第五章呼吸

1、第五章第五章 呼呼 吸吸 RESPIRATION 機體與外界環(huán)境之機體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。間的氣體交換過程。定義定義O2 CO2A process of gas exchange between the atmosphere and the body.呼吸全過程呼吸全過程外呼吸外呼吸（external respiration） 肺通氣肺通氣（pulmonary ventilation） 肺換氣肺換氣（gas exchange in lungs） 氣體在血液中的運輸氣體在血液中的運輸 內呼吸內呼吸（Internal respiration） 組織換氣組織換氣（gas exchange

2、in tissues） 細胞內氧化代謝細胞內氧化代謝 SECTION OUTLINE 1. Pulmonary ventilation2. Gas exchange in lungs and tissues3. Gas transport by circulation4. Regulation of respiration movement呼吸系統(tǒng)（呼吸系統(tǒng)（1）呼吸系統(tǒng)（呼吸系統(tǒng)（2） 呼吸系統(tǒng)（呼吸系統(tǒng)（3） 第一節(jié)第一節(jié) 肺肺 通通 氣氣概念：肺與外界環(huán)境之間進行氣體交換的過程。概念：肺與外界環(huán)境之間進行氣體交換的過程。 即氣體經(jīng)呼吸道進入肺泡的過程。即氣體經(jīng)呼吸道進入肺泡的過程。 Pu

3、lmonary ventilation is the gas exchange process between lungs and environment.一、肺通氣原理一、肺通氣原理： 肺通氣的動力肺通氣的動力 肺通氣的阻力肺通氣的阻力 肺通氣肺通氣呼吸運動呼吸運動肺內壓與大氣壓肺內壓與大氣壓 之間的壓力差之間的壓力差彈性阻力彈性阻力非彈性阻力非彈性阻力（一）肺通氣的動力（一）肺通氣的動力直接動力直接動力: :肺泡氣和外界大氣的壓肺泡氣和外界大氣的壓力差，直接推動氣體進出肺力差，直接推動氣體進出肺The Pressure Difference Between Alveoli and Atmo

4、sphere Caused the Movement of Air In and Out of the Lung 原動力原動力 : :呼吸運動呼吸運動肺內壓肺內壓肺的擴張縮小肺的擴張縮小胸廓的擴胸廓的擴張縮小張縮小呼吸肌的收縮舒張呼吸肌的收縮舒張動力動力1. 呼吸運動呼吸運動(Respiratory Movement) 呼吸肌收縮和舒張引起的胸廓節(jié)律性擴大和縮呼吸肌收縮和舒張引起的胸廓節(jié)律性擴大和縮小，包括吸氣運動和呼氣運動。小，包括吸氣運動和呼氣運動。參與呼吸運動的呼吸?。簠⑴c呼吸運動的呼吸肌：吸氣肌吸氣肌膈肌、肋間外肌膈肌、肋間外肌輔助吸氣肌輔助吸氣肌斜角肌、胸鎖乳突肌斜角肌、胸鎖乳突肌呼

5、氣肌呼氣肌肋間內肌、腹肌肋間內肌、腹肌呼吸運動的過程呼吸運動的過程呼吸運動的過程：呼吸運動的過程：平靜呼吸（平靜呼吸（eupnea） 吸氣（吸氣（inspiration） 主動主動過程過程n膈肌膈肌增大胸腔的上下徑增大胸腔的上下徑n肋間外肌肋間外肌增大胸腔的左右徑和前后徑增大胸腔的左右徑和前后徑n胸廓和肺容積胸廓和肺容積 肺內壓肺內壓大氣壓大氣壓氣體進氣體進入肺入肺 呼氣（呼氣（exspiration） 被動被動過程過程n膈肌和肋間外肌的舒張引起的膈肌和肋間外肌的舒張引起的n肺依靠回縮力而回位肺依靠回縮力而回位肺容積肺容積肺內壓肺內壓大氣大氣壓壓氣體被呼出氣體被呼出呼吸運動的呼吸運動的形式形式

6、 腹式呼吸腹式呼吸 abdominal breathing膈肌收縮為主膈肌收縮為主 胸式呼吸胸式呼吸 thoracic breathing 肋肋間外肌收縮和舒張為主間外肌收縮和舒張為主 平靜呼吸平靜呼吸 eupnea用力呼吸用力呼吸 forced (deep) breathing 一個呼吸周期內肺內壓的變化和氣流方向一個呼吸周期內肺內壓的變化和氣流方向 時相時相 壓力壓力 氣流方向氣流方向吸氣初吸氣初 肺內壓肺內壓 大氣壓大氣壓 外界氣體流入肺部外界氣體流入肺部吸氣末吸氣末 肺內壓肺內壓 大氣壓大氣壓 無氣體流動無氣體流動呼氣初呼氣初 肺內壓肺內壓 大氣壓大氣壓 肺內氣體外流肺內氣體外流呼氣末

7、呼氣末 肺內壓肺內壓 大氣壓大氣壓 無氣體流動無氣體流動 2. 肺內壓肺內壓 intrapulmonary pressure 肺泡內的壓力肺泡內的壓力肺內壓肺內壓 INTRAPULMONARY PRESSUREq平靜呼吸時：平靜呼吸時： 12mmHgq用力呼吸時：用力呼吸時：( (緊閉聲門緊閉聲門,盡力盡力作呼吸運動時作呼吸運動時) ) 100mmHg討論:如果病人出現(xiàn)呼吸心跳停止如果病人出現(xiàn)呼吸心跳停止,該如何及時該如何及時處理處理?人工呼吸人工呼吸 （artificial respiration）步驟：步驟：A（airway） B(breathing) C(circulation) D(d

