医学生理学课件-呼吸

1

第五章呼吸1第五章呼吸2呼吸（Respiration):

机体与外界环境之间的气体交换称为呼吸。外呼吸(externalrespiration)气体运输(transportofgas)内呼吸(internalrespiration)概述2呼吸（Respiration):概述3呼吸的过程血液循环O2CO2组织细胞肺通气肺换气气体在血液中的运输组织换气细胞呼吸外呼吸内呼吸O2肺泡CO2CO2O2呼吸道3呼吸的过程血液循环O2CO2组织肺通气肺换气气体在血液组织4呼吸系统功能1.气体交换,并辅助体内酸碱平衡.2.防卫,排除异物,加温湿,过滤清洁.3.内分泌功能(AngIAngII).4.传送气体,说话,唱歌.4呼吸系统功能主要内容5第一节呼吸器官的功能结构第二节肺通气原理第三节呼吸气体的交换第四节气体在血液中的运输第五节呼吸运动的调节主要内容5第一节呼吸器官的功能结构6呼吸器官功能结构胸廓与肺

胸廓(thorax)

胸膜腔(pleuralcavity)：

密闭的腔，内仅有少量浆液肺表面的脏层胸廓壁的壁层肺(lung)：支气管、肺泡和毛细血管网络6呼吸器官功能结构胸廓与肺7呼吸道(respiratorytracts)上呼吸道：鼻、咽、喉和气管上部下呼吸道：支气管肺内支气管细支气管终末细支气管7呼吸道上呼吸道：下呼吸道：8神经调节迷走N→乙酰胆碱+M受体→收缩→气道阻力↑

(故哮喘病人夜间发作较多)交感N→去甲肾上腺素+β2受体→舒张→气道阻力↓

(拟交感药物治疗哮喘)体液调节舒张：肾上腺素、PGE2收缩：组胺、5-羟色胺、缓激肽、PGF2呼吸道口径的控制8神经调节呼吸道口径的控制9肺泡

alveoli吸入气体与血液进行交换的场所双肺共三亿多个肺泡肺泡大小不一，平均0.25mm70m2气体交换面积两种肺泡上皮细胞I型肺泡上皮细胞扁平状上皮细胞，覆盖95%肺泡表层呼吸膜基本部分II型肺泡上皮细胞分泌上皮细胞，覆盖5%肺泡表层分泌肺泡表面活性物质9肺泡

alveoli吸入气体与血液进行交换的场所双肺共三亿10呼吸膜Respiratorymembrane表面活性物质层肺泡上皮层上皮基底膜层组织间隙层毛细血管基底膜层毛细血管内皮细胞层10呼吸膜表面活性物质层11肺泡表面活性物质（Pulmonarysurfactant）

DPPC，二棕榈酰卵磷脂，由II型肺泡上皮细胞合成释放

功能：1.维持肺泡稳定性

2.减少肺间质和肺泡内的组织液的生成，防止肺水肿和炎症反应的发生

3.降低吸气阻力，减少吸气做功新生儿呼吸窘迫综合症11肺泡表面活性物质（Pulmonarysurfactan12第二节肺通气原理

PrinciplesofPulmonaryVentilation12第二节肺通气原理

PrinciplesofPul13肺通气动力(drivingforce)肺与外界环境之间的气体交换过程实现肺通气的结构：呼吸道肺泡胸廓肺通气的动力：呼吸运动(respiratorymovement)：原动力肺内压(intrapulmonarypressure)：直接动力胸膜腔内压(intrapleuralpressure)：负压

13肺通气动力(drivingforce)肺与外界环境之间14呼吸运动的形式平静呼吸：

吸气inspiration:膈肌和/或肋间外肌完成,主动过程呼气expiration:膈肌和/或肋间外肌舒张完成,被动过程运动（或病理）时：用力吸气：膈肌+肋间外肌+辅助吸气肌用力呼气：吸气肌舒张+呼气肌收缩主动,呼气量增多腹式呼吸：以膈肌舒缩活动为主的呼吸形式。胸式呼吸：以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸形式。14呼吸运动的形式平静呼吸：15

肺内压(intrapulmonarypressure)

肺泡内的压力 初 末 吸气 <大气压=大气压 呼气 >大气压=大气压人工呼吸：造成肺内压和大气压的压力差人工呼吸机：正压肺内压15人工呼吸：造成肺内压和大气压的压力差肺内压医学生理学课件-呼吸17胸膜腔内压胸膜腔的密闭性潜在腔，少量浆液,负压(密闭)。意义：润滑、吸附两层胸膜、促血液和淋巴液回流。负压平静吸气末为-10至-5mmHg

