第7章 呼吸生理

第十章呼吸系统第一节呼吸器官第三节呼吸气体交换与运输第四节呼吸运动的调节第二节呼吸运动与肺通气概述呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。呼吸全过程：

在高等动物和人体，呼吸过程由三个相互衔接并且同时进行的环节来完成

1外呼吸（肺呼吸）：外界空气与肺之间、以及肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程。

2气体在血液中的运输：通过血液循环把氧及时送到全身细胞、组织、器官；又把它们代谢产生的二氧化碳运送到肺，排出体外。3内呼吸（细胞呼吸）：血液或内环境与细胞之间的气体交换过程，有时也将细胞内的氧化过程包括在内。

可见呼吸过程不仅靠呼吸系统来完成，还需要血液循环系统的配合，这种协调配合，以及它们与机体代谢水平的相适应，又都受神经和体液因素的调节。呼吸系统组成上呼吸道下呼吸道鼻咽喉气管支气管肺第一节呼吸器官鼻外鼻鼻腔鼻旁窦鼻粘膜嗅部呼吸部甲状软骨环状软骨会厌软骨杓状软骨整体观喉的软骨喉腔前庭襞声襞前庭裂声门裂喉前庭喉中间腔声门下腔（喉腔最狭窄处）气管和主支气管气管：上接环状软骨，向下入胸腔，至胸骨角平面分为左右主支气管；主支气管左主支气管细、长、走向水平右主支气管粗、短、走向陡直肺形态位置肺尖肺底分叶左二右三形态高于锁骨二横指

肺泡

第二节肺通气一、肺通气的动力呼气肺内压＞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肺通气：是指肺与外界环境间的气体交换过程。

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。扩张呼吸运动吸气肌：膈肌肋间外肌呼气肌：肋间内肌腹肌辅助吸气肌：斜角肌胸锁乳突肌呼吸肌舒张（一）呼吸运动1、呼吸运动：由胸廓的扩大和缩小所引起呼吸，即呼吸运动。2型式:按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸；按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。

混合呼吸:正常成人。腹式呼吸:膈肌舒缩引起的呼吸运动伴以腹壁的起伏，所以这种型式的呼吸称为腹式呼吸。

胸式呼吸:由肋间肌舒缩使肋骨和胸骨运动所产生的呼吸运动，称为胸式呼吸。3频率:成人:12～18次/分婴儿:60～70次/分4、过程：①平静呼吸：肺内压＞大气压，气体经呼吸道出肺胸廓容积缩小,肺被动缩小膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回位，缩小胸廓上下、前后、左右径肺内压＜大气压，气体经呼吸道入肺胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张(因肺无主动扩缩的组织结构)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、左右径吸气呼气

②用力呼吸：用力吸气时，辅助吸气肌也参加，胸廓容积进一步扩大。用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间内肌+腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。

③人工呼吸:原理:使肺内与外界大气压间产生压力差方法:负压吸气式(压胸法)正压吸气式(口对口呼吸法，呼吸机)特点：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。③平静呼吸时，肋间外肌所起的作用＜膈肌。（二）肺内压:肺内压：是指肺泡内的压力。平静吸气初:肺内压<大气压=0.3～0.4kPa→气入肺平静吸气末:肺内压=大气压──────→气流停平静呼气初:肺内压>大气压=0.3～0.4kPa→气出肺平静呼气末:肺内压=大气压──────→气流停（三）胸内压

胸内压：是指胸膜腔内的压力。前提条件:①有少量浆液的密闭腔；②肺和胸廓是弹性组织；③胸廓自然容积>肺容积；④壁层胸膜紧贴于胸廓内壁形成因素: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)肺内压生理意义:1.维持肺处于扩张状态；2.促进血液和淋巴液的回流。气胸：胸膜腔与外界空气相通。结论：胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相互抵消的代数和,经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压力。三、肺容量和肺通气量

(一)肺容量

机能余气量＝余气量＋补呼气量

肺总容量＝肺活量＋余气量

肺活量＝补吸气量＋潮气量＋补呼气量

时间肺活量=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。

潮气量：每次吸入或呼出的气量。

余气量：全力呼气后肺内所留的气量

补呼气量：平静呼气末再用全力呼出的气量。

补吸气量：平静吸气末再用全力吸人的气量

(二)肺通气量：⒈每分通气量＝潮气量×呼吸频率(次/分)

