生理学第五章呼吸

生理学第五章呼吸第1页/共63页呼吸:机体与外界环境的气体交换过程。1、外呼吸

肺通气

肺换气2、其他在血液中的运输3、内呼吸/组织换气意义：

维持机体内环境氧气和二氧化碳含量的相对稳定

保证细胞新陈代谢正常进行第2页/共63页肺换气内呼吸外呼吸肺通气血液运输组织换气第3页/共63页第4页/共63页第一节肺通气气体经呼吸道进出肺的过程呼吸道是通道加温、湿润、过滤清洁肺泡是肺泡气与血液交换气体的场所第5页/共63页一、肺通气的原理

气体进出肺需要两因素：（1）动力

（2）阻力

第6页/共63页（一）肺通气的动力

呼气肺内压＞大气压缩小肺脏吸气胸廓呼吸肌缩小收缩舒张扩张扩张肺内压＜大气压原动力:

呼吸肌的收缩和舒张（呼吸运动）。直接动力:

肺内压与外界大气压间的压力差。第7页/共63页1、呼吸运动呼吸肌：吸气肌呼气肌膈肌、肋间外肌肋间内肌、腹肌辅助肌斜角肌、胸锁乳突肌呼吸运动：

呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小

吸气运动

呼气运动第8页/共63页呼吸运动的过程：肺内压＜大气压，肺扩张膈肌收缩肋间外肌收缩

吸气胸廓上下径前后、左右径扩张第9页/共63页呼吸运动的过程：肺内压＞大气压，肺缩小膈肌舒张肋间外肌舒张

呼气胸廓上下径前后、左右径缩小第10页/共63页（1）平静呼吸和用力呼吸平静呼吸吸气：吸气肌收缩（主动）呼气：吸气肌舒张（被动）用力呼吸吸气：吸气肌收缩（主动）呼气：吸气肌舒张，呼气肌收缩辅助肌参与（主动）（安静状态）（劳动/剧烈运动）第11页/共63页①平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的③用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的②平静呼吸时，膈肌所起的作用>肋间外肌。特点：第12页/共63页（2）腹式呼吸/胸式呼吸

腹式呼吸胸式呼吸混合呼吸婴儿胸腔积液胸膜炎严重腹水腹腔巨大肿块妊娠肥胖以上两种形式同时进行。正常成人以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动肋骨骨折第13页/共63页（3）、人工呼吸基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差负压吸气式(压胸法)正压吸气式(口对口呼吸法，呼吸机)方法第14页/共63页2.胸膜腔及胸膜腔内压特点：密闭，少量浆液无气体（1）胸膜腔构成：脏层，胸膜壁层，

胸膜腔隙

生理意义

减少摩擦，润滑肺和胸廓不易分开两层胸膜紧密想贴

胸膜腔内的压力。第15页/共63页（2）胸膜腔内压:

胸膜腔内压=肺内压（大气压0）-肺回缩力呼气末，吸气末时：胸膜腔内压=-肺回缩力吸气时，胸内压减小

（负值增大）

呼气时，胸内压增大

（负值减小）

第16页/共63页两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＝0－肺回缩力迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张(肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力)

肺回缩力(大气压)

肺内压胸膜腔负压的成因第17页/共63页胸膜腔负压的生理意义有利于肺扩张肺维持扩张状态，使肺随胸廓的运动而扩张和回缩降低心房、腔静脉、胸导管内压力促进胸腔大静脉中的血液的回流和淋巴液的回流第18页/共63页胸膜腔的密闭性是肺通气进行的必要条件

胸膜腔的密闭性破坏，就可出现肺通气障碍。如气胸

第19页/共63页肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。3.肺内压平静吸气初:肺内压<大气压平静吸气末:肺内压=大气压平静呼气初:肺内压>大气压平静呼气末:肺内压=大气压气入肺气流停气出肺气流停第20页/共63页肺内压周期性变化是肺通气直接动力第21页/共63页（二）肺通气的阻力