8、rug)3. 胸膜腔內壓胸膜腔內壓（ intrapleural pressure）(1)胸膜腔胸膜腔 （pleural cavity） 臟層胸膜與壁層胸膜組成的密閉間隙。臟層胸膜與壁層胸膜組成的密閉間隙。其中無氣體其中無氣體, 只有少量漿液只有少量漿液 潤滑作用潤滑作用 使肺和胸廓相耦連，一起運動使肺和胸廓相耦連，一起運動3. 胸膜腔內壓胸膜腔內壓（ intrapleural pressure）指胸膜腔內的壓力指胸膜腔內的壓力, ,通常比大通常比大氣壓低，氣壓低，又稱為胸膜腔負壓。又稱為胸膜腔負壓。 形成形成：胸廓的發(fā)育速度較肺快：胸廓的發(fā)育速度較肺快：胸胸膜腔膜腔內壓內壓 = = 肺內壓肺內

9、壓 - - 肺回縮力肺回縮力 吸氣末或呼氣末：吸氣末或呼氣末：肺內壓肺內壓 = = 大氣壓大氣壓胸胸膜腔膜腔內壓內壓 = =大氣壓大氣壓- -肺回縮力肺回縮力 = = - -肺回縮力肺回縮力3. 胸膜腔負壓胸膜腔負壓胸膜腔負壓的大小主要由肺的彈性回縮力決胸膜腔負壓的大小主要由肺的彈性回縮力決定：定：吸氣吸氣 負壓負壓 呼氣呼氣 負壓負壓生理意義生理意義：牽張肺，維持肺的擴張狀態(tài)，使其不致因肺牽張肺，維持肺的擴張狀態(tài)，使其不致因肺的回縮力而萎陷；的回縮力而萎陷；擴張心房、腔靜脈、胸導管，降低其壓力，擴張心房、腔靜脈、胸導管，降低其壓力，促進靜脈血、淋巴液回流。促進靜脈血、淋巴液回流。 討論： 如

10、果胸膜因外傷或疾病而導致破如果胸膜因外傷或疾病而導致破裂，機體將會出現(xiàn)什么樣的癥狀？裂，機體將會出現(xiàn)什么樣的癥狀？該如何處理？該如何處理？由外傷或疾病等原因由外傷或疾病等原因導致胸壁或肺破裂，導致胸壁或肺破裂，胸膜腔與大氣相通，胸膜腔與大氣相通，空氣自外界或肺泡進空氣自外界或肺泡進入負壓的胸膜腔內，入負壓的胸膜腔內，而形成。而形成。肺通氣功能障礙，血肺通氣功能障礙，血液和淋巴回流減少。液和淋巴回流減少。氣胸（氣胸（pneumothorax）:SUMMARYThe gas exchange between the living body and its environment is called

11、 respiration. Respiration includes three processes: 1) pulmonary ventilation and pulmonary gas exchange, 2) gas transportation in the blood, 3) gas exchange between blood and tissue cells. Pulmonary ventilation is the gas exchange process between lungs and environment. The Pressure Difference Betwee

12、n Alveoli and Atmosphere Caused the Movement of Air In and Out of the Lung. Pleural pressure is the pressure of the fluid in the narrow space between the lung pleura and the chest wall pleura, this negative pleural pressure keeps the lungs expanded;Intrapleural pressure is usually negative pressure.

13、(二）肺通氣的阻力二）肺通氣的阻力(Resistance)彈性阻力彈性阻力 elastic resistance 肺、胸廓肺、胸廓 （70%）非彈性阻力非彈性阻力 non-elastic resistance 慣性阻力、粘滯阻力、氣慣性阻力、粘滯阻力、氣道阻力（道阻力（30%）1. 彈性阻力和順應性彈性阻力和順應性彈性阻力彈性阻力 物質物質對抗外力對抗外力所引起的變形所引起的變形的力的力, 其方向總是和外力相反其方向總是和外力相反順應性順應性 compliance 單位單位跨壁跨壁壓力變化引起壓力變化引起肺或胸廓容積的變化肺或胸廓容積的變化. . C= (L/cmH2O)彈性阻力與順應性關系彈

14、性阻力與順應性關系:容易擴張容易擴張,順應性大順應性大,彈性彈性阻力小阻力小 C=。 肺順應性肺順應性 CLCL=V/Ptp肺容積的變化肺容積的變化跨肺壓跨肺壓=肺泡壓肺泡壓-胸內壓胸內壓PAPip 肺總量對肺順應性的影響：肺總量對肺順應性的影響： 吸入同樣容積的氣體后，肺總量較大者，肺的擴張程度較小，回縮力也較小，跨壁壓較小，故順應性大；肺總量較小者，肺的擴張程度較大，回縮力也較大，跨壁壓較大，故順應性小。所以比順應性在比較不同個體肺的彈性阻力方面更具有說服力比順應性比順應性 Csp :單位肺容積下的順應性單位肺容積下的順應性比順應性比順應性=平靜呼吸時的肺順應性平靜呼吸時的肺順應性/功能余

