《生理學(xué)》第五章-呼吸

1、 第五章呼第五章呼 吸吸（Respiration）【目的與要求】【目的與要求】v熟悉呼吸的概念及呼吸的基本過程。熟悉呼吸的概念及呼吸的基本過程。v了解呼吸器官的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能意義。了解呼吸器官的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能意義。v掌握肺內(nèi)壓的變化，胸膜腔負(fù)壓的形成及意義，肺表面活性掌握肺內(nèi)壓的變化，胸膜腔負(fù)壓的形成及意義，肺表面活性物質(zhì)的來源及意義，用力呼氣量及肺泡通氣量的概念及意義。物質(zhì)的來源及意義，用力呼氣量及肺泡通氣量的概念及意義。v掌握肺換氣的原理和影響因素，肺通氣掌握肺換氣的原理和影響因素，肺通氣/血流比值的概念和意血流比值的概念和意義。義。v熟悉氣體運(yùn)輸?shù)男问?，掌握氧與熟悉氣體運(yùn)輸?shù)男问剑莆昭?/p>

2、與Hb結(jié)合的特征、氧解離曲線結(jié)合的特征、氧解離曲線的概念及影響因素。的概念及影響因素。v熟悉呼吸中樞的概念和部位，掌握化學(xué)感受器的種類和化學(xué)熟悉呼吸中樞的概念和部位，掌握化學(xué)感受器的種類和化學(xué)性因素調(diào)節(jié)的途徑。性因素調(diào)節(jié)的途徑。v熟悉肺牽張反射的概念及意義。熟悉肺牽張反射的概念及意義。 呼吸（呼吸（Respiration）：）：機(jī)體機(jī)體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。三個(gè)相互銜接并同時(shí)進(jìn)行的過程三個(gè)相互銜接并同時(shí)進(jìn)行的過程1.1.外呼吸外呼吸：包括：包括肺通氣肺通氣和和肺換氣肺換氣2.2.氣體在血液中的運(yùn)輸氣體在血液中的運(yùn)輸3.3.內(nèi)呼吸內(nèi)呼吸：組織細(xì)胞與組織毛細(xì)血

3、管之間組織細(xì)胞與組織毛細(xì)血管之間 的氣體交換以及組織細(xì)胞內(nèi)的生物氧化過程的氣體交換以及組織細(xì)胞內(nèi)的生物氧化過程第一節(jié)第一節(jié) 呼吸器官的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能呼吸器官的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能 第二節(jié)第二節(jié) 肺通氣肺通氣第三節(jié)第三節(jié) 呼吸氣體的交換呼吸氣體的交換第四節(jié)第四節(jié) 氣體在血液中的運(yùn)輸氣體在血液中的運(yùn)輸?shù)谖骞?jié)第五節(jié) 呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié) 目目 錄錄第一節(jié)第一節(jié) 呼吸道和肺的結(jié)構(gòu)與功能呼吸道和肺的結(jié)構(gòu)與功能呼吸道呼吸道上呼吸道上呼吸道下呼吸道下呼吸道呼吸道：具有加溫、加呼吸道：具有加溫、加濕、過濾和清潔作用濕、過濾和清潔作用一、呼吸道一、呼吸道（Airway )：呼吸道的平滑肌受神經(jīng)、體液因素的調(diào)節(jié)

