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1、定义：机体与外界环境之间的气体交换过程称为呼吸(respiration),呼吸的三个环节：,外呼吸,气体在血液中的运输,内呼吸：血液与组织细胞之间的气体交换过程,肺通气外界空气与肺之间的气体交换肺换气肺泡与肺毛细血管之间的气体交换,第五章 呼吸,第一节 肺通气,一、肺通气动力 原动力呼吸运动 直接动力肺内压与大气压之间的压差 肺内压大气压：气体出肺（一）呼吸运动,呼吸肌的舒缩引起胸廓节律地扩大和缩小的运动，称为呼吸运动。,1平静呼吸和用力呼吸,平静呼吸：,吸气：主动,呼气：被动,膈肌、肋间外肌收缩胸廓上下,前后,左右径扩大胸廓、肺容积扩大肺内压大气压（12mmHg）气体入肺,膈肌、肋间外肌舒张
2、胸廓上下,前后,左右径缩小 胸廓、肺容积缩小肺内压大气压（12mmHg）气体出肺,用力呼吸（深呼吸）：主动,吸气：除膈肌、肋间外肌收缩外，胸锁乳突肌等也收缩呼气：除膈肌、肋间外肌舒张外，肋间内肌和腹肌等也收缩,2胸式呼吸和腹式呼吸 肋间外肌为主的呼吸运动胸式呼吸。膈肌舒缩为主的呼吸运动腹式呼吸。正常人为混合式。3呼吸频率 正常成人安静时呼吸频率为1218次/min。,（二）肺内压和胸膜腔内压,吸气初肺内压大气压，气体出肺。吸气末或呼气末，肺内压大气压。在用力呼吸时，肺内压升降幅度增大。,1、肺内压,2、胸膜腔内压(胸内负压),胸膜腔内的压力称为胸膜腔内压。胸膜腔负压的形成 肺的自然容积小于胸廓
3、；胸膜腔是密闭潜在的腔隙，内有少量浆液；胸廓、肺均有弹性。胸内压=肺内压-肺回缩力 胸内压=0-肺回缩力=-肺回缩力 可见，胸膜腔负压是由肺回缩力造成的。,平静吸气末，胸内压为105mmHg 平静呼气末，胸内压为53mmHg 紧闭声门用力呼吸时，胸内压大气压60110mmHg 胸膜腔负压的生理意义 维持肺的扩张状态，不致因肺的回缩力而萎缩；降低心房、腔静脉和胸导管内的压力，有利于静脉 血和淋巴液的回流。,二、肺通气阻力,（一）弹性阻力 占70%弹性组织在外力作用下变形时，具有对抗变形和回位 的力弹性阻力。肺弹性纤维回缩力（占1/3）肺泡表面张力（占2/3）,肺泡表面张力 概念:肺泡表面张力是肺
4、泡内表面液体层,与肺泡气体形成 液气界面。作用:使肺泡回缩，构成吸气阻力。肺泡表面活性物质:是肺泡型上皮细胞合成和释放的一种 脂蛋白(二棕榈酰卵磷脂)作用：降低肺泡表面张力,减小吸气阻力，利于肺的扩张。防止肺水肿:(肺泡表面张力有吸引肺毛细血管中液体渗入肺泡)。维持大小肺泡容积稳定性：(通过肺泡张缩调节密度大小),病理：肺表面活性物质不足可造成肺不张、肺水肿等新生儿透明膜病。,1肺弹性阻力（肺回缩力）,案例四：某产妇，孕31周顺产一活胎，新生儿出生后出现口唇发绀，呼吸困难。请你用所学的呼吸生理学知识分析该患儿出现呼吸困难可能的原因。,2胸廓弹性阻力,肺弹性回缩力,是肺组织内弹性纤维被拉长而回缩
5、的作用力,吸气阻力.,双向性变化，胸廓自然位置肺容量约为肺总容量的67%：,3肺和胸廓的顺应性 胸廓和肺的弹性阻力通常用顺应性来表示。顺应性在外力作用下，弹性体的扩张性。与弹性阻力成反比关系。C=1/R,通常以单位压力引起的容积变化来表示:,(二)非弹性阻力 占30%,非弹性阻力包括：1）气道阻力；2）惯性阻力；3）粘滞阻力。,影响气道阻力因素,1）气道口径：(主要)R=1/r4(反比),气道阻力占非弹性阻力的80-90%，是气流通过呼吸道时产生的摩擦力。,2）气流方式3）气流速度(正比),气道口径大小受神经,体液调节:,交感神经儿茶酚胺,气道平滑肌舒张(口径大),迷走神经组织胺慢反应物质,气
