7第七章 呼吸.ppt

,O2,CO2,机体在新陈代谢过程中，需要不断地从环境中摄取O2并排出CO2。机体与环境之间的气体交换，称为呼吸。,呼吸过程:,第一节呼吸道与肺泡,呼吸系统的解剖结构,1、呼吸道,2、肺,3、胸膜腔,呼吸系统包括了呼吸道和肺泡。呼吸道：分上、下两部分，上呼吸道由鼻、咽、喉组成，下呼吸道由气管及各级支气管组成。,一、呼吸道主要功能1、加温湿润：主要在鼻咽部（血流丰富、粘液）。临床气管插管。2、过滤清洁3、防御反射：咳嗽反射、喷嚏反射。4、调节气道阻力（分支）,二、肺泡的结构和功能,肺泡囊，约由17个肺泡组成。成人肺泡约有6-7亿个，总面积达到100m2.,肺泡是肺部气体交换的主要部位，也是肺的功能单位。肺泡组成更大的功能单位：肺胞囊,肺表面活性物质（pulmonarysurfactant）二棕榈酰软磷脂dipalmitoylecithin,DPLdipalmitoylphosphatidylcholine,DPPC,II型肺泡上皮细胞,散布于肺泡壁，分泌表面活性物质，作用：降低肺泡表面张力降低吸气阻力,II型肺泡上皮细胞,肺表面活性物质生理意义：1.维持大小肺泡的稳定性2.防止肺水肿,表面活性物质缺乏引起的临床症状：成人肺炎、肺血栓等表面活性物质肺不张。67个月胎儿才开始分泌表面活性物质，故早产儿可因缺乏表面活性物质而发生肺不张呼吸窘迫综合征。,新生儿呼吸窘迫综合征,一、呼吸运动,第二节呼吸运动与肺通气,原动力:呼吸运动是肺通气的原动力。,1、呼吸运动（肺通气的原动力）,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,扩张,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：胸肌等主要呼气肌：肋间内肌和腹壁肌,2、呼吸运动形式(按呼吸深度分):平和呼吸（quietrespiration),频率:成人:1218次/分婴儿:6070次/分龟:14次/分,平静吸气,膈肌收缩,收缩,吸气是主动的（二肌收缩）,平静呼气,膈肌舒张,肋间外肌舒张,呼气是被动的（二肌放松）,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，肺被动扩张,膈肌、肋间外肌收缩扩大胸廓胸廓的上下径前后、左右径,吸气,呼气,深呼吸/用力呼吸(forcedrespiration),肋间内肌,用力吸气时：吸气肌+辅助吸气肌，胸廓容积进一步扩大。用力呼气时：吸气肌舒张+呼气肌（肋间内肌+腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。,腹式呼吸：呼吸运动主要由于膈肌的活动，则腹壁的起落动作比较明显。哺乳动物、婴儿,胸式呼吸:呼吸运动主要由于肋间肌的活动，则胸壁的起落动作比较明显。肥胖、妊娠。,按动作部位分:,混合呼吸：成人,3、小结：呼吸运动的特点：,平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的，并需要辅助呼吸肌参与。,人工呼吸(Artificialrespiration)用人为的方法造成肺内压和大气压之间的压力差来维持肺通气。方法：人工呼吸机口对口人工呼吸节律举臂压背或挤压胸廓关键：保持呼吸道通畅，争取时间。,(一)肺内压,平静吸气初:肺内压大气压=1-2mmHg气出肺用力呼吸时:肺内压的升降变化有所增加。,二、肺内压与胸内压,(二)胸内压（1）定义：胸内压是指胸膜腔内的压力。,胸膜腔是个潜在的腔；有少量液体-粘帖和润滑；平和呼吸时内压小于大气压，故叫胸内负压。,（2）特点:平静呼吸时胸内压始终为负压；用力呼吸时胸内压变动大；,弹性阻力肺的弹性阻力（70%）胸廓的弹性阻力肺通气阻力气道阻力非弹性阻力（30%）粘滞阻力,三、肺通气的阻力,1.弹性阻力和顺应性,弹性阻力：在外力作用下，被变形的弹性体所产生的对抗变形的力，即回位力。方向与外力相反。,顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。外力作用下容易扩张，为顺应性大；反之，顺应性小。,顺应性=1/弹性阻力,2.非弹性阻力气道阻力气道阻力特点:只在呼吸运动时产生；流速快阻力大与气道半径的4次方成反比：（R1r4）组织粘滞性阻力：呼吸运动使有关器官组织移动变形遇到的粘滞阻力。,四、肺容量与肺通气量(一)肺容积肺容纳的气体量。,潮气量：每次呼吸时吸入或者是呼出的气量。补吸气量：平静吸气末，再尽力吸气所能吸入的气量。补呼气量：平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气量。余气量：最大呼气末尚残留于肺中不能呼出的气量。,1、基本肺容积,肺活量:尽力吸气后，从肺内能呼出的最大气体量。肺总容量：肺所能容纳的最大气体量。即肺活量+余气量时间肺活量用力呼气量=尽力最大吸气后，再尽力尽快呼气，在一定时间内所能呼出的气量，通常以它所占用力肺活量的百分数表示。正常值：第1、2、3秒末分别为83%、96%、99%。意义：动态指标，反应呼吸幅度、通气速度。是评价肺通气功能的较好指标。,潮气量,功能余气量,最大吸气量,补吸气量,补呼气量,肺活量,余气量,肺总容量,用肺量计记录肺通气量,图36,男：3500ml女：2500ml,(二)肺通气量：每分通气量：每分钟进或出肺的气体总量。潮气量呼吸频率(次/分),2.肺泡通气量：每分钟进或出肺泡的气体总量。(潮气量-无效腔量)呼吸频率,解剖无效腔：无气体交换能力的腔（呼吸道）。肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔,第三节呼吸气体的交换,（一）气体交换的原理,（二）肺部气体交换,（三）组织气体交换,（一）气体交换的原理原理：气体分子由高压力区域低压力区域转移。动力：膜两侧的气体分压差。影响因素：分压差；气体溶解度；扩散系数：单位分压下，单位时间内通过单位面积扩散的气体量。扩散系数大，扩散速率快。,（二）肺换气1、原理,驱动力：肺泡与肺毛细血管之间的O2和CO2的分压差方向：分压高分压低（p270）,2、影响肺换气的因素,（1）扩散速率（D）,（）呼吸膜（面积、厚度）肺纤维化、肺水肿；肺不张、肺气肿。,呼吸膜,即肺泡毛细血管膜，由多层膜性细微结构组成。,（三）组织换气,毛细血管与组织细胞之间的气体交换,第四节气体在血液中的运输运输形式:1、物理溶解:气体直接溶解于血浆中。2、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。,(一)氧的运输物理溶解：(1.5%)；化学结合:(98.5%)1、O2与Hb的可逆性结合:,鲜红色,暗红色,PO2(组织),PO2(肺),HbO2（氧合非氧化）,Hb+O2,1个珠蛋白：4个亚链,4个血红素：每个血红素由4个吡咯环和一个Fe2+组成,Hb的结构：1个珠蛋白+4个血红素,去氧血红蛋白（Hb),氧合血红蛋白（HbO2),发绀(cyanosis)毛细血管中脱氧血红蛋白5g/dl，使皮肤、粘膜呈青紫色.,1分子Hb可与4分子O2可逆结合,2.O2与Hb结合的特征:,是氧合，非氧化:Hb-Fe2+O2Fe2+-HbO2（Fe2+Fe+，无结合能力）,反应快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影响；,Hb的变构效应：去氧Hb：紧密型（），氧合Hb：疏松型（）,Hb氧容量血氧容量：100ml血液中Hb能结合氧的最大量Hb氧含量血氧含量：100ml血液中Hb实际结合氧的量Hb氧饱和度血氧饱和度：Hb氧含量占Hb氧容量的百分数,3、氧解离曲线,（1）氧解离曲线的形态,上段,下段,中段,上段:(60100mmHg）坡度较平，是Hb和O2结合的部分。表明：PO2变化对饱和度影响不大,高原,PO2明显而Hb结合O2量变化不大；轻度呼衰病人肺泡气PO2明显而Hb结合O2量变化不大。