呼吸医学生理学

1、关于呼吸医学生理学现在学习的是第一页，共68页现在学习的是第二页，共68页 第五章呼吸第五章呼吸 (Respiration) 概述概述(Introduction) 第一节肺通气第一节肺通气 (Pulmonary Ventilation) 第二节呼吸气体的交换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第四节呼吸运动的调节(Respiratory Regulation现在学习的是第三页，共68页第一节肺通气（第一节肺通气（pulmonar

2、y ventilation） 肺通气的器官包括肺通气的器官包括呼吸道呼吸道、肺泡肺泡和和胸廓胸廓等等 呼吸道：具有加温湿润、过滤清洁等保护功能呼吸道：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胸廓：呼吸肌的运动是肺通气的动力（一）肺通气原理（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）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）肺通气的动力（原动力）现在学习的是第四页，共68页呼吸运动（胸廓运动）呼吸运动（胸廓运动）吸气肌（隔肌、肋间外肌）吸气肌（隔肌、肋间外肌

3、）呼气肌（肋间内肌、腹肌及辅助肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌及辅助肌）呼吸方式、特点及过程呼吸方式、特点及过程平静呼吸（平静呼吸（eupnea)（吸气主动；（吸气主动；呼气被动呼气被动）用力呼吸（用力呼吸（forced breathing）（吸气主动；（吸气主动；呼气主动呼气主动）呼吸类型呼吸类型 腹式呼吸（腹式呼吸（abdominal breathing ） 胸式呼吸（胸式呼吸（thoracic breathing）现在学习的是第五页，共68页平静呼吸基本过程：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现在学习的

4、是第六页，共68页用力呼吸基本过程：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现在学习的是第七页，共68页呼吸运动（胸廓运动）呼吸运动（胸廓运动）吸气肌（隔肌、肋间外肌）吸气肌（隔肌、肋间外肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌及辅助肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌及辅助肌）呼吸方式、特点及过程呼吸方式、特点及过程平静呼吸（平静呼吸（eupnea)（吸气主动；（吸气主动；呼气被动呼气被动）用力呼吸（用力呼吸（forced breathing）（吸气主动；（吸气主动；呼气主动呼气主动）呼

5、吸类型及临床意义呼吸类型及临床意义 腹式呼吸（腹式呼吸（abdominal breathing ） 胸式呼吸（胸式呼吸（thoracic breathing）现在学习的是第八页，共68页 2. 肺内压在呼吸过程中周期性变化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，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，即吸气体进入肺泡内达平衡时，吸气终止，即吸气末末=大气压）；呼气则相反。因此，气体进大气压）；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出肺泡的动力来自肺泡与大气压之

6、间的压力差。力差。图示图示人工呼吸的原理：人工呼吸的原理：口对口；口对口；节律性举臂压背或挤压胸廓节律性举臂压背或挤压胸廓现在学习的是第九页，共68页现在学习的是第十页，共68页 2. 肺内压在呼吸过程中周期性变化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，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，即气体进入肺泡内达平衡时，吸气终止，即吸气末吸气末=大气压）；呼气则相反。因此，气大气压）；呼气则相反。因此，气体进出肺泡的体进出肺泡的动力动力来自肺泡与大气压之间来自肺泡与大气压之间的压力差。

7、的压力差。图示图示人工呼吸人工呼吸（artificial respiration）的原理）的原理：口对口；口对口；节律性举臂压背或挤压胸廓节律性举臂压背或挤压胸廓现在学习的是第十一页，共68页平静呼吸基本过程：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现在学习的是第十二页，共68页 3. 胸膜腔和胸膜腔内压胸膜腔和胸膜腔内压胸膜腔结构（密闭潜在的腔隙，内有少量胸膜腔结构（密闭潜在的腔隙，内有少量浆液）浆液）胸膜腔内压（胸膜腔内压（intrapleural pressure） 测量方法：直接法测量方法：直接法 ；

8、间接法；间接法 通常胸膜腔内压为负压通常胸膜腔内压为负压 平静吸气末（平静吸气末（-1.33 -0.665kPa,-10-5mmHg） 平静呼气末（平静呼气末（-0.665 -0.399kPa,-5-3mmHg） 形成原因形成原因：作用于胸膜腔存在两种力（肺内压，：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）使肺泡扩张；肺的回缩力，使肺泡缩小）胸膜腔内压胸膜腔内压=肺内压肺内压-肺回缩力肺回缩力现在学习的是第十三页，共68页 吸气末或呼气末，肺内压吸气末或呼气末，肺内压=大气压，若以大气压大气压，若以大气压=0，则：，则： 胸膜腔内压胸膜腔内压= -肺回缩力肺回缩力胸膜

