呼吸解剖学课件

第五章呼吸第一节肺通气第三节气体在血液中的运输第四节呼吸运动的调节第二节肺换气和组织换气第五章呼吸第一节肺通气第三节1概述呼吸：呼吸全过程：机体与外界环境之间的气体交换过程。概述机体与外界环境之间的气体交换过程。2呼吸过程:

●肺通气

肺与外界环境之间的气体交换。

●肺换气

肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换。

●气体在血液中的运输

●组织换气

组织毛细血管血液与组织细胞之间的气体交换。呼吸过程:

●肺通气肺与外界环境之间的气体交换。

●肺换气3第一节肺通气一、肺通气的原理（一）肺通气的动力呼吸肌收缩舒张(原动力)→胸廓扩大缩小→肺扩大缩小→肺内压变化→肺泡与外界环境之间的压力差(直接动力)第一节肺通气一、肺通气的原理呼吸肌收缩舒张(原动41.呼吸运动

型式:按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸；按动作部位分:混合呼吸:正常成人。腹式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、频率:成人:12～18次/分婴儿:60～70次/分呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓有节律地扩大与缩小。包括吸气运动和呼气运动。

1.呼吸运动5吸气肌：膈肌和肋间外肌，使胸廓扩大，产生吸气运动。呼气肌：肋间内肌和腹肌，使胸廓缩小，产生呼气运动。辅助吸气肌：胸锁乳突肌和斜角肌。呼吸解剖学ppt课件6呼吸运动过程平静呼吸：膈肌收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径；肋间外肌收缩使肋骨上提,扩大胸廓前后、左右径胸廓容积扩大，肺在胸膜腔内压作用下被动扩张肺内压＜大气压，气体经呼吸道入肺

吸气呼吸运动过程膈肌收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径；胸廓容积扩7膈肌肋间外肌舒张，肋骨和膈肌回位，缩小胸廓上下、前后、左右径胸廓容积缩小,肺被动缩小肺内压＞大气压，气体经呼吸道出肺

呼气膈肌肋间外肌舒张，胸廓容积缩小,肺内压＞大气压，呼8呼气肺内压＞大气压缩小肺脏吸气肺内压＜大气压胸廓呼吸肌缩小收缩舒张扩张扩张原动力:呼吸运动是肺通气的原动力。直接动力:肺内压与外界大气压间的压力差。呼气肺内压＞大气压缩小肺脏吸气肺内压＜大气压胸9用力呼吸时：

区别：

用力吸气时，辅助吸气肌也参加。用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌（肋间内肌+腹壁肌）也收缩。①平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。②用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。用力呼吸时：用力吸气时，辅助吸气肌也参加。①平静呼吸时，吸10

2.肺内压2.肺内压11人工呼吸基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差，方法有多种。人工呼吸123.胸膜腔内压测定方法:间接法:气囊测定食管内压以间接反映胸内压直接法:3.胸膜腔内压13呼吸解剖学ppt课件14成因:

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)肺内压成因:两种方向相反作用力的代数和胸内压＝大气压－肺回缩力15

作用：①使肺总是处于扩张状态而不至于萎缩，肺可以随胸廓的扩大而扩张。②作用于胸腔内其他器官，如腔静脉和胸导管等，有利于静脉血和淋巴液的回流。

作用：16（二）肺通气的阻力

非弹性阻力弹性阻力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（二）肺通气的阻力非弹性阻力弹性阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力：171.弹性阻力和顺应性:

弹性阻力(R):弹性组织在外力作用下变形时，具有对抗变形的反作用力。

顺应性(C):在外力作用下，弹性组织的可变形性。同等大小外力作用下，弹性阻力的大时，顺应性小，变形程度就小；弹性阻力小时，顺应性大，变形程度就大。顺应性=(1/弹性阻力)顺应性=容积变化（ΔV）压力变化（ΔP）L/cmH2O1.弹性阻力和顺应性:

弹性阻力(R):弹性组织182)比顺应性（CL）=ΔV/ΔP正常人肺顺应性约为0.2L/cmH2O。跨肺压的改变肺容量的改变1)肺静态顺应性曲线(1)肺的弹性阻力和顺应性2)比顺应性（CL）=ΔV/ΔP跨肺压的改变肺容量的改193)肺弹性阻力的来源：肺的弹性阻力Ⅰ.肺泡表面张力

肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向中心的→使肺泡缩小。肺弹性组织回缩力:1/3肺泡表面张力:2/33)肺弹性阻力的来源：Ⅰ.肺泡表面张力肺泡内的液-气20根据Laplace定律，P（压力）=2T（表面张力）/r根据Laplace定律，P（压力）=2T（表面张力）/r21Ⅱ.表面活性物质(DPL或DPPC)肺泡Ⅱ型细胞分泌作用：a.降低肺泡表面张力→降低吸气阻力；b.减少肺泡内液的生成→防肺水肿的发生c.维持肺泡内压的稳定性→防肺泡破裂或萎缩Ⅱ.表面活性物质(DPL或DPPC)22

临床：

●成人肺炎、肺血栓等→表面活性物质↓→肺不张。

●6～7个月胎儿才开始分泌表面活性物质，故早产儿可因缺乏表面活性物质而发生肺不张和新生儿肺透明膜病→呼吸窘迫综合征。吸气肺泡表面积↑DPL分散降表面张力的作用↓肺泡表面张力↑肺泡回缩防肺泡破裂

(呼气)(↓)(密集)(↑)(↓)(扩张)(萎陷)临床：吸气肺泡表面积↑DPL分散降表面张力的作用↓肺23（2）胸廓的弹性阻力和顺应性胸廓的弹性阻力：胸廓是一个双向弹性体，其弹性回位力的方向视胸廓所处的位置而改变。（2）胸廓的弹性阻力和顺应性胸廓的弹性阻力：胸廓是一个双向弹24

胸廓的顺应性（Cchw）=ΔV/ΔP正常人胸廓的顺应性约为0.2L/cmH2O。跨胸壁压的改变胸腔容量的改变胸廓的顺应性（Cchw）=ΔV/ΔP跨胸壁压的改变胸腔容25(3)肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性RRS=RL+RchwCRS=CL+Cchw1/CRS=1/CL+1/Cchw

CLCchw肺和胸廓的总顺应性约为0.1L/cmH2O。(3)肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性RRS=RL+RchwCR26

非弹性阻力

惯性阻力：气流因发动、变速、换向时，因气流惯性所遇到的阻力。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%呼吸道阻力：气体通过呼吸道时，气体分子间及气体分子与气道管壁之间的摩擦力。80%~90%

非弹性阻力

惯性阻力：气流因发动、变速、换向时，因气流惯性272.非弹性阻力——气道阻力

⑴气道阻力特点:①只在呼吸运动时产生；流速快→阻力大②与气体流动形式有关：层流→阻力小湍流→阻力大③与气道半径的4次方成反比：（R∝1／r4）2.非弹性阻力——气道阻力28

⑵影响气道管径改变的因素：

①跨壁压②肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用③自主神经对气道管壁平滑肌舒缩活动的调节④化学因素的影响：⑵影响气道管径改变的因素：29④化学因素的影响：

儿茶酚胺→气道平滑肌舒张。

PGF2α→气道平滑肌收缩；PGE2→气道平滑肌舒张。

肥大细胞释放的组胺→气道平滑肌收缩。

吸入气CO2↑→反射性支气管收缩。

哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮素↑→气道平滑肌收缩。

④化学因素的影响：30二、肺通气功能的指标

(一)肺容积和肺容量吸呼1.肺容积二、肺通气功能的指标吸呼1.肺容积31

潮气量（TV）：呼吸时，每次吸入或呼出的气体量。

补吸气量（IRV）：平静吸气末再尽力吸气，所能增加的吸入气体量。

补呼气量（ERV）：平静呼气末再尽力呼气，所能增加的呼出气体量。

残气量（RV）：最大呼气后，肺内仍残留不能呼出的气体量。潮气量（TV）：呼吸时，每次吸入或呼出的气体量。32吸呼2.肺容量:肺容积两项或两项以上联合气体量。吸呼2.肺容量:肺容积两项或两项以上联合气体量。33