平静呼气末为-5至-3mmHg17胸膜腔内压胸膜腔的密闭性18胸膜腔负压的形成：出生后，胸廓生长速度>肺的发育速度

静止时：

胸膜腔内压＝肺内压－肺回缩力吸气末/呼气末:肺内压=大气压,

因此,胸膜腔内压＝大气压－肺回缩力 ＝0-肺回缩力＝-4mmHg生理意义：使肺处于扩张状态利于静脉血和淋巴液的回流胸膜腔负压形成机制18胸膜腔负压的形成：出生后，胸廓生长速度>肺的发育速度胸膜19如果胸膜腔破裂，胸膜腔与大气相通，空气将立即进入胸膜腔内形成气胸。此时两层胸膜彼此分开，肺将因其本身的回缩而塌陷，同时血液和淋巴液回流受阻。气胸（Pneumothorax）19如果胸膜腔破裂，胸膜腔与大气相通，空气将立即进入胸膜腔内20动力克服阻力，决定肺通气量在平静呼吸(Eupnea)时的阻力：1、弹性阻力

(elasticresistances)：胸廓和肺弹性阻力，占70%2、非弹性阻力

(non-elasticresistances)：气道阻力,惯性阻力，组织粘滞阻力,占30%肺通气阻力20动力克服阻力，决定肺通气量肺通气阻力21可扩张性=顺应性(compliance)1

弹性阻力(R)=

顺应性(C)

肺容积变化（V） 1

肺顺应性(C肺）= =

跨肺压力变化（p） R顺应性:单位压力的变化能引起容积的变化.弹性阻力：物体对抗外力作用引起变形的力。几个概念21几个概念呼气末*弹性阻力大(R),顺应性小.弹性阻力是顺应性的倒数,C=1/R.呼气末*弹性阻力大(R),顺应性小.弹性阻力是顺应性的倒23来自肺组织本身的弹性回缩力和肺泡内侧的液体层同肺泡气体之间的气—液界面的表面张力（surfacetension）所产生的回缩力。

肺总是处于被动扩张的状态总是吸气的阻力和呼气的动力

2/3肺泡表面张力P=2T/r

（由液气界面产生）

1/3肺的弹性回缩力肺弹性阻力23来自肺组织本身的弹性回缩力和肺泡内侧的液体层同肺泡气体之24肺泡表面活性物质surfactant来源：肺泡Ⅱ型细胞分泌成分:二棕榈酰卵磷脂作用：维持肺泡稳定性→防肺泡破裂或萎缩减少肺间质和肺泡内的组织液的生成→防止肺水肿和炎症反应的发生降低肺泡表面张力→降低吸气阻力，减少吸气做功新生儿呼吸窘迫综合症24肺泡表面活性物质surfactant来源：25几种慢性病时顺应性的变化肺气肿肺纤维化哮喘25几种慢性病时顺应性的变化肺气肿肺纤维化哮喘26肺泡表面张力的作用表面活性物质不足26肺泡表面张力的作用表面活性物质不足27胸廓弹性阻力指胸廓的弹性回缩力，其方向随胸廓的位置而改变。当胸廓处于自然位置时（67%肺总量），其弹性阻力为零。当胸廓小于自然位置时，其弹性阻力向外。当胸廓大于自然位置时，其弹性阻力向内。27胸廓弹性阻力指胸廓的弹性回缩力，其方向随胸廓的位置而改变28惯性阻力粘滞阻力气道阻力:占80%-90%

气体流速、气流形式、气体密度、管径

非弹性阻力28惯性阻力非弹性阻力29气道阻力airwayresistanceR(呼吸道阻力)=推动力(cmH2O)流量(L/s)呼吸道阻力影响因素气流流速气流形式管径大小交感神经使平滑肌舒张，管径变大，阻力降低；呼气时相反，气道口径变小，通气阻力增大。支气管哮喘病人：呼气困难29气道阻力airwayresistanceR(呼吸道阻30呼吸功workofbreathing在一次呼吸过程中呼吸肌为实现肺通气所做的功。克服肺和胸廓的弹性和非弹性阻力。用一次呼吸过程中的跨壁压变化×肺容积变化。30呼吸功workofbreathing在一次呼吸过程31肺容纳气体的量

潮气量(TV,tidalvolume)

平静呼吸时每次吸入或呼出的气量补吸气量(IRV,inspiratoryreservevolume)

平静吸气末再尽力吸气，所能增加的吸入气量补呼气量(ERV,expiratoryreservevolume)

平静呼气末再尽力呼气，能增加的呼出气量残气量(RV,residualvolume)

最大呼气后，肺内仍残留不能呼出的气量肺容积pulmonaryvolume31肺容纳气体的量肺容积pulmonaryvolume32是肺容积中两项或两项以上的联合气量.1深吸气量(inspiratorycapacity,IC)：从平静呼气末做最大吸气使所能吸入的气体量。

=潮气量+补吸气量2功能残气量(functionalresidualcapacity,FRC)：平静呼气末尚存留于肺内的气体量。

=补呼气量+残气量缓冲呼吸过程中肺泡气氧和二氧化碳分压的变化幅度。肺容量pulmonarycapacity32是肺容积中两项或两项以上的联合气量.肺容量pulmon33在最深吸气后，尽力呼气，所呼出的最大气量

肺活量=补吸气量+潮气量+补呼气量 反映每次通气最大能力,个体差异大.

