呼吸机能课件.ppt

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1、运动生理学,西南民族大学体育系付 燕,呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程,呼吸的环节,内呼吸,外呼吸,气体运输,肺通气,肺换气,组织换气,第四章 呼吸机能,肺通气,气体交换,呼吸运动的调节,运动对呼吸机能的影响,气体运输,第四章 呼吸机能,呼吸系统,呼吸道,肺,-肺泡,气体进出肺的通道,气体交换的场所,-呼吸膜,肺通气的动力,肺通气机能的评定,肺通气,肺通气-肺与外界环境之间的气体交换过程,肺通气的动力,直接动力：肺内压和大气压之间的压差,肺内压 大气压,气体进入肺泡内,吸气,呼气,肺内压 大气压,肺泡内气体呼出,呼吸肌收缩和舒张引起胸廓的节律性扩大与缩小,肺通气的原动力,肺通气的动力,-

2、呼吸运动,主要吸气肌,辅助吸气肌,呼吸肌,主要呼气肌,膈肌和肋间外肌,胸肌、斜方肌、胸锁乳突肌、背阔肌等,肋间内肌和腹壁肌,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,扩 张,肺通气的原动力,肺通气的直接动力,肺通气的动力,-？,胸内压,(胸膜腔内的压力),平静吸气末：-5- -10mmHg 平静呼气末：-3- -5mmHg,特点:平静呼吸过程中始终为负压,生理作用：,1.牵拉肺扩张，有利于气体交换,2.使胸腔内心房、静脉、胸导管扩张，促进血液和淋巴回流,肺通气的动力,平静呼吸,用力呼吸,特点：主动吸气 被动呼气,特点：吸气和

3、呼气都是主动的,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，呼气肌也参加收缩,胸廓容积进一步缩小,呼吸运动,呼吸型式,胸式呼吸,腹式呼吸,呼吸运动,-以膈肌舒缩为主的呼吸运动,-以肋间肌活动为主的呼吸运动,呼吸运动,平静呼吸,肺内压大气压， 气体经呼吸道出肺,胸廓容积 肺弹性回缩,膈肌和肋间外肌舒张 肋骨和膈肌回位胸廓上下、前后、左右径,肺内压大气压， 气体经呼吸道入肺,胸廓容积肺被动扩张,膈肌收缩使膈顶下移， 胸廓上下径 肋间外肌收缩,肋骨上提,胸廓前后、左右径,吸 气,呼 气,主动吸气，被动呼气,胸膜腔负压的形成,胸内压=肺内压-肺的弹性回缩力,若以1个大气压为0位标准，

4、则,胸内压0肺回缩力 肺回缩力,在吸气末和呼气末，肺内压等于大气压, 胸内压=大气压-肺弹性回缩力,可见,胸膜腔负压是由肺的弹性回缩力造成的,肺通气机能的评定,肺容量,肺通气量和肺泡通气量,肺活量和时间肺活量,肺总容量：在最大吸气末，肺所能容纳的气体量,肺容量,正常成人男约5500ml 女约4000ml,肺容量：肺容纳的气体量,肺容量,1.潮气量,每一次呼吸时,吸入或呼出的气量,即呼吸深度.,2.补吸气量,平静吸气之末,再做最大吸气所能吸入的气量,正常成人平静呼吸时约400-600ml,正常成人约1500-2000ml,补吸气量+,安静时潮气量=,深吸气量,肺容量,3.补呼气量,平静呼气之末,

5、再做最大呼气所能呼入的气量,正常成人约900-1200ml,4.余气量,最大呼气后仍贮留于肺内的气量。,正常成人男约1500ml 女约1000ml,功能余气量:平静呼气后,贮留于肺内的气量,正常成人男约2500ml 女约2000ml,肺通气量和肺泡通气量,-单位时间内吸入或呼出的气体总量,每分通气量呼吸深度(潮气量)呼吸频率,成年人：安静时6-9升,剧烈运动时80-15OL或更多,肺通气量,-最大通气量,单位时间内（每分钟）所能达到的最大肺通气量,意义：可评价通气功能的贮备能力,肺泡通气量= 呼吸频率,肺通气量和肺泡通气量,肺泡通气量,-每分钟进入肺泡与血液实际进行气体交换的气量。,（潮气量-

