05.第五章呼吸.ppt

第五章第五章 呼吸呼吸生理学多媒体教案呼吸系统生理学多媒体教案呼吸系统生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统 血液循环血液循环血液循环血液循环 肺肺肺肺 组织细胞组织细胞组织细胞组织细胞 呼吸（呼吸（respiratory）：）：机体与外界环境间的气体交换过程。机体与外界环境间的气体交换过程。作用：作用：摄入摄入O O2 2，排出排出COCO2 2，进行气体交换。进行气体交换。呼吸的基本环节呼吸的基本环节O O2 2O O2 2COCO2 2COCO2 2肺肺通气通气组织换气组织换气肺肺换气换气气体在血气体在血液中的运输液中的运输外呼吸外呼吸内呼吸内呼吸细胞氧细胞氧化代谢化代谢生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统第一节第一节 肺通气原理肺通气原理 生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统肺通气肺通气（pulmonary ventilation）：是指肺与外界环境之间是指肺与外界环境之间进行气体交换的过程。进行气体交换的过程。肺通气的基本结构：肺通气的基本结构：呼吸道、肺、胸廓、呼吸肌以及密闭的胸腔。呼吸道、肺、胸廓、呼吸肌以及密闭的胸腔。呼呼吸吸道道：是是气气体体进进出出肺肺的的通通道道，同同时时还还具具有有加加温温、加加湿湿、过过滤滤和和清清洁洁吸吸入入气气体体、引引起起防防御御反反射射（咳咳嗽嗽反反射射和和喷喷嚏嚏反反射射）等等保护作用以及保护作用以及调节气道阻力调节气道阻力。呼吸道呼吸道 上呼吸道：鼻、咽、喉上呼吸道：鼻、咽、喉 下呼吸道：气管、支气管及在其肺内的分支下呼吸道：气管、支气管及在其肺内的分支 肺泡肺泡 胸廓胸廓生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统气管气管支气管支气管细支气管细支气管终末细支气管终末细支气管呼吸性细支气管呼吸性细支气管肺泡管肺泡管肺泡囊肺泡囊传传导导气气道道呼呼吸吸区区肺通气肺通气肺泡：肺泡：是是肺肺换换气气的的主主要要场场所所。每每个个呼呼吸吸性性细细支支气气管管及及其其所所属属的的肺肺泡泡管管、肺肺泡泡囊囊和和肺肺泡泡构构成成一一个个呼呼吸吸单单位位，它它们们都都有有肺换气功能。肺换气功能。一、肺通气的原理一、肺通气的原理 肺通气肺通气：肺与外界环境之间的气体交换过程。：肺与外界环境之间的气体交换过程。（一）肺通气动力（一）肺通气动力生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统直接动力：直接动力：肺内压与大气压之间的压力差。肺内压与大气压之间的压力差。原动力：原动力：来自呼吸肌收缩和来自呼吸肌收缩和舒张引起的节律性呼吸舒张引起的节律性呼吸运动。运动。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统主要吸气肌：膈肌、肋间外肌主要吸气肌：膈肌、肋间外肌辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌（不参与平静呼吸，安（不参与平静呼吸，安静时出现提示呼吸阻力静时出现提示呼吸阻力增大）。增大）。主要呼气肌：腹肌和肋间内肌（平静主要呼气肌：腹肌和肋间内肌（平静呼气时不参与）呼气时不参与）吸气运动吸气运动呼气运动呼气运动 呼吸运动（呼吸运动（respiratory）呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小称为呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小称为呼吸运呼吸运动动，包括吸气运动（，包括吸气运动（inspiratory movement）和呼气运动（）和呼气运动（expiratory movement）。）。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统1.1.呼吸运动（呼吸运动（respiratory movement）吸气过程：吸气过程：膈肌、肋间外肌收缩膈肌、肋间外肌收缩胸廓扩大胸廓扩大肺容积扩大肺容积扩大肺肺内压降低内压降低吸气吸气概念：概念：呼吸肌收缩和舒张引起胸廓的节律性扩大和缩小。呼吸肌收缩和舒张引起胸廓的节律性扩大和缩小。吸气肌：吸气肌：膈肌、肋间外肌；辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌。膈肌、肋间外肌；辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌。4/5生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统呼气过程：呼气过程：膈肌、肋间外肌舒张膈肌、肋间外肌舒张肺弹性回缩，容积减小肺弹性回缩，容积减小胸廓缩小胸廓缩小肺内压增加肺内压增加气体排出气体排出呼呼气。