用力肺活量（forcedvitalcapacity)：一次最大吸气后，尽力尽快呼气缩呼出的最大气体量用力呼气量（forcedexpiratoryvolume)尽力吸气后，再用力并以最快的速度呼出，头三秒钟内所呼出的气量占肺活量的百分数。83%、96%、99%反映肺活量和通气速度,是评价肺通气功能的好指标

肺总量(totallungcapacity)：肺所能容纳的最大气体量肺活量vitalcapacity33在最深吸气后，尽力呼气，所呼出的最大气量肺活量vita3434353536每分通气量(pulmonaryventilation)

每分钟内吸入或呼出肺的气体总量每分通气量=潮气量呼吸频率成人：6-9L最大随意通气量（maximalvoluntaryventilation)尽力作深、快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的作大气体量。反映单位时间内充分发挥全部通气能力所能达到的通气量，是评估一个人能进行多大运动量的生理指标150升通气贮量百分比：(最大通气量－每分平静通气量)×100％最大通气量肺通气量ventilationvolume36每分通气量(pulmonaryventilation)37无效腔(deadspace)从鼻到肺泡无气体交换功能的管腔

解剖无效腔

(anatomicaldeadspace)

鼻到终末细支气管这部分的呼吸道的容积。

肺泡无效腔(deadspace)

未能发生气体交换的肺泡容积。

生理无效腔（physiologicaldeadspace)

肺泡无效腔+解剖无效腔37无效腔(deadspace)38肺泡通气量(Alveolarventilation)

每分钟吸入肺泡的新鲜空气量

（潮气量－无效腔气量）x呼吸频率为真正有效的通气量每分肺泡通气量=(潮气量—解剖无效腔容量)呼吸频率问题：深而慢的呼吸比浅而快的呼吸效率高38肺泡通气量(Alveolarventilation)39第三节气体交换39第三节气体交换40气体交换原理

气体交换（Gasexchange）肺换气（Pulmonaryexchange）肺泡与血液间气体交换组织换气（Tissueexchange）血液与组织细胞之间气体交换40气体交换原理气体交换（Gasexchange医学生理学课件-呼吸42D∝p▪T▪A▪Sd▪√MWD:气体扩散速率p:分压差T:温度A:气体扩散的截面积S:气体分子溶解度d:气体扩散的距离MW:气体分子量分压差×温度×气体溶解度×扩散面积扩散距离×√分子量扩散速率=CO2O251.42.144432扩散系数20气体扩散diffusion42D∝p▪T▪A▪Sd▪√MWD:气体扩散速率分43环境和人体不同部位气体分压1呼吸气和肺泡气的成分和分压2血液和组织气体的分压43环境和人体不同部位气体分压1呼吸气和肺泡气的成分和分压44肺换气静脉血流经肺毛细血管时：Po2：血

40mmHg<肺泡气104mmHgPco2：血46mmHg>肺泡气40mmHg血液流经肺毛细血管时间约为0.7sO2和CO2仅需0.3s即可达到平衡呼吸商（respiratoryquotient,RQ)：

机体排出CO2量与摄取O2的关系比值。0.844肺换气静脉血流经肺毛细血管时：医学生理学课件-呼吸46气体扩散速度，肺泡气体分压

CO2

O2呼吸膜的状态呼吸膜：肺泡腔与毛细血管腔之间的膜呼吸膜的厚度厚度扩散量如：肺纤维化、肺水肿呼吸膜的面积面积扩散量如：肺气肿，肺不张等影响肺换气的因素46影响肺换气的因素47VA/Q= =4.2/5.0=0.84V/Q比值>0.84，肺通气过度或肺血流量不足V/Q比值<0.84，肺通气不足或肺血流量过多V/Q比值=0.84,换气效率最高由于重力作用，VA/Q在肺内的分布不是很均匀，肺尖部可高达2.5，而肺底部可低至0.6。肺通气/血流比值每分肺泡通气量VA

每分肺血流量Q47肺通气/血流比值每分肺泡通气量VA支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺气肿、肺纤维化、肺萎缩和肺水肿等，均可引起病变部位肺泡通气不足，但流经该部位的毛细血管血流并未减少，甚至还可由于炎症充血等原因而使血流增加，导致V/Q比例降低。流经这部分肺泡的静脉血未经充分动脉化便掺入动脉血内，这种情况类似动-静脉短路故称功能性分流（functionalshunt），又称静脉血掺杂（venousadmixture）。支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺气肿、肺纤维化、肺萎缩和肺肺动脉栓塞、弥漫性血管内凝血、肺血管收缩等均可使部分肺泡血流减少，而肺泡通气量无变化，导致V/Q比例增高。由于病变部位肺泡血流少而通气多，肺泡通气不能充分利用，称为死腔样通气（deadspaceventilation）。肺动脉栓塞、弥漫性血管内凝血、肺血管收缩等均可使部分肺泡血流50组织换气动脉血流经组织毛细血管时：