6、生理无效腔),解剖无效腔,(150 ml),肺泡无效腔,=生理无效腔,深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更能提高肺泡通气量,肺通气量和肺泡通气量,5600,6800,3200,8000,8000,8000,肺活量和时间肺活量,意义：反映肺一次通气的最大能力,肺活量：最大吸气后，尽力呼气所呼出的气量,+补吸气量+补呼气量,潮气量,肺活量=,正常成人男约3500ml 女约2500ml,时间肺活量,-用力吸气后再用力并用最快的速度呼气,记录在一定时间内呼出的气量占肺活量的百分数,正常值：t1min末=83 t2min末=96 t3min末=99,意义：不仅反应肺活量大小，又反应了肺的弹性和呼吸道的通畅情况,

7、肺活量和时间肺活量,练习题,选择1 血液在肺部与外界环境间的气体交换称为( ) 。 A 呼吸 B 外呼吸 C 内呼吸 D 呼吸运动 2 肺通气的原动力来自( )。 A 呼吸肌的舒缩 B 胸内压的变化 C 肺内压的变化 D 肺的弹性 3 用力吸气时胸膜腔负压( ) 。 A 降低 B 升高 C 变化较小 D 不变 4 用力呼气时胸膜腔负压变小，静脉回流量( ) 。 A 增加 B 升高 C 变化较小 D 不变 5下列评价肺通气功能最好的指标是（ ）。 A.功能余气量 B.肺活量 C.补吸气量 D.时间肺活量6 评价通气贮备能力的指标是( )。 A 最大通气量 B 肺活量 C 时间肺活量 D 潮气量,

8、练习题,7、肺总容量减去肺活量等于( ) 。 A 补吸气量 B 补呼气量 C 功能余气量 D 余气量 8、肺的有效通气量是指( )。 A.肺通气量 B.肺泡通气量 C.最大肺通气量 D.肺活量。判断: 1. 潮气量是指每次吸入和呼出的气体量。 （ ） 2.平和呼气之后，存留在肺中的气量叫余气量。（ ） 3.平静呼吸和用力呼吸一样，吸气和呼气都是主动的。 （ ）名词解释 呼吸运动 肺活量 时间肺活量 肺通气量 肺泡通气量论述题：为什么在一定范围内深而慢的呼吸比浅而快呼吸效果好？,气体交换,肺换气,组织换气,肺泡与肺泡毛细血管血液之间的气体交换过程。,组织毛细血管血液与组织细胞之间的气体交换过程,

9、(一)气体交换的动力,在混合气体中某种气体所占有的压力,如:标准状态下,一个大气压为760mmHg,O2的容积百分比是20.96%,CO2是0.04%,那么:,气体交换,分压(P),气体分压总压力该气体容积,PO2=760mmHg 20.96%=159mmHg,PCO2=760mmHg 0.04%=0.3mmHg,生物膜两侧该气体的分压差,存在于不同部位的同种气体的分压的差值,分压差,气体分子总是从分压高的一侧流向分压低的一侧,-气体的扩散,人体不同部位氧和二氧化碳的分压,PCO2：肺泡40=动脉血40静脉血46组织50-80,PO2：肺泡104动脉血100静脉血40组织0-30,气体交换,(

10、二)肺换气和组织换气的过程,静脉血,动脉血,动脉血,静脉血,气体交换,（三） 影响气体交换的因素,(1)气体的分压差,(3)呼吸膜(厚度、面积),气体交换,综合考虑气体分子量、溶解度及分压差，CO2实际扩散速度约为O22倍。,1、气体扩散速度,气体扩散速度越快,气体交换速度越快,气体扩散速率与呼吸膜厚度成反比关系,气体扩散速率与扩散面积成正比,(2)气体的分子量、溶解度,2.肺通气/血流比值,肺通气/血流比值=每分钟肺泡通气量/每分钟肺血流量,正常：肺通气（4.2L)/血流(5L)= 0 .84,（三） 影响气体交换的因素,气体交换,小于0.84，意味着通气不足，血流过剩,大于0.84，意味着

