呼吸专家讲座

呼吸专家讲座呼吸专家讲座第1页重点、难点提醒：1.肺通气原理、胸内负压形成机理和意义；2.通气弹性和非弹性阻力,肺泡表面活性物质；3.潮气量、肺活量、时间肺活量、通气量；4.肺泡与血液间气体交换原理；5.O2和CO2在血液中运输形式；6.氧解离曲线及生理意义；7.延髓基础呼吸中枢以及呼吸节律形成；8.血液中PCO2↑，缺O2和H+↑对呼吸影响。呼吸专家讲座第2页引言(Introduction)呼吸专家讲座第3页呼吸专家讲座第4页呼吸概念：

机体与外界环境之间气体交换。

BODY

ENVIRONMENT呼吸意义：维持机体内环境中02和CO2分压相对稳定。稳态CO2O2呼吸专家讲座第5页

呼吸全过程四步骤：

1）肺通气

2）肺换气

3）气体在血液中运输

4）组织换气（内呼吸）外呼吸呼吸专家讲座第6页呼吸步骤：1外呼吸（肺通气+肺换气）2气体在血中运输3内呼吸（组织换气+细胞内氧化）123呼吸专家讲座第7页呼吸全过程组织换气细胞内氧化代谢肺换气气体运输肺通气O2CO2(TheWholeProcessofRespiration)肺通气pulmonaryventilation

肺换气gasexchange呼吸专家讲座第8页呼吸专家讲座第9页第一节呼吸道和肺结构与功效一、呼吸道（一）呼吸道分支结构呼吸道包含鼻、咽、喉（上呼吸道）和气管、支气管及其肺内分枝（下呼吸道）。整个呼吸道像一颗颠倒树，又称“呼吸树”。呼吸道有主要通气功效和对机体保护功效，但无气体交换功效。呼吸专家讲座第10页（二）气道上皮生理作用1、分泌粘液与浆液2、纤毛运输：纤毛摆动3、转化与解毒4、抗氧化性损伤5、自分泌或旁分泌作用呼吸专家讲座第11页1、概念气道阻力：

大气压

与肺内压之差/单位时间内气流量约1~3cmH2O·（L－1

·S）2、分布：鼻：50％

；声门：25％；气管、支气管：15％3、影响原因气流速度气流形式气道口径大小跨壁压肺实质牵引自主神经化学原因(三)气道阻力airwayresistance肺容积呼吸专家讲座第12页二、肺泡alveoli

是肺部气体交换场所。3亿个，面积70m2（一）呼吸膜respiratorymembrane即肺泡－毛细血管膜，由6层组成。呼吸专家讲座第13页（二）肺泡隔alveolarseptum

是指相邻肺泡之间结构。由两层肺泡上皮细胞、基膜及结缔组织间隙组成肺毛细血管穿行其中。是气体交换和液体交换主要场所呼吸专家讲座第14页（三）肺表面张力和肺表面活性物质1、表面张力（surfacetension）（1）方向：指向肺泡中央（2）负面影响：增加吸气阻力使相通肺泡内压不稳定促进肺部组织液生成呼吸专家讲座第15页呼吸专家讲座第16页Laplace定律：P＝2T/r呼吸专家讲座第17页P=2T/r呼吸专家讲座第18页图注：充气所需跨肺压＞＞充生理盐水，提醒充气时在液-气界面产生表面张力。可见，肺本身弹性阻力仅占肺总弹性阻力1/3，而表面张力约占2/3。所以，表面张力对肺呼吸功效含有主要作用。呼吸专家讲座第19页2、肺表面活性物质（Pulmonarysurfactant