气。呼气肌：呼气肌：肋间内肌、腹肌。肋间内肌、腹肌。1.1.呼吸运动（呼吸运动（respiratory movement）平静呼吸时，平静呼吸时，吸气是主动过程，呼气则是被动发生；吸气是主动过程，呼气则是被动发生；用力呼吸用力呼吸时时，呼气除吸气肌舒张外，还有呼气肌（腹肌和肋间内肌）参，呼气除吸气肌舒张外，还有呼气肌（腹肌和肋间内肌）参与，是主动过程。与，是主动过程。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统呼吸运动的形式呼吸运动的形式v按按呼吸深浅分类：呼吸深浅分类：平静呼吸：安静状态下的呼吸运动。平静呼吸：安静状态下的呼吸运动。吸气主动，呼气被动吸气主动，呼气被动。用力呼吸：运动、缺氧或用力呼吸：运动、缺氧或CO2增多增多等时深而有力的呼吸运动。等时深而有力的呼吸运动。吸气主动，呼气也成为主动吸气主动，呼气也成为主动。呼吸困难：某些病理条件下，不仅呼吸加深加快，而且出现呼吸困难：某些病理条件下，不仅呼吸加深加快，而且出现 鼻翼煽动等现象，伴有不舒适的胸部困压感。鼻翼煽动等现象，伴有不舒适的胸部困压感。v按呼吸表现分类：按呼吸表现分类：胸式呼吸：肋间肌为主，胸壁起伏。胸式呼吸：肋间肌为主，胸壁起伏。腹式呼吸：膈肌为主，腹壁起伏。腹式呼吸：膈肌为主，腹壁起伏。混合式呼吸：正常人膈肌、肋间肌均参与。混合式呼吸：正常人膈肌、肋间肌均参与。1.1.呼吸运动（呼吸运动（respiratory movement）生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统2.2.肺内压（肺内压（Intrapulmonary pressure）肺内压：肺泡内的压力，正常肺内压：肺泡内的压力，正常1-2mmHg1-2mmHg。影响因素：呼吸快慢、深浅、气道通畅程度。影响因素：呼吸快慢、深浅、气道通畅程度。气道不通畅时，吸气可达气道不通畅时，吸气可达10010030mmHg30mmHg，呼气呼气90-140mmHg90-140mmHg。人工呼吸：人工呼吸：用人工方法造成肺内压与外界气体之间的压力差，维用人工方法造成肺内压与外界气体之间的压力差，维持肺通气。如口对口人工呼吸、节律性地举臂压背或持肺通气。如口对口人工呼吸、节律性地举臂压背或挤压胸廓、呼吸机正压通气。挤压胸廓、呼吸机正压通气。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统3.3.胸膜腔内压胸膜腔内压（intrapleural pressure）v胸膜腔：胸膜腔：胸膜壁层与脏层间的一个密闭的潜在性腔隙，内胸膜壁层与脏层间的一个密闭的潜在性腔隙，内有少量浆液。有少量浆液。v浆液作用：浆液作用：润滑作用润滑作用：降低呼吸过程中脏壁胸膜之间摩擦力；：降低呼吸过程中脏壁胸膜之间摩擦力；贴附作用贴附作用：靠液体分子内聚力，使胸廓与肺的运动：靠液体分子内聚力，使胸廓与肺的运动 相耦联。相耦联。一旦胸膜腔密闭性破坏，如气胸，则内聚力破坏，一旦胸膜腔密闭性破坏，如气胸，则内聚力破坏，肺、胸廓失去耦联。肺、胸廓失去耦联。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统3.3.胸膜腔内压胸膜腔内压（intrapleural pressure）吸气末：吸气末：-5-10mmHg 呼气末：呼气末：-3-5mmHg 胸内压的产生胸内压的产生 胸内压肺内压肺的弹性回缩力胸内压肺内压肺的弹性回缩力平静呼吸肺内压平静呼吸肺内压大气压（大气压（760mmHg760mmHg）胸内压胸内压=肺的弹性回缩力肺的弹性回缩力咳嗽、打喷嚏、屏气用力呼气时由于肺咳嗽、打喷嚏、屏气用力呼气时由于肺内压显著升高，可为正压。内压显著升高，可为正压。v胸内负压生理意义：胸内负压生理意义：维持肺处于扩张状态。维持肺处于扩张状态。促进静脉、淋巴回流。促进静脉、淋巴回流。胸内压：胸膜腔内的压力，一般为负压。胸内压：胸膜腔内的压力，一般为负压。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统3.3.胸膜腔内压胸膜腔内压（intrapleural pressure）一个呼吸周期内胸内压与肺内压变化一个呼吸周期内胸内压与肺内压变化生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统二、肺通气的阻力二、肺通气的阻力弹性阻力：弹性阻力：是平静呼吸时的主要阻力，包括：肺和胸是平静呼吸时的主要阻力，包括：肺和胸廓的弹性阻力，约占总通气阻力的廓的弹性阻力，约占总通气阻力的7070。非弹性阻力：非弹性阻力：包括气道阻力、惯性阻力和组织的粘滞包括气道阻力、惯性阻力和组织的粘滞阻力，约占总通气阻力的阻力，约占总通气阻力的3030，其中以气，其中以气道阻力为主。