05.第五章呼吸.ppt
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1、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
2、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
3、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。
4、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
5、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
6、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(respi
7、ratory 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
8、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
9、(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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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(l
16、iters)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
17、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
18、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
19、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
20、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
21、: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
22、: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
23、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
24、(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
25、。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)
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