）起源：肺泡Ⅱ型细胞分泌成份：二棕榈酰卵磷脂（dipalmitoylphosphatidylchpline，DPPC）呼吸专家讲座第20页肺表面活性物质维持大小肺泡容积稳定呼吸专家讲座第21页作用：1、降低肺泡表面张力，降低吸气阻力2、稳定大小肺泡容量3、预防肺不张4、保持肺内干燥，预防肺水肿呼吸专家讲座第22页第二节肺通气Pulmonaryventilation概念：是肺与外界环境之间气体交换过程。实现肺通气器官：呼吸道、肺泡和胸廓等。呼吸专家讲座第23页一、肺通气动力直接动力：大气与肺泡之间压力差What'sthis?主要原动力：呼吸运动呼吸专家讲座第24页（一）呼吸运动概念：是指呼吸肌收缩舒张引发胸廓有节律地扩充和缩小。参加呼吸肌肉：主要吸气肌：膈肌和肋间外肌主要呼气肌：肋间内肌和腹肌辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌等呼吸专家讲座第25页膈肌呼吸专家讲座第26页呼吸专家讲座第27页呼吸专家讲座第28页呼吸专家讲座第29页肋间外肌肋间内肌呼吸专家讲座第30页1.吸气运动：膈肌和肋间外肌收缩主动过程2.呼气运动：膈肌和肋间外肌舒张被动过程平静呼吸过程呼吸专家讲座第31页呼吸专家讲座第32页呼吸专家讲座第33页3.呼吸类型1）平静呼吸和用力呼吸平静呼吸用力呼吸吸气膈肌和肋间外肌收缩辅助吸气肌也收缩呼气吸气肌舒张呼气肌收缩肺气肿呼吸专家讲座第34页用力呼气呼吸专家讲座第35页膈肌收缩肋间外肌收缩胸廓左右径、前后径增大胸廓上下径增大肺被动扩张肺内压小于大气压气体由外界进入肺内引发吸气平静吸气或用力吸气时（主动）小结：呼吸专家讲座第36页膈肌舒张肋间外肌舒张胸廓左右径、前后径恢复胸廓上下径恢复肺弹性回缩肺内压大于大气压气体由肺内排出外界引发呼气平静呼气时（被动）呼吸专家讲座第37页用力呼气时：（主动）呼气肌（肋间内肌等）收缩胸廓前后径、左右径深入缩小肺内压与大气压差深入增大更多气体由肺排出体外呼吸专家讲座第38页2）腹式呼吸和胸式呼吸腹式呼吸

膈肌活动为主胸式呼吸

肋间外肌活动为主混合式呼吸

呼吸专家讲座第39页（二）呼吸时肺内压和胸腔内压改变肺内压胸内压呼吸专家讲座第40页吸气：胸廓容积肺容积肺内压<大气压气体流进肺泡(吸气)肺内压肺内压=大气压吸气停顿1.肺内压(肺泡内压）1）改变过程呼气末：肺内压=大气压呼吸专家讲座第41页呼气：胸廓容积肺容积肺内压>大气压气体流出肺泡肺内压肺内压=大气压呼气停顿呼吸专家讲座第42页2）改变程度吸气深快，呼吸道不通畅，肺内压改变大。吸气浅慢，呼吸道通畅，肺内压改变小。呼吸专家讲座第43页负压人工呼吸正压人工呼吸3）人工呼吸呼吸专家讲座第44页口对口人工呼吸呼吸专家讲座第45页2.胸膜腔内压肺怎样随胸廓运动而运动？1）胸膜腔：密闭性，胸膜间浆液分子内聚力玻璃呼吸专家讲座第46页2）胸膜腔内压A：测定方式直接测定间接测定负值呼吸专家讲座第47页B：成因以胸膜腔密闭且含浆液为条件出生时胸廓容积>肺容积出生后胸廓生长>肺生长胸廓容积>肺容积胸廓将肺拉大肺回缩胸内负压肺回缩呼吸专家讲座第48页C.胸内负压形成（一腔二力）**⊙

一腔：有一个密闭胸膜腔，腔内有些浆液起润滑壁层和脏层胸膜并使之紧贴在一起作用。⊙

二力：a.肺内压→肺泡扩张

b.肺弹性回缩力→肺泡缩小

方向相反呼吸专家讲座第49页

故：胸内压=肺内压—肺弹性回缩力在吸气末或呼气末，肺内压=大气压，则胸内压=大气压—肺弹性回缩力若以大气压（760mmHg）=0，则胸内压=0—肺弹性回缩力

=—肺弹性回缩力(胸内负压)呼吸专家讲座第50页

假如肺回缩力为5mmHg（0.665kPa），胸内压是-5mmHg（0.665kPa），即

760mmHg—5mmHg=755mmHg(低于大气压)