15、氣量功能余氣量肺的彈性阻力肺的彈性阻力 吸氣的阻力、呼氣的動力吸氣的阻力、呼氣的動力來源：來源：1/3-1/3-肺組織本身的彈性回縮力肺組織本身的彈性回縮力 來自彈性纖維和膠原纖維等來自彈性纖維和膠原纖維等2/3-2/3-肺泡氣肺泡氣- -液界面的表面張力液界面的表面張力n肺泡內襯液和肺泡氣之間肺泡內襯液和肺泡氣之間 存在液存在液- -氣界面氣界面表面張力表面張力n指向中心，傾向使肺泡縮小指向中心，傾向使肺泡縮小n若將肺泡內充滿生理鹽水，若將肺泡內充滿生理鹽水，沒有液沒有液- -氣界面表面張力氣界面表面張力肺彈性阻力肺彈性阻力Laplace方程式方程式P=2T/R曲率半徑曲率半徑表面張力系數(shù)表

16、面張力系數(shù)氣氣壓壓肺表面活性物質肺表面活性物質 pulmonary surfactant成分成分：n二棕櫚酰卵磷脂二棕櫚酰卵磷脂 DPPCDPPC- -雙嗜性分子，密度隨肺泡的張縮而改變雙嗜性分子，密度隨肺泡的張縮而改變 n表面活性物質結合蛋白表面活性物質結合蛋白 SPSP合成、分泌合成、分泌：肺泡肺泡型上皮細胞型上皮細胞作用作用：降低肺泡液：降低肺泡液- -氣界面的表面張力而使肺泡的回縮力氣界面的表面張力而使肺泡的回縮力生理意義生理意義：n降低吸氣阻力，減少吸氣作功降低吸氣阻力，減少吸氣作功n有助于維持肺泡的穩(wěn)定性有助于維持肺泡的穩(wěn)定性n減少肺間質和肺泡內的組織液生成，防止肺水腫的發(fā)生減少肺

17、間質和肺泡內的組織液生成，防止肺水腫的發(fā)生肺的彈性阻力肺的彈性阻力肺的彈性阻力是吸氣的阻力、呼氣的動力肺的彈性阻力是吸氣的阻力、呼氣的動力1/3-肺組織本身的彈性回縮力肺組織本身的彈性回縮力n肺組織纖維化肺組織纖維化彈性阻力彈性阻力 吸氣困難吸氣困難n肺彈性成分被破壞肺彈性成分被破壞彈性阻力彈性阻力 呼氣困難呼氣困難2/3-肺泡氣肺泡氣-液界面的表面張力液界面的表面張力n表面活性物質表面活性物質彈性阻力彈性阻力 吸氣困難吸氣困難 新生兒肺透明膜?。ㄐ律鷥悍瓮该髂げ。∟RDS） 成人呼吸窘迫綜合征（成人呼吸窘迫綜合征（ARDS） 來源于胸廓的彈性成分來源于胸廓的彈性成分 既可能是吸氣或呼氣的阻力

18、，也可能是吸氣或呼氣的既可能是吸氣或呼氣的阻力，也可能是吸氣或呼氣的動力。動力。n胸廓處于自然容積位置胸廓處于自然容積位置 肺容量肺容量肺總量的肺總量的67%67%（平靜吸氣末）：（平靜吸氣末）：彈性阻力為彈性阻力為0 0n胸廓縮小胸廓縮小 肺容量肺容量肺總量的肺總量的67%67%（平靜呼氣或深呼氣）：彈性（平靜呼氣或深呼氣）：彈性阻力向外，是吸氣的動力，呼氣的阻力阻力向外，是吸氣的動力，呼氣的阻力n胸廓擴大胸廓擴大 肺容量肺容量肺總量的肺總量的67%67%（深吸氣）：彈性阻力向內，是（深吸氣）：彈性阻力向內，是吸氣的阻力，呼氣的動力吸氣的阻力，呼氣的動力胸廓彈性阻力胸廓彈性阻力總彈性阻力總彈

19、性阻力=肺彈性阻力肺彈性阻力+胸廓彈性阻力胸廓彈性阻力總順應性總順應性肺順應性肺順應性胸廓順應性胸廓順應性=+1112. 非彈性阻力非彈性阻力慣性阻力慣性阻力粘滯阻力粘滯阻力氣道阻力氣道阻力 80%90%n 氣流速度氣流速度n 氣流形式：層流氣流形式：層流/ /湍流湍流n 氣道管徑大小氣道管徑大小 氣道口徑的影響氣道口徑的影響因素因素（1）跨壁壓）跨壁壓（2）肺對氣管的牽引作用）肺對氣管的牽引作用（3）自主神經(jīng)系統(tǒng)的影響）自主神經(jīng)系統(tǒng)的影響 膽鹼能作用：迷走膽鹼能作用：迷走NAChM3受體受體口徑口徑 腎上腺素能作用腎上腺素能作用 ： E. 2受體受體口徑口徑（4）化學因素的影響：）化學因素的

20、影響： 如：兒茶酚胺可使氣道平如：兒茶酚胺可使氣道平滑肌舒張滑肌舒張, PGF2可使氣道平滑肌收縮可使氣道平滑肌收縮 周期性變化周期性變化討論：1、為什么早產兒容易導致新生兒呼吸窘、為什么早產兒容易導致新生兒呼吸窘迫綜合征？如何處理？迫綜合征？如何處理？2、根據(jù)所學知識，如支氣管痙攣導致的、根據(jù)所學知識，如支氣管痙攣導致的哮喘該如何處理？哮喘該如何處理？3.為什么支氣管哮喘病人呼氣困難？為什么支氣管哮喘病人呼氣困難？4.氣道異物、阻塞時會出現(xiàn)什么表現(xiàn)？氣道異物、阻塞時會出現(xiàn)什么表現(xiàn)？二、肺通氣功能的評價二、肺通氣功能的評價1. 肺容積肺容積(互不重疊互不重疊)(1)潮氣量潮氣量 （tidal