11、通气过剩，血流不足,-功能性“动静脉短路”,-肺泡无效腔,？请问在运动过程中是通气不足更常见还是血流不足更常见？为什么？,当运动强度过大时，心输出量的加大跟不上肺通气量的增加，气体交换的效率相对下降 。,（三） 影响气体交换的因素,3、局部器官血流量,气体交换,组织器官血流量大，有利于组织进行气体交换,CO2,O2,呼吸膜,化学结合,动态平衡,运输形式,物理溶解,化学结合,量小,起桥梁作用,量大,主要运输形式,气体,物理溶解,氧的运输,二氧化碳的运输,气体运输,PO2高的肺部,PO2低的组织,物理溶解（1.5%）化学结合HbO2 （98.5%）,每1克血红蛋白可结合1.341.36毫升氧,氧的

12、运输,1.氧与血红蛋白的结合,Hb+O2,HbO2,Hb氧容量,每100毫升血液中血红蛋白与氧结合的最大量,Hb氧含量,每100毫升血液中血红蛋白与氧结合的实际量,Hb氧饱和度,氧含量占氧容量的百分比,Hb氧饱和度的大小取决于氧分压的大小,氧离曲线,表示PO2与Hb结合O2量关系或PO2与Hb氧饱和度关系的曲线,特征：曲线呈“S”,S形上段:PO2 60100mmHg,意义:对人体肺换气有利,保证较低氧分压时的高载氧能力。,表明：PO2在这个范围内变化时，血氧饱和度变化小。,坡度较平坦,氧离曲线,表明：PO2稍有下降,便会引起血氧饱和度的降低。,意义:有利于HbO2在组织中释放O2和组织获取O

13、2。,S形中段:PO260-40mmHg,坡度较陡,氧离曲线,表明：PO2稍有下降,血氧饱和度就急剧下降，HbO2即离解出大量的O2,意义:当组织活动加强时，可获得更多的氧,S形下段:PO240mmHg以下,坡度很陡,影响氧离曲线的因素,血PCO2温度血液PH2,3-DPG,氧解离作用增强,氧离曲线右移,血液释放出的O2,氧离曲线,CO与血红蛋白的亲和力比O2大200倍,训练程度愈高则氧利用率愈好,概念：动脉血流经组织时所释放的氧占动脉血氧含量的百分数。,氧利用率=,动脉血氧含量-静脉血氧含量,动脉血氧含量,*100%,安静：(2098%-2075%)/2098%100%25%；,剧烈运动：(

14、2098%- -2035/ 2098%)100%65%,氧脉搏,概念：心脏每次搏动输出的血液所含的氧量。,氧脉搏=每分摄氧量/心率,值愈高说明心肺功能愈好，效率愈高,可作为判定心肺功能的综合指标。,氨基甲酸血红蛋白 7%,物理溶解 6%,化学结合 94%,碳酸氢盐 87%,二氧化碳的运输,运输形式,当酸性物质进入血浆：,HL + NaHCO3,NaL + H2CO3,H2O + CO2,当碱性物质进入血浆：,OH- + H2CO3,HCO3- + H2O,呼吸加强,呼吸与酸碱平衡,呼吸减弱,练习题,填空： 1.气体交换的动力是_，气体交换的方式是_。 2.正常人安静时通气/血流比值约为_，运动

15、强度过大，其值变大，这种变化可使气体交换效率_. 选择题1 .O 2 在血液中运输的主要方式是以( ) 形式运输。 A 物理溶解 B 形成碳酸氢盐 C 和血红蛋白结合 D 形成氨基甲酸血红蛋白 2.进入血液的氧，绝大部分与( ) 结合进行运输，这是一种可逆反应。 A 血红蛋白 B 肌红蛋白 C 白蛋白 D 血浆 3氧分压在( ) 最高。 A 肺泡气中 B 肺毛细血管 C 动脉血中 D 细胞内液中名词解释：氧利用率,呼吸运动的调节,一.调节呼吸运动的神经系统,三.化学因素对呼吸的调节,二.呼吸运动的反射性调节,呼吸运动的神经支配膈神经膈肌活动胸腔上下径线变化 肋间神经肋间肌活动胸腔前后左右径线变