（1）深吸气量（IC）：从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气体量。（2）功能残气量（FRC）：平静呼气末尚存留于肺内的气体量。2500ml吸呼（1）深吸气量（IC）：从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的34(3)肺活量、用力肺活量和用力呼气量

肺活量(VC)：尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。男性：3500ml女性：2500ml

用力肺活量(FVC)：一次最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大气体量。

用力呼气量(FEV)：用力吸气后再用力并快速呼出的气体量占肺活量的百分数。

吸呼(3)肺活量、用力肺活量和用力呼气量肺活量(VC)：尽力35吸呼(4)肺总量：肺活量＋残气量男性：5000ml女性：3500ml吸呼(4)肺总量：肺活量＋残气量36(二)肺通气量和肺泡通气量：⒈肺通气量＝潮气量×呼吸频率(次/分)6-9L最大随意通气量=最大限度潮气量×最快呼吸频率(次/分)150L

通气贮量百分比=———————————————————

93%最大通气量最大通气量-每分通气量×100%(二)肺通气量和肺泡通气量：最大通气量最大通气量-每分通气372.肺泡通气量：(三)呼吸功（自学）生理无效腔:有通气但不进行气体交换的区域。

解剖无效腔：从鼻到终末细支气管是气体进出肺的通道，气体在此处不能与血液进行气体交换。0.15L

肺泡无效腔：未发生气体交换的肺泡容积。每分钟吸入肺泡的新鲜空气量，＝(潮气量-无效腔量)×呼吸频率。2.肺泡通气量：(三)呼吸功（自学）生理无效腔:有通气但38不同呼吸频率和潮气量时的肺通气量和肺泡通气量呼吸频率（次/m）潮气量(ml)肺通气量(ml/m)肺泡通气量(ml/m)165008800056001000800068003200800025032不同呼吸频率和潮气量时的肺通气量和肺泡通气量呼吸频率（次/m39

第二节肺换气和组织换气(一）气体的扩散

扩散扩散速率气体的动力：膜两侧的气体分压差。扩散距离×√分子量分压差×温度×溶解度×扩散面积∝一、基本原理

扩散系数第二节肺换气和组织换气扩散距离×√分子量分压40(二）呼吸气体和人体不同部位气体的分压1.呼吸气和肺泡气的成分和分压2.血液气体和组织气体的分压kPa(mmHg)分压静脉血动脉血组织PO25.3213.34.0(40)(100)(30)PCO26.125.326.7(46)(40)(50)(二）呼吸气体和人体不同部位气体的分压1.呼吸气和肺泡气的成41二、肺换气换气动力：分压差换气方向：分压高→分压低换气结果：肺Ｖ血组织Ａ血↓↓Ａ血Ｖ血(一）肺换气过程肺换气组织换气二、肺换气换气动力：分压差(一）肺换气过程肺换气组织换气42（二）影响肺换气的主要因素1.呼吸膜的厚度2.呼吸膜的面积

6层＜1μm厚：呼吸膜厚度↑→气体交换↓呼吸膜面积↓→气体交换↓。（二）影响肺换气的主要因素1.呼吸膜的厚度6层＜1μm厚：呼433.通气/血流比值

V/Q=4.2/5.0=0.843.通气/血流比值V/Q=4.2/5.0=0.8444几点说明：●VA/Q↑or↓→换气效率↓→缺O2和CO2潴留的症状;但以缺O2为主，原因：①∵A-V血间PO2＞PCO2∴功能性A-V短路时，A血PO2↓的程度＞V血PCO2↑；②∵CO2的扩散系数是O2的20倍，CO2的扩散速＞O2，∴不易出现CO2潴留的症状；③∵A血PO2↓和PCO2↑时，可刺激呼吸，增加肺泡通气量，有助于CO2的排出，而几乎无助于O2的摄取（O2和CO2解离曲线的特点所决定的）。几点说明：45●整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标；但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性，故临床上更应测肺脏各局部的VA/Q：人体直立时肺局部的VA/Q肺上区肺下区VA（L/min）0.240.82Q（L/min）0.071.29VA/Q3.40.64●整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标；但46（三）肺扩散容量（DL）

