生理学课件 呼吸系统 PPT

1、第五章呼吸，第一节肺通气，第三节瓦斯气体运输，第四节呼吸运动调节，第二节气体交换，概说，呼吸：概述机体与外界环境之间的气体交换过程。 呼吸全过程：第一节肺通气，第一，肺通气概念第二，肺通气结构血管网粘液腺加湿、加温、过滤、清洁纤毛迷走NACh M接纳体收缩气道阻力平滑肌(哮喘患者夜间发作多)交感神经NNE 2接纳体扩张气道阻力(交感神经药物治疗哮喘) 呼吸肌：与肺通气动力相关的胸膜腔：其负压和与肺扩张相关的肺泡：肺通气的主要场所，呼吸机，呼吸机，呼吸机三，肺通气原理(一)肺通气的动力，呼气，肺内压大气压，缩小，肺，吸气，肺内压大气压，胸廓，呼吸肌，缩小，收缩，扩张，直接动力：肺内压和外部扩张，

2、1 .呼吸运动(1)式：在呼吸深度部分：平稳呼吸，用力呼吸的不同动作部位：胸式呼吸、腹部呼吸、混合式呼吸。 混合呼吸：正常成人。 腹部呼吸：婴儿，胸膜炎，胸腔积液。 胸式呼吸：严重腹水，腹腔肿大，(2)频率：成人：18次/分婴儿：6070次/分，宫内孕、肥胖。 (3)过程：平稳呼吸：经肺内压大气压强、呼吸机气体出肺，胸廓容积缩小，肺被动缩小，横隔膜和肋间外肌扩张，肋骨与横隔膜弹性恢复，缩小胸廓上下、前后、左右直径，经肺内压大气压强、呼吸机气体进入肺，胸廓容积扩大， 肺在胸膜腔负压下被动扩张(肺不主动扩张的组织架构)，横隔膜收缩使横隔膜上下运动的胸廓上下径肋间的外肌收缩增大，抬高肋骨，扩大胸廓前

3、后、左右径，吸气，吸气，用力呼吸：用力吸气，辅助吸气肌也参加用力呼气，除吸气肌扩张外，呼气肌也参加(肋间内肌腹壁肌收缩)，胸廓容积进一步缩小。 人工呼吸3360的基本原理3360是在肺内和外部的大气压强之间产生压力差的方法3360负压吸气式(压胸法)正压吸气式(口口呼吸法，呼吸机) (4)特征：在平稳呼吸的情况下，吸气是主动的，呼气是被动的。 用力呼吸时，无论吸气还是吸气都是积极的。 平静的呼吸时，肋间外肌发挥的作用是横隔膜。 2 .肺内压：肺内压是指肺内气道和肺泡内瓦斯气体的压力。 平稳的吸气初：肺内压大气压强=0.30.4kPa瓦斯气体出肺平稳的呼气末：肺内压=大气压强气流停止时：肺内压的

4、升降变化增加。 例如，故意关闭声门进行激烈的呼吸运动。 3 .胸内压(1)概念：胸内压为胸膜腔内的压力。 (2)测量方法用：间接法：气球测量食道内压，间接地反映胸部内压直接法：(3)压力：稳定的吸气时：胸部内压大气压强=0.71.3kPa呼气时：胸部内压大气压强=0.40.7kPa， 特征：平稳的呼吸时胸部内压经常是负压，如果用力呼吸，负压的变动会变大，有时会变成正压(关闭声门用力呼吸等)。 (4)成因：的前提条件：是有少量拉力赛密闭室的肺和胸廓呈弹性组织，胸廓自然容积肺容积壁层胸膜与胸廓内壁紧密接触，大气压强对其影响极小。 形成要素：两个方向相反力的代数和胸内压大气压强肺收缩力，胸内压0肺收

5、缩力，使心脏层胸膜强制返回，使心脏层胸膜向外移动使肺扩张，肺弹性组织收缩力和肺泡表面张力，肺收缩力，肺内压，大姨妈意义：维持作用肺处于扩张状态，促进血液和淋巴液的逆流结论：胸膜腔内负压是指心脏胸膜被两种相反力量抵消的代数和，是经由心脏胸膜间接反映在胸膜腔上的压力。 (二)肺通气电阻呼吸运动产生的动力，可以克服肺通气电阻后实现肺通气。抵抗增高是临床肺通气障碍的常见原因。 弹性阻力，非弹性阻力，肺通气阻力，胸廓弹性阻力：与胸廓的位置有关，肺弹性阻力，气道阻力：气体流动形式与气道半径有关，黏性阻力，惯性阻力，肺弹性收缩力： 1/3，肺泡表面张力：2/3，在常态下可忽略，1 .弹性阻力： (1)肺的弹