16、化,调节呼吸运动的神经系统,调节呼吸运动的神经系统,-指分布在中枢神经系统内的引起和调节呼吸运动的神经细胞群,-呼吸节律基本中枢,呼吸调节中枢,随意控制呼吸,呼吸节律形成机制,呼吸运动的反射性调节,(一) 肺牵张反射,(二) 呼吸的本体感受性反射,(三) 防御性反射,概念: 指肺扩张或缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射。,肺牵张反射,感受器:,肺牵张感受器,(位于支气管和细支气管的平滑肌内),反射过程:,特点: 负反馈调节,意义：终止吸气过程,使吸气向呼气转化，防止吸气过长过深，起着调节呼吸频率和深度作用,吸气,呼气,肺扩张,肺牵张感器(+),吸气中枢(-),迷走神经,肺缩小,肺牵张感器(-),吸

17、气中枢(+),呼吸肌的本体感受性反射,概念:呼吸肌本体感受器所引起的反射性呼吸运动的变化.,感受器:肌梭,当吸气阻力升高时或呼吸肌被动拉长,肌梭兴奋,脊髓中枢,吸气肌收缩力增强,特点: 正反馈调节,防御性呼吸反射,喷嚏反射,咳嗽反射,意义：将呼吸道内的异物排出,三.化学因素对呼吸的调节,化学因素：动脉血或脑脊液中的O2、CO2、H+浓度,化学感受器,外周化学感受器,中枢化学感受器,PCO2 PO2 H+,H+ 和CO2 （对低氧不敏感）,CO2、缺氧、 H+对呼吸运动的影响,动脉血一定水平的CO2是维持正常呼吸的最重要生理性刺激,CO2对呼吸的影响,动脉血CO2呼吸减慢减弱(呼吸暂停)；,动脉

18、血CO2适度 呼吸增强；,1时呼吸开始加深；,4时呼吸加深加快,肺通气量1倍以上;,6时肺通气量可增大6-7倍;,7以上呼吸减弱,10以上呼吸麻醉,外周化学感受器和中枢化学感受器,作用途径:,H+浓度对呼吸的影响,动脉血H+外周化学感受器呼吸中枢兴奋脑脊液中的H+中枢化学感受器的最有效刺激。,动脉血H+呼吸加深加快肺通气增加;动脉血H+呼吸受抑制,作用途径:,CO2、缺氧、 H+对呼吸运动的影响,低氧分压对呼吸的影响,CO2、缺氧、 H+对呼吸运动的影响,对中枢化学感受器无作用,动脉血PO2降低外周化学感受器（+）呼吸中枢兴奋,缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制,并与缺氧程度呈正相关,轻度缺氧时:

19、表现为呼吸增强。严重缺氧时:呼吸减弱，甚至停止。,中枢化学感受器,外周化学感受器,CO2,O2,H+,CO2、缺氧、 H+对呼吸运动的影响,H+,CO2、缺氧、 H+对呼吸运动的影响,外周化学感受器,部位:颈动脉体和主动脉体,适宜刺激: 动脉血PO2、PCO2、H+,PCO2PO2H+,外周化学感受器(+),延髓呼吸中枢,延髓心血管中枢,呼吸加深加快,心率 心输出量外周阻力血压,中枢化学受器,部位:延髓腹外侧浅表部,适宜刺激：,直接感受脑脊液H+的改变, 间接感受动脉血中PCO2的改变，血液H+的改变对其无明显影响,脑脊液H+,中枢化学受器不感受缺O2的刺激,中枢化学受器（+） 延髓呼吸中枢（

20、+） 呼吸加快加深,脑脊液H+变化,练习题,选择题:1、呼吸中枢分布在( )。 A.脑干和脊髓 B.间脑 C.大脑皮质 D.以上所有部位2、基本呼吸中枢位于( ) 。 A 延髓 B 脊髓 C 脑桥 D 大脑 3、缺氧主要对( ) 部位起作用，从而引起呼吸的改变。 A 延髓呼吸中枢 B 中枢化学感受器 C 外周化学感受器 D 中枢和外周化学感受器4、血液中调节呼吸运动最重要的理化因素是( )。A.缺氧， B.PCO2的变化， C.H+浓度的变化， D.温度的变化。.5、CO2对呼吸的调节作用主要是通过刺激( )。 A 延髓呼吸中枢 B 中枢化学感受器 C 外周化学感受器 D 中枢和外周化学感受器