（101.08kPa—0.665kPa=100.415kPa）呼吸专家讲座第51页D：胸内压负压改变：平静吸气末：-1.33~-0.665kPa

（-10~-5mmHg）平静呼气末：0.665~0.399kPa

（-5~-3mmHg）用力吸气时，可降至-11.97kPa

（-90mmHg）用力呼气时，可升到14.63kPa

（110mmHg）呼吸专家讲座第52页呼吸专家讲座第53页

胸膜腔内压=肺内压-肺回缩力

=大气压-肺回缩力

=-肺回缩力以大气压为0吸气末胸内压＝－肺回缩力小结：呼吸专家讲座第54页E：胸内负压意义⊙生理学意义**：

a.维持肺泡扩张，有利于肺通气和肺换气

b.有利于静脉血和淋巴液回流呼吸专家讲座第55页⊙临床意义：闭合式气胸a.气胸开放式气胸张力式气胸b.人工气胸：如治疗空洞肺结核呼吸专家讲座第56页呼吸运动（原动力）胸内压改变肺内压与大气压差改变（直接动力）肺通气小结：呼吸专家讲座第57页（二）肺通气阻力弹性阻力70%非弹性阻力30%表面张力（占2/3）肺弹性回缩力（占1/3）呼吸专家讲座第58页（一）弹性阻力1.肺弹性阻力表面张力（占2/3）肺弹性回缩力（占1/3）呼吸专家讲座第59页弹性阻力：弹性组织反抗外力引发变形而产生回位力。顺应性：弹性组织在外力作用下可扩展性。弹性阻力小，轻易扩展，顺应性大。

呼吸专家讲座第60页1)肺顺应性(pulmonarycompliance,C)

C=△V/△P（L/cmH2O）

△V：肺容积改变；△P：跨肺压改变呼吸专家讲座第61页1)肺顺应性(pulmonarycompliance,C)

C=△V/△P（L/cmH2O）

△V：肺容积改变；△P：跨肺压改变呼吸专家讲座第62页呼吸专家讲座第63页

肺静态顺应性曲线（pulmonarycompliancecurveofstaticstate）跨肺压(cmH2O)肺容积变化(升)

吸气（inspiration）

呼气expiration呼吸专家讲座第64页肺充血、肺不张、肺纤维化肺顺表面活性物质降低应性肺气肿肺顺应性呼吸专家讲座第65页

2）比顺应性specificcompliance

比顺应性=实测肺顺应性/肺总量呼吸专家讲座第66页3）肺弹性阻力产生：①弹性纤维及胶原纤维1/3②表面张力2/3

（液—气界面）呼吸专家讲座第67页4)表面张力作用：使液体表面积缩小。（肺塌陷）呼吸专家讲座第68页表面张力方向：指向肺泡中央负面影响：增加吸气阻力使相通肺泡内压不稳定促进肺部组织液生成呼吸专家讲座第69页5）肺弹性回缩力：与肺被扩张程度成正比肺气肿呼吸专家讲座第70页2、胸廓弹性阻力和顺应性作用：肺容量=67%肺总量时无回缩力肺容量<67%肺总量时吸气动力呼气阻力肺容量>67%肺总量时呼气动力吸气阻力呼吸专家讲座第71页1）胸廓顺应性thoraciccompliance，CT

CT=△V/△P（L/cmH2O）

△V：胸腔容积改变；△P：跨胸壁压改变呼吸专家讲座第72页呼吸专家讲座第73页肥胖、胸廓畸形胸膜增厚胸廓顺应性腹内占位病变呼吸专家讲座第74页2）胸廓弹性阻力：自然位置：0大于自然位置：向外小于自然位置：向内呼吸专家讲座第75页（二）非弹性阻力①惯性阻力②粘滞阻力③气道阻力呼吸专家讲座第76页惯性阻力粘滞阻力呼吸道阻力：占非弹性阻力80%~90%，占呼吸总阻力1/3。呼吸专家讲座第77页影响气道阻力原因：气道口径：∝1/r4气流速度：∝V气流形式：层流阻力小涡流阻力大大气道：占总气道阻力80%~90%呼吸专家讲座第78页层流湍流呼吸专家讲座第79页气道阻力神经和体液调整1.神经调整：1）交感神经2）迷走神经2.体液调整：1）儿茶酚胺2）5-缓激肽阻力阻力（三）呼吸功workofbreathing

在呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性和非弹性阻力实现肺通气所作功，称之。呼吸专家讲座第80页三、肺通气功效评价呼吸专家讲座第81页（一）肺容量呼吸专家讲座第82页1.潮气量tidalvolume，TV

500ml2.补吸气量inspiratoryreservevolume，IRV1500～ml3.补呼气量exspiratoryreservevolume，ERV900～1200ml

