生物化学与分子生物学：呼吸-12013本科

(c)2003Brooks/Cole–ThomsonLearningfig.20-1;pg.631TerminalbronchiolesAlveolusAlveolarcapillariesRespiratorybronchiolePharynx(throat)NasalcavityOralcavity(mouth)Larynx(voicebox)Trachea(windpipe)BronchusLungsDiaphragm第五章

呼

吸

呼吸系统功能:1.气体交换(gasexchange),

并辅助体内酸碱平衡调节.2.防卫排泄:排除异物(百余种)

加温湿,过滤清洁.3.活性物质代谢

AngI----ACE---AngII4.体温调节:不感蒸发.呼吸呼吸:机体与外界环境之间的气体交换过程。肺通气肺换气气体运输组织换气细胞内氧化代谢外呼吸内呼吸呼吸呼吸全过程:

第一节肺通气第二节肺换气和组织换气第四节呼吸运动的调节第三节气体在血液中的运输呼吸第一节肺通气呼吸1、呼吸运动（respiratorymovement）

——由呼吸肌收缩、舒张起的胸廓的扩大与缩小（包括吸气运动和呼气运动）吸气肌：膈肌、肋间外肌呼气肌：肋间内肌、腹壁肌辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌一、肺通气的原理（一）肺通气的动力肺通气的原理（1）吸气运动（主动过程）膈肌收缩：增大胸腔上.下径(占4/5)肋间外肌收缩：增大胸腔前后、左右径（2）呼气运动平静呼吸（被动过程）：吸气肌舒张用力呼吸（主动过程）：吸气肌舒张（深呼吸）

+呼气肌收缩（3）呼吸型式腹式呼吸和胸式呼吸平静呼吸和用力呼吸呼吸困难肺通气腹式呼吸:(Abdominalbreathing):膈肌舒缩引起的呼吸运动伴以腹壁的起伏。胸式呼吸:(Thoracicbreathing):由肋间肌舒缩使肋骨和胸骨运动所产生的呼吸运动。2、肺内压（intrapulmonarypressure)——肺泡内的压力（随呼吸而变化）吸气初:＜大气压；吸气末:＝大气压。呼气初:＞大气压；呼气末:＝大气压。平静呼吸时变化小（±1~2mmHg）用力呼吸时变化大紧闭声门时吸气-100~-30mmHg呼气60~140mmHg肺通气实现肺通气的条件：①肺内压与大气压之间产生差值（动力）②保持呼吸道通畅人工呼吸:

用人为的方法改变肺内压，建立肺内压和大气压之间压力差来维持肺通气。3、胸膜腔内压（intrapleuralpressure)肺的可扩张性+胸膜腔的存在——使肺能随胸廓运动而张缩——胸膜腔内的压力（随呼吸而变化）（1）测定：①直接法②间接法平静呼吸时吸气末–10~–5mmHg呼气末–5~–3mmHg(胸内负压)紧闭声门用力呼吸时吸气末–90mmHg呼气末110mmHg肺通气间接法吞气囊直接法用力吸气屏气110mmHg治疗反流性食管炎肺通气（2）胸内负压的成因：肺内压肺回缩力—＝胸内压胸内压＝－肺回缩力＝大气压（0）（3）胸内负压的意义：①牵引肺扩张②促进静脉血和淋巴液的回流即：为什麽突然跑步有时突发剧烈腹痛？肺通气气胸胸膜腔破裂，胸膜腔与大气相通，空气将立即进入胸膜腔内，形成气胸。危害:肺功能降低、血液淋巴回流受阻、纵隔移位。肺通气的动力原动力呼吸肌的收缩舒张胸廓、肺的张缩肺泡与大气间的压力差直接动力肺通气肺通气（二）肺通气的阻力弹性阻力（70%）非弹性阻力（30%）气道阻力（为主）惯性阻力粘滞阻力胸廓的弹性阻力肺的弹性阻力肺通气1、弹性阻力和顺应性：弹性阻力（R）——物体对抗外力作用所引起的变形的力。

(使物体有回位倾向)顺应性（compliance；C）——在外力作用下弹性组织扩张的难易程度。（如肺：单位压力变化引起的单位容积变化）C＝—1RC＝——△V△P（L／cmH2O）肺弹性阻力的来源：a肺组织的弹性回缩力：弹性纤维、胶原纤维b肺泡表面张力：1/32/3（液—气界面）肺通气肺弹性阻力的来源：①肺组织的弹性回缩力：弹性纤维、胶原纤维测定方法——离体肺的顺应性曲线充盐水时：无液-气界面，不存在表面张力，仅弹性回缩力起作用（1/3跨肺压）充气所需压力=3倍充盐水所需的压力肺通气②肺泡表面张力（使液面具有收缩趋势的力）

——肺泡内壁的液体层与肺泡气之间的液-气界面所产生的回缩力。

方向指向中心、使肺泡缩小、产生弹性阻力Laplace定律肺泡内压P=——2Tr（表面张力系数）（肺泡半径）肺通气肺泡表面活性物质(pulmonarysurfactant)主要成分：