Po2：血

104mmHg>组织液40～60mmHgPco2：血40mmHg<组织液50mmHg

影响组织换气的因素细胞和毛细血管的距离组织代谢毛细血管内血流速度气体在组织的交换50组织换气气体在组织的交换51第四节气体在血液中的运输51第四节气体在血液中的运输医学生理学课件-呼吸53气体存在的形式CO2O2物理溶解化学结合0.3ml/100ml血浆1.5％碳酸氢盐：88％氨基甲酸血红蛋白：7％2.5ml/100ml血浆5％血红蛋白19.5ml/100ml血浆98.5％53气体存在的形式CO2O2物理溶解化学结合0.3ml/1054O2

的运输O2主要以形成氧合血红蛋白的形式运输氧合：血红蛋白与O2

结合的过程，没有电荷转移HbO2HbO2+PO2低（组织）PO2高（肺部）54O2的运输O2主要以形成氧合血红蛋白的形式运输HbO255紫绀cyanosis：毛细血管床血液中含去氧血红蛋白达50g/L时，皮肤、甲床及粘膜呈紫蓝色血氧容量：1L血液中血红蛋白能结合O2的最大量，200ml血氧含量：1L血液中血红蛋白实际结合O2的量血氧饱和度：血氧含量占血氧容量的百分数几个定义特例：严重贫血高原性红细胞增多症

CO中毒55紫绀cyanosis：毛细血管床血液中含去氧血红蛋白达556反应快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影响Fe2+与O2结合后仍是二价铁，所以该反应是氧合（oxygenation），不是氧化（oxidation）1分子Hb可以结合4分子O2

Hb与O2的结合或解离曲线呈S形，与Hb的变构效应有关

O2与血红蛋白结合的特征56反应快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影响O2与血红蛋57氧解离曲线oxygendissociationcurve表示PO2与Hb氧结合量（Hb氧饱和度）的关系表示随PO2不同，O2与Hb的分离或结合情况理论基础：Hb的变构—紧密型&疏松型表示PO2与血氧饱和度之间关系的曲线，不同PO2下Hb和O2结合情况或HbO2的解离情况57氧解离曲线oxygendissociationcu58下段：PO2（40-15mmHg）最陡部分，O2储备部分PO2稍下降，HbO2明显下降组织活动加强，血液释放O2可达安静时的3倍上段：PO2（60-100mmHg）比较平坦，Hb和O2结合部分PO2变化对Hb氧饱和度影响不大动脉血PO2不低于60mmHg可结合足够O2供机体需要。不发生明显的低氧血症中段：PO2（60-40mmHg）比较陡，HbO2释放O2部分（1L血释放50mlO2）组织利用氧（利用系数）释放250mlO2，恰好满足机体安静状态下每分钟耗氧量氧离曲线特点及意义58下段：PO2（40-15mmHg）上段：PO2（60-159影响氧离曲线的因素P50：使Hb氧饱和度达50％时的PO2（26.5mmHg）59影响氧离曲线的因素P50：使Hb氧饱和度达50％时的PO60波尔效应Bohreffect0020608020406080100PO2Hb氧饱和度（％）40100O2含量PCO2PHPCO2PH生理意义血液流经肺：促进肺毛细血管血液氧合血液流经组织：促进毛细血管血液释放O2入组织血CO2扩散入肺泡→血PCO2↓，H+↓→Hb对O2亲力↑→血结合O2↑组织CO2扩散入血→血PCO2↑，H+↑→

Hb对O2亲和力↓→促HbO2向组织释放氧60波尔效应0020608020406080100PO2H61温度的影响T氧解离曲线右移P50Hb对O2亲和力促O2释放局部组织CO2、酸性代谢产物（H+

）61温度的影响T氧解离曲线P50Hb对O2亲和力促O2释放局622，3-二磷酸甘油酸（2，3-DPG）2，3-DPG2，3-DPG与Hb（β）形成盐键H+波尔效应R型HbT型HbHb对O2亲和力释放氧2，3-DPG是RBC无糖酵解产物高山缺氧：糖酵解2，3-DPGHbO2释氧库存血：糖酵解停止2，3-DPGHb与O2亲和力HbO2不易释氧622，3-二磷酸甘油酸（2，3-DPG）2，3-DPG63其它因素Hb（Fe2+）Hb（Fe3+），Fe无运氧功能胎儿Hb对O2亲和力大，利于摄取母体O2CO与Hb的结合（煤气中毒）1、亲和力高，轻易取代HbO2中的O22、CO与Hb结合，使Hb与O2结合能力加强63其它因素Hb（Fe2+）Hb（Fe3+），Fe无医学生理学课件-呼吸65不论血液本身或外界O2浓度有较大幅度变动，而组织PO2仍可保持在稳定的正常范围内血红蛋白氧缓冲功能65血红蛋白氧缓冲功能66CO2的运输CO2运输形式物理溶解5％氨基甲酰血红蛋白7％化学结合95％碳酸氢盐88％66CO2的运输CO2运输形式物理溶解5％氨基甲酰血红蛋白7医学生理学课件-呼吸68氨基甲酰Hb氨基甲酰Hb：CO2与Hb的氨基结合HbNH2O2+H++CO2HHbNHCOOH+O2在组织在肺特点：1、不需酶催化