弹性阻力70非弹性阻力30肺通气阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关粘滞阻力惯性阻力肺弹性回缩力:1/3肺泡表面张力：2/3常态下可忽略不计弹性物质在外力作用下变形时所产生的对抗变形的力第22页/共63页表面活性物质作用：降低肺泡表面张力由肺泡II型细胞合成和分泌有助于维持肺泡的稳定性(大小肺泡)减少肺间质和肺泡内的组织液生成，防止肺水肿降低吸气阻力，减少吸气做功生理意义：顺应性：在外力作用下，弹性物体扩张的难易程度弹性阻力和顺应性之间呈反变关系第23页/共63页气道阻力流速快、湍流、管径小气道阻力大流速慢、层流、管径大气道阻力小与呼吸道半径四次方成反比交感神经兴奋：平滑肌舒张，阻力减小副交感神经兴奋：平滑肌收缩，阻力增大第24页/共63页二肺容量肺通气量(一)肺容量肺容纳气体的量，肺容积潮气量：每次呼吸，吸入或呼出的气体量补吸气量：平静吸气末，再尽力吸入的气体量补呼气量：平静呼气末，再尽力呼出的气体量残气量：最大呼气末肺内残余气体量功能残气量：平静呼气末肺内存余气体量第25页/共63页肺活量：最大吸气后的最大呼气量用力呼气量（旧称时间肺活量）定义：一次最大吸气后再尽力尽快呼气时,在一定时间内所能呼出的气体量,通常以它所占肺活量的百分数表示正常值：第一秒末占80％(83％)

第二秒末占96％第三秒末占99％意义：反映了肺活量容量的大小，又反映了呼气时所遇阻力的变化。评价通气功能的较好指标第26页/共63页补吸气量补呼气量最大吸气最大呼气1500－2000ml

500ml900－1200ml

1000－1500ml

第27页/共63页肺容量：肺容纳气体的最大量=肺活量+残气量

男性为5000-6000ml

女性为3500-4500ml第28页/共63页(二)肺通气量1、每分通气量：每分钟吸入或呼出的气体总量 =潮气量×呼吸频率 正常值：约为6~9L

最大通气量150L定义：尽力做深快呼吸时，所得到的每分通气量意义：反映肺通气功能的储备能力第29页/共63页肺泡通气量定义：不能与血液进行气体交换的气道空间

鼻腔至终末支气管之间的呼吸道150ml2、无效腔每分钟吸入肺泡的新鲜空气量每分肺泡通气量=(潮气量－无效腔气量)×呼吸频率第30页/共63页呼吸频率潮气量肺通气量肺泡通气量

(次/min)(ml)(ml/min)(ml/min)

165008000560081000800068003225080003200肺通气量和肺泡通气量呼吸型式第31页/共63页无效腔与肺泡通气量每次呼吸使肺泡内气体更新换气1/7深慢呼吸利于气体交换无效腔增大，肺泡通气量降低，气体更新率下降，二氧化碳分压升高，氧分压降低，呼吸加深加快长管呼吸(增大无效腔)第32页/共63页第二节气体交换和运输一、气体交换肺换气：肺泡与肺毛细血管血液组织换气：血液与组织细胞（一）气体交换动力气体分压差分压高向分压低处第33页/共63页

肺泡气静脉血动脉血组织

O213.65.3313.34.0(102)(40)(100)(30)CO25.336.135.336.67(40)(46)(40)(50)肺泡气、血液和组织内O2和CO2的分压KPa(mmHg)动力：膜两侧的气体分压差。第34页/共63页1.肺换气过程呼吸膜：通透性很大，利于气体扩散总面积70平米实际利用：40平米结果：血液氧气分压升高，二氧化碳分压降低静脉血变动脉血（二）气体交换过程第35页/共63页第36页/共63页2、组织换气过程结果：血液氧气分压降低，二氧化碳分压升高动脉血变静脉血第37页/共63页气体扩散呼吸膜的厚度与面积膜厚度↑→气体交换↓↓面积↓→气体交换↓。3.通气/血流比值每分肺通气量（VA）/每分肺血流量（Q）

VA/Q↑≈肺通气↑或肺血流↓→增大生理无效3、影响肺换气的因素扩散距离×√分子量分压差×温度×气体溶解度×扩散面积速率=(4.2L/min)(5L/min＝0.84)第38页/共63页物理溶解溶解的量取决于PO2的大小占1.5%化学结合O2和血红蛋白(Hb)的结合98.5%

