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1、第六章 呼吸系统机能分析,基础医学教研室 徐芳,呼吸概念及其意义：机体与外界环境之间的气体交换过程称为呼吸。呼吸过程的三环节：1）外呼吸（肺通气和肺换气）。2）气体在血液中的运输。3）内呼吸（组织换气、组织呼吸）,第一节 肺通气概念：是肺与外界环境之间的气体交换过程。实现肺通气的器官：呼吸道、肺泡和胸廓等。,一、肺通气原理（一）肺通气的动力 原动力：呼吸运动 直接动力：大气与肺泡之间的 压力差,1.呼吸运动定义：是指呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小。参与呼吸的肌肉：主要吸气肌：膈肌和肋间外肌主要呼气肌：肋间内肌和腹肌辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌等,（1）呼吸过程（2）型式1）平静呼吸和用力
2、呼吸2）腹式呼吸和胸式呼吸,2.肺内压1）变化过程2）变化程度3）人工呼吸,3.胸膜腔内压1）胸膜腔：密闭性，胸膜间浆液分子的内聚力2）胸膜腔内压A：测定方式B：胸膜腔内压=肺内压-肺回缩力=-肺回缩力C：变化过程（见上图）D：胸膜腔负压的生理意义1、维持肺的扩张状态2、促进静脉血和淋巴液的回流,（二）肺通气的阻力弹性阻力，占70%；非弹性阻力，占30%1.弹性阻力1）弹性阻力（R）和顺应性（C）顺应性 C=1/R，或 C=容积变化/压力变化（L/CmH2O）,2）肺弹性阻力的来源A：肺组织的弹性回缩力（占1/3）B：肺的液-气界面的表面张力（占2/3）C：肺表面活性物质 A）、成分：二棕榈酰
3、卵磷 脂（DPPC）。B）、作用：降低肺泡液-气界面的表面张力。C）、生理意义 a:降低吸气阻力，有利于肺的扩张；b:减少肺间质和肺泡内的组织液生成，防止肺水肿；c:维持肺泡的稳定性。,3）胸廓的弹性阻力和顺应性 胸廓的弹性阻力方向视胸廓的位置而定。胸廓的顺应性=胸腔容积的变化/跨胸壁压的变化(L/CmH2O),2、非弹性阻力包括惯性阻力、粘滞阻力和气道阻力气道阻力是主要成分，约占80-90%。1）影响气道阻力的因素气流速度，气流形式，管径大小,2）影响气道管径的主要因素A：跨壁压B：自主神经系统对气道管壁平滑肌舒缩活动的调节C：化学因素的影响,二、肺通气功能的评价（一）肺容量 1.潮气量 2
4、.补吸气量 3.补呼气量 4.残气量、功能残气量 5.肺活量和用力呼气量,（二）、肺通气量1、每分通气量=潮气量 呼吸频率 每分通气量，最大随意通气量通气贮量百分比=（最大随意通气量-每分通气量）/最大随意通气量100%,2、无效腔和肺泡通气量 1、解剖无效腔：从鼻到终末细支气管是气体进出肺的通道，不进行气体交换。2、解剖无效腔+肺泡无效腔=生理无效腔 3、肺泡通气量=（潮气量-无效腔气量）呼吸频率,深慢呼吸比浅快呼吸的肺通气效率高,第二节 肺换气和组 织换气一、气体交换的原理,（一）气体的扩散 影响气体扩散速率的因素 1.气体的分压差 2.气体的分子量和溶解度 3.扩散面积和距离,（二）呼吸
5、气体和人体不同部位气 体的分压,二、肺换气（一）肺换气过程,（二）影响肺换气的因素1.呼吸膜的厚度2.呼吸膜的面积,3.通气/血流比值A：正常值为0.84B：比值增大：肺泡无效腔增大C：比值减小：功能性动静脉短路D：比值异常，均妨碍了有效的气体交换，,第三节 气体在血液中的运输一、氧和二氧化碳在血液中存 在的形式物理溶解、化学结合两种形式。,二、氧的运输 物理溶解占1.5%；化学结合占98.5%，形式为HbO2(一）Hb分子结构简介,（二）Hb与O2 结合的特征 1.反应快、可逆、不需酶的催化、受 PO2的影响。2.Fe2+与O2结合后仍是二价铁，所以该反应是氧合，不是氧化。,（三）、血氧饱和
6、度,1、氧容量：每升血液中血红蛋白所能结合的最大氧量。2、氧含量：每升血液的实际含氧量3、血氧饱和度：氧含量占氧容量的百分数。血氧饱和度=氧含量/氧容量100%,（四）氧解离曲线 1、概念：表示PO2与血氧饱和度关系的曲。2、氧解离曲线图 O2含量（ml/100ml）：Po2为100mmHg19.4；Po2为40mmHg14.4；Po2为15mmHg4.4；,3.氧解离曲线的形态特征A、上段：相当于PO2在60-100mmHg，是Hb与O2 结合的部分。特征：曲线较平坦。生理意义：只要吸入气或肺泡气PO2不低于60mmHg，Hb氧饱和度仍能保持在90%之上。,B、中段：相当于PO2在4060m