21、volume,TV） 400600ml(2)補吸氣量補吸氣量(inspiratory reserve volume,IRV) 15002000ml (3) 補呼氣量補呼氣量(expiratory reserve volume, ERV) 9001200ml(4) 余氣量余氣量(residual volume,RV) 1000 1500ml（一）肺容積與肺容量（一）肺容積與肺容量肺 容 積 和 肺 容 量肺 容 積 和 肺 容 量2. 肺容量肺容量(1)深吸氣量深吸氣量 （inspiratory capacity, IC) = TV+IR 平靜吸氣末作最大吸氣時所能吸入的氣體量平靜吸氣末作最大吸

22、氣時所能吸入的氣體量衡量最大通氣潛力的指標衡量最大通氣潛力的指標(2)功能余氣量功能余氣量 (functional residual capacity, FRC) = RV+ERV ，2500ml平靜呼氣末尚存留于肺內的氣體量平靜呼氣末尚存留于肺內的氣體量 緩沖呼吸過程中肺泡氣氧和二氧化碳分壓的變化幅度緩沖呼吸過程中肺泡氣氧和二氧化碳分壓的變化幅度 2. 肺容量肺容量（3）肺活量肺活量 (VC, vital capacity) = IRV+TV+ERV盡力吸氣后，從肺內所能呼出的最大氣體量。反映肺一盡力吸氣后，從肺內所能呼出的最大氣體量。反映肺一次通氣的最大能力。次通氣的最大能力。 男性男性-

23、3500ml，女性，女性-2500ml 用力肺活量用力肺活量 (FVC) ： 最大吸氣后盡力、盡快呼氣所呼最大吸氣后盡力、盡快呼氣所呼出的最大氣量出的最大氣量. 用力呼氣量用力呼氣量（FEV，時間肺活量），時間肺活量）：第：第1、2、3 s末（末（ FEV1、 FEV2、 FEV3 ）呼出的氣體量占用力肺）呼出的氣體量占用力肺活量的百分數(shù)?；盍康陌俜謹?shù)。 80% , 96% , 99%。在臨床鑒別限制性。在臨床鑒別限制性肺疾病和阻塞性肺疾病有重要意義。肺疾病和阻塞性肺疾病有重要意義。正常人正常人阻塞性肺疾病患者阻塞性肺疾病患者限制限制性肺性肺疾病疾病患者患者 4. 肺總量肺總量 (TLC, t

24、otal lung capacity) =IRV+TV+ERV+RV肺所能容納的最大氣體量肺所能容納的最大氣體量具有個體差異：男性具有個體差異：男性-5000ml，女性，女性-3500ml(二二 ) 肺通氣量和肺泡通氣量肺通氣量和肺泡通氣量 1. 肺通氣量肺通氣量（pulmonary ventilation） 每分鐘吸入或呼出的氣體總量。每分鐘吸入或呼出的氣體總量。 肺通氣量肺通氣量=潮氣量潮氣量呼吸頻率呼吸頻率 （69 L） 2. 肺泡通氣量（肺泡通氣量（alveolar ventilation）The space in the respiratory passages where no g

25、as exchange takes place is called the dead space . 解剖無效腔：鼻解剖無效腔：鼻呼吸性細支氣管不參與氣體交換的氣體量呼吸性細支氣管不參與氣體交換的氣體量, 約約150ml。肺泡無效腔：肺泡內未參與氣體交換的氣體量肺泡無效腔：肺泡內未參與氣體交換的氣體量.解剖無效腔解剖無效腔 + 肺泡無效腔肺泡無效腔 = 生理無效腔生理無效腔 不同呼吸頻率和潮氣量時的肺通氣量和肺泡通氣量不同呼吸頻率和潮氣量時的肺通氣量和肺泡通氣量 呼吸頻率呼吸頻率 潮氣量潮氣量 肺通氣量肺通氣量 肺泡通氣量肺泡通氣量 （次（次/分鐘）分鐘） （ML) (ML/MIN) (ML/

26、MIN) 16 500 8000 5600 8 1000 8000 6800 32 250 8000 3200對肺換氣而言，淺而快的呼吸是不利的。對肺換氣而言，淺而快的呼吸是不利的。2. 肺泡通氣量（肺泡通氣量（alveolar ventilation） 每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量或能與血液進行每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量或能與血液進行氣體交換的有效通氣量。氣體交換的有效通氣量。 肺泡通氣量肺泡通氣量= (潮氣量潮氣量 無效腔氣量無效腔氣量) 呼吸頻率呼吸頻率 Summary Tidal volume is the amount of air inhale and exhale with eac

27、h breath. Vital capacity is the total volume of air that can be moved in and out of the lungs during a single breath. The fraction of the forced vital capacity (FVC) expired during the first second of a forced expiration. Some air remains in the lungs of expiration. This is called the residual volum

28、e. Passages within the airways are called dead space because no gas exchange takes place in the airways. The air used for gas exchange excludes both the residual volume in the lungs and that in the dead space of the respiratory tract. 第二節(jié)第二節(jié) 肺換氣與組織換氣肺換氣與組織換氣組織換氣組織換氣肺泡肺泡血血 液液循循 環(huán)環(huán)O2CO2組織組織O2CO2O2CO2O