4、呼吸道的平滑肌受神經(jīng)、體液因素的調(diào)節(jié)植物神經(jīng)系統(tǒng)：副交感神經(jīng)使呼吸道植物神經(jīng)系統(tǒng)：副交感神經(jīng)使呼吸道平滑肌收縮平滑肌收縮 交感神經(jīng)使呼吸道交感神經(jīng)使呼吸道平滑肌舒張平滑肌舒張收縮：組織胺、收縮：組織胺、 5-HT 、內(nèi)皮素、緩激肽、內(nèi)皮素、緩激肽舒張：兒茶酚胺、舒張：兒茶酚胺、PGE2、氨茶堿氨茶堿化學(xué)因素化學(xué)因素肺泡上皮細(xì)胞肺泡上皮細(xì)胞 型細(xì)胞型細(xì)胞型細(xì)胞型細(xì)胞二、肺泡二、肺泡 三、胸廓三、胸廓 第二節(jié)第二節(jié) 肺肺 通通 氣氣 （pulmonary ventilationpulmonary ventilation）肺通氣肺通氣是指肺與外界環(huán)境之間的氣體交換是指肺與外界環(huán)境之間的氣體交換 肺通

5、氣的直接動(dòng)力：肺通氣的直接動(dòng)力：肺內(nèi)壓與大氣壓之間的壓力差肺內(nèi)壓與大氣壓之間的壓力差 肺通氣的原動(dòng)力：呼吸運(yùn)動(dòng)肺通氣的原動(dòng)力：呼吸運(yùn)動(dòng) (respiratory movement)(respiratory movement) 呼吸運(yùn)動(dòng)（原動(dòng)力）呼吸運(yùn)動(dòng)（原動(dòng)力） 胸內(nèi)壓變化（間接動(dòng)力）胸內(nèi)壓變化（間接動(dòng)力）肺內(nèi)壓與大氣壓差變化（直接動(dòng)力）肺內(nèi)壓與大氣壓差變化（直接動(dòng)力） 肺通氣肺通氣一、肺通氣的動(dòng)力一、肺通氣的動(dòng)力 吸氣肌吸氣肌 收縮收縮 （呼氣肌）（呼氣?。?舒張舒張胸廓胸廓 擴(kuò)大和擴(kuò)大和 縮小縮小肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓降低降低大氣壓大氣壓 呼氣呼氣肺擴(kuò)大和縮小肺擴(kuò)大和縮小漿液內(nèi)聚力漿液內(nèi)聚力 胸內(nèi)負(fù)

6、壓胸內(nèi)負(fù)壓呼吸運(yùn)動(dòng)呼吸運(yùn)動(dòng)原動(dòng)力原動(dòng)力肺內(nèi)壓與大氣壓的壓力差肺內(nèi)壓與大氣壓的壓力差直接動(dòng)力直接動(dòng)力呼吸肌呼吸肌呼氣肌呼氣肌 吸氣肌吸氣肌腹壁肌腹壁肌肋間內(nèi)肌肋間內(nèi)肌肋間外肌肋間外肌膈肌膈?。ㄒ唬┖粑\(yùn)動(dòng)（一）呼吸運(yùn)動(dòng)(respiration movement) 吸氣：主動(dòng)過程吸氣：主動(dòng)過程 呼氣：被動(dòng)過程呼氣：被動(dòng)過程 呼氣：主動(dòng)過程呼氣：主動(dòng)過程 吸氣：主動(dòng)過程吸氣：主動(dòng)過程根據(jù)參與呼吸運(yùn)動(dòng)的肌群不同分為：根據(jù)參與呼吸運(yùn)動(dòng)的肌群不同分為：v腹式呼吸腹式呼吸(abdominal breathing) : 以膈肌舒縮活以膈肌舒縮活 動(dòng)為主的呼吸運(yùn)動(dòng)。動(dòng)為主的呼吸運(yùn)動(dòng)。v胸式呼吸胸式呼吸(thor

