醫(yī)學(xué)生理學(xué)--呼吸系統(tǒng)

1、第五章第五章 呼呼 吸吸 醫(yī)學(xué)生理學(xué)教研室醫(yī)學(xué)生理學(xué)教研室 羅娟娟羅娟娟外呼吸外呼吸氣體在血液氣體在血液中的運(yùn)輸中的運(yùn)輸內(nèi)呼吸內(nèi)呼吸 動力動力阻力阻力呼吸運(yùn)動呼吸運(yùn)動肺內(nèi)壓與大氣壓的壓力差肺內(nèi)壓與大氣壓的壓力差肺通氣肺通氣 二、肺通氣動力二、肺通氣動力原動力：原動力：直接動力：直接動力：收縮和舒張收縮和舒張引起的胸廓有引起的胸廓有節(jié)律性擴(kuò)大和節(jié)律性擴(kuò)大和縮小。包括吸縮小。包括吸氣運(yùn)動和呼氣氣運(yùn)動和呼氣運(yùn)動。運(yùn)動。呼氣肌呼氣肌 特點(diǎn)：吸氣和呼氣都是主動運(yùn)動特點(diǎn)：吸氣和呼氣都是主動運(yùn)動 1 1）概念）概念 ：胸膜腔內(nèi)的壓力胸膜腔內(nèi)的壓力臟層胸膜臟層胸膜壁層胸膜壁層胸膜胸膜腔胸膜腔 肺內(nèi)壓肺內(nèi)壓 1

2、 1、彈性阻力和順應(yīng)性、彈性阻力和順應(yīng)性）1 1）肺的彈性阻力）肺的彈性阻力 2 2、氣、氣- -液交界面液交界面( (表面張力表面張力)回縮力回縮力(2/3)(2/3)1 1、肺彈性組織、肺彈性組織 回縮力（回縮力（1/3)1/3)表面張力表面張力式中：式中：P：肺泡液肺泡液- -氣界面的壓氣界面的壓強(qiáng)（強(qiáng)（N/m2），），T：肺泡液肺泡液- -氣界氣界面的表面張力系數(shù)（即單位長度面的表面張力系數(shù)（即單位長度的表面張力，的表面張力，N/m）；）；r：肺泡肺泡半徑（半徑（m）。）。 肺泡表面活性物質(zhì)肺泡表面活性物質(zhì) alveolar surfactant 表面活性物表面活性物質(zhì)在肺泡表面的質(zhì)在

3、肺泡表面的分布密度分布密度是不同是不同的，它的分布隨的，它的分布隨肺泡半徑肺泡半徑的的減小減小而而增多增多2）胸廓的彈性阻力胸廓的彈性阻力 胸廓的彈性阻力來自胸胸廓的彈性阻力來自胸廓的彈性成分，且廓的彈性成分，且與胸廓與胸廓的位置有關(guān)：的位置有關(guān)： 當(dāng)胸廓處于當(dāng)胸廓處于自然容積位自然容積位置時置時，肺容量約為，肺容量約為肺總肺總量的量的67%左（相當(dāng)于平左（相當(dāng)于平靜吸氣末的肺容量），靜吸氣末的肺容量），此時胸廓無變形，不表此時胸廓無變形，不表現(xiàn)出彈性阻力?，F(xiàn)出彈性阻力。 深吸氣量潮氣量補(bǔ)吸氣量深吸氣量潮氣量補(bǔ)吸氣量 反映最大通氣潛力反映最大通氣潛力功能殘氣量殘氣量補(bǔ)呼氣量功能殘氣量殘氣量補(bǔ)呼