道阻力为主。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统1.1.弹性阻力和顺应性：弹性阻力和顺应性：弹性阻力弹性阻力（elastic resistance）：弹性组织弹性组织对抗外力作用所引起的变形的力。即，对抗外力作用所引起的变形的力。即，胸廓和肺所具有的对抗变形和回位的倾向。一般用顺胸廓和肺所具有的对抗变形和回位的倾向。一般用顺应性来度量弹性阻力。应性来度量弹性阻力。它是平静呼吸时的主要阻力，它是平静呼吸时的主要阻力，无气流亦存在，属于静态阻力。无气流亦存在，属于静态阻力。肺的弹性阻力：肺的弹性阻力：吸气阻力，呼气动力。吸气阻力，呼气动力。肺组织本身的弹性阻力（肺组织本身的弹性阻力（1/31/3）：肺泡壁含有的弹）：肺泡壁含有的弹性纤维和胶原纤维产生。肺气肿时减小。性纤维和胶原纤维产生。肺气肿时减小。肺泡表面张力（肺泡表面张力（2/32/3）：由肺泡内液气界面产生。）：由肺泡内液气界面产生。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统肺泡液肺泡液生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统1.1.弹性阻力和顺应性：弹性阻力和顺应性：v顺应性顺应性（compliance）：弹性组弹性组织在外力作用下的扩张的难易织在外力作用下的扩张的难易程度，与弹性阻力成反比，（程度，与弹性阻力成反比，（C C 1/R 1/R）。）。v顺顺应应性性是是衡衡量量弹弹性性阻阻力力的的指指标标，通通常常以以”单单位位压压力力变变化化引引起起的的容积变化容积变化”来衡量。来衡量。vC=C=V/V/P P肺肺顺应性肺容积变化顺应性肺容积变化/跨肺压，正常跨肺压，正常0.2L/cm H0.2L/cm H2 2O O胸廓顺应性胸腔容积变化胸廓顺应性胸腔容积变化/跨壁压，正常跨壁压，正常0.2L/cm H0.2L/cm H2 2O O生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统Saline-filledAir-filled0.25.500-2-4-6-8Lung Volume Changes(liters)Pleural Pressure(cm/H2O)ExpirationInspiration1.1.弹性阻力和顺应性：弹性阻力和顺应性：生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统表面张力：表面张力：使肺泡缩小，产生肺泡回缩压（使肺泡缩小，产生肺泡回缩压（P P），），根据根据Laplace定律，定律，P2T/r，其中其中T为表面张力系数，即单位长度的表面张力。为表面张力系数，即单位长度的表面张力。1.1.弹性阻力和顺应性：弹性阻力和顺应性：生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统1.1.弹性阻力和顺应性：弹性阻力和顺应性：v肺肺泡泡IIII型型细细胞胞（大大肺肺泡泡细细胞胞）产产生生一一类类脂脂蛋蛋白白的的混混合合物物，60%60%为为二二软软脂脂酰酰卵卵磷磷脂脂或或二二棕棕榈榈酰酰卵卵磷磷脂脂（DPPCDPPC），它它可可降降低低肺肺泡泡表表面面张张力力，称称为为肺肺表表面面活活性性物物质质；1010为为表表面面活活性性物物质质结结合合蛋蛋白白（SPSP）。）。v其生理意义在于：其生理意义在于：减少吸气的阻力，有利于肺的扩张。减少吸气的阻力，有利于肺的扩张。稳稳定定大大小小肺肺泡泡的的容容积积。防防止止大大肺肺泡泡过过度度膨膨胀胀，小小肺肺泡泡过过度度萎萎缩。缩。保保持持肺肺泡泡的的”干干燥燥”，防防止止发发生生肺肺水水肿肿。（降降低低表表面面张张力力，防止毛细血管血浆液体渗入肺泡）防止毛细血管血浆液体渗入肺泡）1.1.弹性阻力和顺应性：弹性阻力和顺应性：表面活性物质表面活性物质生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统肺泡壁肺泡壁生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力 胸胸廓廓是是一一个个双双向向弹弹性性体体。胸胸廓廓正正常常位位置置为为其其最最大大容容积积67%67%位位置置，相相当当于于平平静静吸吸气气末末。可可因因肥肥胖胖、胸胸廓廓畸畸形形、胸膜增厚等原因而增大。胸膜增厚等原因而增大。最大最大正常正常最小最小吸气吸气呼气呼气阻力阻力动力动力阻力阻力动力动力1.1.