7、acic breathing) : 以肋間外肌舒縮以肋間外肌舒縮 活動(dòng)為主的呼吸運(yùn)動(dòng)。活動(dòng)為主的呼吸運(yùn)動(dòng)。 混合式呼吸混合式呼吸呼吸暫停、聲帶開放、呼吸道通暢時(shí)：呼吸暫停、聲帶開放、呼吸道通暢時(shí)： 肺內(nèi)壓大氣壓肺內(nèi)壓大氣壓呼吸運(yùn)動(dòng)過程中肺內(nèi)壓的周期性交替升降呼吸運(yùn)動(dòng)過程中肺內(nèi)壓的周期性交替升降 肺肺內(nèi)壓和大氣壓之間的壓力差內(nèi)壓和大氣壓之間的壓力差 推動(dòng)氣體進(jìn)出肺推動(dòng)氣體進(jìn)出肺的直接動(dòng)力的直接動(dòng)力1. 肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓(intrapulmonary pressure) 肺泡內(nèi)的壓力肺泡內(nèi)的壓力 （二）呼吸時(shí)肺內(nèi)壓和胸膜腔內(nèi)壓的變化（二）呼吸時(shí)肺內(nèi)壓和胸膜腔內(nèi)壓的變化吸氣初：肺內(nèi)壓吸氣初：肺內(nèi)壓 大氣

8、壓大氣壓 呼氣開始呼氣開始呼氣末：肺內(nèi)壓呼氣末：肺內(nèi)壓 = 大氣壓大氣壓 呼氣停止呼氣停止呼氣末呼氣末吸氣末吸氣末（1）胸膜腔胸膜腔：位于兩層胸膜之間的潛在、密閉的腔隙，：位于兩層胸膜之間的潛在、密閉的腔隙， 其內(nèi)僅少量漿液其內(nèi)僅少量漿液2. 胸膜腔內(nèi)壓胸膜腔內(nèi)壓(intrapleural pressure)（2）胸膜腔胸膜腔內(nèi)壓內(nèi)壓 ：胸膜腔內(nèi)的壓力。：胸膜腔內(nèi)的壓力。測量：直接法測量：直接法 間接法間接法吸氣開始時(shí)呼氣開始時(shí)平靜呼吸-0.266-0.133kPa0.1330.266 kPa用力呼吸-13.3-3.99 kPa7.9818.62 kPa2. 胸膜腔內(nèi)壓胸膜腔內(nèi)壓(intrap

9、leural pressure) 以胸膜腔密閉且含漿液為條件以胸膜腔密閉且含漿液為條件胸廓生長胸廓生長肺生長肺生長胸廓容積胸廓容積肺容積肺容積 胸廓將肺拉大胸廓將肺拉大肺回縮肺回縮 胸內(nèi)負(fù)壓胸內(nèi)負(fù)壓胸膜腔負(fù)壓的形成胸膜腔負(fù)壓的形成 胸膜腔內(nèi)壓胸膜腔內(nèi)壓 = 肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓 肺回縮力肺回縮力 在吸氣末或呼氣末在吸氣末或呼氣末 胸膜腔內(nèi)壓胸膜腔內(nèi)壓 = 大氣壓大氣壓 肺回縮力肺回縮力 以大氣壓為以大氣壓為0，胸膜腔內(nèi)壓，胸膜腔內(nèi)壓=肺回縮力肺回縮力 （負(fù)壓是指其低于大氣壓）（負(fù)壓是指其低于大氣壓） 呼氣末：呼氣末：-3 -5mmHg； 吸氣末：吸氣末：-5 -10 mmHg為什么平靜呼氣末胸膜腔內(nèi)壓

10、仍然為負(fù)為什么平靜呼氣末胸膜腔內(nèi)壓仍然為負(fù)胸膜腔負(fù)壓及其生理意義：胸膜腔負(fù)壓及其生理意義： 維持肺泡的擴(kuò)張狀態(tài)，有利于肺的擴(kuò)張維持肺泡的擴(kuò)張狀態(tài)，有利于肺的擴(kuò)張 有利于靜脈血及淋巴液的回流有利于靜脈血及淋巴液的回流氣胸氣胸彈性阻力（肺和胸廓）彈性阻力（肺和胸廓） 平靜呼吸時(shí)約占總通氣阻力的平靜呼吸時(shí)約占總通氣阻力的70%非彈性阻力非彈性阻力 平靜呼吸時(shí)約占總通氣阻力的平靜呼吸時(shí)約占總通氣阻力的30% （氣道阻力、慣性阻力與粘滯阻力氣道阻力、慣性阻力與粘滯阻力）二、肺通氣的阻力二、肺通氣的阻力（一）彈性阻力與順應(yīng)性（一）彈性阻力與順應(yīng)性 彈性阻力彈性阻力( R )：物體對抗外力作用所引起變形的物

