呼吸教案(中文)

1、第五章第五章 呼呼 吸吸（Respiration） 前 言肺通气气体交换气体在血液中的运输呼吸运动的调节 呼呼 吸吸概念：外环境与机体间的气体交换概念：外环境与机体间的气体交换外呼吸：外呼吸：吸收O2与从机体作为整体排出CO2气体在血液中的运输气体在血液中的运输内呼吸：内呼吸：细胞利用O2及产生CO2，细胞与细胞间液体介质间的气体交换 第一节 肺通气 概念概念：肺通气是指外环境与肺之间的气体交换一、呼吸道的主要功能1. 调节气道阻力2. 保护功能 对吸入气加温加湿 滤过与清洁 吞噬细胞：吞噬小于2的颗粒带纤毛的柱状细胞平 滑 肌杯状细胞管腔肺肺 泡泡 囊囊型细胞型细胞Kohn氏孔毛细血管肺泡巨

2、噬细胞二、肺通气的原理1. 肺通气的动力吸气（Inspiration）：吸气肌收缩 胸廓扩张 肺扩张 肺容量增大 肺内压暂时下降 气体进入肺呼气（Expiration）：吸气肌舒张及/或呼气肌收缩 胸廓压缩 肺压缩 肺容量下降 肺内压暂时上升 气体从肺逸出1. 呼吸运动(1)吸气运动：由膈肌及肋间外肌收缩始动的主动过程 腹式呼吸与胸式呼吸(2) 呼气运动：在平和呼吸时为被动运动，在深呼吸时变为主动运动（肋间内肌及腹肌收缩）I：吸气运动E：呼气运动肋骨 膈肌侧面2. 肺内压肺内压吸气开始时呼气开始时平静呼吸-0.266-0.133kPa0.1330.266 kPa用力呼吸-13.3-3.99 k

3、Pa7.9818.62 kPa3. 胸膜腔与胸膜腔内压(1)胸膜腔：位于两层胸膜之间的潜在腔隙(2)胸膜腔内压：呼气末吸气末平静呼吸-0.665-0.399kPa-1.330.655kPa用力呼吸14.63kPa-11.97kPa(3)胸膜腔内压的形成胸膜腔内压 = 肺内压吸气末或呼气末肺 的回弹力 = 大气压 肺回弹力 （负压，是指其低于大气压） 胸膜腔及其负压的意义 液体分子在胸膜腔的附着力 气胸 压力差驱使肺附着于胸壁 影响胸腔静脉及淋巴管的回流气胸二、肺通气的阻力 弹性阻力（肺与胸壁）70% 非弹性阻力（气道内的惯性与粘滞性） 30% （一）弹性阻力与顺应性弹性阻力( R )：弹性组织

4、的回弹力，对抗牵张变形顺应性( C )：器官被牵张的容易度（可扩张性） C = 1/R(1)肺的弹性阻力与顺应性肺在被牵张时的回弹力，是吸气的阻力 肺容量的变化（ V）CL = L/cmH2O 跨肺压的变化（P） 1. 静态肺顺应性曲线弹性阻力 吸气困难（肺纤维化）弹性阻力 呼气困难（肺气肿）2. 比顺应性与被测者肺总量的相关性表述 比顺应性 = C / 肺总量（L）3. 肺弹性阻力的来源a. 肺的弹力及胶原纤维（占1/3）b. 肺泡表面张力（占2/3） 肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质 降低肺泡表面张力 肺泡型细胞产生的二棕榈酰卵磷脂 肺泡表面活性物质的密度越大，对抗表面张力 的力量越强 稳

5、定大、小肺泡的容积。 防止液体从毛细血管渗透到肺泡中肺泡表面活性物质的减少（例如肺炎） 肺 不张 胸壁的弹性阻力及其顺应性肺容量 = 肺总容量的67% 无回弹力肺容量肺总容量的67% 向内的回弹力肺容量肺总容量的67% 向外的回弹力 胸腔容积变化 (V)Cchw= L/cmH2O 跨胸壁压力变化(P)（二）非弹性阻力 包括：气道阻力、惯性阻力、摩擦阻力气道阻力、惯性阻力、摩擦阻力气道阻力（气流阻力的8090%）：由气道管径、气流的流速和形式决定(1) 跨壁压：扩张压力(2) 肺的放射性牵拉，特别是对没有软骨的小支气管 (3) 植物神经系统：副交感神经使平滑肌收缩 交感神经使平衡觉舒张 化学因素

6、： 收缩：组织胺、 CO2 、PGF2 舒张：儿茶酚胺、PGE2三、基本肺容积与肺容量(一) 基本肺容积1. 潮气量（Tidal volume，TV）：平静呼吸时 400600 ml2. 补吸气量（Inspiratory reserve volume，IRV）： 15002000 ml3. 补呼气量（Expiratory reserve volume，ERV）： 900 1200 ml4. 余气量（Residual volume，RV）： 1000 1500 ml（二）肺容量1. 吸气量（Inspiratory capacity，IC）：TV+IRV，最大通气能力2. 功能余气量（Functi

7、onal residual capacity，FRC）ERV+RV 缓冲吸入气成分的能力3. 肺活量和时间肺活量 Vital capacity and time vital capacity， VC and TVC4. 总肺容量（Total lung capacity，TLC）：VC+RV每分呼吸气量（平静时）：6L/min 肺泡通气量（平静时）：4.2L/min最大随意通气量：120170L/min时间肺活量：83% 1st，97% 2nd平静吸气下的作功量：0.5kg.m/min最大作功量：10kg.m/min 肺容量肺容量 男女 IRV3.31.9IRV TV0.50.5TV ERV1.

