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1、呼,吸,生,理,1.,概念：机体与环境间气体交换,2.,意义：稳定,O,2,和,CO,2,，平衡酸碱,3.,两大系统，三个基本环节,血管网,粘液腺,湿、温、滤、洁,纤,毛,迷走,NACh+M,受体收缩气道阻力,平滑肌,(,哮喘病人夜间发作较多,),交感,NNE+,2,受体舒张气道阻力,(,拟交感药物治疗哮喘,),注,:,体液因素,(,组胺、,5-HT,、缓激肽等)收缩,传入神经末梢,-,机械、化学感受器,肺泡：平均直径,0.1mm,呼吸肌：肺通气动力,胸膜腔：负压,呼,吸,道,参,与,器,官,第一节,肺通气,（,Pulmonary Ventilation,）,肺泡内压力,呼吸过程中肺内压变化,
2、A,：周期性；,B,：与呼吸频率、幅度及呼吸道是否通畅相关。,一、肺通气动力,1,、,直接动力：,肺内压与大气压的差,呼吸肌：,吸气肌,:,膈肌、肋间外肌,呼气肌,:,肋间内肌、腹肌,辅助呼吸肌,:,斜角肌、胸锁乳突,肌,平静、用力呼吸,胸式、腹式、混合式,12,18,次,/,分；小儿快，老人慢。,2,、,原动力,：呼吸运动,决定因素：,1.,密闭潜在腔隙：少,量浆液,-,润滑，内聚力。,2.,胸廓自然容积远大,于肺自然容积,3.,肺、胸廓有弹性,3,、胸膜腔内压：,将,原动力,转化为,直接动力,胸膜腔内压,=,肺内压,-,肺弹性回缩力,生理意义：,1.,维持肺的扩张状态；,2.,在胸廓和肺之
3、间起偶联作用；,3.,降低中心静脉压，有利于血液、淋巴液回流。,呼,气,肺内压,大气压,缩,小,肺,脏,吸,气,肺内压,大气压,胸,廓,吸气肌,缩,小,收,缩,舒,张,扩,张,扩,张,胸,膜,腔,负压增大,负压减小,小结：肺通气过程,二、肺通气阻力,弹,性,力,70,非,弹,性,阻,力,30,肺,通,气,阻,力,胸廓,肺,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,常态下可忽略不计,充当动力还是阻力视具体情况而,定：如吸气还是呼气，胸廓的位,置等,弹性阻力,：弹性组织在外力作用下变形时，,有对抗变形和弹性回位的倾向。,顺应性,:,外力作用下弹性组织的可扩张性。,顺应性,=1
4、/,弹性阻力=容积/压力,弹性阻力和顺应性（,Compliance,）,1,、肺弹性回缩力,-,吸气阻力，呼气动力,肺顺应性=肺容积/跨肺压,比顺应性,:,顺应性,/,肺总容量,斜率大，顺应性大，弹,性阻力小。斜率小则反之。,如肺充血,-,吸气困难；,肺气肿,-,呼气困难,肺弹性阻力来源：,肺组织弹力、胶原纤维,:,1/3,肺泡气,-,液界面的表面张力,:,2/3,表面活性物质：,来源：肺泡型上皮细胞,成分：二棕榈酰卵磷脂,特性：排列于液,-,气界面，,随肺泡张缩而改变密度,作用：,降低表面张力,降低吸气阻力,减少肺组织液的生成,防肺泡破裂或萎缩,影响因素：肺炎、肺血栓、早产儿,2,、胸廓弹性
5、力,自然位置：肺容量为肺总量,67%,时（即平静吸气末）。,大于自然位置,-,弹性回缩,小于自然位置,-,弹性扩张,胸廓顺应性,=,胸腔容积变化,/,跨壁压变化,影响因素,：肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚等弹,性阻力,气道阻力,（,airway,resistance,，,80-90%,）,推动气体流动的压力,/,单位时间内气体流量,影响因素：气流速度、形式、气道口径,非弹性阻力,A,：呼吸道内外的压力差,B,：肺实质对气道壁的外向放射状牵引,C,：自主神经系统对气道管壁平滑肌的调节：,副交感,N,：收缩气管（,M,受体）,交感,N,：舒张气管（,2,受体）,D,：化学因素：,儿茶酚胺、前列腺素,E,
