 吸气肌舒张 呼气肌收缩特点 吸气和呼气都是主动运动 机体活动时或异常情况下 缺氧或二氧化碳分压升高 引起深而快的呼吸 也称深呼吸 16 2 呼吸运动的形式 腹式呼吸 abdominalbreathing 以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动称为腹式呼吸 胸式呼吸 thoracicbreathing 由肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动称为胸式呼吸成年人为腹式和胸式混合式呼吸婴幼儿为胸式呼吸 17 2 呼吸的表现形式 用力程度 平静呼吸 安静时的呼吸用力呼吸 加深加快的呼吸 主动 主动 被动 主动 呼吸过程 吸气肌舒张 呼气肌收缩 吸气肌 辅助吸气肌均收缩 吸气肌舒张 吸气肌收缩 参与的呼吸肌 呼气 吸气 呼气 吸气 用力呼吸 平静呼吸 区别点 18 胸膜腔内负压是维持肺扩张状态的主要因素 1 胸膜腔 胸膜的壁层和脏层围成的密闭的潜在腔隙 无气体 只有少量浆液 3 胸膜腔内负压 19 胸膜腔是潜在的腔隙 其内内没有气体 仅有少量浆液 这一薄层浆液的作用是 在两层胸膜之间起润滑作用 减少摩擦 浆液分子的内聚力使两层胸膜贴附在一起 不易分开 20 一 肺通气的原理 2 胸膜腔内压 定义 胸膜腔内的压力称为胸膜腔内压 简称胸内压 21 吸气 呼气 7cmH2O 胸内压 肺内压 4cmH2O 22 一 肺通气的原理 2 胸膜腔内压 胸内负压的意义 有利于维持肺的扩张状态 有利于静脉和淋巴回流 吸气时静脉血和淋巴液回流加快 23 二 肺通气的阻力 肺的弹性阻力占总弹性阻力阻力胸廓的弹性阻力70 气道阻力占总阻力非弹性阻力惯性阻力30 粘滞阻力 24 二 肺通气的阻力 1 弹性阻力是平静呼吸时的主要肺通气阻力 弹性阻力 弹性组织在外力作用下变形时 具有对抗变形的力 顺应性 指在外力作用下弹性组织的可变形性 弹性阻力大者 变形程度小 顺应性小 反之 弹性阻力小者 变形程度大 顺应性大 25 二 肺通气的阻力 1 弹性阻力是平静呼吸时的主要肺通气阻力 1 肺的弹性阻力和肺顺应性肺在扩张变形时可产生弹性回缩力 肺弹性阻力的来源 肺组织的弹性成分 占肺总弹性阻力的1 3 肺表面张力 占肺总弹性阻力的2 3 26 表面张力 在肺泡内面覆盖有一层极薄的液体 与肺泡气体之间形成液 气界面 在肺泡内的液 气界面上存在表面张力 其合力方向指向肺泡中央 使肺泡具有缩小的倾向 产生阻碍肺扩张的弹性阻力 表面张力对呼吸的影响 阻碍肺泡扩张 增加吸气阻力 使大小不同的肺泡内压不稳定 容易产生肺水肿 27 来源 由 型肺泡上皮产生成分 二棕榈酰卵磷脂 DPPC 作用 降低肺泡液 气界面的表面张力 生理意义 降低吸气阻力 减少吸气作功 维持肺泡的稳定性 防止肺水肿 肺表面活性物质 28 二 肺通气的阻力 1 弹性阻力是平静呼吸时的主要肺通气阻力 1 肺的弹性阻力和肺顺应性 2 胸廓的弹性阻力来自于胸廓的弹性成分 胸廓的弹性阻力既可能是吸气或呼气的阻力 也可以是其动力 这取决于胸廓的位置 29 二 肺通气的阻力 1 弹性阻力是平静呼吸时的主要肺通气阻力 2 气道阻力是非弹性阻力的主要成分 占非弹性阻力的80 90 气道管径的大小是影响气道阻力的主要因素 气道阻力 气道管径 4 1 30 二 肺通气功能的评价 一 肺容积和肺容量 潮气量 TV 每次呼吸时吸入或呼出的气量为潮气量 平静吸气时 成人 400 600ml 补吸气量 IRV 平静吸气末 再做最大吸气所能吸入的气量成人 1500 2000ml 31 二 肺通气功能的评价 深吸气量平静呼气末作最大吸气的气量 深吸气量 潮气量 补吸气量是衡量最大通气潜能的一个重要指标 补呼气量 EVR 平静呼气末 再做最大呼气所能呼出的气体量成人 900 1200ml 32 33 肺活量 概念 尽力吸气后 