二、气体在血液中的运输

（一）O2

的运输

第39页/共63页反应快，可逆，不需酶的催化，受氧分压影响

PO2高（肺部）

Hb+O2HbO2PO2低（组织）O2和Hb结合的特征紫蓝色鲜红色Fe2+与O2的结合是氧合

不是氧化

不同的Hb对不同光谱的吸收能力不同发绀：血液去氧Hb>50g/L，皮肤、甲床或粘膜出现浅蓝色，为缺氧的标志CO中毒：樱桃红色CO与Hb结合成HbCOCO与血红蛋白的亲和力远远大于O2210倍第40页/共63页（二）、CO2

的运输1、 物理溶解5%2、化学结合（1）形成碳酸氢盐88%在组织和在肺部，具体见后面图

（2）形成氨基甲酸血红蛋白7%

直接与血红蛋白的氨基结合第41页/共63页在组织氧与二氧化碳运输形式第42页/共63页第43页/共63页在肺脏氧与二氧化碳运输形式第44页/共63页第45页/共63页第三节呼吸运动的调节调节呼吸运动的中枢？呼吸为什么有节律？调节呼吸运动的环节？自主节律性随意性第46页/共63页一、呼吸中枢中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞（元）群

分布在大脑皮质、脑干、脊髓等部位（一）脊髓初级中枢（二）延髓基本中枢（三）脑桥呼吸调整中枢正常呼吸节律由脑桥、延髓呼吸中枢共同活动形成（四）大脑皮质最高级中枢通过意识调节呼吸深度和频率

第47页/共63页1、化学感受器

（1）外周化学感受器颈动脉体（主要）主动脉体二、呼吸的反射性调节（2）中枢化学感受器延髓外腹侧浅表部位适宜刺激：兴奋延髓

PO2↓、PCO2↑、[H+]↑适宜刺激：兴奋延髓脑脊液中[H+]↑（

CO2由血-脑脊液屏障进入

不感受缺O2的刺激。(一)化学感受性呼吸反射中枢化学感受器：调节脑脊液H+浓度外周化学感受器：低O2时维持对呼吸的驱动第48页/共63页

2.

CO2、H+和低O2对呼吸运动的调节

(1)CO2：

ＰCO2↑

→呼吸加快加深，肺通气量增加。ＰCO2过高→CO2麻醉，抑制CNS活动，

>7%呼吸困难、头痛、头晕ＰCO2过低→呼吸停止一定浓度的CO2对维持呼吸中枢的兴奋性是必需的第49页/共63页呼吸加深加快延髓呼吸中枢+外周化学感受器+中枢化学感受器+CO2透过血脑屏障进入脑脊液:

CO2＋H2O→H2CO3→H+＋HCO3-ＰCO2↑途径:主要窦N，迷走N第50页/共63页(2)氧：缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制,并与缺氧程度呈正相关:呼吸加深加快延髓呼吸中枢外周化学感受器+PO2＜80mmHg窦N，迷走N吸入O2↓轻度缺氧时严重缺氧时呼吸减弱，甚至停止直接抑制作用途径:第51页/共63页(3)[H+]↑

:

呼吸加深加快延髓呼吸中枢+外周化学感受器+中枢化学感受器+不易透过血脑屏障[H+]

↑途径:主要窦N，迷走N第52页/共63页1、定义：指肺扩张或缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射。包括肺扩张、肺缩小反射。2）肺萎陷反射(肺缩小反射)

在平静呼吸调节中的意义不大病理时使呼吸变浅变快肺扩张→肺牵张感器兴奋→迷走N→延髓→兴奋吸气切断机制→吸气转化为呼气(二)肺牵张反射(黑-伯反射)2、过程1）肺扩张反射：敏感性有种属差异，兔最敏感剪断迷走神经深慢呼吸,长吸式呼吸第53页/共63页（三）防御性呼吸反射1、咳嗽反射喉，气管，支气管黏膜受机械或者化学刺激作用：将呼吸道异物或分泌物排出

清洁和保护严重会导致肺气肿2、喷嚏反射鼻黏膜受刺激作用：清除鼻腔刺激物

第54页/共63页在野外，对呼吸暂停者进行人工呼吸抢救时，主要是为了造成下例哪两者之间的压力差A、胸内压与大气压