21、 6、血液H+浓度升高影响呼吸的途径是( )。 A.刺激外周化学感受器， B.刺激中枢化学感受器， C.两者都是，以A为主， D.两者都是，以B为主。名词解释: 肺牵张反射,运动对呼吸机能的影响,运动时通气机能的变化,运动时换气机能的变化,运动时呼吸的调节,运动时的合理呼吸,运动时通气机能的变化,运动时呼吸加深加快，肺通气量增加,通气量变化的特点与运动强度有关:,潮气量：500ml 2000ml,呼吸频率：12-18次min 40-60次min,每分通气量：可达80-150L,中低运动强度时，每分通气量的增加主要是潮气量的增加,剧烈运动时，主要依靠呼吸频率的增加,运动过程中肺通气量的时相性变化

22、,运动时通气机能的变化,运动时换气机能的变化,肺换气,4.右心泵血增多 肺血流,呼吸膜两侧PO2差,2.儿茶酚胺细支气管扩张通气肺泡肺泡通气量,开放肺毛细血管,1.器官组织代谢,O2扩散速率,静脉血PO2,通气/血流比值:0.84,3.肺泡毛细血管前括约肌扩张,组织毛细血管开放,组织换气,肌肉组织耗氧量,组织PO2,组织与血液间PO2差增大, O2扩散速率,氧离曲线右移，氧解离,PCO2温度PH,组织血流量,气体交换的面积,运动时换气机能的变化,O2扩散速率, O2利用率,运动时呼吸的调节,(一)神经调节,1.条件反射,2.大脑皮质运动中枢,3.本体感受性反射,(二)体液调节,1.CO2增加对

23、呼吸的影响,2.缺氧对呼吸的影响,3.H增加对呼吸的影响,运动时的合理呼吸,（一）减小呼吸道阻力：,1.减少肺通气阻力，增加通气,2.减少呼吸肌为克服阻力而增加的额外能量消耗，推迟疲劳出现,3.暴露满布血管的口腔潮湿面，增加散热途径,（二）提高肺泡通气效率,1.较大的呼吸深度,2.适宜的呼吸频率,口鼻并用,（三）与技术动作相适应,四. 运动时的合理呼吸,1、呼吸形式与技术动作的配合,2、呼吸时相与技术动作的配合,3、呼吸节奏与技术动作的配合,两臂后伸、外展、外旋、扩胸、提肩、反弓等-吸气,两臂前屈、内收、内旋、收胸、踏肩、团身等-呼气,（非周期性运动）,（周期性运动）,(四)合理运用憋气,憋气

24、-或深或浅的吸气后,紧闭声门,做尽力地呼气动作。,四. 运动时的合理呼吸,屏气：暂时的呼吸停止，声门不关闭（射击）。,作用：,1.反射性肌张力增加；,2.使胸廓骨盆固定，为上下肢肌肉的运动获得稳定的支撑点。,不良影响,1.憋气时,胸内压上升，静脉血回心受阻,心输出量减少；,2.憋气结束，出现反射性的深呼吸，造成胸内压骤减,回心血量骤升,对心力储备差者十分不利,合理方法,1.憋气前吸气勿太深;,2.结束后吐气勿过快;,3.应用于关键时刻,(四)合理运用憋气,练习题,1、中等强度运动时，肺通气量的增加主要依靠( )。A.呼吸深度的增加， B.呼吸频率的增加，C. 两者都是，以A为主， D.两者都是，以B为主。2、剧烈运动时，通气量的增加主要依靠( )。A.呼吸深度的增加， B.呼吸频率的增加，C. 两者都是，以A为主， D.两者都是，以B为主。论述:运动时应如何进行与技术动作相适应的呼吸?如何合理地运用憋气?,