8、00.7ERV RV1.21.1RV 总肺容量6.04.2 总肺容量肺活量吸入气量功能余气量肺活量计（ Spirometer ） 口罩(1)VC = TV+IRV+ERV 单次肺通气的最大能力 男性：3 500 ml 女性：2 500 ml(2)TVC：用力呼气时呼出气的容积（每秒） 反映呼吸阻力的变化 正常：83% (第一秒) 96% (第二秒)四、肺通气（一）每分通气量 TV 呼吸频率 69 L/m2 （基础状态下） 最大通气量 70 120 L/m2 （贮备力） 最大通气量 最小通气量通气贮备 = 100% 最大通气量 正常：93%（二）死腔与肺泡通气量1. 死腔 解剖死腔：不与毛细血管

9、进行气体交 换的气道空间 150ml. 肺泡死腔：无气体交换的肺泡容积 生理死腔：解剖死腔 + 肺泡死腔2. 肺泡通气 =（TV 死腔量) FTV 或 FRC 的变化将影响及肺泡通气的更新率 第二节 气体交换从高分压点流向低分压点从高分压点流向低分压点（一）气体扩散 气体扩散率（gas diffusion rate） D = 气体扩散容量/min1. 分压差 P：扩散的动力2. 扩散系数 = S /MW W：分子量；S：气体溶解度 CO2扩散系数比O2大20倍（CO2溶解度约为O2的24倍）3. 扩散距离与面积： A / d4. 温度（T） P . T . A . S D d. MW .（二）

10、呼吸气的分压1. 分压：根据道尔顿定律 Pxgas = Fxgas PatmX气体分压 X气体所占的百分数 大气压 例： PCO2 = 0.04% 101.3kPa = 0.04kPa2. 呼吸气与肺泡气的分压3. 血液及组织的气体分压 气体分压 kPa （mmHg）：二、肺内的气体交换（一）交换过程CO2和O2的扩散仅需0.3秒即达到平衡血液流经肺毛细血管耗时0.7秒（二）影响肺内气体交换的因素1. 呼吸膜的厚度（从肺泡到毛细血管的膜） 由六层组成： 0.2 1.0 纤维化与肺气肿均 可使膜变厚2. 呼吸膜的面积气体扩散率与膜面积呈正相关毛细血管开放数量及开放程度与扩散面积有关双侧肺呼吸膜的

11、总面积 70m2 平静呼吸 = 40m2 贮备面积 30m2 肺实化、肺气肿及肺不张 呼吸膜面积3. 通气/血流 比值 肺泡通气量(VA)/min 正常= 0.84 肺血流量(Q)/min.比值 血流不足，部分肺泡气不能与血液气体 进行足够的交换类似于死腔增加比值 肺通气不足，混合静脉血不能与肺泡气 充分交换类似于动-静脉短路肺气肿（小支气管阻塞、肺泡破裂） VA/Q 异常VA/Q 在肺的不同部位分布是不均衡的。（三）肺内气体扩散 V （气体通过呼吸膜的容量） DL = PAPC（肺泡气与毛细血管气体的分压差） DL ：气体通过呼吸膜的穿透能力的指标 呼吸膜增厚 DL三、气体在组织中的交换 组

12、织中的气体交换的原理与在肺中交换相似，但该交换在液相中进行。第三节 气体在血液中运输一、O2和CO2在血液中的形式两种形式处在动态平衡之中气体应在溶解状态下进行交换化学结合形式可看作贮备体二、氧的运输（一）血红蛋白（Hb）的分子结构（二）Hb与O2结合的特点1. 快速、可逆、受O2分压的影响、不需酶催化 Hb + O2 HbO22. Fe2+ 在氧合作用后仍然不变（不是氧化）3. 构型改变 R-型（疏松型）：氧化Hb T-型 （紧密型）：非氧合Hb R-型对O2亲和力T-型数百倍4. Hb 和O2的结合 一分子一分子Hb与四分子与四分子O2结合结合 Hb与氧结合能力：Hb与O2的最大结合能力，