7、mHg，是HbO2 释放O2的部分。特征：曲线较陡。生理意义：PO2在此范围内，稍有下降，Hb氧饱和度下降较大因而释放大量的O2，满足机体正常代谢的需要。,C：下段：相当于PO2在15-60mmHg，是HbO2与O2 解离的部分。特征：曲线最陡。生理意义：代表O2的储备。,（五）影响氧解离曲线的因素 1）pH和PCO2的影响 2）温度的影响 3）2,3二磷酸甘油酸,三、二氧化碳的运输（一）CO2的运输形式 物理溶解5%，化学结合的占95%。结合形式主要是碳酸氢盐（88%）和氨基 甲酸血红蛋白（7%）。,（二）CO2解离曲线,（三）O2与Hb的结合对CO2运输 的影响 O2与Hb结合可促使CO2
8、释放，这一现象称霍尔登效应。,综上所述，O2及CO2的运输不是孤立进行的，而是相互影响的。CO2通过波尔效应影响O2的结合和释放，O2又通过何而登效应影响CO2的结合和释放。,第四节 呼吸运动的调节一、呼吸中枢与呼吸节律的形成（一）呼吸中枢 1、概念：是指中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群。,2、各级呼吸中枢的作用 1）脊髓：是联系脑和呼吸肌的中 继站和整合某些呼吸反 射的初级中枢。,2）低位脑干：指脑桥和延髓。延髓是产生节律性呼吸的基本中枢。脑桥上部有抑制吸气的中枢结构,称为呼吸调整中枢。其主要功能是限制吸气,控制吸气深度.,3）高位脑：指大脑皮层、边缘系统、下丘脑等脑桥以上部位。
9、大脑皮层对呼吸的调节系统是随意的调节系统，其下行通路与低位脑干的不随意的呼吸调节系统是分开的。,A平面（中脑与脑桥间）切断：呼吸节律无明显变化 B平面（脑桥上、中部之间）切断：长吸呼吸（呼吸调整中枢）C平面（脑桥和延髓间）切断：喘息样呼吸 D平面（延髓与脊髓间）切断：呼吸停止,（二）呼吸节律 的形成神经元网络学说,二、呼吸的反射性调节（一）肺牵张反射 包括：1、肺扩张反射：是肺充气或扩张时抑制吸气的反射。2、肺萎陷反射：是肺萎陷时引起吸气的反射。,1）机制：吸气 肺扩张 支气管、细支气管牵张感受器兴奋 迷走神经传入冲动增多 延髓吸气神经元抑制 脊髓前角吸气肌运动神经元抑制 脊神经传出冲动减少
10、吸气肌舒张 吸气停止，转入呼气2）作用：使吸气不至于过长过深，防止肺通气过度,（二）化学感受性反射 适宜刺激主要指动脉血或脑脊液 中的O2、CO2和H+1、化学感受器,1）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降低、Pco2或H+浓度升高；传入神经窦神经和迷走神经；中枢延髓；效应颈动脉体传入的冲动主要引起呼吸加深加快；主动脉体传入的冲动主要引起血液循环的变化；生理作用机体低O2时维持呼吸,2）中枢化学感受器：部位延髓腹外侧浅表部分（头、中、尾）；适宜刺激脑脊液和局部细胞外液中的H+；效应兴奋呼吸中枢，引起呼吸加深加快；生理作用调节脑脊液的H+浓度，维持神经系统pH值稳定,
11、2、CO2、H+和O2对呼吸的调节（1）CO2 吸入气中CO2适当增加，对呼吸有刺激作用。机制：1）刺激外周化学感受器。2）刺激中枢化学感受器。这两条途径中，后一条途径是主要的。（2）H+动脉血H+增加，呼吸加深加快 机制：1）刺激外周化学感受器。2）刺激中枢化学感受器。3）以刺激外周化学感受器为主。,（3）O2 吸入气PO2降低时，一般在动脉血PO2降低至80mmHg以下时，出现肺通气增加。严重低O2时，呼吸障碍。机制：1）低O2对呼吸中枢的直接作用是抑制。2）低O2刺激外周化学感受器而兴奋呼吸。3）轻、中度低O2对外周化学感受器的刺激作用大于对呼吸中枢的抑制作用。4）严重低O2时，外周化学感受器反射不足以克服低O2对呼吸中枢的直接抑制作用。,3、O2、CO2、H+在呼吸调节中的相互作用 CO2的作用最强，而且比单因素作用时强；H+的作用次之；O2的作用最弱。,