11、體對抗外力作用所引起變形的力。包括肺彈性阻力和胸廓彈性阻力。力。包括肺彈性阻力和胸廓彈性阻力。 順應(yīng)性順應(yīng)性( C )：在外力作用下彈性組織的可擴(kuò)張性。在外力作用下彈性組織的可擴(kuò)張性。順應(yīng)性（順應(yīng)性（C ）=容積變化容積變化 / 壓力變化壓力變化(L/cmH2O)順應(yīng)性（順應(yīng)性（C ）= 1/R1. 肺的彈性阻力與順應(yīng)性肺的彈性阻力與順應(yīng)性(compliance) 肺在被牽張時(shí)的彈性回縮力是吸氣的阻力肺在被牽張時(shí)的彈性回縮力是吸氣的阻力 CL =L/cmH2O 跨肺壓的變化（跨肺壓的變化（P） 肺容量的變化（肺容量的變化（ V）肺的彈性阻力肺的彈性阻力肺組織的肺組織的彈性回縮力彈性回縮力肺泡內(nèi)

12、液肺泡內(nèi)液-氣界面的表面張力氣界面的表面張力（1）肺泡表面張力和）肺泡表面張力和肺表面活性物質(zhì)肺表面活性物質(zhì) 肺泡表面張力肺泡表面張力( (surface tension) ) 肺泡的內(nèi)表面覆蓋一薄層液體，與肺泡內(nèi)氣體形成液肺泡的內(nèi)表面覆蓋一薄層液體，與肺泡內(nèi)氣體形成液-氣界氣界面，面，使液體表面盡量縮小的力。使液體表面盡量縮小的力。阻礙肺泡擴(kuò)張，增加吸氣的阻力，降低肺順應(yīng)性；阻礙肺泡擴(kuò)張，增加吸氣的阻力，降低肺順應(yīng)性；使相通的大小肺泡內(nèi)壓不穩(wěn)定；使相通的大小肺泡內(nèi)壓不穩(wěn)定；促進(jìn)肺部組織液生成，使肺泡內(nèi)液體積聚。促進(jìn)肺部組織液生成，使肺泡內(nèi)液體積聚。 肺泡表面張力肺泡表面張力 肺泡表面活性物質(zhì)

13、肺泡表面活性物質(zhì)(pulmonary surfactant) 由肺泡由肺泡型細(xì)胞產(chǎn)生的二棕櫚酰卵磷脂型細(xì)胞產(chǎn)生的二棕櫚酰卵磷脂作用：作用：降低肺泡的表面張力降低肺泡的表面張力生理意義：生理意義：有助于維持肺泡的有助于維持肺泡的穩(wěn)定性穩(wěn)定性減少肺間質(zhì)和肺泡內(nèi)的組減少肺間質(zhì)和肺泡內(nèi)的組織液生成，防止肺水腫發(fā)生織液生成，防止肺水腫發(fā)生降低吸氣阻力，增加肺的降低吸氣阻力，增加肺的順應(yīng)性順應(yīng)性肺表面活性物質(zhì)減少肺表面活性物質(zhì)減少 肺不張肺不張肺彈性阻力增加，順應(yīng)性降低肺彈性阻力增加，順應(yīng)性降低 吸氣困難吸氣困難肺彈性阻力減小，順應(yīng)性增大肺彈性阻力減小，順應(yīng)性增大 呼氣困難呼氣困難正常及幾種異常情況下順應(yīng)