6、道平滑肌收缩(口径小),三、肺容量与肺通气量,（一）肺容量肺容量是指肺容纳气体的量。肺总容量是指肺所能容纳的最大气量。正常成人男性为50006000ml，女性为35004500 ml。,基本肺容积和肺容量,1.潮气量:每次吸入或呼出的气量,平均500ml。2.肺活量:作一次最大吸气,尽力呼气所能呼出的最大气量。肺活量=潮气量+补吸气量+补呼气量 肺活量反映一次呼吸的最大通气能力。正常成年男性约为3500 ml，女性约为2500 ml。3.时间肺活量（用力呼气量）:概念：深吸气后，用力尽快呼气，计算第1、2、3秒末呼出 的气量占肺活量的百分数。正常：第1秒末呼出的气量占肺活量83%。60%为异常
7、 第2秒末呼出的气量占肺活量96%第3秒末呼出的气量占肺活量99%。呼吸道狭窄或肺弹性时间肺活量（肺活量正常）是评价肺通气功能的较好的指标。,（二）肺通气量,1每分肺通气量 单位时间内吸入或呼出肺的气体总量每分通气量。每分通气量=潮气量呼吸频率=50012=6L正常成人安静时，每分通气量为69升/min。作深而快的呼吸，每分钟吸入或呼出的气量最大随意通气量。健康成人一般可达70120升/min。最大随意通气量作为估计一个人进行多大运动量的指标。,2肺泡通气量 每分钟吸入肺泡的新鲜空气量肺泡通气量 它是与血液进行气体交换的有效通气量。肺泡通气量=（潮气量无效腔气量）呼吸频率=（500 150）1
8、24.2 L 从鼻部到终末细支气管的管腔解剖无效腔（150ml）解剖无效腔+肺泡无效腔=生理无效腔,每分肺泡通气量=(潮气量-无效腔量)呼吸频率（500150）12 4200mL 表51,深慢呼吸比浅快呼吸的气体交换效率高。每次呼吸肺泡内气体的更新率为1/7。,一、气体交换的原理,气体交换方式：扩散气体交换动力：气体分压差，决定气体的扩散方向、速率。1、气体分压与张力 分压：指混合气体中，某种气体的压力。分压总压力该气体的容积百分比 气体可以溶解于液体中，气体从液体中逸出的力张力（分压张力）见表52,第二节 气体的交换,2、气体的分子量和溶解度,扩散速率（D）与分压差（P）、温度（T）、扩散面
9、积（A）、溶解度（S）成正比；与扩散距离（d）、分子量（MW）的平方根成反比。,溶解度:CO2/O2（51.5ml/2.14ml1)（100ml)=24倍 分压差:PO2 PCO2 10倍,肺泡内CO2扩散速度为O2 的2倍,故临床先缺O2比CO2潴留更明显.,二、气体交换过程,1.肺换气 肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换肺换气肺换气的结果：静脉血变成动脉血,2.组织换气 血液与组织细胞之间的气体交换组织换气。组织换气的结果：动脉血变为静脉血。,三.影响肺换气的因素,1气体扩散速度,2呼吸膜的厚度和面积,3通气/血流比值（V/Q）定义：每分肺泡通气量与每分肺血流量之间的比值。,正常=0.84
10、时，肺换气效率最高0.84肺泡无效腔增大0.84动-静脉短路,V/Q比值,肺换气效率,第三 节 气体在血液中的运输,气体在血液中有两种运输形式：物理溶解和化学结合一.氧的运输1物理溶解 0.3ml/100ml血中。约占O2运输总量的1.5%2化学结合 O2与Hb的Fe2+形成氧合血红蛋白,是O2在血液中运输的主要形式，占98.5%P02(肺)Hb+O2 HbO2(去氧Hb)P02(组织)(氧合Hb),当cap血液中去氧Hb50g/L时，粘膜、甲床或口唇等部位呈蓝紫色紫绀。紫绀是机体缺氧的指征。严重贫血患者缺O2时不出现紫绀COHb CO中毒（是O2的210倍）缺O2时也不出现紫绀,呈樱桃红。,
