生理学 呼吸ppt课件.ppt

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1、1,第五章 呼吸,2,本章内容：第一节 概述第二节 肺通气（肺通气的原理）第三节 肺换气和组织换气 1、肺换气和组织换气的基本原理 2、肺换气 3、组织换气第四节 气体在血液中的运输第五节 呼吸的调节教学要求： 明确呼吸的意义，掌握呼吸的三个相互联系的环节，了解呼吸节律的维持与呼吸运动的调节。,3,呼吸 ：机体和外界环境之间的气体交换生理意义：维持内环境中O2和CO2含量的相对稳定。 呼吸过程: 外呼吸（肺呼吸）： 肺通气 空气肺； 肺换气 肺泡肺毛细血管 ； 气体在血液中的运输： 肺摄取的O2运输到组织细胞 ； 组织细胞将CO2运送到肺 内呼吸（组织呼吸）： 血液组织细胞,4,呼吸过程的基本

2、环节：,血液循环 肺 组织细胞 O2 O2 CO2 CO2,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,5,第一节 肺通气,一、肺通气的原理 推动气体流动的动力阻止其流动的阻力(一) 肺通气的动力,根本动力（原动力）： 呼吸肌收缩和舒张引起的节律性呼吸运动。直接动力： 肺泡气与大气之间的压力差 0 呼气 0 吸气,6,1.呼吸运动 2.肺内压 3.胸膜腔内压,肺通气的动力,7,1. 呼吸运动,呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小称为呼吸运动，包括吸气运动和呼气运动。 吸气肌：膈肌和肋间外肌 呼气肌：肋间内肌和腹肌 呼吸辅助肌：斜角肌、胸锁乳突肌等,8,（1）呼吸运动

3、的过程：,平静呼吸： a. 吸气：吸气肌收缩胸廓扩张肺扩张肺容量 增加肺内压暂时下降气体进入肺（主动过程） b. 呼气：吸气肌舒张肺回缩胸廓回缩肺内压 升高气体被呼出（被动过程） 用力呼吸（深呼吸）： 用力吸气：辅助肌收缩（主动过程） 用力呼气：呼气肌收缩（主动过程）,9,（2）呼吸运动的型式,a. 腹式呼吸和胸式呼吸：腹式呼吸：以膈肌舒缩活动为主；胸式呼吸：以肋间外肌舒缩活动为主； 成年人的呼吸为腹式和胸式的混合式呼吸。b. 平静呼吸和用力呼吸平静呼吸 安静时的呼吸；用力呼吸 加深加快的呼吸；呼吸困难 缺氧或CO2增多时的呼吸。,10,2、肺内压：,肺泡内的压力。 吸气初，肺容积肺内压低于大

4、气压空气入肺泡肺内压吸气末时，肺内压=大气压 气流停止。 呼气初，肺容积肺内压高于大气压肺内气体出肺肺内压呼气末时肺内压=大气压，气流停止。,11,人工呼吸的方法: 负压吸气式(压胸法) 正压吸气式( 口对口呼吸法，呼吸机),人工呼吸：一旦呼吸停止，可人为改变肺内 压，建立肺内压与大气压之间的压力 差来维持肺通气。,12,13,3. 胸膜腔内压,胸膜腔由两层胸膜构成：紧贴于肺表面的脏层和紧贴于胸廓内壁的壁层。 胸膜腔内仅有少量浆液，没有气体，这一薄层浆液的作用是：（1）在两层胸膜间起润滑作用，减少摩擦。（2）浆液分子的内聚力使两层胸膜贴附在一起，并将肺和胸廓相互藕联。,14,（2）胸膜腔负压形