29、2CO2肺換氣肺換氣肺換氣和組織換氣是以擴散方式進行的肺換氣和組織換氣是以擴散方式進行的1. 分壓差分壓差(partial pressure) 2. 擴散系數(shù)（擴散系數(shù)（diffusion coeffcient）：）： S/MW 3. 擴散面積和距離擴散面積和距離4. 溫度溫度氣體擴散的影響因素氣體擴散的影響因素VTASPD MW（一）氣體擴散（一）氣體擴散一一、氣體交換氣體交換(gas exchange)的基本原理的基本原理在氣體交換不足時，往往是在氣體交換不足時，往往是缺氧顯著（低氧血癥），而缺氧顯著（低氧血癥），而CO2的潴留并不明顯的潴留并不明顯（二）呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓（

30、二）呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓空氣空氣肺泡氣肺泡氣動脈血動脈血混合靜混合靜脈血脈血組織組織PO2PCO215910410040300.340404650海平面空氣，肺泡氣，血液和組織內海平面空氣，肺泡氣，血液和組織內O2和和CO2的分壓（的分壓（mmHg）（一）肺換氣過程（一）肺換氣過程靜脈血靜脈血PO2 肺泡氣肺泡氣PCO2 CO2：Capillary alveolus（46 mmHg) (40 mmHg)二、肺換氣二、肺換氣(gas exchange in the lung）（二）影響肺換氣的因素（二）影響肺換氣的因素 影響氣體擴散的所有因素都能影響肺換氣影響氣體擴散的所有因素都能影

31、響肺換氣 1. 呼吸膜的呼吸膜的厚度厚度(thickness) 厚度增加厚度增加（肺纖維化、（肺纖維化、肺水腫）肺水腫），氣體交換減小，氣體交換減小 2. 呼吸膜的呼吸膜的面積面積(surface area) 面積減小（肺不張、面積減小（肺不張、肺實變、肺氣腫、肺葉切除）肺實變、肺氣腫、肺葉切除） ，氣體交換減小，氣體交換減小 3. 通氣通氣-血流比值血流比值(ventilation/perfusion ratio) 呼吸膜的結構呼吸膜的結構液體分子層液體分子層肺泡上皮細胞肺泡上皮細胞上皮基底膜上皮基底膜間隙間隙Cap.基膜基膜Cap.內皮細胞內皮細胞這六層的平均厚這六層的平均厚度約為度約為0

32、.6m呼吸膜呼吸膜(respiratory membrane)1. 定義：每分鐘肺泡通氣量和每分鐘肺血流量的比值定義：每分鐘肺泡通氣量和每分鐘肺血流量的比值 2. 正常值正常值0.84 3. 意義意義 =0.84 實現(xiàn)肺內適宜的氣體交換實現(xiàn)肺內適宜的氣體交換 0.84肺泡無效腔增大肺泡無效腔增大 0.84功能性動靜脈短路功能性動靜脈短路 通氣血流比值（通氣血流比值（ventilation-perfusion ratio,VA/Q ）討論：討論： 為什么氣體交換障礙為什么氣體交換障礙, , 表現(xiàn)為缺氧和表現(xiàn)為缺氧和COCO2 2潴留潴留, , 以前者為主？以前者為主？1、 動靜脈血液間動靜脈血液

33、間PO2遠大于遠大于PCO2 ，所以動靜脈短路，所以動靜脈短路對前者影響大。對前者影響大。2、CO2的擴散系數(shù)是的擴散系數(shù)是O2的的20倍。倍。3、缺缺O(jiān)2和和CO2潴留可刺激呼吸中樞增加肺通氣量潴留可刺激呼吸中樞增加肺通氣量, 有有助于助于CO2的排出，卻幾乎無助于的排出，卻幾乎無助于O2的攝取的攝?。≒CO2,PH Hb對對O2的親和力的親和力）。）。三、組織換氣三、組織換氣(Gas exchange in tissues)四、正常肺功能在維持機體酸堿四、正常肺功能在維持機體酸堿平衡中的作用平衡中的作用（一）酸堿平衡與酸堿平衡紊亂（一）酸堿平衡與酸堿平衡紊亂1. 酸堿平衡（酸堿平衡（aci

34、d-base balance） 動脈血動脈血 pH 7.400.05 靜脈血靜脈血 pH 7.350.05 酸性物質酸性物質 揮發(fā)酸揮發(fā)酸（CO2）、）、固定酸（甘油酸等）固定酸（甘油酸等） 堿性物質堿性物質 2. 酸堿平衡紊亂酸堿平衡紊亂（acid-base disturbance）或）或酸堿失衡（酸堿失衡（acid-base imbalance） （二）肺在維持酸堿平衡中的作用（二）肺在維持酸堿平衡中的作用酸堿平衡的呼吸性調節(jié)酸堿平衡的呼吸性調節(jié) 通過改變肺泡通氣量來控制通過改變肺泡通氣量來控制CO2的排出量，的排出量，調節(jié)血漿碳酸（揮發(fā)酸）的濃度。調節(jié)血漿碳酸（揮發(fā)酸）的濃度。肺通氣的調

35、節(jié)肺通氣的調節(jié) 中樞中樞 外周外周（三）血氣分析（三）血氣分析用途：判斷機體是否存在酸堿平衡失調以用途：判斷機體是否存在酸堿平衡失調以及缺氧和缺氧程度及缺氧和缺氧程度采血部位：肱動脈、股動脈、前臂動脈等采血部位：肱動脈、股動脈、前臂動脈等動脈血動脈血測定指標：測定指標：pH 、PCO2 、PO2 （三）血氣分析（三）血氣分析pH7.35 失代償性酸中毒失代償性酸中毒 pH7.45 失代償性堿中毒失代償性堿中毒PCO2 3545mmHg 35mmHg 低碳酸血癥低碳酸血癥 45mmHg 高碳酸血癥高碳酸血癥 50mmHg 呼吸中樞抑制呼吸中樞抑制PO2 80100mmHg 60mmHg 呼吸衰竭