弹性阻力和顺应性：弹性阻力和顺应性：生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统胸廓的顺应性（胸廓的顺应性（Cchw）=L/cmH2O胸腔容积的变化胸腔容积的变化跨胸壁压的变化跨胸壁压的变化C CL+chwL+chw1 1=C CL L1 1+C Cchwchw1 1=0.20.21 1+0.20.21 1肺和胸廓的总顺应性为肺和胸廓的总顺应性为0.1L/cm H0.1L/cm H2 2O O生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统v占占30%30%，包包括括气气道道阻阻力力、惯惯性性阻阻力力和和粘粘滞滞阻阻力力，为为动动态态阻力。阻力。2.2.非弹性阻力：非弹性阻力：惯惯性性阻阻力力：气气流流在在发发动动、变变速速、换换向向时时因因气气流流和和组组织织的的惯惯性性所所产产生生的的阻阻止止肺肺通通气气的的力力。平平静静呼呼吸吸时时，呼呼吸吸频率低、气流速度慢，惯性阻力小，可忽略不计。频率低、气流速度慢，惯性阻力小，可忽略不计。粘滞阻力粘滞阻力：呼吸时组织相对位移所发生的摩擦。：呼吸时组织相对位移所发生的摩擦。气气道道阻阻力力：来来自自气气体体流流经经呼呼吸吸道道时时气气体体分分子子间间和和气气体体分分子子与与气气道道壁壁之之间间的的摩摩擦擦，是是非非弹弹性性阻阻力力的的主主要要成成分分，约约占占808090%90%。主主要要分分布布于于上上呼呼吸吸道道：鼻鼻50%50%、声声门门25%25%、气管支气管、气管支气管15%15%，细支气管及以下，细支气管及以下10%10%。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统2.2.非弹性阻力：非弹性阻力：气道阻力气道阻力v气流流速：流速大，阻力大。气流流速：流速大，阻力大。v气流形式：层流时，阻力小；湍流，阻力大。气流形式：层流时，阻力小；湍流，阻力大。v气道半径的影响气道半径的影响:气道跨壁压：气道跨壁压：气道内压、胸内负压气道内压、胸内负压管径管径 肺实质纤维的外向牵引作用肺实质纤维的外向牵引作用 自主神经：自主神经：交感神经交感神经管径管径 副交感神经副交感神经管径管径 化学因素：化学因素：儿茶酚胺、儿茶酚胺、PGFPGF2 2、PGEPGE2 2、LTBLTB、组胺、组胺、COCO2 2。主要影响因素：主要影响因素：气流流速气流流速、气流形式气流形式、气道半径气道半径生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统二、肺通气功能的指标二、肺通气功能的指标生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统 潮气量（潮气量（tidal volume，TV）：）：每次呼吸时吸入或呼出的气体量，平静呼吸约每次呼吸时吸入或呼出的气体量，平静呼吸约500 ml，最大可最大可达肺活量。达肺活量。补吸气量（补吸气量（inspiratory reserve volume，IRV）：）：平静吸气末再尽力吸气所能吸入的气体量，约平静吸气末再尽力吸气所能吸入的气体量，约1500-2000ml。补呼气量（补呼气量（expiratory reserve volume，ERV）：）：平静呼气末再尽力呼气所能呼出的气体量，平静呼气末再尽力呼气所能呼出的气体量，900-1200 ml。残气量（残气量（reserve volume，RV）：）：最大呼气末仍残留在肺内不能呼出的气量，约最大呼气末仍残留在肺内不能呼出的气量，约10001500 ml。肺气肿、支气管哮喘时增大。肺气肿、支气管哮喘时增大。（一）肺基本容积和肺容量（一）肺基本容积和肺容量生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统 深吸气量（深吸气量（inspiratory capacity，IC）：）：平静呼气末尽力吸气所能吸入的最大气体量。平静呼气末尽力吸气所能吸入的最大气体量。功能残气量（功能残气量（functional reserve volume，FRV）：）：平静呼气末存留于肺内没有呼出的气量，约平静呼气末存留于肺内没有呼出的气量，约2500ml2500ml，可缓冲呼，可缓冲呼吸中肺泡气吸中肺泡气POPO2 2和和PCOPCO2 2的变化。的变化。肺活量（肺活量（vital capacity，VC）：）：尽力吸气后从肺内所能呼出的最大气量。反映肺一次最大的通尽力吸气后从肺内所能呼出的最大气量。反映肺一次最大的通气能力。正常男气能力。正常男3500ml3500ml，女，女2500ml2500ml。受年龄、性别、体格诸多。受年龄、性别、体格诸多因素影响。因素影响。用力肺活量（用力肺活量（forced vital capacity，FVC）：）：一次最大吸气后尽力尽快呼气，从肺内所能呼出的最大气量。一次最大吸气后尽力尽快呼气，从肺内所能呼出的最大气量。用力呼气量（用力呼气量（forced expriratory volume，FEV）：）：一次最大吸气后，再尽力尽快呼气，分别记录第一次最大吸气后，再尽力尽快呼气，分别记录第1、2、3s末呼末呼出的气量。正常占出的气量。正常占FVC 80%、96%、99%。