5、成的条件,先决条件: 胸膜腔是密闭的。根本因素: 肺有弹性回缩力。 a. 胸腔的自然容积大于肺的自然容积，使肺处于扩张状态。 b. 胸膜的壁层不易受大气压的直接影响。,胸膜腔内压肺内压肺回缩力在呼气末或吸气末，肺内压等于大气压，因而胸膜腔内压大气压肺回缩力 若以大气压为0，则 胸膜腔内压= 肺回缩力,15,1、维持肺扩张状态2、利于静脉血和淋巴液回流,胸膜腔负压的生理意义,如果胸膜破裂，胸膜腔与大气相通，空气将立即进入胸膜腔内，形成气胸。此时两层胸膜彼此分开，肺将因其本身的回缩力而塌陷。,气胸,16,肺通气的动力,呼吸肌的舒缩是肺通气的原动力； 呼吸肌舒缩引起胸廓的张缩，导致肺容积的变化，造成

6、肺内压和大气压之间的压力差，为肺通气的直接动力； 胸膜腔负压的存在，保证肺处于扩张状态，是原动力转化为直接动力的关键。,17,(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,（静态阻力）,（动态阻力）,18,弹性阻力和顺应性：弹性阻力：物体对抗外力作用所引起的变形的力。 顺应性：弹性组织在外力作用下发生变形的难易程度，指单位跨壁压所引起的体积变化。,度量法： 顺应性 =(1/弹性阻力) 顺应性大= 易扩张 =弹性阻力小 顺应性小=不易扩张=弹性阻力大,19,(1) 肺的弹性阻力,肺弹

7、性阻力的来源： 肺组织弹性回缩力及表面张力。 表面张力： 在肺泡内的液-气界面上，由于液体分子之间的吸引力大于气体分子之间的吸引力，而使表面积趋向于缩小的力。 肺的弹性阻力,肺组织弹性回缩力（1/3),肺泡液-气界面的表面张力(2/3),肺的弹性阻力是吸气的阻力，呼气的动力。,20,表面张力与肺泡的半径成反比:小肺泡的回缩力大，大肺泡的回缩力小。,21,肺泡表面活性物质： 成分：二棕榈酰卵磷脂 分泌部位: 肺泡II型细胞分泌 作用：降低肺泡表面张力 1. 维持大小肺泡的稳定性 2. 防止肺水肿 3. 降低吸气阻力, 减少吸气做功,22,(2) 肺顺应性 肺的顺应性（ CL ）: 表示肺扩张难易

8、程度的指标,与弹性阻力呈倒数关系 容积的变化(V)肺顺应性= 跨肺压的变化(P),（ 0.2 L/cmH2O）,23,肺静态顺应性曲线,24,肺静态顺应性曲线,25,a曲线的斜率大，表示顺应性大，弹性阻力小；曲线中段斜率最大.b曲线的斜率小，表示顺应性小，弹性阻力大。c. 曲线不重叠，存在滞后现象。,26,27,影响肺弹性阻力的因素:肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维化等肺弹性阻力吸气困难。肺气肿时肺弹性成分破坏肺回缩力肺弹性阻力(肺顺应性)呼气困难。 肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好。,28,(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

9、位置，不表现弹性阻力； 2) 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；,胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形成。作用方向视胸廓扩大的程度而异:,29,不同状态下胸廓弹性回缩力对呼吸的影响,30,、非弹性阻力,非弹性阻力,气道阻力,粘滞阻力,惯性阻力,呼吸时组织相对位移所发生的摩擦。,气体流经呼吸道时气体分子间和气体分子和气道壁之间的摩擦，占非弹性阻力的80%90%。与流速和气道半径有关。,气流在发动、变速、 换向时因气流和组织的惯性所产生的阻止肺通气的力。,31,弹性阻力,非弹性阻力,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

10、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,肺通气的动力,呼吸运动,肺内压,胸膜腔内压,肺通气的原理,32,第二节 肺换气和组织换气一. 气体交换基本原理（一） 气体的扩散 肺泡、组织与血液之间气体交换是通过扩散进行的。 扩散：气体分子从压力高处向压力低处发生的净转移。,33,34,二、肺换气（一）肺换气过程 O2与CO2在血液和肺泡间扩散迅速，0.3s内可达平衡。 血液流经肺毛细血管的时间为0.7秒，血液流经肺毛细血管的 1/3时，已完成肺换气过程。,35,（二）影响肺换气的因素,1. 呼吸膜的厚度,肺纤维化、尘肺、肺水肿呼吸膜

