生理学 呼吸 第一节课件.ppt

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1、第五章 呼 吸,Respiration,呼 吸 系 统 概 图,呼吸的概念:,机体与外界环境之间的气体交换过程,呼吸过程由三个环节组成:,(相互衔接,同时进行),呼 吸 全 过 程,(the Whole Process of Respiration),肺换气,外呼吸,(肺呼吸),肺通气,肺与外界环境之间的气体交换过程,肺换气,肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换过程,气体在血液中的运输,内呼吸,(组织呼吸),组织换气,组织毛细血管血液与组织细胞之间的气体交换过程,呼 吸 全 过 程-三个环节,第一节 肺 通 气,Pulmonary ventilation,是指肺与外界环境之间的气体交换过程,概念

2、:,实现肺通气的结构包括：,呼吸道:,沟通肺泡与外界环境的气体通道,加温,加湿,过滤,清洁,防御保护,调节气道阻力,肺泡:,肺泡内气体与血液气体进行交换的场所,胸廓:,其节律性呼吸运动是实现肺通气的原动力,功能:,一、肺通气原理,呼 气,肺内压大气压,缩 小,肺 脏,胸 廓,呼 吸 肌,缩 小,收 缩,舒 张,扩 张,肺内压与外界大气压间的压力差。,直接动力:,原动力:,呼吸肌收缩和舒张引起的呼吸运动,肺内压大气压,吸 气,扩 张,1、呼吸运动(respiratory movement),概念：呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大 和缩小，包括吸气运动、呼气运动,主要吸气肌：,肋间外肌，膈肌,主要呼气

3、肌：,肋间内肌，腹肌,辅助吸气肌：,胸锁乳头肌、斜角肌等,(1)呼吸运动的过程:,(2)呼吸运动的形式,1）腹式呼吸和胸式呼吸：,腹式呼吸：以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动,如：婴儿、胸膜炎、胸腔积液等患者,胸式呼吸：以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸 运动,如：肥胖、妇女妊娠、严重腹水等,混合呼吸：正常人兼有腹式（为主）和 胸式(为辅）的呼吸,吸气过程的变化,呼气过程的变化,膈肌和肋间外肌收缩,膈肌和肋间外肌舒张,胸腔和肺的容积扩大,胸腔和肺的容积缩小,肺内气压低于大气压,肺内气压高于大气压,空气进入肺泡,空气流出肺泡,（主动）,（被动）,除同上外,胸锁乳突肌、斜角肌、脊肌、前锯肌甚至鼻翼肌也参与收缩

4、,除同上外,肋间内肌、腹肌也收缩,（主动）,（主动）,2)平静呼吸和用力呼吸,平静呼吸,用力呼吸,2.肺内压,是指肺内气道和肺泡内气体的压力。,肺内压 大气压,平静吸气初:,(12mmHg),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,(12mmHg),气出肺,平静呼气末:,肺内压=大气压,气流停,肺内压的变化,肺内压的升降变化有所增加。,用力呼吸时:,如：故意闭住声门而作剧烈呼吸运动。,人工呼吸:,基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差,正压吸气式(口对口呼吸法，呼吸机),负压吸气式(压胸法),方 法:,3.胸膜腔内压,（1）胸膜腔：,由脏层胸膜和壁层胸膜构

5、成的一个密闭的、潜在的腔隙,无气体，仅少量浆液,特点：,2）使肺随胸廓运动而运动,作用：,1）润滑，减少摩擦,胸膜腔内的压力,（2）胸膜腔内压（胸内负压）：,胸内负压正常值：,平静吸气末:-10-5mmHg,平静呼气末:-5-3mmHg,胸内负压特点:,平静呼吸时胸内压始终为负压；,用力呼吸时负压变动更大；,有时可为正压(如紧闭声门用力呼气)。,（3）胸膜腔内负压的形成：,前提条件:,有少量浆液的密闭腔；肺和胸廓是弹性组织；胸廓自然容积肺容积；壁层胸膜紧贴于胸廓内壁,大气压对其影响极小。,胸内负压的形成机制:,肺 内 压,肺 回 缩 压,(肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力),迫使脏层胸膜外移使肺

