药学本科呼吸

1、1 第一节第一节 肺通气肺通气 第二节第二节 肺换气和组织换气肺换气和组织换气 第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输 第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节 主主 要要 内内 容容 1.掌握呼吸的概念；掌握呼吸的概念； 2.熟悉肺通气的动力、阻力；掌握肺容量和肺通气熟悉肺通气的动力、阻力；掌握肺容量和肺通气 量；了解气体交换的原理；量；了解气体交换的原理； 3.了解气体交换的过程；熟悉影响肺换气和组织换了解气体交换的过程；熟悉影响肺换气和组织换 气的因素；熟悉氧与血红蛋白结合、血氧饱和度气的因素；熟悉氧与血红蛋白结合、血氧饱和度 、氧解离曲线的概念及影响因素；掌握二氧化碳、氧

2、解离曲线的概念及影响因素；掌握二氧化碳 的运输形式；的运输形式； 4.熟悉呼吸中枢的调空、呼吸运动的反射性调节；熟悉呼吸中枢的调空、呼吸运动的反射性调节； 了解呼吸节律的形成和高位中枢对呼吸运动的调了解呼吸节律的形成和高位中枢对呼吸运动的调 节。节。 教学目的与要求教学目的与要求 3 呼吸呼吸（respiration）：）：机体机体与与外界环外界环 境境之间的气体交换过程之间的气体交换过程 呼吸过程呼吸过程： 1外呼吸外呼吸 2气体运输气体运输 3内呼吸内呼吸 4 外呼吸外呼吸 内呼吸内呼吸 气体在血液中气体在血液中 的运输的运输 氧气的获得和利用氧气的获得和利用 5 Internal Res

3、piration External Respiration Gas Transport 6 第一节肺第一节肺 通通 气气 肺通气肺通气：肺与外界环境之间的气体交换过程：肺与外界环境之间的气体交换过程 肺通气结构肺通气结构： 血管网血管网 粘液腺粘液腺 加湿、加温、过滤、清洁加湿、加温、过滤、清洁 纤纤 毛毛 迷走迷走NACh+MNACh+M受体受体气管收缩气管收缩 平滑肌平滑肌 交感交感NNE+NNE+2 2受体受体气管舒张气管舒张 呼吸肌：与肺通气的动力有关呼吸肌：与肺通气的动力有关 胸膜腔：其负压与肺扩张有关胸膜腔：其负压与肺扩张有关 呼呼 吸吸 道道 7 8 肺部摄氧肺部摄氧 血液携氧血

4、液携氧 循环运氧循环运氧 组织用氧组织用氧 等张性缺氧等张性缺氧 低动力性缺氧低动力性缺氧 低张性缺氧低张性缺氧 乏氧性乏氧性 缺氧缺氧 血液性血液性 缺氧缺氧 循环性循环性 缺氧缺氧 用氧障碍性缺氧用氧障碍性缺氧 组织性组织性 缺氧缺氧 缺氧的类型、原因和发病机制缺氧的类型、原因和发病机制 9 10 呼吸衰竭呼吸衰竭 (Respiratory Failure) 外呼吸功能严重障碍导致外呼吸功能严重障碍导致PaO2，伴有或，伴有或 不伴有不伴有PaCO2的病理过程。的病理过程。 诊断标准：诊断标准：PaO2 50mmHg (6.67kPa) RFI = PaO2/FiO2 300 呼吸功能不全

5、 (respiratory insufficiency) 11 呼吸衰竭的分类呼吸衰竭的分类 按动脉血气：按动脉血气：低氧血症型低氧血症型（I型型） 伴低氧的高碳酸血症型伴低氧的高碳酸血症型（II型型） 按发病机制：通气性、换气性按发病机制：通气性、换气性 按病变部位：中枢性、外周性按病变部位：中枢性、外周性 按发生快慢和持续时间：急性、慢性按发生快慢和持续时间：急性、慢性 12 一、一、呼吸道的结构特征和机能呼吸道的结构特征和机能 上呼吸道：鼻、咽、喉；上呼吸道：鼻、咽、喉； 下呼吸道：气管、支器官及其肺内分支；下呼吸道：气管、支器官及其肺内分支； 功能功能：通气、湿润、加温、过滤；：通气、