（一）肺基本容积和肺容量（一）肺基本容积和肺容量生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统（一）肺基本容积和肺容量（一）肺基本容积和肺容量生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统01234012340123456701234567SecondsLung volume change(liters)MaximuminspirationABNormalAirway ObstructionFEV1FEV1FEV1/FVC%80%FEV1/FVC%=47%FVCFVC肺纤维化等肺纤维化等限制性限制性通气障碍：通气障碍：FEV1FEV1、FVCFVC均下降，但均下降，但FEV1/FVCFEV1/FVC可正常。可正常。哮喘等阻塞性通气哮喘等阻塞性通气障碍：障碍：FEV1FEV1、FVCFVC均均下降，下降，FEV1/FVCFEV1/FVC也也下降。下降。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统（二）（二）肺通气量肺通气量和肺泡通气量和肺泡通气量 肺通气量：肺通气量：每每分分钟钟吸吸入入或或呼呼出出的的气气量量总总量量，等等于于潮潮气气量量呼呼吸吸频频率率，平平静静呼吸约呼吸约6 69L9L。最大随意通气量：最大随意通气量：尽尽力力深深快快呼呼吸吸，每每分分钟钟所所能能吸吸入入或或呼呼出出的的最最大大气气量量。一一般般可可达达150L/min，25倍于肺通气量倍于肺通气量。正常在正常在93%93%以上，表达了通气功能的储备能力。以上，表达了通气功能的储备能力。通气贮量百分比通气贮量百分比 最大随意通气量最大随意通气量最大随意通气量每分平静通气量最大随意通气量每分平静通气量100100生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统 解剖无效腔肺泡无效腔生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔生理无效腔 解解剖剖无无效效腔腔：从从鼻鼻到到呼呼吸吸性性支支气气管管之之间间气气道道不不能能进进行气体交换，其容纳气量，约行气体交换，其容纳气量，约 150 ml150 ml。肺肺泡泡无无效效腔腔：即即使使是是进进入入肺肺泡泡内内气气体体也也可可能能由由于于肺肺泡泡周周围围血血流流不不足足而而没没有有发发生生气气体体交交换换，此此肺肺泡泡容积为肺泡无效腔。正常平卧位接近于容积为肺泡无效腔。正常平卧位接近于0 0。（二）肺通气量和（二）肺通气量和肺泡通气量肺泡通气量 生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统肺泡通气量肺泡通气量（alveolar ventilation）v每每分分钟钟吸吸入入肺肺泡泡的的新新鲜鲜空空气气量量，（潮潮气气量量-无无效效腔腔气量）气量）呼吸频率。呼吸频率。v正正常常(500-150 500-150)12)124.2L/min4.2L/minv从从通通气气效效率率考考虑虑，深深而而慢慢的的呼呼吸吸要要比比浅浅而而快快的的呼呼吸吸效效率率高高，但但同同时时会会增增加加呼呼吸做功。吸做功。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统v呼呼吸吸肌肌为为克克服服肺肺和和胸胸廓廓的的弹弹性性阻阻力力和和非非弹弹性性阻阻力力实实现现肺肺通通气气所所作作的的功功。通通常常以以一一次次呼呼吸吸过过程程中中的的跨跨壁壁压压变变化乘以肺容积变化来表示。化乘以肺容积变化来表示。v克服弹性阻力占克服弹性阻力占2/32/3v克服非弹性阻力占克服非弹性阻力占1/31/3v一般，仅占全身总能耗的一般，仅占全身总能耗的3 35 5%。（三）呼吸功（三）呼吸功 生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统第二节第二节 肺换气和组织换气肺换气和组织换气 生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统一、换气原理：气体扩散一、换气原理：气体扩散气体分压混合气体总压力气体分压混合气体总压力该气体所占容积百分比该气体所占容积百分比气体扩散速率气体扩散速率DDPPT T A A S Sd dMWMW扩散系数：扩散系数：S/MWS/MW，为，为气体本身特性，气体本身特性，COCO2 2约为约为O O2 2的的21.0521.05倍。倍。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统肺换气过程肺换气过程二、肺换气二、肺换气换气过程换气过程生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统v物理因素：物理因素：分压差、溶解度、温度等。