概念：指气体在单位分压差作用下每分钟通过呼吸膜扩散的体积。

意义：肺扩散容量是测定呼吸气通过呼吸膜的能力的一种指标。正常值：O2的DL=21mL·min-1·mmHg-1

CO2的DL=400～450mL·min-1·mmHg-1每分耗氧量为21mL·min-1·mmHg-1×11mmHg=230mL·min-1（三）肺扩散容量（DL）CO2的DL=400～450mL·m47呼吸解剖学ppt课件48肺换气组织换气三、组织换气肺换气组织换气三、组织换气49

第三节气体在血液中的运输一、运输形式:（一）物理溶解:气体直接溶解于血浆中。特征:①量小；②溶解量与分压呈正比：

（二）化学结合:气体与某些物质进行化学结合。特征:量大,主要运输形式。

化学结合动态平衡物理溶解第三节气体在血液中的运输化学结合动态平衡50二、氧的运输物理溶解：(1.5%)化学结合:(98.5%)

(一)Hb的分子结构PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)HbO2鲜红色暗红色(二)Hb与O2结合的特征1.反应快、可逆、受PO2的影响、不需酶的催化；2.是氧合，非氧化二、氧的运输(一)Hb的分子结构513.1分子Hb可与4分子O2可逆结合Hb+O2结合的最大量——氧容量100ml血Hb+O2结合的实际量——氧含量氧含量⁄氧容量的%——氧饱和度Hb的氧容量约为20.1ml/100ml动脉血中氧含量约为19.4ml/100ml静脉血中氧含量约为14.4ml/100ml3.1分子Hb可与4分子O2可逆结合Hb的氧容量约为20.152PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)当血液中去氧Hb含量达5g/100ml以上，皮肤、粘膜呈蓝紫色称紫绀（一般是缺O2的标志）。PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)当血液中去氧Hb含量达5534.Hb+O2的结合或解离曲线呈S形

机制：与Hb的变构有关：氧合Hb为疏松型（R型）去氧Hb为紧密型（T型）R型的亲O2力为T型的数百倍即当Hb某亚基与O2结合或解离后→Hb变构→其他亚基的亲O2力↑or↓→Hb4个亚基的协同效应便呈现S形的氧离曲线特征。4.Hb+O2的结合或解离曲线呈S形54（三）氧离曲线表示氧分压与血氧饱和度关系的曲线。（三）氧离曲线表示氧分压与血氧饱和度关系的曲线。551.上段:坡度较平坦。表明此时PO2变化大时，

血氧饱和度变化小。

意义:保证低氧分压时的高载氧能力。

1.上段:坡度较平坦。血氧饱和度变化小。562.中段:坡度较陡。PO2降低能促进大量氧离意义:维持正常时组织氧供。

3.下段:坡度更陡。PO2稍有下降,血氧饱和度就急剧下降。

意义:维持活动时组织氧供。2.中段:坡度较陡。3.下段:坡度更陡。57

P50：Hb氧饱和度达到50%的PO2。

（四）影响氧离曲线的因素P50：Hb氧饱和度达到50%的PO2。（四）影响氧离曲58

1.

Pco2↑PH↓Pco2↑PH↓→氧离曲线右移Pco2↓PH↑→氧离曲线左移这种酸度对Hb与o2亲和力的影响，称为波尔效应。意义：①在肺脏促进氧合②在组织促进氧离。1.Pco2↑PH↓这种酸度对Hb与o2亲和力的影响59

2.温度

(1)T↑→H+的活度↑→

Hb与o2亲和力↓→Hb释放o2→氧离曲线右移→氧离易

如：组织代谢↑→局部T↑+CO2↑H+↑→曲线右移→氧离易

(2)T↓→H+的活度↓→Hb与o2亲和力↑→Hb结合o2

→氧离曲线左移→氧离难

如：低温麻醉时，应防组织缺o2

冬天，末梢循环↓+氧离难→局部红、易冻伤2.温度(1)T↑→H+的活度↑→Hb与o2亲603.2,3-DPG

(1)高原缺氧→RBC无氧代谢↑

→DPG↑→氧离曲线右移→氧离易注：①这一效应是机体对低o2适应的重要机制；②但此时肺泡Po2↓，RBC无氧代谢产生过多的DPG，也防碍了在肺部的氧合，故是否对机体有利尚无定论。