1、二棕榈酰卵磷脂60%(dipalmitoylecithin,DPLdipalmitoyl

phosphatidyl

choline,DPPC)2、表面活性物质结合蛋白10%

（surfactant–associatedproteinSP)合成：肺泡Ⅱ型细胞分子组成：二棕榈酰卵磷脂（一端为非极性疏水脂肪酸，一端为极性亲水基团）排列方式：垂直、单层排列于液-气界面上，随肺泡的张缩而改变密度肺泡表面活性物质分泌肺泡II型细胞分泌3、防肺水肿缺乏：新生儿呼吸窘迫综合征成人肺气肿-呼吸困难2、保持大、小肺泡的稳定性降低肺泡表面张力80%以上生理意义：糖皮质激素可促进~~合成1、降低吸气阻力.肺通气（2）胸廓的弹性阻力和顺应性：肺容量=67%肺总量时：无弹性回缩力肺容量＜67%肺总量时：弹性回缩力向外肺容量＞67%肺总量时：弹性回缩力向内（胸内压与大气压之差）Cchw=——————————胸廓容积的变化（△V）跨壁压的变化（△P）(0.2L／cmH2O)R=RL+Rchw——=——+——111CL+chwCLCchw总顺应性CL+chw=0.1L／cmH2O肺通气2、非弹性阻力：（1）惯性阻力——气体在发动、变速、换向时，因气流惯性所遇到的阻力。（2）粘滞阻力——呼吸时，胸廓、肺等组织移位发生摩擦形成的阻力(10~20%)（3）气道阻力（airwayresistance）——气体流经呼吸道时，气体分子之间、气体分子与气道之间的摩擦（80~90%）。①计算可用维持单位时间内气体流量所需的压力差表示：气道阻力=——————————————大气压与肺内压之差（cmH2O）单位时间内气体流量（L/s）平静呼吸时，约为1～3CmH2O／（L/s）②形成鼻部50%声门25%气管支气管15%细支气管以下10%（3）气道阻力（airwayresistance）肺通气③影响因素气流形式：层流、湍流气体流速：正变关系气道口径（r）：R∝——r41跨壁压肺实质对气道壁的外向放射状牵引神经调节（交感和副交感神经）化学因素的影响影响气道口径的因素（3）气道阻力（airwayresistance）影响气道口径阻力的因素：①跨壁压：跨壁压大→管径被动扩大→阻力↓。②肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用.③自主神经：

迷走N→Ach+M受体→收缩→气道阻力↑交感N→NE+β2受体→舒张→气道阻力↓④化学因素的影响：

儿茶酚胺→气道平滑肌舒张。肺通气影响气道口径的因素（周期性影响）跨壁压肺实质对气道壁的外向放射状牵引神经调节

吸气时跨壁压增大，肺实质对气道壁的外向放射状牵引增强，交感神经兴奋气道口径增大，阻力减小；呼气时相反。所以支气管哮喘病人呼气比吸气更为困难。（3）气道阻力（airwayresistance）肺通气二、肺容积和肺容量（一）肺容积(pulmonaryvolume)肺总量包含了四种基本肺容积：1、潮气量（tidalvolume;TV）400~600ml4、残气量（residualvolume; RV）1000~1500ml2、补吸气量（inspiratoryreservevolume;IRV）1500~2000ml（吸气储备量）3、补呼气量（expiratoryreservevolume;ERV）900~1200ml（呼气储备量）肺容积和肺容量（二）肺容量(pulmonarycapacity)1、深吸气量（inspiratorycapacity,IC）IC=TV+IRV2、功能残气量（functionalresidualcapacity,FRC）FRC=RV+ERV用力肺活量（forcedvitalcapacity,FVC）（时间肺活量:timedvitalcapacity）用力呼气量（forcedexpiratoryvolume,FEV）1秒用力呼气量：

FEV1／FVC%=80%4、肺总量（totallungcapacity,TLC）TLC=VC+RV男：5000ml；女：3500ml3、肺活量（vitalcapacity,VC）VC=TV+IRV+ERV男：3500ml；女：2500ml1、深吸气量：（inspiratorycapacity,IC）

从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量。IC=TV+IRV2、功能残气量：（functionalresidualcapacity,FRC）

平静呼气末尚存留于肺内的气量。成人约为2500ml。FRC=RV+ERV肺容积和肺容量（二）肺容量(pulmonarycapacity)3、肺活量（vitalcapacity,VC）：

尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气量。♂3500ml♀2500mlVC=TV+IRV+ERV

用力肺活量（forcedvitalcapacity,FVC）：尽力吸气后；尽力尽快呼气所能呼出的最大气量。（时间肺活量:timedvitalcapacity）

用力呼气量（forcedexpiratoryvolume,FEV）：尽力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量；通常以它所占用力肺活量的百分数来表示。1秒用力呼气量：

FEV1／FVC%=80%肺容积和肺容量4、肺总量（totallungcapacity,TLC）：

肺所能容纳的最大气量。♂5000ml♀3500mlTLC=VC+RV肺容积和肺容量肺容积和肺容量肺容积和肺容量三、肺通气量（一）每分通气量(minuteventilationvolume)——指每分钟进或出肺的气体总量（6~9L／min)。每分通气量=潮气量×呼吸频率最大（随意）通气量（maximalvoluntaryventilation)——尽力作深快呼吸时每分钟吸入或呼出的最大气量（70~120L／min)。通气贮量百分比=—————————————最大