4.余气量residualvolume，RV1000～1500ml5.深吸气量inspiratorycapacity，IC～2500ml6.功效余气量functionalresidualcapacity，FRC2500ml7.肺活量vitalcapacity，VC男3500ml，女2500ml8.用力肺活量forcedvitalcapacity，FVC9.用力呼气量forcedexspiratoryvolume，FEV

10.肺总容量totallungcapacity，TLC

男5000ml，女3500ml呼吸专家讲座第83页最大吸气后以最快速度呼气，第1、2、3秒末呼出气量占肺活量百分数。用力呼气量（时间肺活量）呼吸专家讲座第84页呼吸专家讲座第85页（二）肺通气量1.每分通气量=潮气量×呼吸频率2.无效腔与肺泡通气量

1）生理无效腔①解剖无效腔：150ml②肺泡无效腔：正常人平卧时=0呼吸专家讲座第86页解剖无效腔呼吸专家讲座第87页呼吸专家讲座第88页2）肺泡通气量肺泡通气量=（潮气量－无效腔气量）×呼吸频率每分钟，吸入肺泡，能进行气体交换每次呼吸使肺泡内气体更新换气1/7呼吸专家讲座第89页浅快呼吸效能低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比较请问：从肺泡通气量考虑，深而慢呼吸与浅而快呼吸相比，哪一个呼吸对气体交换愈加有利？呼吸专家讲座第90页第三节呼吸气体交换（肺换气，组织换气）一、气体交换原理（一）气体分压差：扩散速率∝分压差分压∝体积分数呼吸专家讲座第91页呼吸专家讲座第92页（二）气体分子量与溶解度

分压差×扩散面积×溶解度×温度

D

=

扩散距离×分子量平方根气体扩散速率（rateofdiffusion）呼吸专家讲座第93页二、气体交换过程（一）肺换气呼吸专家讲座第94页肺泡与肺血呼吸专家讲座第95页呼吸专家讲座第96页肺换气

呼吸专家讲座第97页（二）组织换气血液与组织细胞之间气体交换过程。呼吸专家讲座第98页三、影响气体交换原因（一）影响肺换气原因1.呼吸膜厚度：反变关系肺纤维化、肺水肿时增厚呼吸专家讲座第99页

2.呼吸膜面积：正变

⊙运动时面积增大；

⊙肺不张、肺实变、肺Cap闭塞时面积减小呼吸专家讲座第100页

3.通气/血流（V/Q）

每分肺泡通气量和每分肺血流量比值。气多或血少气少或血多比值升高比值降低肺泡无效腔A-V短路换气效率低0.84呼吸专家讲座第101页呼吸专家讲座第102页呼吸专家讲座第103页正常呼吸专家讲座第104页（二）影响组织换气原因组织细胞代谢水平血供情况呼吸专家讲座第105页第四节气体在血液中运输形式：物理溶解、化学结合气体分压*溶解度溶解度=

温度呼吸专家讲座第106页溶解度呼吸专家讲座第107页

（ml/100ml血液）

动脉血静脉血

物理化学合物理化学合

溶解结合计溶解结合计

O2

0.3120.020.310.1115.215.31

CO22.5346.448.932.9150.052.91血液O2和CO2含量呼吸专家讲座第108页一、氧运输形式：物理溶解（1.5%),化学结合（98.5%）（一）氧与血红蛋白结合：氧合Hb+O2HbO2PO2高（肺）PO2低（组织）呼吸专家讲座第109页呼吸专家讲座第110页

物理溶解——1.5%，化学结合——98.5%。呼吸专家讲座第111页Hb与O2结合特征：①反应快、可逆、不需酶催化，主要受

PO2影响②属氧合反应③血红素Fe2+与珠蛋白组氨酸结合后，作用点才起作用④1分子Hb可结合4分子O2⑤氧离曲线呈S形呼吸专家讲座第112页（二）血氧饱和度氧容量：每升血Hb所能结合最大氧量。氧含量：每升血Hb实际结合氧量。氧饱和度：Hb氧含量和Hb氧容量百分比。呼吸专家讲座第113页（三）氧解离曲线影响原因1.氧解离曲线：

S形曲线呼吸专家讲座第114页

表示PO2与Hb氧结合量或Hb氧饱和度关系曲线。氧解离曲线呼吸专家讲座第115页形态特征A、上段：相当于PO2在60-100mmHg，曲线较平坦。是Hb与O2结合个别，