4、氣量2 2、 2 2、肺泡通氣量：每分鐘進(jìn)入肺泡并發(fā)生氣體交換的氣量肺泡通氣量：每分鐘進(jìn)入肺泡并發(fā)生氣體交換的氣量 肺泡通氣量肺泡通氣量 = =（潮氣量無效腔氣量）（潮氣量無效腔氣量）呼吸頻率呼吸頻率（二）肺通氣量和肺泡通氣量（二）肺通氣量和肺泡通氣量生理無效腔生理無效腔 解剖無效腔解剖無效腔肺泡無效腔肺泡無效腔在血漿中在血漿中。靜脈血靜脈血:PO2:40mmHgPCO2:46mmHg肺泡氣肺泡氣:PO2:102mmHgPCO2:40mmHg動脈血動脈血:PO2:100mmHgPCO2:40mmHg組織組織:PO2:40mmHgPCO2:46mmHgCO2O2換氣結(jié)果：換氣結(jié)果： 肺肺: :血

5、血 組織：血組織：血 血血 血血 。(98.5%) (95%) 第三節(jié)第三節(jié) 氣體在血液中的運(yùn)輸氣體在血液中的運(yùn)輸 運(yùn)輸形式運(yùn)輸形式: : ) ) )；HbHb氧容量（血氧容量）氧容量（血氧容量） 氧含量（血氧含量）氧含量（血氧含量） HbHb氧飽和度氧飽和度 Hb氧容量氧容量Hb氧含量氧含量Hb氧飽和度（氧飽和度（%）=100%。 當(dāng)當(dāng) 下段下段: :151540mmHg40mmHg 坡度更陡坡度更陡表明：表明：POPO2 2稍有下降稍有下降, ,血氧飽和血氧飽和度就急劇下降。度就急劇下降。意義意義: :維持活動時組織的氧供。維持活動時組織的氧供。P50增大增大,表明表明 Hb對對O2親合力

6、親合力下降下降 曲線右移曲線右移;右移右移4 4、影響氧解離曲線的因素、影響氧解離曲線的因素 P50 ：氧飽和度達(dá)為氧飽和度達(dá)為50%50%時的時的POPO2 2 正常值：正常值：2627mmHg 通常用通常用P50來表示來表示HbHb對對O2O2親和力親和力 5050左移左移 P P5050降低表明降低表明 HbHb對對O O2 2親合力親合力增加增加曲線左移曲線左移; ;1) 1) pH和和PCOPCO2 2的影響的影響： pH Hb對對O2的親和的親和力力 P50 曲線右移曲線右移PCO2 pH Hb對對O2的親和力的親和力 P50 曲線左移曲線左移PCO2波爾效應(yīng)波爾效應(yīng) 酸堿度對酸堿

7、度對HbHb和氧親和力的影響和氧親和力的影響波爾效應(yīng)的生理意義波爾效應(yīng)的生理意義在肺毛細(xì)血管：在肺毛細(xì)血管： CO2從血進(jìn)從血進(jìn)入肺泡，血液的入肺泡，血液的PCO2和和H+減小時，減小時，Hb對氧的親和力上對氧的親和力上升，升，可促進(jìn)肺毛細(xì)血管血液可促進(jìn)肺毛細(xì)血管血液的氧合的氧合。在組織：在組織：CO2從組織細(xì)胞入從組織細(xì)胞入血，血液的血，血液的PCO2和和H+增大，增大，Hb 對氧的親和力下降，對氧的親和力下降，有利有利于組織毛細(xì)血管血液氧氣的于組織毛細(xì)血管血液氧氣的釋放。釋放。 2 )溫度(T)的影響: T親和力親和力曲線右移曲線右移促促O O2 2的釋放的釋放 T T親和力親和力曲線左移

8、曲線左移不利不利O O2 2的釋放的釋放 3) 2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸(2,3-DPG) 2,3-DPG親和力曲線右移促O2釋放 2,3-DPG親和力曲線左移不利釋放 用枸櫞酸用枸櫞酸- -葡萄糖液保存三周后的血液葡萄糖液保存三周后的血液, , 糖酵解停糖酵解停止,2,3-DPG,運(yùn)運(yùn)氧功能較差氧功能較差A(yù)BDC二、二、CO2的運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)輸Carbon dioxide transportDissolved 5%bound to Hb 7%HCO3- 88% 1 1）結(jié)合成碳酸鹽進(jìn)行運(yùn)輸（約占）結(jié)合成碳酸鹽進(jìn)行運(yùn)輸（約占707086%86%左右）左右） CO2從組織進(jìn)入血液后，在碳酸酐酶