6、湿润、加温、过滤； 气管的口径变化不明显气管的口径变化不明显, 支气管支气管和和细支气管细支气管 的的口径口径容易发生变化，气道阻力的容易发生变化，气道阻力的主要主要部位部位 呼吸道呼吸道口径的调节口径的调节： 迷走神经：迷走神经：ACh-M受体受体-收缩；收缩； 交感神经：交感神经：NE-2受体受体-舒张；舒张； 激素：组织胺、激素：组织胺、5-HT、缓激肽、缓激肽-收缩；收缩； 13 14 原动力原动力： 呼吸运动是肺通呼吸运动是肺通 气的原动力。气的原动力。 直接动力直接动力： 肺内压与外界大肺内压与外界大 气压间的压力差。气压间的压力差。 二、肺通气的动力二、肺通气的动力 15 呼呼

7、气气 肺内压肺内压大气压大气压 缩缩 小小 肺肺 脏脏 吸吸 气气 肺内压肺内压大气压大气压 胸胸 廓廓 呼呼 吸吸 肌肌 缩缩 小小 收收 缩缩舒舒 张张 扩扩 张张 扩扩 张张 呼吸的过程呼吸的过程 16 （一）呼吸运动（一）呼吸运动 (1)(1)型式型式: : 按呼吸深度分按呼吸深度分: :平静呼吸和用力呼吸；平静呼吸和用力呼吸； 按动作部位分按动作部位分: : 腹式呼吸腹式呼吸: :婴儿、胸膜炎、胸腔积液。婴儿、胸膜炎、胸腔积液。 胸式呼吸胸式呼吸: :严重腹水、腹腔有巨大肿块。严重腹水、腹腔有巨大肿块。 （妊娠、肥胖）妊娠、肥胖） 混合呼吸混合呼吸: :正常成人。正常成人。 (2)(

8、2)频率频率: : 成人成人:12:121818次次/ /分分 婴儿婴儿:60:607070次次/ /分分 17 平静呼吸平静呼吸： 肺内压大气压，肺内压大气压， 气体经呼吸道入肺气体经呼吸道入肺 胸廓扩大，肺被动扩张胸廓扩大，肺被动扩张 膈肌收缩：使膈顶下移，增膈肌收缩：使膈顶下移，增 大胸廓的大胸廓的上下径上下径； 肋间外肌：收缩使肋骨上提肋间外肌：收缩使肋骨上提, , 扩大胸廓扩大胸廓前后前后、左右径左右径 吸吸 气气 18 胸廓容积缩小胸廓容积缩小, , 肺被动缩小肺被动缩小 肺内压大气压，肺内压大气压， 气体经呼吸道出肺气体经呼吸道出肺 呼呼 气气 膈肌和肋间外肌舒张，膈肌和肋间外肌

9、舒张， 肋骨和膈肌弹性回位，肋骨和膈肌弹性回位， 缩小胸廓上下缩小胸廓上下、前后前后、左左 右径右径 19 用力呼吸用力呼吸： 人工呼吸人工呼吸: : 平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。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用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。 平静呼吸时，肋间外肌所起的作用膈肌。平静呼吸时，肋间外肌所起的作用膈肌。 用力吸气时：辅助吸气肌也参加。用力吸气时：辅助吸气肌也参加。 用力呼气时：除吸气肌舒张外，呼气肌（肋间内用力呼气时：除吸气肌舒张外，呼气肌（肋间内 肌肌+ +腹壁肌）也收缩。腹壁肌）也收缩。 基本原理：使肺内与外界大气压间产