分压差、溶解度、温度等。气体分压差决定气体扩散方向，并影响速度。气体分压差决定气体扩散方向，并影响速度。通气功能障碍可降低分压差妨碍换气。通气功能障碍可降低分压差妨碍换气。v解剖因素：解剖因素：呼吸膜面积和厚度呼吸膜面积和厚度 正常面积正常面积40m40m2 2，运动可增加至运动可增加至70m70m2 2；加强换气加强换气 面积减少：肺炎、肺不张、气胸、肺血管栓塞；面积减少：肺炎、肺不张、气胸、肺血管栓塞；厚度增加：肺水肿、肺纤维化。厚度增加：肺水肿、肺纤维化。二者均妨碍换气。二者均妨碍换气。v生理因素：生理因素：通气血流比值（通气血流比值（V VA A/Q/Q）二、肺换气二、肺换气影响因素影响因素生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统二、肺换气二、肺换气影响因素影响因素呼吸膜呼吸膜v呼吸膜由六层结构组成：呼吸膜由六层结构组成：肺表面活性物质的液体层、肺泡上肺表面活性物质的液体层、肺泡上皮细胞层、上皮基底膜、肺泡上皮和毛皮细胞层、上皮基底膜、肺泡上皮和毛细血管膜之间的间隙（基质层）、毛细细血管膜之间的间隙（基质层）、毛细血管的基膜和毛细血管内皮细胞层。平血管的基膜和毛细血管内皮细胞层。平均总厚度约为均总厚度约为0.6 0.6 m m，有的部位只有，有的部位只有0.2 0.2 m m，气体易于扩散通过。，气体易于扩散通过。v气体扩散速率与呼吸膜厚度成反比，气体扩散速率与呼吸膜厚度成反比，呼吸膜越厚，单位时间内交换的气体量呼吸膜越厚，单位时间内交换的气体量就越少。就越少。v气体扩散速率与扩散面积成正比。气体扩散速率与扩散面积成正比。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统二、肺换气二、肺换气影响因素影响因素通气通气/血流比值血流比值（ventilation/perfusion ratio，VA/Q）：）：每分钟肺泡通气量与每分钟肺血流每分钟肺泡通气量与每分钟肺血流量的比值。量的比值。V/QV/Q4.2/54.2/50.840.84。站立时：肺尖约为站立时：肺尖约为2.5 0.842.5 0.84；肺底约为肺底约为0.6 0.840.6 60 mmHg60 mmHg，氧饱和度可氧饱和度可90%90%，不表现，不表现严重缺氧。严重缺氧。中段：中段：40-60mmHg40-60mmHg，变陡。代表血液在组织释，变陡。代表血液在组织释放氧部分。动脉血流经组织换气后变为静脉血，放氧部分。动脉血流经组织换气后变为静脉血，POPO2 2由由100100降至降至40mmHg40mmHg，血氧释放，由于曲线变，血氧释放，由于曲线变陡，可有大量陡，可有大量O O2 2释放。释放。下段：下段：15-40mmHg15-40mmHg，更陡峭。代表血液在组织，更陡峭。代表血液在组织释放氧储备。当细胞代谢加强时，细胞释放氧储备。当细胞代谢加强时，细胞POPO2 2下下降，动脉血流经组织换气后变为静脉血在降，动脉血流经组织换气后变为静脉血在40mmHg40mmHg水平进一步下降，由于曲线更陡，此时水平进一步下降，由于曲线更陡，此时POPO2 2轻微下降，可引起大量轻微下降，可引起大量O O2 2释放。释放。曲线中下段也意味着严重缺氧时，轻微改善肺通气，提高曲线中下段也意味着严重缺氧时，轻微改善肺通气，提高POPO2 2，可显可显著提高著提高O O2 2饱和度，改善缺氧症状。饱和度，改善缺氧症状。上段上段中段中段下段下段生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统一、氧气的运输一、氧气的运输影响氧离曲线的因素影响氧离曲线的因素氧离曲线左移，氧离曲线左移，HbHb对对O O2 2亲和力升亲和力升高，有利于高，有利于HbHb 与与O O2 2的结合；的结合；氧离曲线右移，氧离曲线右移，HbHb对对O O2 2亲和力下亲和力下降，有利于降，有利于HbHb中中O O2 2的释放。的释放。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统COCO2 2、HH 或或PHPH值的影响值的影响COCO2 2和和HH 对氧离曲线的影响称为对氧离曲线的影响称为波尔效应波尔效应（Boer effect），），在肺在肺部，曲线左移，有利于部，曲线左移，有利于HbHb与与O O2 2结合；在组织曲线右移，有利于组结合；在组织曲线右移，有利于组织织O O2 2的释放。的释放。一、氧气的运输一、氧气的运输生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统一、氧气的运输一、氧气的运输温度的影响温度的影响温度升高时，曲温度升高时，曲线右移；温度下线右移；温度下降，曲线左移。降，曲线左移。组织代谢加强，组织代谢加强，温度升高，曲线温度升高，曲线右移，增加右移，增加O O2 2的的释放。释放。