9、的作用下從組織進(jìn)入血液后，在碳酸酐酶的作用下大部分大部分 CO2 與水結(jié)合成大量的與水結(jié)合成大量的 H2CO3，后，后H2CO3 又解離為又解離為 H+HCO3 -HbNH2O2+H+CO2在肺臟在肺臟在組織在組織HHbNHCOOHO2 反應(yīng)迅速且可逆，無需酶催化；反應(yīng)迅速且可逆，無需酶催化； 主要調(diào)節(jié)因素是主要調(diào)節(jié)因素是HbHb氧合作用氧合作用 雖不是主要運(yùn)輸形式雖不是主要運(yùn)輸形式, ,卻是高效率運(yùn)卻是高效率運(yùn) 輸形式，因肺部排出的輸形式，因肺部排出的COCO2 2有有17.517.5是是 此釋放的此釋放的( (二二)CO)CO2 2解離曲線解離曲線 血液中血液中CO2含含量與量與PCOPC

10、O2 2的關(guān)系曲的關(guān)系曲線線血液血液COCO2 2含量隨含量隨PCOPCO2 2上升而增加，幾乎成上升而增加，幾乎成線性關(guān)系，且無飽和線性關(guān)系，且無飽和點(diǎn)點(diǎn)在相同在相同PCOPCO2 2條件下，條件下，靜脈血的靜脈血的COCO2 2量比動脈量比動脈血含量高血含量高 HbO2的酸性高，難以與的酸性高，難以與CO2直接結(jié)合；還原直接結(jié)合；還原HbHb的的酸性低，容易與酸性低，容易與COCO2 2直接結(jié)合直接結(jié)合。 組織：組織：HbO2O2Hb Hb與與CO2結(jié)合力結(jié)合力結(jié)合結(jié)合COCO2 2 肺：肺： O2HbHbO2Hb與與CO2的結(jié)合力的結(jié)合力CO2釋放釋放擴(kuò)散入肺泡擴(kuò)散入肺泡 何爾登效應(yīng)：何

11、爾登效應(yīng)：O2與與Hb的結(jié)合可促使的結(jié)合可促使CO2釋放的釋放的現(xiàn)象?，F(xiàn)象。（三）O2與Hb的結(jié)合對CO2運(yùn)輸?shù)挠绊懣偨Y(jié)： 何爾登效應(yīng)與波爾效應(yīng)之間的關(guān)系：何爾登效應(yīng)與波爾效應(yīng)之間的關(guān)系：O2和和CO2的運(yùn)輸是相互影響的，表現(xiàn)在：的運(yùn)輸是相互影響的，表現(xiàn)在：CO2可通過可通過波爾效應(yīng)波爾效應(yīng)影響影響O2與與Hb的結(jié)合和的結(jié)合和釋放，而釋放，而O2則通過則通過何爾登效應(yīng)何爾登效應(yīng)影響影響CO2與與HbHb的結(jié)合和釋放的結(jié)合和釋放。 第四節(jié)、第四節(jié)、 呼吸運(yùn)動的調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動的調(diào)節(jié)二、呼吸節(jié)律的形成二、呼吸節(jié)律的形成中樞吸氣活動發(fā)生器中樞吸氣活動發(fā)生器吸氣切斷機(jī)制吸氣切斷機(jī)制（黑（黑- -伯反射）伯