2、反应迅速、可逆

3、氧合反应

4、HbO2与CO2的结合能力比去氧Hb小生理意义：肺排出的CO2有17.5％是由氨基甲酰血红蛋白释放的68氨基甲酰Hb氨基甲酰Hb：CO2与Hb的氨基结合HbN69CO2解离曲线特点：1、线形关系

2、无饱和点（不用饱和度表示）PCO2（mmHg）35504045455055V:PO240mmHgA:PO2100mmHg血中CO2含量％485269CO2解离曲线特点：1、线形关系PCO2（mmHg）370O2与Hb结合对CO2运输的影响何尔登效应：O2与Hb结合促进CO2释放解释：去氧Hb易与CO2结合，生成氨基甲酰Hb

去氧Hb易与H+结合，利于反应向右进行A:PO2100mmHgPCO2（mmHg）35504045455055V:PO240mmHg血中CO2含量％70O2与Hb结合对CO2运输的影响何尔登效应：解释：去氧H71小结组织中：何尔登效应促使血液摄取结合CO2肺中：Hb与O2结合，促使CO2释放HbNH2O2+H++CO2HHbNHCOOH+O2在组织在肺CO2通过波尔效应影响O2的结合、释放O2通过何尔登效应影响CO2的结合、释放71小结组织中：何尔登效应促使血液摄取结合CO2肺中：Hb72

第五章呼吸1第五章呼吸73呼吸（Respiration):

机体与外界环境之间的气体交换称为呼吸。外呼吸(externalrespiration)气体运输(transportofgas)内呼吸(internalrespiration)概述2呼吸（Respiration):概述74呼吸的过程血液循环O2CO2组织细胞肺通气肺换气气体在血液中的运输组织换气细胞呼吸外呼吸内呼吸O2肺泡CO2CO2O2呼吸道3呼吸的过程血液循环O2CO2组织肺通气肺换气气体在血液组织75呼吸系统功能1.气体交换,并辅助体内酸碱平衡.2.防卫,排除异物,加温湿,过滤清洁.3.内分泌功能(AngIAngII).4.传送气体,说话,唱歌.4呼吸系统功能主要内容76第一节呼吸器官的功能结构第二节肺通气原理第三节呼吸气体的交换第四节气体在血液中的运输第五节呼吸运动的调节主要内容5第一节呼吸器官的功能结构77呼吸器官功能结构胸廓与肺

胸廓(thorax)

胸膜腔(pleuralcavity)：

密闭的腔，内仅有少量浆液肺表面的脏层胸廓壁的壁层肺(lung)：支气管、肺泡和毛细血管网络6呼吸器官功能结构胸廓与肺78呼吸道(respiratorytracts)上呼吸道：鼻、咽、喉和气管上部下呼吸道：支气管肺内支气管细支气管终末细支气管7呼吸道上呼吸道：下呼吸道：79神经调节迷走N→乙酰胆碱+M受体→收缩→气道阻力↑

(故哮喘病人夜间发作较多)交感N→去甲肾上腺素+β2受体→舒张→气道阻力↓

(拟交感药物治疗哮喘)体液调节舒张：肾上腺素、PGE2收缩：组胺、5-羟色胺、缓激肽、PGF2呼吸道口径的控制8神经调节呼吸道口径的控制80肺泡

alveoli吸入气体与血液进行交换的场所双肺共三亿多个肺泡肺泡大小不一，平均0.25mm70m2气体交换面积两种肺泡上皮细胞I型肺泡上皮细胞扁平状上皮细胞，覆盖95%肺泡表层呼吸膜基本部分II型肺泡上皮细胞分泌上皮细胞，覆盖5%肺泡表层分泌肺泡表面活性物质9肺泡

alveoli吸入气体与血液进行交换的场所双肺共三亿81呼吸膜Respiratorymembrane表面活性物质层肺泡上皮层上皮基底膜层组织间隙层毛细血管基底膜层毛细血管内皮细胞层10呼吸膜表面活性物质层82肺泡表面活性物质（Pulmonarysurfactant）