10、生压力差基本原理：使肺内与外界大气压间产生压力差 20 （二）肺内压（二）肺内压 肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。 平静平静吸气初吸气初：肺内压：肺内压 大气压大气压气出肺气出肺 平静平静呼气末呼气末：肺内压：肺内压 = = 大气压大气压气流停气流停 21 22 （三）胸膜腔内压（三）胸膜腔内压 （1 1）概念）概念: : 胸内压是指胸膜腔内的压力。胸内压是指胸膜腔内的压力。 （2 2）测定方法）测定方法: : 间接法间接法: :气囊测定食管内压以间接反映胸内压气囊测定食管内压以间接反映胸内压 直接法直接法: :检压计及其与之相连的针头刺入胸腔检压计

11、及其与之相连的针头刺入胸腔 23 24 成因成因: : 两两种方向相反作用力的代数和种方向相反作用力的代数和 胸内压大气压肺回缩力胸内压大气压肺回缩力 胸内压胸内压0 0肺回缩力肺回缩力 迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜回位迫使壁层胸膜外移使肺扩张迫使壁层胸膜外移使肺扩张 ( (肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力) ) 肺肺 回回 缩缩 力力 ( (大大 气气 压压) ) 肺肺 内内 压压 25 三、肺通气的阻力三、肺通气的阻力 肺通气阻力肺通气阻力 胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关 肺弹性阻力肺弹性阻力 气道阻力：与气体流动形式气道阻

12、力：与气体流动形式+气道半径有关气道半径有关 粘滞阻力粘滞阻力 惯性阻力惯性阻力 肺弹性回缩力肺弹性回缩力: 1/3 肺泡表面张力：肺泡表面张力：2/3 常态下可忽略不计常态下可忽略不计 弹性阻力弹性阻力非弹性阻力非弹性阻力 弹性阻力：弹性阻力：是指物体对抗外力作用所引起的变形是指物体对抗外力作用所引起的变形 的力。弹性阻力越大者不易变形，反之则相反。的力。弹性阻力越大者不易变形，反之则相反。 顺应性（顺应性（compliance）：是指外力作用下弹性组）：是指外力作用下弹性组 织可扩张性，容易扩张顺应大，不易扩张顺应性织可扩张性，容易扩张顺应大，不易扩张顺应性 小。小。 C= 1/R ，即顺

13、应性越大，弹性阻力越小，即顺应性越大，弹性阻力越小 C = V / P，单位跨壁压所引起的容积的变化，单位跨壁压所引起的容积的变化 肺弹性阻力肺弹性阻力： 肺扩张时产生弹性回缩力，方向与肺扩张方向相肺扩张时产生弹性回缩力，方向与肺扩张方向相 反，是吸气的阻力，即肺的回缩力构成肺扩张的反，是吸气的阻力，即肺的回缩力构成肺扩张的 弹性阻力。弹性阻力。 1.肺静态顺应性曲线肺静态顺应性曲线： 斜率反映不同肺容量下顺应性或弹性阻力的大小斜率反映不同肺容量下顺应性或弹性阻力的大小 斜率大，肺顺应性大，弹性阻力小斜率大，肺顺应性大，弹性阻力小 平静呼吸时肺的弹性阻力小，呼吸省力。平静呼吸时肺的弹性阻力小，

14、呼吸省力。 肺顺应性肺顺应性肺容积的变化肺容积的变化V/跨肺压的变化跨肺压的变化P 2.比顺应性：单位肺容量的顺应性比顺应性：单位肺容量的顺应性 吸入相同容积的气体，吸入相同容积的气体， 肺总量越大，肺的扩张程度越小肺的回缩力越小，肺总量越大，肺的扩张程度越小肺的回缩力越小， 即弹性阻力小跨肺压变化小，顺应性大即弹性阻力小跨肺压变化小，顺应性大 3.肺弹性阻力的来源：肺弹性阻力的来源： 一是肺组织本身的弹性回缩力；一是肺组织本身的弹性回缩力； 二是肺泡内液体分子层气二是肺泡内液体分子层气-液平面产生的表面张力。液平面产生的表面张力。 29 表面活性物质表面活性物质 ( DPL( DPL或或DP