意义：只要吸入气或肺泡气PO2不低于60mmHg，Hb氧饱和度仍能保持在90%之上。即轻度PO2↓及轻度呼吸机能↓,不会引发缺O2呼吸专家讲座第116页中段：

HbO2

释放O2

个别。（PO260→40mmHg）较陡、表明PO2稍低，Hb氧饱和度↓显著，有较多O2离解出来，如PO2降到40mmHg时，Hb氧饱和度只有75%，血氧含量14.4ml%（V血），说明血从A→组织→V时，释O25ml（19.4—14.4%）。呼吸专家讲座第117页B、下段：PO240→15mmHg,曲线较陡，表明PO2稍↓，血氧饱和度显著↓。意义：PO2在此范围内，稍有下降，Hb氧饱和度下降较大，因而释放大量O2，满足机体代谢需要。在组织活动加强时，HbO2分解↑，每100ml血可释放15mlO2，为平静时3倍，故该段曲线代表O2贮备。呼吸专家讲座第118页2.影响氧解离曲线原因PCO2，pH，温度呼吸专家讲座第119页呼吸专家讲座第120页1）血液中pH和PCO2影响：

pH降低或PCO2升高，曲线右移——表现为波尔效应，其机制与pH改变时Hb构型发生改变相关。

呼吸专家讲座第121页2）温度影响：温度升高，曲线右移，其机制与温度影响了H+活度相关。3）2，3-二磷酸甘油酸（2，3-DPG）：

2，3-DPG浓度升高，右移曲线。无氧酵解呼吸专家讲座第122页二、二氧化碳运输（一）碳酸氢盐形式呼吸专家讲座第123页（二）氨基甲酸血红蛋白形式HbNH2O2+CO2

HbNHCOOH+O2组织肺呼吸专家讲座第124页第四节呼吸运动调整一、呼吸中枢调控（一）呼吸中枢（respiratorycenter）

CNS中产生和调整呼吸运动神经细胞群。分布于CNS各级水平，但基础中枢在延、桥。（横切脑干试验证实）呼吸专家讲座第125页dcba迷走神经完整切断双侧迷走神经PBKF呼吸专家讲座第126页横切部位呼吸活动改变推论中脑与脑桥之间基础正常呼吸中枢在中脑以下脑桥与延髓之间节律呼吸仍存在，但呼吸节律不规则脑桥有呼吸调整中枢延髓与脊髓之间呼吸运动停顿基础中枢在延髓呼吸专家讲座第127页1.延髓呼吸中枢：基础中枢2.脑桥呼吸调整中枢：呼吸神经元集中在臂旁内侧核（parabrachialismedialisnuclei，NPBM）和相邻Kolliker－Fuse（KF），合称PBKF核群。使吸气转化为呼气。呼吸专家讲座第128页背侧腹侧呼吸专家讲座第129页3.上位脑对呼吸运动调整如大脑皮层、边缘系统、下丘脑等对呼吸有调整作用。呼吸专家讲座第130页

臂旁内侧核

KF核吸气活动发生器吸气神经元吸气切断机制吸气肌运动神经元

吸气运动吸气扩肺刺激肺牵张感受器++++++_(二)呼吸节律起源与控制呼吸专家讲座第131页二、呼吸反射性调整（一）机械感受性反射1.肺牵张反射1）过程：吸气牵张感受器放电迷走神经传入冲动抑制延髓吸气神经元吸气转为呼气呼吸专家讲座第132页呼气牵张感受器放电迷走神经传入冲动延髓吸气神经元抑制解除呼气转为吸气呼吸专家讲座第133页1.肺牵张反射1）过程：2）意义：阻止吸气过深过长2.呼吸肌本体感受性反射呼吸专家讲座第134页(二)呼吸化学反射性调整ReflexiveRegulationofRespirationbyChemicalFactors呼吸专家讲座第135页化学感受性呼吸反射呼吸中枢潮气量呼吸频率效应器（呼吸肌）动脉血PCO2PO2H+化学感受器呼吸专家讲座第136页主动脉体Aorticbodies颈动脉体Carotidbodies外周化学感受器PeripheralChemoreceptor化学感受器Chemoreceptor中枢化学感受器centralChemoreceptor迷走神经窦神经呼吸中枢呼吸专家讲座第137页◆化学感受器1）外周：颈动脉体