从肺内所能呼出的最大气量 反映了肺一次通气的最大能力 肺活量 补吸气量 潮气量 补呼气量正常值 成年男性3500ml成年女性2500ml 二 肺通气功能的评价 34 用力呼气量 定义 一次最大吸气后再尽力尽快呼气时 在一定时间内所能呼出的气量 以它占用力肺活量的百分数表示 正常值 1s 80 2s 96 3s 99 意义 是衡量肺通气功能的最佳指标 二 肺通气功能的评价 35 用力呼气量 定义 一次最大吸气后再尽力尽快呼气时 在一定时间内所能呼出的气量 以它占用力肺活量的百分数表示 正常值 1s 80 2s 96 3s 99 意义 是衡量肺通气功能的最佳指标 二 肺通气功能的评价 36 二 肺通气量和肺泡通气量 1 肺通气量定义 每分钟吸入或呼出的气体总量 基础状态下测定 通气量 潮气量 呼吸频率 500ml 12次 min 6L min 二 肺通气功能的评价 37 二 肺通气量和肺泡通气量 最大通气量定义 以尽可能快的速度和尽可能深的幅度吸气时 每分钟吸入或呼出的气体总量 基础状态下测定 成人最大通气量一般可达70 120L 38 无效腔 生理无效腔 有通气但不进行气体交换的区域 解剖无效腔 从鼻到终末细支气管是气体进出肺的通道 气体在此处不能与血液进行气体交换 150ml 肺泡无效腔 未发生气体交换的肺泡容积 39 2 肺泡通气量 定义 每分钟吸入肺泡的新鲜气量 是与血液进行真正有效气体交换的气量 潮气量 无效腔气量 呼吸频率 500 150 12 350 12 4 2L min浅而快呼吸 250 150 24 100 24 2 4L min深而慢呼吸 1000 150 6 850 6 5 1L min 40 第二节肺换气和组织换气 41 1 呼吸膜的结构含肺表面活性物质的液体层肺泡上皮细胞上皮基底膜基质层毛细血管基膜毛细血管内皮细胞 二 肺换气 42 二 肺换气过程 肺泡与肺泡Cap血液间O2和CO2交换 肺CapPCO2 PO2 静脉血变为动脉血 Gasexchangeinlung O2 二 肺换气 43 1 呼吸膜的厚度反比正常 呼吸膜很薄 气体交换快病理 肺水肿 肺炎等 呼吸膜变厚 气体交换慢2 呼吸膜的面积正比正常 扩散面积大 气体交换多肺不张 肺实变 交换面积减少 气体交换减少3 通气血流比值 V Q V Q 肺泡通气量 每分肺血流量正常成人安静时为0 84 此时肺换气效率最高 三 影响肺换气的因素 44 通气过剩 血流相对不足 导致肺泡无效腔 通气不足 血流相对过多 相当于发生了功能性A V短路 换气效率 缺O2和CO2潴留 主要是缺O2 45 三 组织换气 1 组织换气过程组织毛细血管和组织细胞之间的气体交换 动力 分压差组织毛细血管组织细胞PO210040PCO24046 2 影响组织换气过程 细胞和毛细血管间的距离 组织代谢 毛细血管的血流速度 46 第三节气体在血液中的运输 47 O2 CO2在血中运输的形式 形式 物理溶解 化学结合 注 血液运输O2 15ml min机体耗O2量 250ml minCO2生成量 200ml min 48 血液O2和CO2的含量 ml 100ml血液 49 物理溶解起 桥梁作用 与化学结合保持动态平衡 肺泡血液组织O2 溶解状态 结合状态 溶解状态 O2CO2 溶解状态 结合状态 溶解状态 CO2 50 物理溶解 1 5 1 运输形式化学结合 98 5 与Hb结合 一 O2的运输 51 52 O2与Hb的结合运输 HbO2 Hb O2 暗紫 鲜红 PO2低 组织 PO2高 肺Cap 氧合血红蛋白 去氧血红蛋白 53 二 Hb与氧结合的特征1 反应快 可逆 不需酶 受PO2的影响 2 是氧合而不是氧化 血红蛋白上的Fe2 与O2结合后 不变价 HbO2 Hb O2 PO2低 组织 O2高 肺 54 3 Hb结合O2的量一分子Hb可结合四分子O21gHb可结合1 39mlO2氧容量 