11、厚度通透性气体交换；,呼吸膜厚度增加一倍，气体扩散速率即降低一倍。,2.呼吸膜的面积,运动肺毛细血管开放数量 呼吸膜面积气体交换； 肺不张、肺气肿呼吸膜面积气体交换。,36,3. 通气/血流比值 1）指每分种肺泡通气量（VA）和肺血流量（Q）间的比值，记为VA/Q。 2）VA/Q =0.84 ，通气量和血流量最合适，换 气效率最高。,3）VA/Q0.84，通气过剩，血流不足，部分肺泡气未能与血液气交换，肺泡出现无效腔。,4）VA/Q 0.84 ，通气不足，血流过剩，部分血液未能更新就流回了心脏。犹如发生了动-静脉短路。,VA/Q可作为肺换气功能的指标,37,三、组织换气,1.气体的交换发生于液

12、相介质之间。,2. 扩散膜两侧的O2和CO2分压差与细胞内氧化代谢的强度和组织血流量有关。,3. 组织中PO2低、PCO2高，血液中PO2高、 PCO2低。,38,39,第三节气体在血液中的运输,一、氧的运输,（一）物理溶解,占血液总氧含量的约1.5%,（二）化学结合,占血液总氧含量的约98.5%,与血红蛋白进行可逆的化学结合,40,O2与血红蛋白的结合：,HbO2呈鲜红色，去氧Hb呈紫蓝色。当体表表浅毛细血管床血液中去氧Hb含量达5g/100ml血液以上时，皮肤、粘膜呈浅蓝色，称紫绀(cyanosis)，是缺氧的标志。,41,二. O2与Hb结合的特征:,1. 反应快、可逆、不需酶催化、受P

13、O2的影响；2. 氧合反应，非氧化（无电荷的转移）；3. 1分子Hb可与4分子O2可逆结合；4. Hb+O2的结合或解离曲线呈S形。,42,（三）氧解离曲线,表示不同PO2下，O2与Hb的分离情况和结合情况，呈S形。,血氧饱和度=（氧含量/ 氧容量）X100%氧容量：每1L血液中的Hb所可能结合的最大氧量。氧含量：每1L血液中的Hb所实际结合的氧量。,动脉血，氧含量20ml，氧饱和度为100；静脉血，氧含量15ml，氧饱和度为75。,43,44,（三）氧离曲线特征 及生理意义1. 上段:范围：PO260 -100mmHg， 坡度较平坦，是Hb结合 O2的部分。,表明：PO2变化时，血 氧饱和度

14、变化小。,意义：高原(低气压),PO2明显而Hb结合O2量变化不大； 轻度呼衰病人肺泡气PO2明显而Hb结合O2量变化不大。,45,2.中段:范围： PO24060mmHg， 坡度较陡。是Hb释 放O2的部分。,表明：PO2降低能促进大量氧离，血氧饱和度下降显著。 意义:动脉血流经组织时，可释放出适量O2 ，满足机体对O2 的需求。,46,表明：PO2稍有下降,血氧饱和度就急剧下降。意义：动脉血流经活动增 强的组织时，可释放足够的O2 ，满足活动增强组织对O2需求。代表O2的贮备,3.下段:范围：PO21540mmHg， 坡度更陡，Hb与O2 解 离的部分,47,二. CO2的运输 血液中的C

15、O2两种形式运输: 物理溶解的CO2约占总运输量的5%； 碳酸氢盐：88%化学结合的占95% 氨基甲酸血红蛋白：7%,48,1、物理溶解方式： 每100 ml的血液只能运输0.3 ml的CO2。2、碳酸氢盐结合方式： CO2进入红细胞后形成H2CO3，进一步解离成HCO3-和H+。HCO3-经载体扩散入血液（Cl-同时进入红细胞），多余的H+与血红蛋白结合。3、氨基甲酸血红蛋白结合方式： 一部分CO2与血红蛋白的氨基结合生成氨基甲酸血红蛋白。,CO2的运输：,49,一、呼吸中枢,第四节呼吸运动的调节,2. 延髓是呼吸基本中枢, 脑桥是呼吸调整中枢。,1. 分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓、脊髓