36、呼吸衰竭 30mmHg 生命危險生命危險血氧飽和度血氧飽和度 91.999%Summary The difference in the partial pressures of carbon dioxide and oxygen in the lungs and the tissues account for gas exchange. ln the lungs, carbon dioxide diffuses out of the blood, and oxygen diffuses into the blood. This is external respiration. ln the t

37、issues, oxygen diffuses out of the blood, and carbon dioxide diffuses into the blood. This is internal respiration. The factors that determine how rapidly a gas will pass through the membrane are: the thickness of the membrane; the surface area of the membrane; the diffusion coefficient of the gas i

38、n the substance of the membrane; the pressure difference of the gas between the two sides of the membrane. 第三節(jié)第三節(jié) 氣體在血液中的運輸氣體在血液中的運輸 GAS TRANSPORT IN THE BLOOD O2的運輸?shù)倪\輸 Oxygen transport CO2的運輸?shù)倪\輸 Carbon dioxide transport O2和和CO2在血液中存在的形式在血液中存在的形式 物理溶解物理溶解 dissolved state 化學結合化學結合 Chemical forms 血液血液

39、O2和和CO2的含量（的含量（ml/100ml血液）血液） 動動 脈脈 血血 混混 合合 靜靜 脈脈 血血 物理溶解物理溶解 化學結合化學結合 合計合計 物理溶解物理溶解 化學結合化學結合 合計合計 O2 0.31 20.0 20.31 0.11 15.2 15.31 CO2 2.53 46.4 48.93 2.91 50.0 52.91必須先有物理溶解才能發(fā)生化學結合必須先有物理溶解才能發(fā)生化學結合一、一、O2的運輸（的運輸（1）物理溶解物理溶解 1.5%化學結合化學結合 98.5% 氧合血紅蛋白氧合血紅蛋白 HbO2 Hb + O2 HbO2 Hb與與O2結合的特征結合的特征n反應快、可逆

40、、不需酶的催化、受反應快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影響的影響 nFe2+為二價鐵，該反應是氧合為二價鐵，該反應是氧合 (oxygenation) , 不是氧化不是氧化 (oxidation).n1分子分子Hb可以結合可以結合4分子分子O2nHb與與O2的結合或解離曲線呈的結合或解離曲線呈 S 形，與形，與Hb的變構效應有關。的變構效應有關。 去氧去氧Hb 緊密型（緊密型（T型）型） 親和力低親和力低 氧合氧合Hb 疏松型（疏松型（S型）型） 親和力高親和力高 Hb的的4個亞單位在結合個亞單位在結合O2或釋放或釋放O2時，彼此間有協(xié)同效應時，彼此間有協(xié)同效應一、一、O2的運輸（的運輸（2）

41、二、二、O2的運輸（的運輸（3） Hb與與O2結合的量結合的量 Hb的氧容量的氧容量(oxygen capacity)n100ml血液中血液中Hb所能結合的最大所能結合的最大O2量，約為量，約為20.1ml/100ml Hb的氧含量的氧含量(oxygen content)n100ml血液中血液中Hb實際結合的實際結合的O2量量 Hb的氧飽和度的氧飽和度(oxyhemoglobin saturation)nHb的氧含量與氧容量的百分比的氧含量與氧容量的百分比正常值：正常值： 95%97% , 是評價缺氧程度的重要指標是評價缺氧程度的重要指標.發(fā)紺（發(fā)紺（cyanosisi）nHbO2呈鮮紅色，去

42、氧呈鮮紅色，去氧Hb呈藍紫色，當血液中去氧呈藍紫色，當血液中去氧Hb含量含量達到達到5g/100ml以上時，皮膚粘膜呈淺蘭色，稱為紫紺。以上時，皮膚粘膜呈淺蘭色，稱為紫紺。n一般可作為缺氧的標志一般可作為缺氧的標志討論:1、如果機體出現(xiàn)呼吸困難，是否會出現(xiàn)紫、如果機體出現(xiàn)呼吸困難，是否會出現(xiàn)紫紺？紺？2、不出現(xiàn)紫紺，是否能說一定不存在缺、不出現(xiàn)紫紺，是否能說一定不存在缺O(jiān)2？為什么？為什么？重癥貧血重癥貧血 缺氧，但無紫紺缺氧，但無紫紺COCO中毒中毒 缺氧，皮膚粘膜顏色紅潤缺氧，皮膚粘膜顏色紅潤紅細胞增多癥紅細胞增多癥 不缺氧，可出現(xiàn)紫紺不缺氧，可出現(xiàn)紫紺氧解離曲線氧解離曲線（OXYGEN

43、DISSOCIATION CURVE） 表示表示PO2與與Hb氧飽和度關系的曲線。氧飽和度關系的曲線。 （三）氧解離曲線（三）氧解離曲線 1、上段上段 相當于相當于Po2 60-100mmHg ，表明，表明Po2的變化的變化對氧飽和度影響不大對氧飽和度影響不大。 Po2不低于不低于60mmHg，氧飽氧飽和度能保持在和度能保持在90%, 較平坦，保持足夠的攝較平坦，保持足夠的攝O2量。量。2、中段中段 相當于相當于Po2 40-60mmHg，是是HbO2釋放釋放O2的的部分部分。 O2的利用系數(shù)：血液流經(jīng)組織時釋放出的的利用系數(shù)：血液流經(jīng)組織時釋放出的容積占動脈血容積占動脈血 O2含量的百分數(shù)。