15、PC )DPPC ) 肺泡肺泡型细胞分泌型细胞分泌 作用：作用： 1.1.降低降低肺泡表面张力肺泡表面张力 降低吸气阻力；降低吸气阻力； 2.2.减少肺泡内液的生减少肺泡内液的生 成成防肺水肿防肺水肿的发的发 生生 3.3.维持肺泡内压的稳维持肺泡内压的稳 定性定性防肺泡破裂防肺泡破裂 或萎缩或萎缩 30 r=0.01r=0.005 Laplace定律：定律： P=2T/r P（液泡内收缩压）（液泡内收缩压） T（液泡表面张力）（液泡表面张力） R（液泡的半径）（液泡的半径） 33 四、肺通气和肺容量四、肺通气和肺容量 ( (一一) )肺容积、肺容量、肺活量肺容积、肺容量、肺活量 34 肺活量

16、、时间肺活量肺活量、时间肺活量 1肺活量（肺活量（forced vital capacity，FVC）： 一次最大吸气后，尽力尽快呼气时所能呼一次最大吸气后，尽力尽快呼气时所能呼 出的最大气量。出的最大气量。 2时间肺活量（时间肺活量（timed vital capacity，TVC）： 一次最大吸气后尽力尽快呼气时，在一定一次最大吸气后尽力尽快呼气时，在一定 的时间内所能呼出的气体量。通常以它所的时间内所能呼出的气体量。通常以它所 占用力肺活量的百分比表示。占用力肺活量的百分比表示。 正常时第一秒正常时第一秒80%；第二秒；第二秒96%；第三秒；第三秒99% 35 五、五、 肺通气量、肺泡通

17、气量：肺通气量、肺泡通气量： 每分通气量每分通气量= =潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率( (次次/ /分分) ) 最大通气量最大通气量 = =最大限度潮气量最大限度潮气量最快呼吸频率最快呼吸频率( (次次/ /分分) ) 通气贮存量百分比通气贮存量百分比= = 2.2.肺泡通气量肺泡通气量=(=(潮气量潮气量- -无效腔量无效腔量) )呼吸频率呼吸频率 生理无效腔生理无效腔= =解剖无效腔肺泡无效腔解剖无效腔肺泡无效腔 最大通气量最大通气量 最大通气量最大通气量- -每分通气量每分通气量 100%100% 36 一、气体交换的原理一、气体交换的原理 动力：膜两侧的气体分压差。动力：膜两侧的气体分

18、压差。 扩散速率（扩散速率（D D） 气体的溶解度气体的溶解度/ /分子量的平方根之比为分子量的平方根之比为扩散系数扩散系数。 扩散系数大，扩散速率快。扩散系数大，扩散速率快。 扩散距离扩散距离分子量分子量 分压差分压差温度温度气体溶解度气体溶解度扩散面积扩散面积 = = 第二节肺换气和组织换气第二节肺换气和组织换气 37 二、肺换气与组织换气二、肺换气与组织换气 换气动力换气动力： 分压差分压差 换气方向换气方向： 分压高分压高分压低分压低 换气结果换气结果： 肺血肺血 组织血组织血 血血 血血 外呼吸外呼吸 内呼吸内呼吸 气体在血液中气体在血液中 的运输的运输 38 CO2的运输的运输 O

19、2的运输的运输 组织细胞组织细胞 肺肺 肺换气过程肺换气过程 40 组织换气过程组织换气过程 41 影响气体交换的因素影响气体交换的因素 ( (一一) )气体扩散速率气体扩散速率 在同等条件下，在同等条件下，CO2的扩散速率是的扩散速率是O2的的20倍；倍； 但在肺中，由于肺泡气和但在肺中，由于肺泡气和V血间分压差的不同，血间分压差的不同， CO2的扩散速率实际约为的扩散速率实际约为O2的的2倍。倍。 O O2 2、COCO2 2扩散速率（扩散速率（D D）的比较）的比较 分子量分子量 血浆溶解度血浆溶解度 肺泡气肺泡气 A A血血 V V血血 D D O O2 2 32 21.4 13.9