DPPC，二棕榈酰卵磷脂，由II型肺泡上皮细胞合成释放

功能：1.维持肺泡稳定性

2.减少肺间质和肺泡内的组织液的生成，防止肺水肿和炎症反应的发生

3.降低吸气阻力，减少吸气做功新生儿呼吸窘迫综合症11肺泡表面活性物质（Pulmonarysurfactan83第二节肺通气原理

PrinciplesofPulmonaryVentilation12第二节肺通气原理

PrinciplesofPul84肺通气动力(drivingforce)肺与外界环境之间的气体交换过程实现肺通气的结构：呼吸道肺泡胸廓肺通气的动力：呼吸运动(respiratorymovement)：原动力肺内压(intrapulmonarypressure)：直接动力胸膜腔内压(intrapleuralpressure)：负压

13肺通气动力(drivingforce)肺与外界环境之间85呼吸运动的形式平静呼吸：

吸气inspiration:膈肌和/或肋间外肌完成,主动过程呼气expiration:膈肌和/或肋间外肌舒张完成,被动过程运动（或病理）时：用力吸气：膈肌+肋间外肌+辅助吸气肌用力呼气：吸气肌舒张+呼气肌收缩主动,呼气量增多腹式呼吸：以膈肌舒缩活动为主的呼吸形式。胸式呼吸：以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸形式。14呼吸运动的形式平静呼吸：86

肺内压(intrapulmonarypressure)

肺泡内的压力 初 末 吸气 <大气压=大气压 呼气 >大气压=大气压人工呼吸：造成肺内压和大气压的压力差人工呼吸机：正压肺内压15人工呼吸：造成肺内压和大气压的压力差肺内压医学生理学课件-呼吸88胸膜腔内压胸膜腔的密闭性潜在腔，少量浆液,负压(密闭)。意义：润滑、吸附两层胸膜、促血液和淋巴液回流。负压平静吸气末为-10至-5mmHg

平静呼气末为-5至-3mmHg17胸膜腔内压胸膜腔的密闭性89胸膜腔负压的形成：出生后，胸廓生长速度>肺的发育速度

静止时：

胸膜腔内压＝肺内压－肺回缩力吸气末/呼气末:肺内压=大气压,

因此,胸膜腔内压＝大气压－肺回缩力 ＝0-肺回缩力＝-4mmHg生理意义：使肺处于扩张状态利于静脉血和淋巴液的回流胸膜腔负压形成机制18胸膜腔负压的形成：出生后，胸廓生长速度>肺的发育速度胸膜90如果胸膜腔破裂，胸膜腔与大气相通，空气将立即进入胸膜腔内形成气胸。此时两层胸膜彼此分开，肺将因其本身的回缩而塌陷，同时血液和淋巴液回流受阻。气胸（Pneumothorax）19如果胸膜腔破裂，胸膜腔与大气相通，空气将立即进入胸膜腔内91动力克服阻力，决定肺通气量在平静呼吸(Eupnea)时的阻力：1、弹性阻力

(elasticresistances)：胸廓和肺弹性阻力，占70%2、非弹性阻力

(non-elasticresistances)：气道阻力,惯性阻力，组织粘滞阻力,占30%肺通气阻力20动力克服阻力，决定肺通气量肺通气阻力92可扩张性=顺应性(compliance)1

弹性阻力(R)=

顺应性(C)

肺容积变化（V） 1

肺顺应性(C肺）= =

跨肺压力变化（p） R顺应性:单位压力的变化能引起容积的变化.弹性阻力：物体对抗外力作用引起变形的力。几个概念21几个概念呼气末*弹性阻力大(R),顺应性小.弹性阻力是顺应性的倒数,C=1/R.呼气末*弹性阻力大(R),顺应性小.弹性阻力是顺应性的倒94来自肺组织本身的弹性回缩力和肺泡内侧的液体层同肺泡气体之间的气—液界面的表面张力（surfacetension）所产生的回缩力。

肺总是处于被动扩张的状态总是吸气的阻力和呼气的动力

2/3肺泡表面张力P=2T/r

（由液气界面产生）

1/3肺的弹性回缩力肺弹性阻力23来自肺组织本身的弹性回缩力和肺泡内侧的液体层同肺泡气体之95肺泡表面活性物质surfactant来源：肺泡Ⅱ型细胞分泌成分:二棕榈酰卵磷脂作用：维持肺泡稳定性→防肺泡破裂或萎缩减少肺间质和肺泡内的组织液的生成→防止肺水肿和炎症反应的发生降低肺泡表面张力→降低吸气阻力，减少吸气做功新生儿呼吸窘迫综合症24肺泡表面活性物质surfactant来源：96几种慢性病时顺应性的变化肺气肿肺纤维化哮喘25几种慢性病时顺应性的变化肺气肿肺纤维化哮喘97肺泡表面张力的作用表面活性物质不足26肺泡表面张力的作用表面活性物质不足98胸廓弹性阻力指胸廓的弹性回缩力，其方向随胸廓的位置而改变。当胸廓处于自然位置时（67%肺总量），其弹性阻力为零。当胸廓小于自然位置时，其弹性阻力向外。当胸廓大于自然位置时，其弹性阻力向内。27胸廓弹性阻力指胸廓的弹性回缩力，其方向随胸廓的位置而改变99惯性阻力粘滞阻力气道阻力:占80%-90%