9、腔内压意义胸膜腔内压意义: 1. 牵引肺扩张牵引肺扩张 2.促进腔静脉和胸导管内静脉促进腔静脉和胸导管内静脉与淋巴液的回流与淋巴液的回流气胸气胸 (pneumothorax)临床意义临床意义小结，呼吸过程中肺内压与胸内压的变化小结，呼吸过程中肺内压与胸内压的变化规律（图示）规律（图示）现在学习的是第十四页，共68页现在学习的是第十五页，共68页（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力 包括弹性阻力（肺与胸廓的弹性阻力，占包括弹性阻力（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）和非弹性阻力（主要是气道阻力，占30%）弹性阻力与顺应性弹性阻力与顺应性(compliace)的概念及

10、关系的概念及关系 C=1/R=（ V / P）L/cmH2O 1. 肺的弹性阻力和顺应性：肺的弹性阻力和顺应性： 肺顺应性肺顺应性（CL） 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） 跨肺压跨肺压=肺内压肺内压-胸膜腔内压胸膜腔内压L/cmH2O=现在学习的是第十六页，共68页肺静态顺应性曲线肺静态顺应性曲线 （图示）及意义（图示）及意义比顺应性（比顺应性（specific compliance ）概念）概念受肺总量的影响受肺总量的影响 = 测得的肺顺应性（测得的肺顺应性（L/ cmH2O）/肺总量（肺总量（L）肺弹性阻力的来源（肺组织的弹性回缩肺弹性阻力的来源（肺

11、组织的弹性回缩力，占力，占1/3；表面张力，占；表面张力，占2/3）Laplace 定律，定律，P=2T/r肺泡表面活性物质作用及临床意义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，防止肺水肿减少肺间质和肺泡内组织液生成，防止肺水肿现在学习的是第十七页，共68页现在学习的是第十八页，共68页肺静态顺应性曲线肺静态顺应性曲线 （图示）及意义（图示）及意义比顺应性（比顺应性（specific compliance ）概念）概念受肺总量的影响（受肺总量的影响（肺总量大，其顺应性亦大）肺总量大，其顺应性亦大） = 测得的肺顺应性（测得的肺顺

12、应性（L/ cmH2O）/肺总量肺总量（L）肺弹性阻力的来源（肺组织的弹性回缩肺弹性阻力的来源（肺组织的弹性回缩力，占力，占1/3；表面张力，占；表面张力，占2/3）Laplace 定律，定律，P=2T/r肺泡表面活性物质作用及临床意义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，防止肺水肿减少肺间质和肺泡内组织液生成，防止肺水肿现在学习的是第十九页，共68页现在学习的是第二十页，共68页现在学习的是第二十一页，共68页 降低吸气阻力，减少吸气作功降低吸气阻力，减少吸气作功 临床意义：临床意义： 胸廓的弹性阻力和顺应性胸廓的弹性阻力和顺

13、应性 自然位置（相当于肺总量的自然位置（相当于肺总量的67%，胸廓不表现，胸廓不表现为弹性回缩力）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）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）气，不利于吸气） 胸廓的顺应性（胸廓的顺应性（Cchw） = 胸腔容积的变化（胸腔容积的变化（ V）/ 跨胸壁压的变化跨胸壁压的变化 （ P）（）（L/cmH2O）现在学习的是第二十二页，共68页2、非弹性阻力主要来自：、非弹性阻力主要来自： 气道阻力（气道阻

14、力（airway resistance）；位于鼻、声门、）；位于鼻、声门、气管及支气管等部位，仅气管及支气管等部位，仅10%发生于口径发生于口径 O2 20 倍倍呼吸气体和人体不同部位的气体的分压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）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）图表血液气体和组织气体的分压（张力）图表现在学习的是第三十一页，共68页现在学习的是第三十二页，共68页现在学习的是第三十三页，共68页二肺换气（静脉血变为动脉血）二肺换气（静脉血变为动脉血）交换过程（图示）交换过程（图示） 0.3 秒达平衡；血液流经秒达平衡；血液流经