20、13.3 5.3 1 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 COCO2 2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 (ml/L) (ml/L) （KPaKPa） （KPaKPa） （KPaKPa） 42 (二二)呼吸膜呼吸膜：肺泡与肺毛细血管血液之间的结构。：肺泡与肺毛细血管血液之间的结构。 1. 厚度厚度： 6层层1m厚厚： 2. 面积面积：成人总面积成人总面积80m2，平静呼吸，平静呼吸3540m2 CO2 O2 43 构成构成：（：（1m） 1）肺泡表面活性物质层；）肺泡表面活性物质层； 2）肺泡上皮细胞层（）肺泡上皮细胞层（

21、型和型和型）；型）； 3）基底膜；）基底膜； 4）间质）间质 5） 基膜层；基膜层； 6）毛细血管内皮细胞层；）毛细血管内皮细胞层； 44 (三三) 通气通气/血流比值血流比值 每分肺通气量（每分肺通气量（VA）/每分肺血流量（每分肺血流量（Q） 1.VA/Q肺通气肺通气或肺血流或肺血流增大生理无效增大生理无效 腔腔换气效率换气效率(心衰、肺动脉栓塞心衰、肺动脉栓塞) 2.VA/Q肺通气肺通气增大功能性增大功能性A-V短路短路换换 气效率气效率(支哮、肺气肿、支气管栓塞支哮、肺气肿、支气管栓塞) 45 通气血流比值通气血流比值 (Ventilation/perfusi on ratio, VA

22、/Q)，平，平 均为均为 4 / 5 = 0.8 通气血流比值通气血流比值 范围范围 0.63.0 血流量血流量( (L/min) 通气量（肺容量）通气量（肺容量） VA/Q 肺肺 泡泡 容容 积积 46 （正常人正常人V V为为4 45 5L/min， Q为为56L/min，V/Q0.83V/Q0.83） 肺各断层肺各断层 比例示意图比例示意图V/QV/Q 1.7-3.0 0.9 0.6 v V/Q比例失调比例失调 47 通气通气/ /血流比值及其变化示意图血流比值及其变化示意图 VA / Q正常正常VA / Q增大增大VA / Q减小减小 48 影响肺泡气体交换的因素影响肺泡气体交换的因素

23、 1. 气体的扩散速率：气体的扩散速率： 2. 呼吸膜的面积和厚度：呼吸膜的面积和厚度： 3. 通气通气/血流比值：血流比值： 1.掌握呼吸的概念；掌握呼吸的概念； 2.熟悉肺通气的动力、阻力；掌握肺容量和肺通气熟悉肺通气的动力、阻力；掌握肺容量和肺通气 量；了解气体交换的原理；量；了解气体交换的原理； 3.了解气体交换的过程；熟悉影响肺换气和组织换了解气体交换的过程；熟悉影响肺换气和组织换 气的因素；熟悉氧与血红蛋白结合、血氧饱和度气的因素；熟悉氧与血红蛋白结合、血氧饱和度 、氧解离曲线的概念及影响因素；掌握二氧化碳、氧解离曲线的概念及影响因素；掌握二氧化碳 的运输形式；的运输形式； 4.熟悉呼吸中枢的调空、呼吸运动的反射性调节；熟悉呼吸中枢的调空、呼吸运动的反射性调节； 了解呼吸节律的形成和高位中枢对呼吸运动的调了解呼吸节律的形成和高位中枢对呼吸运动的调 节。节。 教学目的与要求教学目的与要求 50 肺部摄氧肺部摄氧 血液携氧血液携氧 循环运氧循环运氧 组织用氧组织用氧 等张性缺氧等张性缺氧 低动力性缺氧低动力