气体流速、气流形式、气体密度、管径

非弹性阻力28惯性阻力非弹性阻力100气道阻力airwayresistanceR(呼吸道阻力)=推动力(cmH2O)流量(L/s)呼吸道阻力影响因素气流流速气流形式管径大小交感神经使平滑肌舒张，管径变大，阻力降低；呼气时相反，气道口径变小，通气阻力增大。支气管哮喘病人：呼气困难29气道阻力airwayresistanceR(呼吸道阻101呼吸功workofbreathing在一次呼吸过程中呼吸肌为实现肺通气所做的功。克服肺和胸廓的弹性和非弹性阻力。用一次呼吸过程中的跨壁压变化×肺容积变化。30呼吸功workofbreathing在一次呼吸过程102肺容纳气体的量

潮气量(TV,tidalvolume)

平静呼吸时每次吸入或呼出的气量补吸气量(IRV,inspiratoryreservevolume)

平静吸气末再尽力吸气，所能增加的吸入气量补呼气量(ERV,expiratoryreservevolume)

平静呼气末再尽力呼气，能增加的呼出气量残气量(RV,residualvolume)

最大呼气后，肺内仍残留不能呼出的气量肺容积pulmonaryvolume31肺容纳气体的量肺容积pulmonaryvolume103是肺容积中两项或两项以上的联合气量.1深吸气量(inspiratorycapacity,IC)：从平静呼气末做最大吸气使所能吸入的气体量。

=潮气量+补吸气量2功能残气量(functionalresidualcapacity,FRC)：平静呼气末尚存留于肺内的气体量。

=补呼气量+残气量缓冲呼吸过程中肺泡气氧和二氧化碳分压的变化幅度。肺容量pulmonarycapacity32是肺容积中两项或两项以上的联合气量.肺容量pulmon104在最深吸气后，尽力呼气，所呼出的最大气量

肺活量=补吸气量+潮气量+补呼气量 反映每次通气最大能力,个体差异大.

用力肺活量（forcedvitalcapacity)：一次最大吸气后，尽力尽快呼气缩呼出的最大气体量用力呼气量（forcedexpiratoryvolume)尽力吸气后，再用力并以最快的速度呼出，头三秒钟内所呼出的气量占肺活量的百分数。83%、96%、99%反映肺活量和通气速度,是评价肺通气功能的好指标

肺总量(totallungcapacity)：肺所能容纳的最大气体量肺活量vitalcapacity33在最深吸气后，尽力呼气，所呼出的最大气量肺活量vita1053410635107每分通气量(pulmonaryventilation)

每分钟内吸入或呼出肺的气体总量每分通气量=潮气量呼吸频率成人：6-9L最大随意通气量（maximalvoluntaryventilation)尽力作深、快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的作大气体量。反映单位时间内充分发挥全部通气能力所能达到的通气量，是评估一个人能进行多大运动量的生理指标150升通气贮量百分比：(最大通气量－每分平静通气量)×100％最大通气量肺通气量ventilationvolume36每分通气量(pulmonaryventilation)108无效腔(deadspace)从鼻到肺泡无气体交换功能的管腔

解剖无效腔

(anatomicaldeadspace)

鼻到终末细支气管这部分的呼吸道的容积。

肺泡无效腔(deadspace)

未能发生气体交换的肺泡容积。

生理无效腔（physiologicaldeadspace)

肺泡无效腔+解剖无效腔37无效腔(deadspace)109肺泡通气量(Alveolarventilation)

每分钟吸入肺泡的新鲜空气量

（潮气量－无效腔气量）x呼吸频率为真正有效的通气量每分肺泡通气量=(潮气量—解剖无效腔容量)呼吸频率问题：深而慢的呼吸比浅而快的呼吸效率高38肺泡通气量(Alveolarventilation)110第三节气体交换39第三节气体交换111气体交换原理

气体交换（Gasexchange）肺换气（Pulmonaryexchange）肺泡与血液间气体交换组织换气（Tissueexchange）血液与组织细胞之间气体交换40气体交换原理气体交换（Gasexchange医学生理学课件-呼吸113D∝p▪T▪A▪Sd▪√MWD:气体扩散速率p:分压差T:温度A:气体扩散的截面积S:气体分子溶解度d:气体扩散的距离MW:气体分子量分压差×温度×气体溶解度×扩散面积扩散距离×√分子量扩散速率=CO2O251.42.144432扩散系数20气体扩散diffusion42D∝p▪T▪A▪Sd▪√MWD:气体扩散速率分114环境和人体不同部位气体分压1呼吸气和肺泡气的成分和分压2血液和组织气体的分压43环境和人体不同部位气体分压1呼吸气和肺泡气的成分和分压115肺换气静脉血流经肺毛细血管时：Po2：血