6、扩张,迫使脏层胸膜回位,两种方向相反作用力的代数和胸膜腔内压=肺内压（肺回缩压）,呼气末或吸气末，肺内压=大气压,胸膜腔内压=大气压（肺回缩压）,大气压=0,胸膜腔内压=肺回缩压,胸膜腔内压（intrapleural pressure）,(4)胸内负压的生理意义:,维持肺处于扩张状态 促进血液和淋巴液的回流,开放性气胸,张力性气胸,患男，46岁，因车祸急诊入院，患者面色苍白，呼吸困难、紫绀。查体：右侧胸壁饱满，肋间隙变平，呼吸动度明显减弱，叩诊为高度鼓音，听诊呼吸音消失。脉搏细弱，血压80/52mmHg，气管向左侧偏移，右侧胸部、颈部和上腹部有皮下气肿，扪之有捻发音。X线胸片显示胸腔大量积气，

7、肺萎缩成小团，纵隔明显向左侧移位。,1.诊断及发病机制？2.请思考胸内负压的形成机制及生理意义？3.面对这样的患者，你应该采取什么样的急救措施？,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,（二）肺通气的阻力（Resistance of pulmonary ventilation）,易 扩 张 者：顺应性大，弹性阻力小 不易扩张者：顺应性小，弹性阻力大,1、弹性阻力和顺应性,物体对抗外力作用所引起的变形的力。,是指弹性体在外力作

8、用下发生变形的难易程度。用单位跨壁压变化所引起的器官容积变化来表示。,弹性阻力(elastic resistance,R),顺应性(compliance,C)：,二者的关系：C=1/R C=V/P（L/cmH2O）,肺容积变化(V)肺顺应性(CL)=0.2L/cmH2O 跨肺压变化(P)（正常成年人平静呼吸时）肺内压与胸膜腔内压之差,平静呼吸时的肺顺应性（L/cmH2O）比顺应性=功能余气量（L）,因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应测单位肺容量下的顺应性，即比顺应性。,(1)肺的弹性阻力和顺应性,肺的弹性阻力,.肺泡表面张力,肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，表现的内聚力（表面

9、张力）方向是向中心的使肺泡缩小。,肺弹性组织回缩力:1/3,肺泡表面张力:2/3,肺弹性阻力的来源：,肺泡液气界面压强(P):若表面张力系数不变,与肺泡半径(r)成反比即小肺泡回缩力大，大肺泡回缩力小,肺泡表面张力的作用：a.降低肺顺应性吸气阻力 b.肺泡内压不稳定肺泡破裂或萎缩 c.促肺泡内液生成产生肺水肿,大肺泡进一步膨胀；小肺泡进一步塌陷,结果:,早产儿，出生后8小时出现呼吸困难，逐渐加重，伴呻吟。呼吸不规则，间有呼吸暂停。面色灰白，供氧不能使之减轻。体征有鼻翼搧动，胸廓开始时隆起，随后下陷，以腋下较明显。吸气时胸廓软组织凹陷，以肋缘下、胸骨下端最明显。肺呼吸音减低，吸气时可听到细湿罗音

10、。X线示两侧肺野普遍性透亮度减低，内有均匀分布的细小颗粒和网状阴影。,临床案例,1.诊断？发病原因及机制？,2.试述肺泡表面活性物质的作用？,.肺泡表面活性物质:,来源：肺泡型细胞分泌,分布：单分子层分布于肺泡液-气界面上，其分布密度随肺泡的张缩而改变,成分:二棕榈酰卵磷脂(DPPC)表面活性物质结合蛋白,肺泡表面活性物质的作用:,降低吸气阻力,减少吸气作功,有助于维持肺泡的稳定性,减少肺组织液生成，防止肺水肿,降低肺泡表面张力,降低肺泡表面张力,肺泡表面活性物质的作用:,1维持肺泡的稳定性,肺泡表面活性物质的生理意义：,肺泡状态 效 应 结 果肺泡表面积 DPPC等密度 避免肺泡胀破（吸气）