低温麻醉，低温麻醉，HbHb对对O O2 2亲和力升高，亲和力升高，释放释放O O2 2减少，组减少，组织易发生缺织易发生缺O O2 2。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统一、氧气的运输一、氧气的运输2,32,3DPGDPG影响影响2,3-2,3-二磷酸甘油二磷酸甘油酸（酸（2,3-DPG）是是红细胞糖酵解的红细胞糖酵解的产物，产物，2,3-DPG升升高，曲线右移；高，曲线右移；2,3-DPG减少，曲减少，曲线左移。线左移。陈旧血液，糖酵陈旧血液，糖酵解停止，解停止，2,3-DPG下降，曲线左移，下降，曲线左移，HbHb对对O O2 2亲和力升亲和力升高，释放高，释放O O2 2减少，减少，故陈旧血液运输故陈旧血液运输释放释放O O2 2能力差。能力差。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统二、二氧化碳的运输二、二氧化碳的运输物理溶解：物理溶解：5%5%化学结合：化学结合：碳酸氢盐（碳酸氢盐（88%88%）氨基甲酸血红蛋白（氨基甲酸血红蛋白（7%7%，占肺部释放，占肺部释放COCO2 2的的 17.4%17.4%）生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统二、二氧化碳的运输二、二氧化碳的运输化学结合的运输形式化学结合的运输形式v碳酸氢盐：碳酸氢盐：CO2H2Ov氨基甲酰血红蛋白氨基甲酰血红蛋白H2CO3HCO3H+碳酸酐酶碳酸酐酶HbNH2O2H+CO2HHbNHCOOHO2在组织在组织在肺在肺生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统二、二氧化碳的运输二、二氧化碳的运输TissuePlasmaRed CellCO2DiffusionCO2CO2dissolvedCO2CO2CO2+H2OC.A.H2CO3HCO3-+H+Cl-H+HbO2-O2+HHbHHb+CO2H2O氨基甲酰血红蛋白氨基甲酰血红蛋白Carbamino-hemoglobinO2“Chlorideshift”HCO3-Cl-O2H2O氯氯转移转移生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统二、二氧化碳的运输二、二氧化碳的运输45505535404550PCO2CO2 in blood(volumes per cent)PO2=40 mm Hg,CO2:52ml/100mlPO2=100 mm Hg,CO2:48ml/100mlBACOCO2 2解离曲线解离曲线何尔登何尔登效应：效应：O O2 2与与HbHb结合结合可以促进血液可以促进血液COCO2 2的释放。的释放。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统第四节、呼吸运动的调节第四节、呼吸运动的调节生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统一、呼吸中枢与节律的形成一、呼吸中枢与节律的形成脊髓脊髓 C3C36 6：支配膈肌支配膈肌T1T1L3L3：支配肋间肌和腹肌支配肋间肌和腹肌生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统一、呼吸中枢与节律的形成一、呼吸中枢与节律的形成脑桥和延髓脑桥和延髓长吸式呼吸长吸式呼吸喘息样呼吸喘息样呼吸停止停止脑干横断实验脑干横断实验ABCD生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统脑桥脑桥v呼呼吸吸调调整整中中枢枢：位位于于脑脑桥桥上上部部，包包括括臂臂旁旁内内侧侧核核（PBPB核核）和和KFKF核核群群，合合称称为为PBKFPBKF核核群群，可可抑抑制制吸吸气气中中枢枢，促促使使吸吸气气转转变变为为呼呼气气，与呼吸形式的转换有关。与呼吸形式的转换有关。v长长吸吸中中枢枢：过过去去认认为为脑脑桥桥中中下下部部有有一一长长吸吸中中枢枢，加加强强吸吸气气中中枢枢兴兴奋，引起长吸；现在未能证实。奋，引起长吸；现在未能证实。一、呼吸中枢与节律的形成一、呼吸中枢与节律的形成生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统一、呼吸中枢与节律的形成一、呼吸中枢与节律的形成延髓延髓v吸气、呼气、跨时相吸气、呼气、跨时相 （吸（吸-呼、呼呼、呼-吸）神经元吸）神经元v背侧组（孤束核的腹外侧部）：背侧组（孤束核的腹外侧部）：（II）-交叉交叉-膈肌运动神经元膈肌运动神经元（II）-接受接受II、肺牵张感受器传入肺牵张感受器传入v腹侧组（疑核、后疑核和包钦格复合体）腹侧组（疑核、后疑核和包钦格复合体）（II）-同侧咽喉部呼吸辅助肌同侧咽喉部呼吸辅助肌 -交叉肋间内、外肌和腹肌运动神经元交叉肋间内、外肌和腹肌运动神经元（II）-中间中间N N元，可抑制背侧组的吸气神经元元，可抑制背侧组的吸气神经元呼吸基本节律产生部位。