40mmHg<肺泡气104mmHgPco2：血46mmHg>肺泡气40mmHg血液流经肺毛细血管时间约为0.7sO2和CO2仅需0.3s即可达到平衡呼吸商（respiratoryquotient,RQ)：

机体排出CO2量与摄取O2的关系比值。0.844肺换气静脉血流经肺毛细血管时：医学生理学课件-呼吸117气体扩散速度，肺泡气体分压

CO2

O2呼吸膜的状态呼吸膜：肺泡腔与毛细血管腔之间的膜呼吸膜的厚度厚度扩散量如：肺纤维化、肺水肿呼吸膜的面积面积扩散量如：肺气肿，肺不张等影响肺换气的因素46影响肺换气的因素118VA/Q= =4.2/5.0=0.84V/Q比值>0.84，肺通气过度或肺血流量不足V/Q比值<0.84，肺通气不足或肺血流量过多V/Q比值=0.84,换气效率最高由于重力作用，VA/Q在肺内的分布不是很均匀，肺尖部可高达2.5，而肺底部可低至0.6。肺通气/血流比值每分肺泡通气量VA

每分肺血流量Q47肺通气/血流比值每分肺泡通气量VA支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺气肿、肺纤维化、肺萎缩和肺水肿等，均可引起病变部位肺泡通气不足，但流经该部位的毛细血管血流并未减少，甚至还可由于炎症充血等原因而使血流增加，导致V/Q比例降低。流经这部分肺泡的静脉血未经充分动脉化便掺入动脉血内，这种情况类似动-静脉短路故称功能性分流（functionalshunt），又称静脉血掺杂（venousadmixture）。支气管哮喘、慢性支气管炎、阻塞性肺气肿、肺纤维化、肺萎缩和肺肺动脉栓塞、弥漫性血管内凝血、肺血管收缩等均可使部分肺泡血流减少，而肺泡通气量无变化，导致V/Q比例增高。由于病变部位肺泡血流少而通气多，肺泡通气不能充分利用，称为死腔样通气（deadspaceventilation）。肺动脉栓塞、弥漫性血管内凝血、肺血管收缩等均可使部分肺泡血流121组织换气动脉血流经组织毛细血管时：

Po2：血

104mmHg>组织液40～60mmHgPco2：血40mmHg<组织液50mmHg

影响组织换气的因素细胞和毛细血管的距离组织代谢毛细血管内血流速度气体在组织的交换50组织换气气体在组织的交换122第四节气体在血液中的运输51第四节气体在血液中的运输医学生理学课件-呼吸124气体存在的形式CO2O2物理溶解化学结合0.3ml/100ml血浆1.5％碳酸氢盐：88％氨基甲酸血红蛋白：7％2.5ml/100ml血浆5％血红蛋白19.5ml/100ml血浆98.5％53气体存在的形式CO2O2物理溶解化学结合0.3ml/10125O2

的运输O2主要以形成氧合血红蛋白的形式运输氧合：血红蛋白与O2

结合的过程，没有电荷转移HbO2HbO2+PO2低（组织）PO2高（肺部）54O2的运输O2主要以形成氧合血红蛋白的形式运输HbO2126紫绀cyanosis：毛细血管床血液中含去氧血红蛋白达50g/L时，皮肤、甲床及粘膜呈紫蓝色血氧容量：1L血液中血红蛋白能结合O2的最大量，200ml血氧含量：1L血液中血红蛋白实际结合O2的量血氧饱和度：血氧含量占血氧容量的百分数几个定义特例：严重贫血高原性红细胞增多症

CO中毒55紫绀cyanosis：毛细血管床血液中含去氧血红蛋白达5127反应快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影响Fe2+与O2结合后仍是二价铁，所以该反应是氧合（oxygenation），不是氧化（oxidation）1分子Hb可以结合4分子O2

Hb与O2的结合或解离曲线呈S形，与Hb的变构效应有关

O2与血红蛋白结合的特征56反应快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影响O2与血红蛋128氧解离曲线oxygendissociationcurve表示PO2与Hb氧结合量（Hb氧饱和度）的关系表示随PO2不同，O2与Hb的分离或结合情况理论基础：Hb的变构—紧密型&疏松型表示PO2与血氧饱和度之间关系的曲线，不同PO2下Hb和O2结合情况或HbO2的解离情况57氧解离曲线oxygendissociationcu129下段：PO2（40-15mmHg）最陡部分，O2储备部分PO2稍下降，HbO2明显下降组织活动加强，血液释放O2可达安静时的3倍上段：PO2（60-10