oxygencapacity 每100ml血中Hb所能结合的最大氧量 氧含量 oxygencontent 每100ml血中Hb实际结合的氧量 氧饱和度 oxygensaturation 每100ml血中Hb实际结合的氧量与血中Hb所能结合的最大氧量之比 氧饱和度 氧含量 氧容量X100 55 4 Hb与O2的结合或解离呈S形 56 三 氧解离曲线 oxygendissociationcurve 上段 PO260 100mmHg 曲线较平坦 Hb与O2的结合部分 此范围内PO2变化对Hb氧饱和度影响不大 不会引起明显的低氧血症 中段 PO240 60mmHg 曲线较陡 血氧饱和度变化较明显 反映HbO2解离释放O2的部分 下段 PO215 40mmHg 坡度更陡 HbO2解离释放O2的部分 代表O2储备 Hb与O2的结合或解离曲线呈S型 与Hb变构效应有关 57 四 影响氧解离曲线的因素 pH和PCO2温度2 3 二磷酸甘油酸其他因素 右移 亲和力降低左移 亲和力升高 58 四 影响氧解离曲线的因素 1 pH和PCO2 pH值 PCO2 Hb与O2亲和力下降P50增大 氧离曲线右移 机理 波尔效应 酸度对Hb氧亲和力的影响 生理意义 有利于组织Cap血液释放O2和肺Cap血液摄取O2 59 2 温度 Hb与O2亲和力下降P50增大 曲线右移 温度 H 活度 意义 代谢活跃 温度 CO2 乳酸等酸性产物 释放更多的O2供组织利用 临床 生活链接 为什么小朋友冬天脸冻的红彤彤的 冬天末梢循环 氧离难 局部红 易冻伤 60 3 2 3 二磷酸甘油酸 2 3 DPG 红细胞无氧糖酵解产生2 3 DPG 缺氧 2 3 DPG H R型 T型 意义 缺氧时促使O2的释放 Hb与O2亲和力 P50增大 曲线右移 61 4 影响Hb与O2结合的其它因素 1 CO 竞争性抑制O2与Hb的结合 CO与Hb的亲和力是O2的250倍CO还能增加O2与Hb的亲和力 使氧离曲线左移 使O2不易释放入血 2 HbHb的Fe2 被氧化成Fe3 将失去运氧能力 临床链接 CO中毒 HbCO呈樱桃红 CO中毒后患者的口唇应该是什么颜色 樱桃红 亚硝酸盐中毒 62 思考题 结合所学知识 总结可能会引起患者缺氧的原因有哪些 其皮肤粘膜的颜色会有哪些变化 63 化学结合 95 碳酸氢盐氨基甲酸血红蛋白 二 CO2的运输 物理溶解 5 一 CO2运输形式 Carbondioxidetransport 64 1 碳酸氢盐 65 在肺 2 氨基甲酸血红蛋白 HbNH2O2 CO2 H HHbNHCOOH O2 在组织 66 第四节呼吸的调节一 呼吸中枢及呼吸节律的形成 一 呼吸中枢 中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群 构成 脊髓 延髓 脑桥间脑 大脑皮层 67 脊髓 延髓 桥脑 中脑 呼吸运动停止 1 脊髓 有支配呼吸肌的运动神经元 脊髓本身不能产生呼吸节律 68 脊髓 延髓 桥脑 中脑 呼吸节律无变化 呼吸变慢变浅 喘息样呼吸 69 一 呼吸中枢 2 低位脑干 脑桥和延髓三级呼吸中枢学说 延髓 最基本的呼吸节律中枢 脑桥下部 对吸气活动产生紧张性易化作用 脑桥上部 呼吸调整中枢 70 一 呼吸中枢 3 高位脑 呼吸随意控制 71 二 呼吸的反射性调节 一 化学感受性呼吸反射1 化学感受器 chemoreceptor 1 外周化学感受器 颈动脉体和主动脉体 2 中枢化学感受器 延髓腹外侧浅表部位 3 化学感受器的适宜刺激 A血或脑脊液中的CO2 O2和H 浓度的变化 72 外周化学感受器 peripheralchemoreceptor 颈动脉体和主动脉体 73 1 外周化学感受器 位置 颈动脉体 主动脉体 动脉血pH PO2 PCO2 颈动脉体 舌咽神经窦N 主动脉体 呼吸加深加快 延髓 迷走N 74 2 中枢化学感受器 