11、降低表面张力作用 肺泡回缩力 肺泡表面积 DPPC等密度（呼气）降低表面张力作用 避免肺泡塌陷 肺泡回缩力,3降低吸气阻力，减少吸气作功,2防止肺水肿,早产儿，出生后8小时出现呼吸困难，逐渐加重，伴呻吟。呼吸不规则，间有呼吸暂停。面色灰白，供氧不能使之减轻。体征有鼻翼搧动，胸廓开始时隆起，随后下陷，以腋下较明显。吸气时胸廓软组织凹陷，以肋缘下、胸骨下端最明显。肺呼吸音减低，吸气时可听到细湿罗音。X线示两侧肺野普遍性透亮度减低，内有均匀分布的细小颗粒和网状阴影。,1.诊断？发病原因及机制？,2.试述肺泡表面活性物质的作用？,临床案例,临床：成人肺炎、肺血栓等表面活性物质肺不张。67个月胎儿才开始

12、分泌表面活性物质，故早产儿可因缺乏表面活性物质而发生肺不张和新生儿肺透明膜病呼吸窘迫综合征（NRDS）。,1.正常情况下，存在于肺泡内侧液气界面的肺表面活性物质有助于：（2009）A、降低吸气阻力，减少吸气做功B、呼气阻力降低，减少呼气做功C、维持大小肺泡容积和压力的稳定性D、防止肺水肿的发生,2.下列选项中，能使肺的静态顺应性降低的因素是(2008)A肺气肿 B肺表面活性物质缺乏C气道阻力增加 D惯性阻力增加,3.下列关于肺表面活性物质的叙述，正确的有(2007)A.防止液体渗人肺泡 B.保持大小肺泡的稳定性C.成年人患肺炎时，可因此物减少而发生肺不张D.新生儿可因缺乏此物可发生“呼吸窘迫综

13、合征”,（2）胸廓的弹性阻力（自学）,胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形成。,胸廓的弹性阻力的作用方向，则视胸廓扩大的程度而异:,胸廓处于自然位置时(肺容量67)，,胸廓缩小时(肺容量67)，胸廓的弹性回缩力向外,不表现有弹性回缩力,吸气的动力，呼气的阻力,胸廓扩大时(肺容量67)，胸廓的弹性回缩力向内,吸气的阻力，呼气的动力,肺容量占 肺总容量百分比,胸廓弹性回位力,胸廓容积,67,无,自然容积,67,向内（吸气阻力）,大于自然容积,67,向外（吸气动力）,小于自然容积,40,向外（大小肺回缩力）,小于自然容积,（3）影响弹性阻力的因素:,肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维化和感染

14、等原因肺弹性阻力(肺顺应性)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,故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好,肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病变等原因弹性阻力(顺应性)但引起通气障碍的情况较少,2.非弹性阻力气道阻力,气道阻力特点:,只在呼吸运动时产生；（动态阻力）流速快阻力大,与气体流动形式有关：,层流阻力小 湍流阻力大,与气道半径的4次方成反比：（主要因素）（R1r4）,影响气道阻力的因素：,跨壁压：呼吸道内压力高跨壁压大管径 被动扩大阻力,肺实质对气道壁的牵引：小气道与肺泡弹性纤维穿插，对气道壁牵引，保持无软骨支持的细支气管通畅。,自主神经系统对气道管壁

15、平滑肌舒缩活动的作用：,副交感神经ACh+M受体收缩气道阻力,交感神经NE+2受体舒张气道阻力,化学因素：,平静呼吸时每次吸入或呼出的气体量正常值：400 600ml，平均约500ml,二、肺通气功能的评价,1、肺容积（pulmonary volume）,（1）潮气量（tidal volume，TV）：,（2）补吸气量或吸气储备量（inspiratory reserve volume，IRV）,平静吸气末再尽力吸气，所能吸入的气体量，正常值：1500 2000ml,（一）肺容积和肺容量,平静呼气末再尽力呼气，所能呼出的气体量，正常值：900 1200ml,(3)补呼气量或呼气储备量（expir

16、atory reserve volume，ERV）,最大呼气末尚存留在肺内不能呼出的气体量，正常值：1000 1500ml,(4)余气量（residual volume，RV）,意义:是衡量最大通气潜力的一个重要指标,2、肺容量（pulmonary capacity）,（1）深吸气量（inspiratory capacity，IC）,从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量,IC=潮气量+补吸气量,平静呼气末尚存留于肺内的气体量,（2）功能余气量(functional residual capacity,FRC）,FRC=余气量+补呼气量,正常值：约2500ml,生理意义：缓冲呼吸过程中肺泡气P