44、含量的百分數(shù)。 較陡，釋放較陡，釋放O2量多，滿足組織量多，滿足組織O2需求。需求。3、下段下段 相當于相當于Po2 15-40mmHg ，也也是是HbO2與與O2解離解離的部分的部分 最陡，最陡，代表組織代表組織O2儲備。儲備。（四）影響（四）影響O2運輸?shù)囊蛩剡\輸?shù)囊蛩?FACTORS THAT SHIFT THE OXYGEN-HEMOGLOBIN DISSOCIATION CURVE)通常用通常用P50來表示來表示Hb 對對O2親和力親和力P50 ：是使是使Hb 氧飽和度達氧飽和度達50% 時的時的PO2， 正常時為正常時為26.5mmHg P50增大增大, 表明表明Hb 對對O2親和

45、力降低，曲線右移。親和力降低，曲線右移。 P50減小，表明減小，表明Hb 對對O2親和力增加，曲線左移。親和力增加，曲線左移。（四）影響（四）影響O2運輸運輸因素因素 1. 血液血液pH和和PCO2的影響的影響n波爾效應波爾效應(Bohr effect) pH 或或PCO2Hb對的對的O2親和力親和力P50氧解離曲線右移氧解離曲線右移 pH 或或PCO2Hb對的對的O2親和力親和力P50氧解離曲線左移氧解離曲線左移n機制：機制：H+可以與可以與Hb結合，促使結合，促使Hb分子向分子向T型轉變型轉變n意義：既促進肺毛細血管內混合靜脈血意義：既促進肺毛細血管內混合靜脈血 的氧合，又有利于組織毛細血

46、管血液釋放的氧合，又有利于組織毛細血管血液釋放O2（四）影響（四）影響O2運輸運輸?shù)囊蛩氐囊蛩?2. 溫度的影響溫度的影響n溫度溫度Hb對的對的O2親和力親和力促進釋放促進釋放O2 、氧解離曲線右移、氧解離曲線右移溫度溫度Hb對的對的O2親和力親和力不利于不利于O2釋放、氧解離曲線左移釋放、氧解離曲線左移n機制：溫度機制：溫度H+活度活度Hb對的對的O2親和力親和力n意義：組織代謝活動意義：組織代謝活動組織組織T、CO2、酸性代謝產物、酸性代謝產物 HbO2解離解離組織可獲得更多的組織可獲得更多的O2，能適應代謝增加的需要。，能適應代謝增加的需要。 3. 2,3 二磷酸甘油酸（二磷酸甘油酸（2

47、,3 DPG） 紅細胞無氧酵解產物紅細胞無氧酵解產物n2,3 DPG Hb對的對的O2親和力親和力氧解離曲線右移氧解離曲線右移2,3 DPG Hb對的對的O2親和力親和力氧解離曲線左移氧解離曲線左移n機制：機制： 2,3 DPG使使Hb向向T型轉變，并提高型轉變，并提高H+濃度濃度（四）影響（四）影響O2運輸?shù)囊蛩剡\輸?shù)囊蛩?. COCO既妨礙既妨礙Hb與與O2結合，又妨礙結合，又妨礙Hb與與O2解離解離n CO與與Hb的親和力是的親和力是O2的的250倍倍n CO與與Hb中中1個血紅素結合后，將增加其余個血紅素結合后，將增加其余3個血紅個血紅素與素與O2的親和力，妨礙的親和力，妨礙O2解離解

48、離5. 其他因素其他因素nFe2+氧化成氧化成Fe3+ ，Hb失去攜失去攜O2的能力的能力n胎兒胎兒Hb與與O2的親和力較高，有助于胎兒血液流經(jīng)胎盤的親和力較高，有助于胎兒血液流經(jīng)胎盤時從母體攝取時從母體攝取O2 二、二、CO2的運輸?shù)倪\輸 二、二、CO2的的運輸運輸（一）形式（一）形式 物理溶解：物理溶解：5% 化學結合：化學結合：碳酸氫鹽碳酸氫鹽 88%，氨基甲酰血紅蛋白，氨基甲酰血紅蛋白7% 1、碳酸氫鹽、碳酸氫鹽 2、氨基甲酰血紅蛋白、氨基甲酰血紅蛋白 HbNH2O2 + H+ +CO2 HHbNHCOOH +O2二、二、CO2的的運輸運輸（二）二）CO2解離曲線解離曲線 線性線性（三

49、）影響（三）影響CO2運輸運輸?shù)囊蛩氐囊蛩?何爾登效應何爾登效應（Haldane effect）： O2與與Hb的結合可促使的結合可促使CO2釋放釋放, 去氧去氧Hb容易與容易與CO2結合結合The increase in HbO2 formation in pulmonary capillaries favors unloading of CO2 from bicarbonate and carbamino compoundSummary Some oxygen (1.5%) is dissolved in plasma, but most (98.5%) forms a loose ass

50、ociation with hemoglobin. Therefore, oxygen is transported in the blood within red blood cells. Carbon dioxide is transported: (1)dissolved in plasma (5%), (2)in carbaminohemoglobin（7%）, and (3)mostly as bicarbonate ions（88%）.第四節(jié)第四節(jié) 呼吸運動的調節(jié)呼吸運動的調節(jié)一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成（一）呼吸中樞（一）呼吸中樞 ：中樞神經(jīng)系統(tǒng)內產生