呼吸基本节律产生部位。分为背侧呼吸组（分为背侧呼吸组（DRGDRG）和腹侧和腹侧呼吸组（呼吸组（VRGVRG），），由大量呼吸神经元由大量呼吸神经元组成。组成。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统高位脑高位脑v呼呼吸吸无无需需意意识识控控制制，能能自自动动、节节律律地地进进行行，是是自自主主呼呼吸吸，由由低低位位脑脑干干（脑脑桥桥和和延髓）控制延髓）控制自主呼吸节律调节系统自主呼吸节律调节系统。v呼呼吸吸也也可可受受意意识识控控制制，此此为为随随意意呼呼吸吸，由大脑皮层控制由大脑皮层控制随意呼吸调节系统随意呼吸调节系统。可形成呼吸运动的条件反射可形成呼吸运动的条件反射发声发声一、呼吸中枢与节律的形成一、呼吸中枢与节律的形成u呼吸运动还受脑桥以上中枢的影响，如大脑皮层、边缘系呼吸运动还受脑桥以上中枢的影响，如大脑皮层、边缘系统、下丘脑等。统、下丘脑等。u大脑皮层通过皮层脊髓束和皮层脑干束控制低位脑干呼吸大脑皮层通过皮层脊髓束和皮层脑干束控制低位脑干呼吸神经元的活动，以保证其他重要的呼吸相关活动的完成。神经元的活动，以保证其他重要的呼吸相关活动的完成。v两两个个呼呼吸吸调调节节系系统统的的下下行行通通路路是是分分开开的的，临临床床上上可可见见到到自自主主呼呼吸吸和随意呼吸分离的现象。和随意呼吸分离的现象。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统一、呼吸中枢与节律的形成一、呼吸中枢与节律的形成吸气切断机制吸气切断机制v呼吸节律的产呼吸节律的产生机制尚未完生机制尚未完全阐明。全阐明。v目前主要有两目前主要有两种解释，一是种解释，一是起步细胞学说，起步细胞学说，一是神经元网一是神经元网络学说。络学说。生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统二、呼吸的反射性调节二、呼吸的反射性调节（一）化学感受性反射（一）化学感受性反射生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统v外周化学感受器外周化学感受器-颈动脉体、主动脉体颈动脉体、主动脉体 有有效效刺刺激激：动动脉脉血血POPO2 2下下降降、PCOPCO2 2升升高高、H H浓浓度度升升高高，此此外外循循环环血血量减少也可兴奋。量减少也可兴奋。侧重循环调节侧重呼吸调节二、呼吸的反射性调节二、呼吸的反射性调节化学感受器化学感受器侧重呼吸调节侧重呼吸调节侧重循环调节侧重循环调节生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统v中枢化学感受器：中枢化学感受器：延髓腹外侧浅表区延髓腹外侧浅表区 有有效效刺刺激激：脑脑脊脊液液及及局局部部组组织织液液中中HH 升升高高。生生理理刺刺激激来来源源于于血血液液中中COCO2 2，特点是敏感性高，潜伏期长。特点是敏感性高，潜伏期长。二、呼吸的反射性调节二、呼吸的反射性调节化学感受器化学感受器生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统血液中血液中COCO2 2、O O2 2及及H H对呼吸的影响对呼吸的影响1 1、COCO2 2 1)1)COCO2 2是生理情况下调节呼吸最主要的体液因子；是生理情况下调节呼吸最主要的体液因子；2)2)血血液液中中一一定定水水平平的的COCO2 2对对于于维维持持呼呼吸吸中中枢枢的的正正常常兴兴奋奋性性具具有有重要意义。重要意义。3)3)吸吸入入气气COCO2 2增增加加，可可通通过过中中枢枢和和外外周周化化学学感感受受器器引引起起呼呼吸吸中中枢枢兴兴奋奋，肺肺通通气气量量增增加加，以以中中枢枢化化学学感感受受器器作作用用为为主主（80%80%），但外周感受器首先起效。），但外周感受器首先起效。4)4)吸吸入入气气中中COCO2 2过过多多，体体内内COCO2 2潴潴留留，引引起起头头疼疼、呕呕吐吐、昏昏迷迷，反而抑制呼吸，称为反而抑制呼吸，称为COCO2 2麻醉现象麻醉现象二、呼吸的反射性调节二、呼吸的反射性调节生理学生理学多媒体教案多媒体教案呼吸系统呼吸系统二、呼吸的反射性调节二、呼吸的反射性调节2 2、缺缺O O2 2 机体对缺氧刺激不敏感，只有机体对缺氧刺激不敏感，只有POPO2 2 80mmHg 80mmHg才兴奋呼吸。才兴奋呼吸。缺氧时，可通过外周化学感受器兴奋呼吸。缺氧时，可通过外周化学感受器兴奋呼吸。缺氧对于呼吸中枢的直接作用是抑制，因而严重缺氧时，缺氧对缺氧对于呼吸中枢的直接作用是抑制，因而严重缺氧时，缺氧对于呼吸中枢的直接抑制作用会超过其通过外周化学感受器的间接于呼吸中枢的直接抑制作用会超过其通过外周化学感受器的间接兴奋作用，反而