,意义:保证低氧分压时的高载氧能力(生理:从肺血PO2稍降不会导致氧的丢失),（2）氧解离曲线的特点,中段：（40-60mmHg）,坡度较陡，是释放O2的部分。表明：PO2降低能促进大量氧解离，血氧饱和度下降显著(接近组织氧分压)。意义:保证安静状态下组织代谢所需氧气量。,表明：PO2稍有下降,血氧饱和度就急剧下降。意义:保证组织活动加强时组织的氧供。,坡度更陡，是释放O2的部分。,下段：（1540mmHg）,P50：评价Hb与氧的亲和力的变化。指Hb氧饱和度达到50%时氧分压的值。P50:表明Hb对o2的亲和力（氧离易），曲线右移（下移）,P50:表明Hb对o2的亲和力（氧离难）,曲线左移（上移）,(3)影响氧离曲线的因素,P50,血液的pH和PCO2血液中pH或者PCO2，使Hb与氧的亲和力降低，氧离曲线右移。血液酸度对Hb与氧的亲和力的影响称为“波尔效应”。,生理意义：既促进肺毛细血管血液的氧合，又有利于在组织中毛细血管内血液释放o2。肺内:PCO2低,pH高,利于Hb与氧结合；组织内:PCO2高,pH低,利于Hb与氧分离,温度温度，Hb与氧的亲和力降低，有助于氧的释放，而温度降低，Hb与氧的亲和力增高，不利与氧的释放。,2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）降低Hb与氧的亲和力，有助于氧的释放。无氧代谢产生：2,3-DPG,运动时,（二）CO2的运输,溶解方式：5%化学方式：95%HCO3-盐（主要,88%）氨基甲酰血红蛋白(7%),1.HCO3-盐的运输形式（1）组织（动力:组织CO2）,CO2,CO2+H2O,H2CO3,H+HCO3-,碳酸酐酶,血浆,红细胞,氯转移,（2）肺毛细血管（动力:血浆CO2）,血浆,红细胞,2、氨基甲酸血红蛋白形式的运输,Hb-NH2+CO2,Hb-NH-COOH,无需酶催化,（三）CO2解离曲线（PCO2与CO2含量的曲线）,氧与Hb结合促使CO2释放,何尔登效应,O2与Hb结合将促使CO2释放，这一效应称为何尔登效应。,第四节呼吸运动的调节,一、呼吸中枢与呼吸节律,二、呼吸的反射性调节,1、化学感受性调节,2、机械性调节,一、呼吸中枢1、呼吸中枢：中枢神经系统内产生呼吸节律和调节呼吸运动的神经元群。,延髓是呼吸节律的基本中枢。脑桥的上部有呼吸调整中枢，是自主节律呼吸调节系统。,（1）基本中枢（低位脑干）,（2）高级中枢：以大脑皮层为中心的呼吸调节系统是随意呼吸调节系统。如憋气、说话、唱歌等。,2、呼吸节律的起源,延髓呼吸中枢的节律性活动，已被证明，但节律形成机制上不明确1、起步细胞学说2、神经元网络学说,二、呼吸调节的化学性反射,反射弧的组成：,感受器,传入神经,中枢,传出神经,效应器,PO2，PCO2，pH,呼吸加深，加快，肺通气量,（1）外周感受器颈动脉体和主动脉窦PO2，PCO2或pH呼吸加深、加快,1、化学感受器,（2）中枢化学感受器,位于延髓的浅表部位，直接的生理刺激是脑脊液中的H+.血液中的CO2透过血脑屏障，使感受器周围的H+，再刺激中枢化学感受器。,2、CO2、H+和O2对呼吸的影响,（1）CO2的影响具有两面性：是维持正常呼吸与呼吸中枢兴奋的必要条件，随着吸入CO2的增加，呼吸加深加快；当吸入气CO2陡增，CO2堆积，造成CO2麻痹。主要通过中枢和外周两条途径影响呼吸，以前一种为主（80%）。,（2）H+对呼吸的影响动脉血的H+浓度增加，可以使呼吸加深加快，肺通气增加。H+可以通过中枢和外周两种途径调节呼吸。,（3）O2对呼吸的影响血液中的PO2降低，可以使呼吸加强，肺通气量增加。在正常呼吸调节中作用不大。低氧对呼吸的刺激作用几乎完全是通过外周化学感受器实现的。,三、机械性呼吸反射肺牵张反射(黑-伯反射)指肺扩张或萎陷引起的吸气抑制或兴奋的反射。包括肺扩张、肺萎陷反射。,1.肺扩张反射：过程：肺扩张肺牵感器兴奋迷走N延髓抑制吸气中枢吸气转化为呼气。意义:加速吸气和呼气的交替，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。,2.肺萎陷反