(2)大量输入冷冻血→DPG↓→氧离曲线左移→氧离难（∵冷冻血3周后，RBC无氧代谢停止，DPG↓）

故：应注意缺氧。3.2,3-DPG614.Pco↑Pco↑→曲线左移→氧离难∵①co与Hb亲和力>o2与Hb亲和力250倍；②co与Hb的结合位点与o2相同；③co与Hb的某亚基结合后，将增加其余三个亚基对o2的亲和力。5.Hb本身的性质Hb的Fe2+→Fe3+:Hb失去结合o2的能力（如亚硝酸盐）异常Hb：Hb的运o2能力↓（如地中海贫血）

胎儿Hb：与o2亲和力＞成人，这与胎儿所处的低氧环境是相适应的。4.Pco↑62三、CO2的运输物理溶解：5％化学结合：95％⒈碳酸氢盐88％

碳酸酐酶H2CO3HCO3-＋H+CO2＋H2O三、CO2的运输碳酸酐酶H2CO3HCO3-＋H+CO2＋H63碳酸氢盐的形式碳酸酐酶H2CO3HCO3-＋H+CO2＋H2O碳酸氢盐的形式碳酸酐酶H2CO3HCO3-＋H+CO2＋H264⒉氨基甲酰血红蛋白7％

HbO2与CO2结合形成氨基甲酰血红蛋白的能力比去氧血红蛋白小。当动脉血流经组织时，HbO2释放出O2，去氧血红蛋白与CO2的结合能力强，结合CO2就多，可形成大量的氨基甲酰血红蛋白。HbNH2O2+H++CO2在肺脏在组织HHbNHCOOH＋O2⒉氨基甲酰血红蛋白7％HbO2与CO2结合65(二)CO2解离曲线CO2解离曲线是表示血液中CO2含量与PCO2间关系的曲线。

(二)CO2解离曲线66①血液中CO2含量随PCO2的↑而↑，几乎成线性关系(非S形曲线)，且无饱和点。②V血A点CO2的含量为52ml/100ml,而A血B点CO2的含量降为48ml/100ml,说明血液流经肺脏时，每100ml血液释放出4mlCO2。③当血PO2↑时，CO2解离曲线下移。①血液中CO2含量随PCO2的↑而↑，几乎成线性关系(非S67(三)

O2与Hb的结合对CO2运输的影响

1.O2与Hb结合的氧合作用对CO2运输的影响HbNH2O2+H++CO2

∵HbO2的酸性高,难与CO2结合,反应向左进行；∴在组织中，HbO2释放出O2而成为HHb，何尔登效应促使血液摄取并结合CO2。∵HHb的酸性低,易与CO2结合,反应向右进行；∴在肺中，Hb与O2结合，促使CO2释放。

2.PCO2差对CO2运输的影响因HCO3-运输形式的反应方向取决于PCO2差。在肺脏在组织HHbNHCOOH＋O2(三)O2与Hb的结合对CO2运输的影响在肺脏在组织HHb68第四节呼吸运动的调节

第四节呼吸运动的调节69一、呼吸中枢与呼吸节律的形成

延髓是呼吸基本中枢,脑桥是呼吸调整中枢。

一、呼吸中枢与呼吸节律的形成70

吸气活动发生器和吸气切断机制模型

H+CO2吸气活动发生器和吸气切断机制模型H+71二、呼吸的反射性调节㈠化学感受性呼吸反射中枢化学感受器—延髓腹外侧浅表外周化学感受器—颈动脉体、主动脉体PO2

、PCO2、H+H+窦神经主动脉神经延髓呼吸中枢二、呼吸的反射性调节㈠化学中枢化学感受器—延髓腹外侧浅表外72呼吸解剖学ppt课件73

★2.CO2、H+和低O2对呼吸的调节

（1）CO2对呼吸的调节CO2是调节呼吸的最重要的生理性化学因素。↑1％时→呼吸开始加深；ＰCO2↑↑4％时→呼吸加深加快,肺通气量↑1倍以上;↑6％时→肺通气量可增大6-7倍;↑7％以上→呼吸减弱=CO2麻醉。

74

机制: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