14、性曲線 跨肺壓(cmH2O)（肺內(nèi)壓-胸內(nèi)壓）正常肺氣腫（emphysema）肺纖維化(fibrosis)肺不張(atelectasis)肺容積(升)肺容量肺容量 = 肺總?cè)萘康姆慰側(cè)萘康?7% 無回彈力無回彈力肺容量肺總?cè)萘康姆稳萘糠慰側(cè)萘康?7% 向內(nèi)的回彈力向內(nèi)的回彈力肺容量肺總?cè)萘康姆稳萘糠慰側(cè)萘康?7% 向外的回彈力向外的回彈力 胸腔容積變化胸腔容積變化 (V)Cchw= L/cmH2O 跨胸壁壓力變化跨胸壁壓力變化(P)2. 胸廓彈性阻力和順應(yīng)性胸廓彈性阻力和順應(yīng)性(compliance)肺容量占肺總?cè)萘堪俜直刃乩獜椥曰匚涣π乩莘e67（自然位置）（平靜吸氣末） 無自然容積 67（

15、 自然位置）（深吸氣狀態(tài)） 向內(nèi)（吸氣阻力）大于自然容積 67 （ 0.84(dead space)肺泡無效腔肺泡無效腔7%P PCOCO2 2過過高高直直接接抑抑制制呼呼吸吸中中樞樞CO2但但CO2 過度積聚，壓抑中樞神經(jīng)系統(tǒng)，出過度積聚，壓抑中樞神經(jīng)系統(tǒng)，出現(xiàn)呼吸困難、頭昏，甚至昏迷，稱為現(xiàn)呼吸困難、頭昏，甚至昏迷，稱為CO2 麻麻醉醉頸動(dòng)脈體頸動(dòng)脈體灌流液灌流液頸動(dòng)脈體對頸動(dòng)脈體對PCO2的反應(yīng)的反應(yīng)記錄電極記錄電極PCO2頸動(dòng)脈體頸動(dòng)脈體放電頻率放電頻率 H+不變不變 PCO2人工人工腦脊液腦脊液中樞化學(xué)感受器對中樞化學(xué)感受器對PCO2的反應(yīng)的反應(yīng)腦脊液中腦脊液中PCO2腦脊液中腦脊液

16、中H H+濃度濃度中樞化學(xué)感受器中樞化學(xué)感受器分分析析H2O碳酸酐酶碳酸酐酶H2CO3中樞中樞化學(xué)化學(xué)感受器感受器H H+HCO3動(dòng)脈血中動(dòng)脈血中PCO2升高升高CO2血腦屏障血腦屏障CO2的的兩兩條條作作用用途途徑徑中樞化學(xué)感受器中樞化學(xué)感受器動(dòng)脈血中動(dòng)脈血中PCO2升高升高H H+外周化學(xué)感受器外周化學(xué)感受器動(dòng)脈血中動(dòng)脈血中H+ 呼吸加深加快呼吸加深加快 肺通氣量增多肺通氣量增多中樞化學(xué)感受器對中樞化學(xué)感受器對H+ 的敏感性較外周化學(xué)感受器大的敏感性較外周化學(xué)感受器大 25倍，倍，H+ 透過血腦屏障的速度較慢，限制其作用。透過血腦屏障的速度較慢，限制其作用。腦脊液中的腦脊液中的H+才是中樞

17、化學(xué)感受器的最有效的刺才是中樞化學(xué)感受器的最有效的刺 激。激。2. H+對呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)對呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)H H+ +濃度濃度中樞化學(xué)中樞化學(xué)感受器感受器外周化學(xué)外周化學(xué)感受器感受器腦脊液腦脊液中的中的H+H+頸動(dòng)脈體頸動(dòng)脈體灌流液灌流液H H+ +濃度濃度切除迷走神經(jīng)、竇神經(jīng)切除迷走神經(jīng)、竇神經(jīng)H H+ +濃度濃度頸動(dòng)脈體灌流液中頸動(dòng)脈體灌流液中H H+ +濃度濃度 對呼吸的影響對呼吸的影響3. 缺缺O(jiān)2對呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)對呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié) 呼吸氣中的呼吸氣中的PO2 呼吸加深加快呼吸加深加快 肺通氣量肺通氣量 僅當(dāng)僅當(dāng)PO2 低于低于10.64kPa（80mmHg）才有調(diào)節(jié)作用，）才有調(diào)節(jié)作用，