6、2,-,舒张,前列腺素,F,2,、组胺、白三烯、吸入,CO,2,含量增加、,内皮素,-,收缩,影响气道口径因素：,功能余气量,：,余气量,+,补呼气量,2000-2500ml,，稳定肺泡内气体比例，,缓冲作用。,肺活量,：,潮气量,+,补吸气量,+,补呼气量,受体位、身材、胸廓,/,肺弹性、年,龄、性别等因素影响,如男：,3500ml,；,女：,2500ml,意义：反映一次呼吸最大通气能,力。严重降低提示限制性肺病。,三、肺通气功能评价,时间（用力）肺活量,：,正常值：,1s,：,83%,；,2s,：,96%,；,3s,：,99%,。,可反映呼气阻力,降低时,提示阻塞性肺病。,肺总量,肺容纳气
7、体的最大量,与性别（男,-,5000ml,；女,-,3500ml,）、年,龄、身材、锻炼情况和体位改变有关,限制性通气不足时降低,肺通气量,概念：每分钟进,/,出肺的气体量,计算：每分通气量,=,潮气量呼吸频率,正常值：,6-8L/min,最大随意通气量,：最大深度、最快速度呼吸时的每,分通气量，,70-120L/min,。,通气贮量百分比,=,（最大通气量,-,平静通气量）,/,最,大通气量,100%,，正常不小于,93,，反映通气功,能贮备。,无效腔,解剖无效腔,：鼻或口至终末细支气管无气体交换,功能的呼吸道腔隙，约,150ml,。,肺泡无效腔,：因血流分布不均匀而未能发生气体,交换的肺泡
8、容量。,生理无效腔,=,解剖无效腔,+,肺泡无效腔,肺泡通气量,=,（潮气量,-,解剖无效腔）呼吸频率,意义：浅快呼吸对气体交换不利,肺泡通气量,1,、呼吸过程中，呼吸肌克服弹性及非弹性阻,力而实现肺通气所作的功。,2,、计算：单位时间内的压力变化,X,容积变化,3,、呼吸耗能占全身总耗能的,35%,呼吸功,1,、原理：单纯扩散,2,、动力：气体分压差,3,、扩散速率,气体分压差,温度,扩散面积,溶解度,D,距离,分子量,第二节,肺、组织换气,O,2,、,CO,2,扩散速率（,D,）比较,分子量,血浆溶解度,肺泡,A,血,V,血,D,O,2,32 21.4 13.9 13.3 5.3 1,CO
9、,2,44,515.0,5.3 5.3 6.1 2,(ml/L),（,KPa,）,（,KPa,）,（,KPa,）,?,扩散系数,：溶解度与分子量平方根之比,?,CO,2,扩散系数约为,O,2,20,倍；,A,V,血,O,2,分压差是,CO,2,10,倍；扩散速率,CO,2,是,O,2,2,倍。,气体在肺的交换,平静呼吸时，用时,0.3s,，相当于血液流经肺毛细血,管全长约,1/3,。,1,、,呼吸膜厚度,（,1m,）,肺纤维化、尘肺、肺水肿,呼吸膜厚度通透性气,体交换,2,、,呼吸膜面积,总面积,70m,2,，安静时约,40m,2,减少因素：肺不张、肺实变、,肺气肿或肺毛细管关闭或阻塞,影响肺
10、换气因素,3,、,通气,/,血流比值（,V,A,/Q,）,每分肺泡通气,量和每分肺血流量,的比值。正常值：,4.2/5=0.84,V,A,/Q,肺通气或肺血流,生理无效腔,换,气效率,(,如心衰、肺动脉栓塞,),V,A,/Q,肺通气,功能性,A-V,短路,换气效率,（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）,小结,肺扩散容量,概念：单位分压差作用下，每分钟通过呼吸,膜扩散的气体量,D,L,=V/,（,P,A,-P,C,）,V,是每分钟通过呼吸膜的气体容积（,ml/min,）,P,A,是肺泡气平均压（,mmHg,）,P,C,是肺毛细血管血液内平均压（,mmHg,）,意义：反映肺换气能力；运动时增加，疾病,时