6、力顺应性大=易扩张=弹力抵抗小=难扩张=弹力抵抗大，肺容积变化(v )肺顺应性(CL)=0.2L/cmH2O超越肺压变化(p )肺内压与胸膜腔内压之差，所测肺顺应性(L/cmH2O肺由来：肺的弹力阻力，肺泡表面张力离体肺在膨胀和充水时(肺扩张至同一容积)，可见膨胀所需的加压水充填。 是否存在肺泡内液气界面(表面张力)，与肺的弹性抵抗有密切关系。 肺泡内的液气界面，因为界面层的液体分子受到力而不均匀，所以表现的粘聚力(表面张力)的方向是朝向中心使肺泡缩小。 根据肺弹性组织收缩力：1/3、肺泡表面张力：2/3、Laplace定律： P(N/cm )的肺泡内压力(P):与表面张力(t )成正比，与肺

7、泡半径(r )成反比。 肺泡表面张力作用： a .肺泡收缩肺通气(吸气)抵抗b .促使肺泡内压不稳定、肺泡破裂或萎缩c .肺泡内液体肺水肿的发生，来自2T(N/cm )、r(cm )、表面活性素：肺泡型细胞分泌、单分子层分布在肺泡液-气界面处，其密度随肺泡收缩而变化。 成分：棕榈酰卵磷脂(DPL或DPPC )。 作用： a .降低肺泡表面张力，降低吸气阻力，减少由肺泡内液生成引起的肺水肿的发生，c .维持肺泡内压的稳定性，防止肺泡破裂和萎缩的临床：成人肺炎、肺血栓等表面活性素扩张。 由于6.7个月胎儿开始分泌细胞表面活性素，早产儿发生表面活性素不足肺不全和新生儿肺透明膜病呼吸窘迫综合征。 吸气

8、、肺泡表面积、DPL分散、表面张力降低作用、肺泡表面张力、肺泡收缩、肺泡破裂防止、呼气、(密集)、()、()、(扩张)、(2)胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力是由胸廓的弹性组织形成的。 关于胸廓弹性阻力的作用方向，根据胸廓的扩大程度，在：胸廓处于自然的位置的情况下(肺容量6.7 )，在未出现弹性收缩力的胸廓缩小时(肺容量6.7 )，胸廓的弹性收缩力向外输出=吸气的动力，呼气的阻力扩大时(肺容量6.7 )，胸廓的弹性收缩力向内侧=吸气的阻力，呼气由于肺容量变化(p )胸廓依从性=0.2L/cmH2O影响壁压(p )、(3)弹性抵抗的因素：肺充血、肺不张、表面活性素减少、肺间质纤维化和感染等原因，肺弹

9、性抵抗(肺依从性)的吸气困难。 肺气肿时肺弹性成分破坏肺收缩力肺弹性抵抗(肺顺应性)，呼气变得困难。 因此，肺顺应性增大并不一定表示肺通气功能好。 肥胖、胸廓畸形、胸膜肥厚、腹内占位性病变等原因是弹性抵抗(适应性)，但很少引起通气障碍。 2 .非弹性阻力气道阻力特性：仅在呼吸运动时产生的流速快的阻力大与气体的流动形式有关：层流阻力小湍流阻力大与气道半径的四次方成反比： (R1r4 )、影响气道阻力的因素：隔壁压力：气道内压高，隔壁压力大，管径被动地扩大阻力肺实质上是气道壁外向的放射状牵引作用：气道的弹性组织对没有软骨支持的细支气管很通畅。气道壁平滑肌舒缩活动： 迷走NAch M接纳体收缩气道阻

10、力交感神经NNE 2接纳体扩张气道阻力非NE非Ach共存递质的制备(如神经肽)高气压：深海潜水环境下，瓦斯气体密度增大，气道阻力增大，呼吸慢，呼吸肌作用和能源消费增加。 化学因素的影响：儿茶酚胺气道平滑肌扩张。 PGF2气道平滑肌收缩； PGE2气道平滑肌扩张。 抗变态反应时肥大细胞球释放，组织胺气道平滑肌收缩。 吸入瓦斯气体CO2自反性支气管收缩。 哮喘患者气道上皮合成，释放肺内皮素气道平滑肌收缩。 四、肺通气功能评价(一)肺容积和肺容量1 .肺容积(TV、IRV、ERV、RV )，肺容积和肺容量形象，二.肺容量，(一)深吸空气量：测量最大通气可能性的重要指标。 (2)功能剩馀瓦斯气体量的大

11、姨妈意义：缓冲Po2和Pco2的变化幅度。 (3)肺总量(TLC )、(4)肺活量、力肺活量、力呼气量：力肺活量(FVC )和力呼气量(FEV )的示意图；(2)肺通气量：每单位通气量的通气量呼吸频率(次/分)最大通气量=最大通气量最快呼吸频率(次/分)通气储量百分比=2.肺泡通气量(次/分) 肺泡无效腔：因无血流而无法气体交换的肺泡腔。 大姨妈无效腔解剖无效腔肺泡无效腔，最大通气量，每分钟最大通气量通气量，100%，93% (反映通气储存能力)，=68 L/min，=70120 L/min，=4.26.3 L/min，思考问题1 .复习胸膜腔内负压是如何形成的有什么大姨妈意义2 .肺泡肺泡表