17、O2和 PCO2的变化幅度,（3）肺活量、用力肺活量和用力呼气量,肺活量（vital capacity，VC）,尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量,VC=潮气量+补吸气量+补呼气量,正常值：女性：2500ml 男性：3500ml,意义：反映肺一次通气的最大能力，是肺功能测定的常用指标。,用力肺活量（forced vital capacity，FVC）,指一次最大吸气后，尽力尽快呼气所能呼出的最大气体量,指尽力最大吸气后再尽力尽快呼气时，在一定时间内所能呼出的气量。通常用FEV所占用力肺活量的百分数来表示。,用力呼气量（timed vital capacity，FEV）,第1秒末（FEV1/

18、FVC）：80%,第3秒末（FEV3/FVC）：99%,第2秒末（FEV2/FVC）：96%,（临床上用于鉴别限制性肺疾病和阻塞性肺疾病）,意义：是评价肺通气功能较好的指标,正常值：女性：3500ml 男性：5000ml,（4）肺总量（total lung capacity，TLC）,肺所能容纳的最大气量,TLC=肺活量+余气量,（二）肺通气量和肺泡通气量,1.肺通气量（pulmonary volume）,指每分钟吸入或呼出肺的气体总量,=潮气量 x 呼吸频率,正常值：6 9L/min,意义：反映呼吸深度和频率,最大随意通气量（maximal voluntary ventilation）,在尽

19、力作深而快的呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大气体量，也称最大通气量,意义：用于评价一个人所能进行多大运动量的生理指标之一。,正常值：93%,意义：反映通气功能贮备能力,2.无效腔和肺泡通气量,解剖无效腔（anatomical dead space）：,无气体交换能力的腔（从上呼吸道终末细支气管）,约150ml,肺泡无效腔（alveolar dead space）,进入肺泡气体未能与血液进行气体交换的肺泡容积,生理无效腔（physiological dead space）：,解剖无效腔+肺泡无效腔,肺泡通气量（alveolar ventilation）,指每分钟吸入肺泡的新鲜空气量,=（潮气量

20、 无效腔气量）x 呼吸频率,意义：反映肺通气的实际效能,被测者,肺泡通气量(毫升/分),呼吸频率(次/分),肺通气量(毫升/分),潮气量(毫升),正常安静,16,8000,500,5600,表51 不同呼吸频率、潮气量时的肺通气量和肺泡通气量,在一定的呼吸频率范围内 深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效,结论：,（三）最大呼气流速-容积曲线自学,（四）呼吸功自学,小练兵,1.平静吸气主要由什么肌肉收缩所致 A.肋间外肌和肋间内肌 B.肋间外肌和膈肌 C.肋间内肌和膈肌 D.肋间内肌和腹肌,2.肺通气的原动力来自于 A.肺的张缩活动 B.肺内压与大气压之差 C.胸膜腔内压保持负压 D.呼吸肌的舒缩

21、活动,3.在下列哪一时相中，肺内压等于大气压？A.吸气和呼气初 B.吸气和呼气末 C.呼气初和呼气末 D.吸气末和吸气初,5.平静呼吸时，如呼气末的胸内压为-0.4Kpa，则吸气末的胸内压应为 A.-0.13 Kpa B.-0.80Kpa C.0.00 Kpa D.+0.13Kpa,6.关于肺泡表面活性物质描述，下列哪项是错的？A.由肺泡型上皮细胞所分泌 B.使肺顺应性增加 C.可增加肺泡液体层表面张力 D.使大小肺泡容积稳定,4.胸内负压的生理意义有 A.有利于静脉与淋巴回流 B.维持肺的扩张状态 C.减少呼吸时胸膜腔容积的变化 D.使肺能随胸廓张缩而张缩,7.支配呼吸道平滑肌的副交感神经兴奋时 A.平滑肌舒张，气道阻力降低 B.平滑肌收缩，气道阻力降低 C.平滑肌舒张，气道阻力增加 D.平滑肌收缩，气道阻力增高,A.肺活量 B.时间肺活量 C.肺通气量 D.肺总容量 E.肺泡通气量8真正的有效通气量是9潮气量与呼吸频率的乘积为,