中国医科大学-生理学-课件-生理第5章课件

呼吸过程的基本环节：

血液循环

肺

组织细胞

O2

O2

CO2

CO2

第五章呼吸

respiration肺通气肺换气气体在血液中运输组织换气细胞内氧化

外呼吸

内呼吸第一节肺通气

PulmonaryVentilation一、肺通气的原理(一)肺通气的动力

1.呼吸运动Respiratorymovement

1)

吸气inspiration

肋间外肌收缩→肋骨上移→胸廓前后径和左右径增大→肺内压下降<大气压→气体入肺泡→吸气

吸气呼气膈肌收缩→膈下移→胸廓上下径增大→肺内压下降<大气压→气体入肺泡→吸气2)呼气expiration

肋间外(膈)肌舒张→肋骨(膈)下(上)

移→胸廓前后(上下)径减小→肺内压上升>大气压→肺泡气体流出→呼气。

*平静呼吸时,因膈肌收缩而增加的胸腔容积约占总通气量4/5。所以膈肌

收缩在肺通气中起重要作用

∴呼吸运动是肺通气的原动力,由此造成的肺内压与大气压的压差是推动气体进出肺的直接动力。3)呼吸运动的形式(1)

平静呼吸eupnea:吸气主动,呼气被动;

用力呼吸forcedbreathing:吸气、呼气均为主动;

呼吸困难dyspnea临床的表现:呼吸深大，鼻翼扇动，胸部困压感等。

(2)

胸式和腹式呼吸thoracic&abdominal

breathing

临床诊断中的意义

2.

肺内压Intrapulmonarypressure

存在于肺泡内的压力。人工呼吸

artificialrespiration大气压

3.胸膜腔内压Intrapleuralpressure

胸内压:存在于胸膜腔内的压力。

测定方法:直接法；间接(测食管内压)法

胸内压=大气压-肺回缩力=

-肺回缩力平静呼气末:-5~-3mmHg;

吸气末:-10~-5mmHg

意义:1)有利于维持肺的扩张状态;2)有利于静脉和淋巴回流。吸气呼气肺内压胸内压-4cmH2O7cmH2O呼吸时胸内压变化大气压pneumothorax

气胸人工气胸的临床应用(二)

肺通气的阻力Resistance

肺的弹性阻力占总弹性阻力阻力胸廓的弹性阻力70%

气道阻力占总阻力非弹性阻力惯性阻力30%

粘滞阻力1.弹性阻力和顺应性：

elasticresistance&compliance

*弹性阻力:弹性物体对抗外力作用引起变形的力。

*顺应性:指外力作用下弹性物体的可扩展性(即顺应外力引起变形的难易程度)。阻力小者易变形，顺应性大,故:C=1/R

*顺应性以单位跨壁压(跨肺压、跨胸壁压)所引起的容积变化来表示：

C=△V/△P=

NL/cmH2O

(1)肺的弹性阻力和顺应性：

肺的弹性阻力:肺扩张时产生的回缩力

CLung=△V/△P=0.2L/cmH2O△P跨肺压(为肺内压与胸膜腔内压之差)

1)肺静态顺应性曲线2)比顺应性specificcompliance①肺顺应性受肺总量的影响：肺总量大，顺应性大；肺总量小，顺应性小②肺比顺应性：单位肺容量下的肺顺应性。

=

——————————————

用于比较不同大小个体的肺组织弹性阻力平静呼吸时测得的肺顺应性(L/cmH2O)肺的功能残气量(L)3)肺弹性阻力来源：

肺组织弹性纤维回缩力(占1/3)

液-气界面表面张力(占2/3)4)表面张力：在液-气界面由于水分子之间的引力作用而产生的使界面的表面积趋于缩小力。根据Laplace公式：P=2T/r(P为肺泡的回缩压；T为表面张力；r为肺泡半径),将发生：r=0.01cmr=0.005cm气流方向大肺泡趋于胀破，小肺泡趋于萎陷呼吸膜结构示意图5)肺表面活性物质pulmonarysurfactant分泌部位:肺泡Ⅱ型细胞分泌;主要成分:二软脂酰卵磷脂(DPPC)Dipamitoylphosphatidylcholine

表面活性物质结合蛋白(SP)Surfactant-associatedprotein

生理作用:降低肺泡液-气界面表面张力.这种作用的生理意义:

①有助于维持大小肺泡的稳定性②增大顺应性，维持肺扩张，降低吸气阻力，减少吸气作功。③防止肺水肿。(2)胸廓的弹性阻力和顺应性：

1)肺容量/肺总量=67%(平静吸气末)