16、等部位；,50,呼吸节律的形成是通过感受器的反射性调节实现的，具体表现为： （一）化学感受性呼吸反射 (二）肺牵张反射 （三）防御性呼吸反射,二、呼吸运动的反射性调节,51,（一）化学感受性呼吸反射,化学因素（如：动脉血液、组织液中的O2,CO2及H+等）对呼吸运动的调节。,1化学感觉器 （1）外周化学感受器 （2）中枢化学受器,2CO2、H+、O2对呼吸的调节,（1）CO2对呼吸的影响 （2）H+浓度对呼吸的影响 （3）低O2对呼吸的影响,3CO2、H+、O2在呼吸调节中的相互作用,52,53,1、化学感受器（1）外周化学感受器颈动脉体和主动脉体： 感受血液中PCO2增多、PO2下降、H+升

17、高浓度变化的刺激而兴奋，三者对化学感受器的刺激有相互增强的作用。 颈动脉体对呼吸的刺激作用约为主动脉体的7倍。,54,外周化学感受器的反射过程,PO2、PCO2、H+,+,颈动脉体和主动脉体 化学感受器,窦神经 迷走神经,延髓呼吸中枢,呼吸加深加快,55,（2）中枢化学感受器延髓腹外侧浅表部位： a.只对脑组织中的H+高度敏感。不感受缺O2的刺激；,b. CO2对其有间接刺激作用，,CO2易透过血-脑屏障进入脑脊液:CO2H2OH2CO3H+HCO3- 发挥刺激作用的。,56,（1） CO2对呼吸的影响 a. 间接作用于中枢化学感受器（主要途径） 动脉血中PCO2升高3mmHg就可反射性引起反

18、应。 b. 直接作用于外周化学感受器。 动脉血中PCO2升高10mmHg才能引起反应。 中枢化学感受器对H的敏感性约为外周化学感受器的25倍。,2CO2、H+、O2对呼吸的调节,57,（2）H+对呼吸的影响1）H+增多或PH下降可使呼吸运动加快，它是化学感受器的有效刺激物。2）H+调节呼吸运动的途径 a. 血中H+增多主要兴奋外周化学感受器 b. 脑脊液H+增多兴奋中枢化学感受器,58,（3）O2对呼吸的影响 a. 缺氧刺激是通过外周化学感受器起作用的。若切断外周化学感受器的传入，其刺激作用完全消失。 b. 缺氧对中枢的直接作用表现为轻微抑制。 c. 轻度缺氧（PO280mmHg）对呼吸无明显

19、影响。,59,3. CO2、H+和O2影响呼吸的相互关系 1）在正常呼吸调节中PCO2起主导作用。 2）三个因素中任一改变，可引起其它两个因素的继发性改变，并可影响第一因素改变的呼吸效应。 3）缺O2和H+浓度增高可加强CO2分压升高对呼吸的刺激作用。,60,（二）肺牵张反射,由肺扩张或肺缩小引起的吸气抑制或吸气兴奋的反射叫肺牵张反射，也叫黑伯反射。,61,1肺扩张反射 肺扩张支气管、细支气管牵张感受器 兴奋 迷走神经传入冲动 呼吸中枢（兴奋吸气切断机制） 传出神经吸气停止转为呼气。 意义：阻止吸气过长，加速吸气和呼气交替。,62,2肺萎缩反射 肺缩小支气管、细支气管牵张感受器兴奋 迷走神经传入冲动呼 吸中枢传出神经由呼气转入吸气,63,（四）防御性呼吸反射 1.咳嗽反射 感受器（位于喉、气管和支气管的粘膜）迷走神经延髓咳嗽反射。 2.喷嚏反射 反射时腭垂下降，舌压向软腭，呼吸气从鼻腔喷出，清除鼻腔内的刺激物。,