2.肺泡通气量＝(潮气量-解剖无效腔量)×呼吸频率

解剖无效腔：无气体交换能力的腔（从上呼吸道→呼吸性细支气管）。肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。

生理无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔

=6～8L/min

第三节气体交换和运输

一、气体交换

动力：膜两侧的气体分压差。

条件：气体的理化特性、膜通透性和面积、分压差。速率：=扩散速率（D）

气体的溶解度/分子量的平方根之比为扩散系数。扩散系数大，扩散速率快。扩散距离×√分子量分压差×温度×气体溶解度×扩散面积=（一）气体交换过程

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CO2O2肺换气过程组织换气过程（二）、影响气体交换的因素

1、气体扩散速率

O2、CO2扩散速率（D）的比较——————————————————————————————————————

分子量血浆溶解度肺泡气A血V血D

——————————————————————————————————————O23221.413.913.35.31CO244515.05.35.36.12———————————————————————————————————————分压差×温度×气体溶解度×扩散面积扩散距离×√分子量=(ml/L)（KPa）（KPa）

（KPa）（1）厚度：肺纤维化、尘肺、肺水肿→呼吸膜厚度↑→通透性↓→气体交换↓；（2）面积：肺气肿、肺不张、肺叶切除→呼吸膜面积↓→气体交换↓。2、呼吸膜3、通气/血流比值

（1）VA/Q↑≈肺通气↑或肺血流↓→增大生理无效腔→换气效率↓(如心衰、肺动脉栓塞)（2）VA/Q↓≈肺通气↓→增大功能性A-V短路→换气效率↓（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）二、气体运输

1、物理溶解:气体直接溶解于血浆中。特征：①量小,起桥梁作用；②溶解量与分压呈正比：

2、化学结合:与某些物质进行化学结合。特征:量大,主要运输形式。

1atm：O2物理溶解量=0.3ml％3atm：O2物理溶解量=6.3ml％在肺脏氧与二氧化碳运输形式在组织氧与二氧化碳运输形式（一）氧的运输1、物理溶解：(1.5%)2、化学结合:(98.5%)（1）O2与Hb的可逆性结合:Hb+O2

PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)HbO2③1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（2）O2与Hb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；

PO2↑(氧合)PO2↓(氧离)（二）CO2的运输1、物理溶解：5％2、化学结合：95％88％碳酸氢盐的形式,7％氨基甲酸血红蛋白形式

CO2的运输碳酸酐酶

氨基甲酸血红蛋白的形式：7％

(1)反应过程：HbNH2O2+H++CO2

(2)反应特征:在组织在肺脏HHbNHCOOH＋O2①反应迅速且可逆，无需酶催化；②CO2与Hb的结合较为松散；③反应方向主要受氧合作用的调节:

HbO2的酸性高,难与CO2结合,反应向左进行HHb的酸性低,易与CO2结合,反应向右进行④虽不是主要运输形式,却是高效率运输形式，因肺部排出的CO2有20％是此释放的。⑤带满O2的Hb仍可带CO2。第四节呼吸运动的调节●呼吸能有节律的进行？●呼吸的频率和深度如何随内外环境的改变而变化中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群呼吸中枢

呼吸中枢：脊髓低位脑干（脑桥、延髓）高位脑中脑呼吸中枢

脑桥延髓脊髓××A平面：呼吸节律变化不明显B平面C平面D平面：呼吸停止说明：呼吸节律产生于低位脑干实验一中脑呼吸中枢

脑桥延髓脊髓×A平面B平面：呼吸深慢C平面D平面×颈两侧迷走神经：吸气延长呼气暂停实验二呼吸中枢

说明：有两处抑制吸气的部位1、脑桥上部有抑制吸气的结构（呼吸调节中枢）2、来自肺的迷走神经传入冲动抑制吸气实验二中脑呼吸中枢

脑桥延髓脊髓×A平面B平面C平面：呼吸节律不规则（长吸式呼吸结束）D平面实验三说明：脑桥中下部有兴奋吸气的长吸中枢延髓可以独立产生呼吸节律中