11、结合的特征:疏松的,可逆的,反应快,不需酶催化;受PO2的影响;,1分子Hb可以结合4分子O2,1gHb结合1.34ml的O2;Hb结合或解离呈S形.,几个概念:,氧容量oxygen capacity,氧含量oxygen content,氧饱和度oxygen saturation,每100ml血中血红蛋白所能结合的最大氧量(受Hb浓度的影响)。,每100ml血中血红蛋白实际结合的氧量(受PO2的影响)。,动脉血氧饱和度约为98%，静脉血氧饱和度约为75%,氧饱和度=氧含量/氧容量100%,3.氧离曲线(oxygen dissociation curve)表示氧分压与血氧饱和度关系的曲线氧解离曲
12、 线,呈S 形曲线,各段特点及功能意义,上段,中段,下段（氧储备）,(3)影响氧解离曲线的因素 PH PCO2 曲线右移(Hb与O2的),氧解离 T 2-3DPG,二、二氧化碳的运输,1物理溶解 3ml/100ml血中。约占CO2运输总量的5。2化学结合 两种形式。碳酸氢盐：占CO2运输总量的88 CO2+H2O H2CO3 H+HCO3 在组织细胞，反应向右进行，生成 HCO3-；在肺部，反应向左进行，分解出CO2，呼出体外。,碳酸苷酶,CO2,CO2,H2O,碳酸苷酶,H2CO3,HCO3-,H+,K+,KHCO3,HbO2,HHb,O2,O2,HCO3-,Na+,NaHCO3,NaCl,
13、Cl-,氯转移,碱储备,血浆中的氯离子扩散入红细胞的过程。,血浆中调节酸碱平衡的重要物质。,氨基甲酸血红蛋白：占CO2运输总量的7 PCO2(组织)CO2+HbNH2 HbNHCOOH PCO2(肺)在肺部反应向相反方向进行.,呼吸是一个自动节律性过程,又受到大脑皮层有意识的控制.,一、呼吸中枢与呼吸节律的形成(一)呼吸中枢 中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神 经细胞群呼吸中枢。,第四节 呼吸运动的调节,1.脊髓初级中枢 脊髓前角运动神经元发出的膈神经和肋间神经分别支配膈 肌和肋间肌的活动。2.延髓呼吸节律的基本中枢 背侧组 位于延髓孤束核的腹外侧有(吸气,呼气N元)下行f支配膈肌.腹侧组
14、疑核支配同侧咽喉呼吸辅助肌 后疑核支配肋间内外肌,膈肌,腹肌.保留延髓和脊髓的动物能产生节律性呼吸运动，但不规律。,3.脑桥 呼吸调整中枢位于臂房内侧核和外侧(KF核)主要作用:抑制吸气，促进吸气转为呼气。延髓,脑桥呼吸节律基本中枢 4.大脑皮层高级中枢 机体在一定范围内有意识地控制呼吸的深度与频率，如唱歌,屏气完成随意呼吸运动。,（二）呼吸节律形成假说,延髓吸气神经元,脊髓吸气肌运动神经元,吸气肌收缩,肺扩张,肺牵张感受器兴奋,吸气切断机制,迷走N,二、呼吸的反射性调节,（一）肺牵张反射 定义:肺扩张或缩小引起呼吸的反射性变化.感受器:支气管和细支气管平滑肌里 过程:,延髓吸气神经元,脊髓吸
15、气肌运动神经元,吸气肌收缩,肺扩张,肺牵张感受器兴奋,吸气切断机制,(气管、细支气管),迷走神经,（+）,（-）,意义：防止吸气过长过深,促进吸气转呼气调节呼吸频 率和深度.例如,切断迷走N。特点:,3）平静呼吸时，不参与呼吸调节.病理情况下，潮气 量800ml时,肺顺应性下降，呼吸道牵张较大，引 起肺扩张反射,1）外周负反馈调节。2）动物差异,（二）化学感受器反射,1CO2对呼吸的影响 CO2是维持呼吸中枢正常兴奋性的生理性刺激。CO24，呼吸加深加快。CO2 7，头昏、头痛。CO2 1520，惊厥、昏迷，呼吸麻痹。,PCO2 S,呼吸加深加快,为主中枢化学感受器,外周化学感受器,2）H+的影响,外周化学感受器,H+,呼吸加深加快,3）低氧对呼吸的影响,PO2,外周化学感受器,呼吸加深加快,临床上，某些严重的慢性呼吸机能障碍（慢支、肺气肿、肺心病）病人应给予低浓度持续氧疗。,直接抑制呼吸中枢,呼吸麻痹停止,（三）呼吸肌本体感受性反射,感受器肌梭.呼吸肌受到牵拉时，通过本体感 受性反射，使受牵拉的肌肉发生收缩。,意义：,在运动时或气道阻力在过大时，呼吸肌受到较强刺激，使收缩加强，以克服气道阻力。,