胸廓处于自然位置，不表现弹性阻力；

2)肺容量/肺总量<67%(平静呼气或深呼气)

胸廓缩小，弹力向外，吸气动力，呼气阻力；

3)肺容量/肺总量>67%(深吸气)

胸廓扩大，弹力向内，吸气阻力，呼气动力；

4)

Cchestwall=△V/△P=0.2L/cmH2O

△V:胸腔容积的变化

△P:跨胸壁压(为胸膜腔内压与大气压之差)(3)肺、胸廓的总弹性阻力和总顺应性：

∵肺和胸廓两者呈串联排列

∴1)总弹性阻力：

RL+chw=RL+RchW

2)总顺应性：

1/CL+chw=1/CL+1/CchW=1/0.2+1/0.2

CL+chw=0.1L/cmH2O2.非弹性阻力non-elasticresistance

(1)惯性阻力:气流在发动、变速、换向时，因气流和组织的惯性所产生的阻力.(2)粘滞阻力:来自呼吸时组织相对位移所发生的摩擦;

(3)气道阻力:来自气体流经呼吸道时气体分子之间和气体分子与气道壁之间的摩擦;占非弹性阻力的80%~90%。气道阻力的表示：维持单位时间内气体流量所需的压力差。即:大气压与肺内压之差(cmH2O)气道阻力=单位时间内气体流量(L/s)

(4)影响气道阻力的因素:

①气流速度②气流形式层流阻力小，涡流阻力大③气道管径阻力与半径4次方成反比:

a.跨壁压:气道内压高,跨壁压↑→管径↑,R↓

b.肺组织对气道外向放射状牵引；

c.副交感使气道平滑肌收缩，交感作用相反；

d.化学因素:PGF2α、组胺、白三烯等使气道平滑肌收缩；CA、PGE2使之舒张。二、肺通气功能指标

(一)肺容积和肺容量

Pulmonaryvolumeand

pulmonarycapacities

肺容积和肺容量图解肺总量肺活量功能残气量残气量补吸气量深吸气量补呼气量潮气量吸呼呼吸

肺通气功能的测定及意义

1.深吸气量:是衡量最大通气潜力的指标之一。胸廓、胸膜、肺、呼吸肌病变此量减少。

2.功能残气量:缓冲呼吸过程中肺泡气PO2和

PCO2变化幅度，维持肺换气的稳定。

3.肺活量:尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气量。反映了肺一次通气的最大能力。

4.用力肺活量:一次最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大气量。正常<肺活量。

5.用力呼气量(时间肺活量):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量.

以它占用力肺活量的百分数表示:1s=80%,2s=96%,3s=99%。是衡量肺通气功能的最佳指标。(二)肺通气量和肺泡通气量

1.每分肺通气量minuteventilationvolume

定义:每分钟吸入或呼出的气体总量(基础状态下测定)。每分通气量=潮气量×呼吸频率

=500ml×12次/min=6L/min2.最大随意通气量maximalvoluntaryventilation

定义:尽力作深、快呼吸时，每分钟吸入或呼出的最大气体量。约为150L/min

最大通气量(150L)—每分通气量(6L)3.通气贮量百分比=━━━━━━━━━━━━×100%

最大通气量(150L)≥93%解剖无效腔：鼻→终末细支气管肺泡无效腔：血流在肺分布不均引起4.生理无效腔Physiologicaldeadspace5.肺泡通气量

Alveolarventilation

定义:每分钟吸入肺泡的新鲜气量，是与血液进行真正有效气体交换的气量。

=(潮气量－无效腔气量)×呼吸频率

=(500-150)×12=350×12=4.2L/min

浅而快呼吸:(250-150)×24=100×24=2.4L/min

深而慢呼吸:(1000-150)×6=850×6=5.1L/min(三)呼吸功Workofbreathing

呼吸肌收缩克服弹性及非弹性阻力实现肺通气所作的功。

W=

△V×△P=

NL/cmH2O△V:肺容积的变化；△P:跨壁压

1J=10.2L/cmH2O

正常一次平静呼吸作功仅0.25J。劳动、运动及疾病致肺弹性及非弹性阻力增大时，呼吸功增加。第二节气体交换

Gasexchange一、气体交换的基本原理(一)

气体的扩散Diffusion1.气体分压=总压力×该气体容积百分比。分压差是气体扩散的动力

2.扩散速率(diffusionrate,D):单位时间内气体扩散的容积。(二)影响气体扩散速率的因素

1.气体分压差

2.与分子量(MW)平方根成反比和溶解度(S)成正比。S

/√MW为扩散系数

CO2