12、面活性素有什么大姨妈意义？ 3 .为什么用生理盐溶液扩张肺的抵抗小？4 .无效腔对肺泡通气量有什么影响？ 5 .为什么说时间肺活量能反映肺通气功能？ 第二节气体交换一、气体交换原理：扩散。 动力：膜两侧的气体分压差。 条件：瓦斯气体理化特性，膜通透性和面积，压差。 速度：=扩散速度(d )的扩散速度与差压、温度、瓦斯气体溶解度、与扩散面积成比例的扩散距离、分子量的平方根成反比。 瓦斯气体的溶解度/分子量的平方根之比是扩散系数。 扩散系数大，扩散速度快。 扩散距离分子量、分压温度瓦斯气体溶解度扩散面积、=、二、肺通气与组织通气、换气动力：分压换气方向：分压高压换气结果：肺血组织血血、CO2、O2

13、、肺通气过程、组织通气过程、三、影响气体交换的因素(一)瓦斯气体扩散速度O2、CO2扩散速度(d ) 的比较分子量血浆溶解度肺泡气a血v血doo 232.413.913.5.3 co 244515.0.5.3.6.1，CO2的扩散系数是O2的2.0倍，在相同条件下CO2的扩散速度是O2的2.0倍，但在肺部由于肺泡气和v血的压差的不同，CO2的扩散速率实际上是肺功能衰竭患者常缺乏O2，CO2积存不明显。 分压温度瓦斯气体溶解度扩散面积、扩散距离分子量、=、(ml/l ) (kpa ) (kpa )、1 .厚度：肺间质纤维化、尘肺、肺水肿呼吸膜厚渗透性气体交换； 特别是运动时，耗氧量、肺血流速(=

14、气体交换时间)、呼吸膜厚气体交换。 2面积肺气肿、肺不张病、肺叶切除呼吸膜面积气体交换。 6层1m厚，(2)呼吸膜正常呼吸膜非常薄，渗透性和面积极大(70-80m2)。 血液流经肺毛细血管的全长约为0.7s，完成气体交换的时间为0.3s (前1/3段)=仅储备了气体交换的时间，在这种安静的状态下，只有40m2才储备了气体交换=与气体交换相关的面积。、CO2、O2、(3)换气/血流比肺通气量(VA)/肺血流量(Q) 1.VA/Q肺通气或肺血流增大大姨妈无效腔通风效率(如心力衰竭、肺动脉栓塞)2.VA/Q肺通气增大功能性A-V短路通风效率(如哮喘、肺气肿、支气管栓塞)、(5L/min 0.84 )

15、、(4.2l 一些说明： VA/Qor通风效率对O2和CO2积存的症状，但以O2不足为主，原因： A-V血间PO2PCO2功能性A-V短路时，a血PO2程度v血PCO2； CO2的扩散系数是O2的2.0倍，CO2的扩散速度O2在难以出现CO2积存的症状的a血PO2和PCO2的情况下，刺激呼吸，增加肺泡的通气量，对CO2的排出有贡献(由O2和CO2解离曲线的特征决定)。 全肺VA/Q=0.84是测定肺通气功能的指标，但由于肺各局部肺泡通气量和血流量不均匀，所以临床上在肺各局部VA/Q :人体直立时在肺局部VA/Q肺上区肺下区va (l/min )0. 240.8.2 q (l/min ) 0 意

16、义：肺扩散电容是测定呼吸瓦斯气体通过呼吸膜能力的指标。 正常值： O2的dl=2.1 mmin1mmhg 1的激烈运动下O2的dl可以增加到60mLmin-1mmHg-1。 因为肺血流量原封锁状态的肺泡毛细血管开放换气面积潮气量肺通气量肺泡的通气血流更符合通风效率。 CO2的DL=400450mLmin-1mmHg-1分钟的耗氧量为21m min-1 mmhg-111 mmhg=230 MLM in-1。复习思考问题1 .影响肺瓦斯气体扩散的因素是什么2 .通气/血流比偏离正常范围对肺气体交换是哪个3 .为什么CO2扩散速度高于O2？ 4 .呼吸膜是由什么样的结构构成的？ 5 .比较空气、吸入空气、肺泡气、呼气的CO2、O2分压的差异，说明其原因。 第三节气体输送一、输送形式： (一)物理溶解：瓦斯气体直接溶解于血浆。 特征：量小，起桥梁作用的溶解量与分压成正比： (2)化学键：瓦斯气体与某物质化学键合。 特征：量多，是主要的运输形式。 物理溶解，化学键，动态平衡， 1atm:O2物理溶解量=0.3ml 3atm:O2物理溶解量=6.3ml (即2.0倍、高压氧治疗的理论基础)、肺氧和二氧化碳输送形式、组织氧和二氧化碳输送形式二、氧的输送(一)物理溶解： (1.5% ) (二)化学键：(98.5% ) O2和Hb的可逆结合：Hb O2，表浅毛细血管