12、反射）。三、三、 呼吸的反射性調(diào)節(jié)呼吸的反射性調(diào)節(jié)由肺擴(kuò)張引起吸氣抑制或肺縮小引起吸氣興奮由肺擴(kuò)張引起吸氣抑制或肺縮小引起吸氣興奮的反射的反射化學(xué)感受器化學(xué)感受器1 1）外周：）外周：頸動脈體、主動脈體頸動脈體、主動脈體 感受血中感受血中PCO2、PO2和和H+濃度的濃度的變化變化四、化學(xué)性調(diào)節(jié)四、化學(xué)性調(diào)節(jié)延髓腹外側(cè)延髓腹外側(cè) 感受腦脊液中感受腦脊液中H+濃度濃度主動脈體主動脈體(aortic bodies)頸動脈體頸動脈體(carotid bodies)外周化學(xué)感受器外周化學(xué)感受器(peripheral Chemoreceptor)化學(xué)感受器化學(xué)感受器(chemoreceptor)中樞化學(xué)

13、感受器中樞化學(xué)感受器(central Chemoreceptor)迷迷走走神神經(jīng)經(jīng)竇竇神神經(jīng)經(jīng)呼吸中樞呼吸中樞1%1%1 1CO2CO24%4%CO2CO27%7%CO2CO2PCO2 透過血腦屏障透過血腦屏障 進(jìn)入腦脊液與進(jìn)入腦脊液與H2O 形成形成H2CO2解離出解離出H+H+直接刺激中樞化學(xué)感受器直接刺激中樞化學(xué)感受器 興奮呼吸中樞興奮呼吸中樞反射性呼吸加深加快反射性呼吸加深加快肺通氣量增加肺通氣量增加 （主要途徑）（主要途徑） PCO2間接刺激外周化學(xué)感受器間接刺激外周化學(xué)感受器沖動傳入延髓沖動傳入延髓 興奮呼吸中樞興奮呼吸中樞反射性使呼吸加深加快反射性使呼吸加深加快肺通氣量增加肺通氣

14、量增加 、H+H+對呼吸的調(diào)節(jié)對呼吸的調(diào)節(jié) 缺缺O(jiān)2 頸動脈體、主動脈體頸動脈體、主動脈體 （）（） （） 延髓呼吸中樞延髓呼吸中樞 （）（）外周化學(xué)感受器興奮，傳入沖動增外周化學(xué)感受器興奮，傳入沖動增加，促使呼吸中樞興奮而加強(qiáng)呼吸。加，促使呼吸中樞興奮而加強(qiáng)呼吸。 外周化學(xué)感受器的傳入沖動不足以對抗外周化學(xué)感受器的傳入沖動不足以對抗缺缺O(jiān) O2 2對呼吸中樞的直接抑制狀態(tài)，導(dǎo)致呼吸減弱，停止對呼吸中樞的直接抑制狀態(tài)，導(dǎo)致呼吸減弱，停止。間間接接作作用用直直接接作作用用O2H 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P PO O2 2外周化學(xué)外周化學(xué)感受器感受器

15、小結(jié)：小結(jié)：P PCOCO2 2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P PO O2 2H H+ +濃度濃度P PCOCO2 2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88表：表： PCO2、P、PO2 對呼吸的對呼吸的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)因素調(diào)節(jié)因素調(diào)節(jié)作用調(diào)節(jié)作用作用途徑作用途徑PCO2PPO2PCO2 適度升高，加強(qiáng)呼吸適度升高，加強(qiáng)呼吸超過一定限度，抑制呼吸，超過一定限度，抑制呼吸，起麻醉效應(yīng)起麻醉效應(yīng)中樞化學(xué)感受器（中樞化學(xué)感受器（+ +）（為主（為主）外周化學(xué)感受器（外周化學(xué)感受器（+）嚴(yán)重低嚴(yán)重低O2時，呼吸抑制時，呼吸抑制甚至停止。甚至停止。輕度低輕度低O2時，呼吸加強(qiáng)。時，呼吸加強(qiáng)。外周化學(xué)感受器（外周化學(xué)感受器（+）外周化學(xué)感受器（外周化學(xué)感受器（+）直接抑制呼吸中樞直接抑制呼吸中樞(為主為