11、降低,组织换气,1,、气体交换原理、影响因素与肺换气相似；,2,、不同：发生于液相之间；,3,、扩散两侧的,O,2,和,CO,2,的分压差随细胞内氧,化代谢的强度和组织血流量而异。,存在形式：,物理溶解：量小，与分压、溶解度成正比，与温,度成反比。,化学结合：量大,物,理,溶,解,化学,结合,物,理,溶,解,肺,组织,第三节,气体在血液中运输,O,2,运输,氧合,氧离,血红蛋白（,hemoglobin,Hb,）,1,、,1,分,子,Hb,可,结,合,4,分,子,O,2,-1gHb,可,结,合,1.34-,1.39ml,O,2,。,氧容量,：最大结合量。,氧含量,：实际结合量。,氧饱和度,：,H
12、b,的氧含量与氧容量比值。,2,、反应快、可逆、不需酶催化、受,PO,2,影响。,3,、与,O,2,结合后，,Hb,中仍是,Fe,2+,，所以是氧合,（,oxygenation,）,不是氧化（,oxidation,）。,Hb,与,O,2,结合特征,4,、氧合血红蛋白,-,鲜红色，脱氧血红蛋白,-,紫蓝色。,?,紫绀,：当,动脉血,中脱氧血红蛋白含量超过,5%,时，粘,膜或甲床呈现兰色。,氧离曲线（氧合血红蛋白解离曲线）,呈,S,形,与,Hb,的变构效应有关：去氧,Hb,为紧密型（,T,型），氧合,Hb,为疏松型,（,R,型）；一个亚单位与,O,2,结合后，其它,亚单位更易与,O,2,结合。,上
13、段：,PO,2,：,60-100mmHg,特,点,：,较,平,坦,，,氧,饱合度,90%,以上。,意义：只要大气,PO,2,不低于,60mmHg,，血液,可携带相对充足,O,2,。,氧离曲线各段特点及生理意义,中段：,PO,2,：,40-60mmHg,；,特点：较陡，血氧饱和度,75-90%,。,意义：,（,1,）流经组织，,HbO,2,释放,O,2,；,（,2,）,O,2,利用系数,：血液流经组织,时释放出的,O,2,容积所占动脉血,O,2,含,量,的,百,分,数,。安,静,时,约,25%,。,下段：,PO,2,：,15-40mmHg,特点：曲线最陡，血氧饱,和度,22-75%,。,意义：,
14、（,1,）运动时，,HbO,2,解离,O,2,的部分；,（,2,）代表,O,2,的贮备。,氧离曲线位置偏移，表示,Hb,对氧的亲和力改变。,亲和力常用,P,50,表示，即,Hb,氧饱和度达,50%,时的,PO,2,。,曲线右移：,P,50,，,Hb,对,O,2,的亲和力降低,曲线左移：,P,50,，,Hb,对,O,2,的亲和力升高,1,、,pH,和,PCO,2,pH,降低或,PCO,2,升高，,Hb,对,O,2,的亲和力降低，,P,50,增,大，曲线右移，反之左移（,波尔效应,）。,机制：,酸度增加，促使,Hb,分子构型变为,T,型,。,意义：,肺部促进,O,2,的结合，组织中促进,O,2,的
15、释放。,影响亲和力因素,2,、温度,温度曲线右移,O,2,释放,机制：温度,H,+,活度,意义：低温手术时，要考虑影响。,局部组织温度升高，有利于氧的利用。,3,、,2,3-,二磷酸甘油酸（,2,3-DPG,）,来源：红细胞无氧糖酵解；,影响：升高亲和力曲线右移；,机制：促使,Hb,变成,T,型；提高,H,+,；,意义：在一定程度上促进组织利用氧。,4,、,Hb,自身性质,（,1,）,Fe,2+,Fe,3+,后，失去结合氧的能力；,（,2,）胎儿,Hb,对氧亲和力大；,（,3,）异常,Hb,：运,O,2,能力,（地中海贫血）,5,、,PCO,曲线左移,氧离难,CO,与,Hb,亲和力,O,2,与
16、,Hb,亲和力,250,倍；,CO,与,Hb,的结合位点与,O,2,相同；,CO,与,Hb,的一个亚基结合后，将增加其余三个亚基对,O,2,的,亲和力。,CO,2,运输,物理溶解：,5%,化学结合：,95%,（,HCO,3,-,:,88%,，氨基甲酰血,红蛋白,:,7%,）,化学反应主要在红细胞内完成。,1,、碳酸氢盐,（,1,）过程：细胞内,碳酸酐酶,CO,2,+H,2,O,H,2,CO,3,HCO,3,-,+H,+,（,2,）,Cl,-,-HCO,3,-,交换（转运体）、,Cl,-,转移,2,、氨基甲酰血红蛋白,过程,组织,HbNH,2,O,2,+H,+,+,CO,2,HHbNHCOOH+