13、取决于Hb的量 Hb的氧含量：Hb与O2的实际结合量，取决于PO2 Hb 的氧饱和度： HbO2 量 HbO2 结合力 紫绀：非氧合Hb 5 mg /100ml （毛细血管血液中）%（三）氧离曲线氧离曲线是显示PO2和Hb氧饱和度关系的曲线1. 平坦的上升段平坦的上升段 在这个范围内（PO2 7.9813.3kPa, 60100mmHg）， PO2的变化对HbO2饱和度仅有少许影响 只要PO2不低于7.98kPa，则血液能携带足够的O2 （90%饱和度）。2. 曲线中段（陡段）曲线中段（陡段） PO2 5.32 7.98 kPa, 40 60 mmHg 当PO2 = 40mmHg（混合静脉血）

14、， Hb的氧饱和度 = 75% （氧含量为14.4ml），表明从HbO2可解离5 ml O2进入组织 HbO2释放进组织的O2量 动脉血中氧含量 利用系数=% （正常为 25%）3. 曲线下段曲线下段：PO2 2 5.32kPa （15 40mmHg） PO2轻度下降即能引起大量的O2从HbO2解离 当组织剧烈利用O2时（PO2低至2 kPa）， 利用系数达到 75% （O2 贮备）（四）影响氧解离曲线的因素1. PH 和 CO2： PH 或 CO2 曲线右移 PH 或 CO2 曲线左移 PH 促进Hb变为T型； PH 促进Hb变为R型2. 温度的影响： 温度 曲线右移，O2 释放 温度 曲线

15、左移，O2 释放减少3. 2,3-磷酸甘油酸（2,3-DPG） 2,3-DPG 曲线右移，O2 释放 2,3-DPG 促进Hb变为T型4. 血红蛋白的特性： Fe2+ Fe3+， Hb失去对O2的亲和力 胎儿期Hb对O2 有 高亲和力异常Hb对O2 亲和力低CO对Hb的 亲和力比O2 高出250倍三、CO2的运输（一）CO2的运输形式1. 重碳酸盐 在红细胞中， CO2 + H2O H2CO3 快速、可逆、碳酸酐酶能加速反应5000倍2. 氯转移： HCO-3 Cl-载体将Cl- 从血浆移入红细胞3. 氨基甲酸Hb HbNH2O2 + H+ + CO2 HHbNHCOOH + O2 氧合作用是

16、主要的调节因素氧合作用是主要的调节因素（二）CO2 的解离曲线 非非S型、呈线性关系、无饱和点型、呈线性关系、无饱和点（三）Hb氧合作用对CO2运输的影响 Haldane氏效应：Hb氧合作用可促进CO2释放， HbO2的酸性强于Hb1. Hb较易与CO2 结合形成HbNHCOOH 第四节 呼吸运动的调节一、呼吸中枢与呼吸节律的成因 （一）呼吸中枢 1. 脊髓：连接上位脑与呼吸肌的中继站 2. 下位脑干：脑桥与延脑（1）延脑 背侧呼吸组（DRG）： 在孤束核的背外侧部，通过脊髓支配膈肌 腹侧呼吸组（VRG）： 疑核及面神经核相邻，通过脊髓支配肋间内、 外肌及腹肌 破坏DGR和VGR，对呼吸节律并

17、无明显影响。 （2）桥脑 PBKF复合体（臂旁核与Klliker-Fuse核）与延脑呼吸核团有双向联系破坏PBKF及切断迷走神经 长吸呼吸 抑制吸气的呼吸调节中枢（3）上位脑 大脑皮层、边缘系统、下丘脑（二）呼吸节律形成的假说（二）呼吸节律形成的假说吸气发生器与吸气切断机制反馈控制通过局部神经元回路二、呼吸的反射调节（一）肺牵张反射：Hering-Breuer反射1. 肺扩张反射 肺扩张 刺激了气道平滑肌的牵张感受器 延脑 吸气切断机制 切断吸气 呼气2. 肺缩小反射 当肺极度缩小时引起吸气（二）呼吸肌的本体感受性反射（三）防御反射咳嗽反射：激惹气道粘膜感受器 呼吸肌强烈收缩 + 会厌关闭 肺

18、内压急剧上升 会厌突然开放 从肺内涌出爆发性气流喷嚏反射：激惹鼻粘膜 气体急剧地通 过 鼻腔喷出（会厌持续开放）三、化学因素调节（一）外周化学感受器1. 动脉PO2 或PCO2 pH 刺激颈动脉体和主动脉体 延髓 呼吸的深度 2. 颈动脉体的结构： 型细胞（球细胞）：含多巴胺作为递质 型细胞（鞘细胞）：包绕着型细胞和神经末梢 型细胞由 PO2 所兴奋 PO2 和PCO2 有协同作用（二）中枢神经系统的化学感受器中枢神经系统化学感受器的生理性刺激是脑 脊液中的H+ ，而非CO2 本身。CO2 比H+ 更易于通过血脑屏障中枢化学感受器不同于外周感受器，它对缺 氧不敏感（三）CO2, H+, O2 对呼吸的影响