18、 對正常呼吸的調(diào)節(jié)作用不大。對正常呼吸的調(diào)節(jié)作用不大。 PO2 下降主要作用于外周化學(xué)感受器，缺氧對呼吸中下降主要作用于外周化學(xué)感受器，缺氧對呼吸中 樞的直接作用是抑制樞的直接作用是抑制 當(dāng)中樞化學(xué)感受器對當(dāng)中樞化學(xué)感受器對CO2 產(chǎn)生適應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生適應(yīng)時(shí)，PO2 對外周化對外周化 學(xué)感受器的刺激在呼吸調(diào)節(jié)上起重要作用學(xué)感受器的刺激在呼吸調(diào)節(jié)上起重要作用為什么低氧時(shí)不能吸入純氧為什么低氧時(shí)不能吸入純氧PO2PO2切除迷走神經(jīng)、竇神經(jīng)切除迷走神經(jīng)、竇神經(jīng)頸動(dòng)脈體頸動(dòng)脈體灌流液灌流液頸動(dòng)脈體灌流液中頸動(dòng)脈體灌流液中PO2對呼吸的影響對呼吸的影響P PCOCO2 2中樞化學(xué)中樞化學(xué)感受器感受器外周化學(xué)

19、外周化學(xué)感受器感受器P PO O2 2H H+ +濃度濃度小結(jié)：小結(jié)：PCO2、H+ 及及PO2的相互關(guān)系的相互關(guān)系 PCO2 H+ ，兩者均刺激通氣兩者均刺激通氣 H + 通氣通氣 CO2 抵消一部分抵消一部分由由 H + 的刺激作用的刺激作用 PO2 通氣通氣 PCO2 和和 H + 減減弱了弱了PO2的刺激作用的刺激作用 （二）機(jī)械感受性反射（二）機(jī)械感受性反射 1. 肺牽張反射肺牽張反射（Hering-Breuer reflex） （1）肺擴(kuò)張反射：肺擴(kuò)張時(shí)引起吸氣抑制的反射。肺擴(kuò)張反射：肺擴(kuò)張時(shí)引起吸氣抑制的反射。 肺擴(kuò)張肺擴(kuò)張 刺激了氣道平滑肌的牽張感受器刺激了氣道平滑肌的牽張感受器 延髓延髓 吸氣切斷機(jī)制吸氣切斷機(jī)制 切斷吸氣切斷吸氣 呼氣呼氣 （2）肺萎陷反射：肺萎陷到一定程度時(shí)反射性地引肺萎陷反射：肺萎陷到一定程度時(shí)反射性地引 起吸氣的反射。起吸氣的反射。 2. 呼吸肌的本體感受性反射呼吸肌的本體感受性反射（三）防御反射（三）防御反射 咳嗽反射：激惹氣道粘膜感受器咳嗽反射：激惹氣道粘膜感受器 呼吸肌呼吸肌 強(qiáng)烈收縮強(qiáng)烈收縮 + 會(huì)厭關(guān)閉會(huì)厭關(guān)閉 肺內(nèi)壓急劇上升肺內(nèi)壓急劇上升 會(huì)厭突然開放會(huì)厭突然開放 從肺內(nèi)涌出爆發(fā)性氣流從肺內(nèi)涌出爆發(fā)性氣流 噴嚏反射：激惹鼻粘膜噴嚏反射：