51、和調節(jié)呼吸運動中樞神經(jīng)系統(tǒng)內產生和調節(jié)呼吸運動的神經(jīng)細胞群所在的部位。的神經(jīng)細胞群所在的部位。 1、脊髓脊髓 ：位于位于C3-5 和和胸段脊髓前角，胸段脊髓前角， 中繼站中繼站 2、低位腦干低位腦干 ：指腦橋和延髓，指腦橋和延髓， 可產生基本的呼吸節(jié)律。可產生基本的呼吸節(jié)律。 （不隨意的自主呼吸不隨意的自主呼吸） (1)延髓延髓: :呼吸的基本中樞呼吸的基本中樞. . (2)腦橋腦橋: :呼吸調整中樞呼吸調整中樞 （Pneumotaxic center) 3、高位腦：高位腦：如大腦皮層可如大腦皮層可隨意隨意調節(jié)呼吸調節(jié)呼吸低位腦干（圖解）低位腦干（圖解）( (二二) ) 呼吸節(jié)律的形成呼吸節(jié)律

52、的形成一一. .起步細胞學說起步細胞學說二二. .神經(jīng)元網(wǎng)絡學說神經(jīng)元網(wǎng)絡學說: : 中樞吸氣活動發(fā)生器中樞吸氣活動發(fā)生器 (inspiratory activity generator) 吸氣切斷機制吸氣切斷機制 (Switch-off mechanism)二、呼吸的反射性調節(jié)二、呼吸的反射性調節(jié)(REFLEX REGULATION OF RESPIRATION)(一一) 化學感受性呼吸反射化學感受性呼吸反射 1、化學感受器、化學感受器 （1）外周化學感受器）外周化學感受器 （ perpheral chemoreceptor ） 頸動脈體和主動脈體頸動脈體和主動脈體：分別位于頸總動脈分叉：分

53、別位于頸總動脈分叉處和主動脈弓區(qū)域處和主動脈弓區(qū)域 敏感刺激：敏感刺激：動脈血動脈血PO2、PCO2或或 H+ （三（三種因素有協(xié)同作用）種因素有協(xié)同作用）83 外周化學感受器：外周化學感受器： 頸動脈體、主動脈體頸動脈體、主動脈體傳入神經(jīng)：竇神經(jīng)、迷走神傳入神經(jīng)：竇神經(jīng)、迷走神經(jīng)經(jīng)中樞：延髓中樞：延髓效應：反射性引起呼吸運動效應：反射性引起呼吸運動加深加快加深加快意義：在機體低氧時維持對意義：在機體低氧時維持對呼吸的驅動作用呼吸的驅動作用化學感受性呼吸反射化學感受性呼吸反射84中樞化學感受器中樞化學感受器n延髓腹外側淺表部延髓腹外側淺表部n刺激：腦脊液和局部細胞刺激：腦脊液和局部細胞 外液中

54、的外液中的H+- 動脈血動脈血CO2可通過血腦屏障，并解離出可通過血腦屏障，并解離出H+間接作用于間接作用于中樞化學感受器中樞化學感受器- 動脈血動脈血H+的變化對中樞化學感受器作用較小、緩慢的變化對中樞化學感受器作用較小、緩慢- 動脈血動脈血PO2的變化對中樞化學感受器無作用的變化對中樞化學感受器無作用n意義：調節(jié)腦脊液意義：調節(jié)腦脊液H+，使中樞神經(jīng)系統(tǒng)有一穩(wěn)定的，使中樞神經(jīng)系統(tǒng)有一穩(wěn)定的pH環(huán)境環(huán)境 化學感受性呼吸反射化學感受性呼吸反射85（1）CO2對呼吸運動的調節(jié)對呼吸運動的調節(jié)nCO2是調節(jié)呼吸運動的最重要的生理性化學因素是調節(jié)呼吸運動的最重要的生理性化學因素動脈血動脈血PCO2在

55、一定范圍內升高，可以加強對呼吸的刺在一定范圍內升高，可以加強對呼吸的刺激作用激作用動脈血動脈血PCO2超過一定限度則有抑制和麻醉效應超過一定限度則有抑制和麻醉效應nCO2刺激呼吸運動是通過兩條途徑實現(xiàn)的刺激呼吸運動是通過兩條途徑實現(xiàn)的中樞化學感受器途徑是主要的：更敏感、但反應慢中樞化學感受器途徑是主要的：更敏感、但反應慢外周化學感受器：引起快速呼吸反應中起作用；當中樞化學外周化學感受器：引起快速呼吸反應中起作用；當中樞化學感受器受到抑制，對感受器受到抑制，對CO2敏感性降低時敏感性降低時CO2 中樞化學感受器中樞化學感受器外周化學感受器外周化學感受器延髓呼延髓呼吸中樞吸中樞呼吸呼吸運動運動 2mmHg 10mmHg肺泡通肺泡通氣量氣量 2. CO2、H+和和O2對呼吸的調節(jié)對呼吸的調節(jié)87 （2）H+對呼吸運動的調節(jié)對呼吸運動的調節(jié)n中樞化學感受器對中樞化學感受器對H+的敏感性較的敏感性較外周化學感受器外周化學感受器高，高， n腦脊液中的腦脊液中的H+是是中樞化學感受器的最有效刺激中樞化學感受器的最有效刺激n動脈血動脈血H+ （通過血腦屏障的速度較慢），以刺激（通過血腦屏障的