17、,O,2,肺,去氧,Hb,与,CO,2,结合力强,且酸度弱,易结合,H,+,占运输量的,7%,，却占释放量的,17.5%,CO,2,解离曲线,血液中,CO,2,含量与,PCO,2,关系的曲线。,呈线性关系，没有饱和,点。,何尔登,(Haldane),效应,：,氧与,Hb,的结合促使,CO,2,释放。,原因：,HbO,2,酸性较强,?,脊髓：联系上位脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸,反射的初级中枢。,?,下位脑干,脑桥上部：呼吸调整中枢；,延髓：呼吸节律的基本中枢。,呼吸中枢,第四节,呼吸运动的调节,呼吸节律形成机制,1.,起源部位：前包,钦格复合体,2.,学说：,(1),起步细胞学说：,(2)
18、N,元网络学说：,如吸气活动发生,器和吸气切断机,制模型。,起源：大脑皮层、边缘系统和下丘脑,通路：皮质脊髓束、皮质,-,红核,-,脊髓束,特点：,1,、随意调节在脊髓背,内,侧索下行；,自主控制在脊髓背,外,侧索下行；,2,、控制是有一定限度的。,呼吸运动随意调节,化,学,感,受,性,反,射,调,节,呼吸运动反射性调节,外周化学感受器,组成：,颈动脉体,、主,动脉体。,主动脉体侧重调节循,环系统，颈动脉体,主要调节呼吸。,血,流,丰,富,，,A-V,血,PO2,差几乎为,0,，有,利于感受动脉血。,舌咽,（窦,N,）,迷走,N,窦神经末梢：,传入：单向突触、,交互突触、缝隙连,接等,传出：调
19、节血流和,化学感受器,I,型细胞感受所处环境的,PO,2,、,PCO,2,、,H,+,.,PCO,2,、,H,+,、,PO,2,：,兴奋,.,有相互增强的作用。,颈动脉体结构,中枢化学感受器,部位：延髓腹外侧浅表部位,左右对称,分头中尾三,区，头、尾有化学感受器。,适宜刺激：脑脊液和局部细胞外液的,H,+,。但,H,+,不易,透过血脑屏障，因此主要感受血液中的,CO,2,。,作用：调节脑脊液的,H,+,。,CO,2,影响,兴奋呼吸的生理性体,液因子；,轻度增高，刺激呼吸；,超过一定水平后，,压抑和麻醉中枢神,经活动。,作用途径,中枢化学感受器,：占,80%,；灵敏度,2mmHg,外周化学感受器
20、,：占,20%,；灵敏度,10mmHg,H,+,的影响,通过,外周,与,中枢,两条,途径发挥作用，但,中枢敏感性为外周,25,倍。,通过血脑屏障较难，,由,CO2,产生。,低,O,2,对呼吸的刺,激作用完全是通过,外周化学感受器,实,现的。对中枢的直,接作用是抑制。,低,O,2,影响,PO,2,低,于,80mmHg,以,下时，肺通气才有,明显变化。,外周化学感受器对低,O,2,适应较慢。,慢性病的给氧原则：,低流量，持续给氧。,?,PCO,2,、,H,+,、,PO,2,在影响呼吸中的相互作用,CO,2,作用提高，,H,+,作用下降，,O,2,作用下降,肺牵张反射,（又称黑,-,伯反射）,牵张感
21、受器：气管到细支气管的平滑肌中，阈,值低，适应慢。,传入神经：迷走,N,中枢：延髓,适宜刺激：呼吸道受牵拉,作用：切断吸气，转入呼气。人潮气量,1500ml,以上时起作用。,防御性呼吸反射,咳嗽反射,：,大支气管以上部位的感受器对机械刺激敏感，,二级支气管以下部位对化学刺激敏感。传入神经是,迷走神,经,。,喷嚏反射,：,鼻粘膜感受器，由,三叉神经,传入。,肺萎陷反射：,机制不明。,C,类纤维：,化学敏感性感受器，导致窒息和浅快呼吸，可能,与疾病状态时病理过程加速有关。,胸廓感受器反射,关节感受器：,肋骨运动幅度和速度；,肌腱感受器：,呼吸肌收缩强度，抑制吸气；,肌梭感受器：,引起骨骼肌牵张反射。肌梭主要存,在于肋间肌。使人感觉到呼吸运动。,