15、1/3毛细血管长度可基本毛细血管长度可基本完成。（图示）完成。（图示）影响因素：影响因素： 与与呼吸膜厚度呼吸膜厚度呈反比（膜结构图示）呈反比（膜结构图示） 与与扩散面积扩散面积呈正比（总扩散面积达呈正比（总扩散面积达70m2;安静为安静为40m2） 通气通气/血流比值血流比值：=0.84； 0.84(意味着肺泡无效意味着肺泡无效腔增大）；腔增大）；60mmHg；曲线平坦，提示氧分压变；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）化对氧饱和度影响不大，具有缓冲能力） 中段（中段（4060mmHg，相当于体内静脉血的，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环

16、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。度影响较大，以满足组织供养需要。O2的利的利用系数用系数的概念）的概念） 下段（下段（1540mmHg；曲线更陡，提示氧分压进；曲线更陡，提示氧分压进一步下降时，一步下降时，Hb释放释放O2的能力进一步增强；的能力进一步增强； O2的利用系数可提高安静时的的利用系数可提高安静时的3倍）倍）现在学习的是第四十四页，共68页现在学习的是第四十五页，共68页 影响氧解离曲线的因素影响氧解离曲线的因素P50的概念的概念（正常为（正常为26.5mmHg； P50 增大，提示增大，提示Hb与与O2的亲和力下降，曲线右移，反之则相反的亲和力

17、下降，曲线右移，反之则相反）图示图示pH和和PCO2的影响（波尔效应机制及意义）的影响（波尔效应机制及意义）温度温度2，3-DPG（2,3-diphosphoglycerate）其它因素其它因素 Hb自身性质（氧化时、胎儿自身性质（氧化时、胎儿Hb及异常及异常Hb） CO与与Hb的结合的危害性的结合的危害性现在学习的是第四十六页，共68页三二氧化碳的运输三二氧化碳的运输 运输形式运输形式（物理溶解占物理溶解占5%；化学结合占；化学结合占95%，其中以碳酸氢钠形式占其中以碳酸氢钠形式占88%，而氨基甲酸血红蛋，而氨基甲酸血红蛋白形式占白形式占7%）化学结合机制化学结合机制 碳酸氢钠形式（图示）碳

18、酸氢钠形式（图示） 氨基甲酸血红蛋白形式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调节这一反应的主要因素是氧合作用在组织在肺现在学习的是第四十七页，共68页 二氧化碳解离曲线（二氧化碳解离曲线（carbon dioxide dissociation curve ）接近线性关系（图示）接近线性关系（图示） 氧与氧与b结合对二氧化碳运输的影响结合对二氧化碳运输的影响何尔登效应（何尔登效应（Haldane effect）O2和和CO2的运输不是孤立进行的，而是相的运输不是孤立进行的，而是相互影响的。

19、互影响的。 CO2通过波尔效应影响通过波尔效应影响O2的结的结合和释放；合和释放； O2又通过何尔登效应影响又通过何尔登效应影响CO2的结合和释放。的结合和释放。现在学习的是第四十八页，共68页现在学习的是第四十九页，共68页现在学习的是第五十页，共68页现在学习的是第五十一页，共68页现在学习的是第五十二页，共68页第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节一呼吸中枢与呼吸节律的形成一呼吸中枢与呼吸节律的形成呼吸中枢呼吸中枢（对产生呼吸节律的影响）图示（对产生呼吸节律的影响）图示 脊髓脊髓 低位脑干（呼吸节律产生部位）低位脑干（呼吸节律产生部位）延髓（背侧呼吸组；腹侧呼吸组）延髓（背侧呼吸组

20、；腹侧呼吸组）脑桥上部脑桥上部 高位脑高位脑呼吸节律形成的假说（图示）呼吸节律形成的假说（图示）现在学习的是第五十三页，共68页现在学习的是第五十四页，共68页现在学习的是第五十五页，共68页二呼吸的反射性调节二呼吸的反射性调节 肺牵张反射（肺牵张反射（肺扩张反射、肺萎陷反射肺扩张反射、肺萎陷反射） 化学感受性呼吸反射化学感受性呼吸反射化学感受器化学感受器 外周化学感受器：图示外周化学感受器：图示 中枢化学感受器：图示中枢化学感受器：图示CO2、H+和和 O2对呼吸的调节对呼吸的调节 PCO2 （生理刺激、范围、作用途径及意义）（生理刺激、范围、作用途径及意义） H+ （作用途径及特点）（作用途径及特点） PO2 （作用途径及特点）（作用途径及特点）现在学习的是第五十六页，共68页现在学习的是第五十七页，共68页现在学习的是第五十八页，共68页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+CO2H+O2窦