centralchemoreceptor 部位 于延髓腹外侧区浅表部位 ChemoreceptorLocation 75 2 中枢化学感受器 位置 延髓腹外侧浅表处的神经元适宜刺激 脑脊液或局部细胞外液中的H 血液中PCO2 通过血脑屏障 脑脊液中H 中枢化学感受器 呼吸加深加快 血液中H 不同通过血脑屏障 76 1 CO2 是兴奋呼吸最重要的生理性体液因子 CO2刺激呼吸运动的途径 中枢化学感受器 起主要作用 但反应慢 外周化学感受器 与快速呼吸反应有关 2 CO2 H 和低O2对呼吸的调节 当PCO2反射性呼吸运动加深加快 当PCO2 外周化学感受器中枢化学感受器 CO2主要是通过中枢化学感受器而发挥作用 77 CO2 对呼吸的影响 1 时 呼吸开始加深 4 时 呼吸加深加快 通气量 1倍以上 6 时 肺通气量可增大6 7倍 7 时 血液中PC02明显升高 可出现头昏 头痛等症状 超过15 20 呼吸反而被抑制 可出现惊厥 昏迷 甚至呼吸停止 78 2 H 对呼吸运动调节的途径及特点 中枢化学感受器对H 的敏感性较外周化学感受器高脑脊液中的H 是中枢化学感受器的最有效刺激血中H 不易通过血脑屏障 以刺激外周化学感受器为主 79 3 低氧对呼吸运动的影响 80 3 低氧对呼吸运动的影响 低O2对呼吸中枢的直接作用是抑制 低O2刺激外周化学感受器而兴奋呼吸 轻 中度低O2对外周化学感受器的刺激作用大于对呼吸中枢的抑制作用 严重低O2时 外周化学感受器反射不足以克服低O2对呼吸中枢的直接抑制作用 临床应用氧疗时 吸氧浓度不宜过高 并控制流速 采用持续低流量供氧的原则 81 3 CO2 H 和O2在呼吸调节中的相互作用 发生总和而加大对呼吸的影响 例 PCO2 H 相互抵消而减弱对呼吸的影响 例 H 肺通气量 CO2排出 PCO2 导致肺通气的增加比单因素 H 时小 82 脑脊液 H 兴奋 引起的呼吸运动 血脑屏障 CO2 83 二 肺牵张反射1 肺扩张反射 1 概念 肺扩张时引起的吸气抑制反射 2 感受器 气管到细支气管的平滑肌中 3 过程 肺扩张 肺牵感器兴奋 迷走N 延髓 兴奋吸气切断机制 吸气转为呼气 84 4 意义 阻止吸气过深过长 促使吸气转为呼气 使呼吸频率增加 与呼吸调整中枢共同调节呼吸频率和深度 5 特征 正常成人平静呼吸时这种反射不明显 中枢阈值高 深呼吸时可能起作用 病理情况下 肺充血 肺水肿等 肺顺应性降低时 牵张加强 呼吸浅快 85 2 肺萎缩反射肺萎陷时引起吸气的反射仅在呼气过深和肺不张时 才有可能起一定作用 机理不清 二 呼吸肌本体感受性反射呼吸肌肌梭受到牵拉时 反射性引起受刺激肌梭所在肌肉的收缩 为骨骼肌牵张反射 86 小结 1 呼吸的三个环节外呼吸 气体在血液中的运输与内呼吸 2 肺通气肺通气的动力 呼吸运动 肺内压的变化 胸内负压的形成机制和生理意义 肺通气的阻力 弹性阻力 肺的弹性阻力 肺表面活性物质生理作用 胸廓弹性阻力 非弹性阻力 3 肺通气功能的评价 肺容积 肺通气量 肺泡通气量和无效腔 87 小结 5 肺换气气体的扩散 气体扩散速率的影响因素 肺换气的基本原理 肺换气过程 影响肺换气的因素 呼吸膜的厚度 面积和通气血流比值 6 组织换气组织换气的机制 过程 7 氧的运输氧在血液中的存在形式 物理溶解和化学结合 Hb分子特征 Hb与氧结合的特征 血氧容量 血氧含量和血氧饱和度的概念 影响氧解离曲线的因素 9 二氧化碳的运输二氧化碳的运输形式 88 小结 10 呼吸中枢呼吸中枢概念 自主呼吸节律产生的部位 低位脑干 延髓和脑桥 11 呼吸运动的反射性调节化学感受性反射对呼吸运动的调节 外周化学感受器与中枢化学感受器 CO2 H 氧对呼吸运动的影响 12 肺扩张反射 89 思考题 1 自主的呼吸节律产生于何处 4 运动时呼吸有什么变化 为什么 2 气胸后会影响机体哪些功能 3 细支气管阻塞和肺泡壁大量