齊魯醫(yī)學(xué)呼吸生理

1、第七章 呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能2021/7/27 星期二1肺呼吸氣體在血液中的運(yùn)輸細(xì)胞呼吸肺通氣：肺泡 外界大氣肺換氣：肺泡肺毛細(xì)血管血液組織換氣：內(nèi)環(huán)境 細(xì)胞（外呼吸）（內(nèi)呼吸）細(xì)胞內(nèi)的有氧代謝生化范疇呼吸：機(jī)體與外界環(huán)境的氣體交換過程。呼吸過程的三個(gè)環(huán)節(jié)：2021/7/27 星期二2呼吸過程示意圖肺通氣肺換氣氣體在血液中運(yùn)輸細(xì)胞呼吸2021/7/27 星期二3第一節(jié) 呼吸系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)呼吸道鼻咽喉氣管支氣管肺支氣管樹導(dǎo)管部： 呼吸部： 細(xì)支氣管 肺泡 2021/7/27 星期二4肺內(nèi)支氣管樹呼吸部： 呼吸系統(tǒng)概貌2021/7/27 星期二52021/7/27 星期二6第二節(jié) 肺通氣一、肺通

2、氣的原理（一）肺通氣的動(dòng)力直接動(dòng)力：肺內(nèi)壓和大氣壓之間的壓力差吸氣肺內(nèi)壓高于大氣壓呼氣肺內(nèi)壓低于大氣壓原動(dòng)力：呼吸運(yùn)動(dòng)2021/7/27 星期二7呼吸運(yùn)動(dòng)（respiratory movement）吸氣?。焊艏　⒗唛g外肌呼氣?。豪唛g內(nèi)肌、腹肌輔助吸氣肌群：斜角肌、胸鎖乳突肌等1）吸氣2) 呼氣（1）呼吸運(yùn)動(dòng)過程概念：呼吸肌收縮舒張引起的胸廓擴(kuò)大和縮小。2021/7/27 星期二8呼吸肌斜角肌胸鎖乳突肌肋間外肌膈肌肋間內(nèi)肌 腹部 肌群吸氣肌呼氣肌2021/7/27 星期二9肋間外肌肋間內(nèi)肌2021/7/27 星期二10呼吸運(yùn)動(dòng)引起的胸廓容積變化 2021/7/27 星期二11（2）呼吸運(yùn)動(dòng)形式平

3、靜呼吸 吸氣主動(dòng)、呼氣被動(dòng)用力呼吸 吸氣主動(dòng)、呼氣主動(dòng)胸式呼吸 肋間外肌活動(dòng)為主腹式呼吸 膈肌活動(dòng)為主 成人：胸式和腹式混合式呼吸嬰幼兒：腹式呼吸為主妊娠后期：胸式呼吸為主2021/7/27 星期二122. 肺內(nèi)壓: 指肺泡內(nèi)的壓力。（1）呼吸過程中肺內(nèi)壓的變化肺內(nèi)壓吸氣初： 大氣壓末：= 大氣壓2021/7/27 星期二13呼吸過程中肺內(nèi)壓、胸內(nèi)壓及呼吸氣容積的變化過程 2021/7/27 星期二14（2）人工呼吸的原理定義：人為地造成肺內(nèi)壓和大氣之間的壓力差來維持肺通氣。人工呼吸機(jī)口對(duì)口的人工呼吸法有節(jié)律性地?cái)D壓胸廓的負(fù)壓通氣方法：前提：呼吸道通暢2021/7/27 星期二15 胸膜臟、壁

4、兩層在肺根處互相反折移行，在兩肺周圍分別形成兩個(gè)互不相通、完全封閉的腔。（1）胸膜腔特點(diǎn)：潛在腔隙少量漿液潤滑作用漿液分子的內(nèi)聚力兩層胸膜貼附3. 胸膜腔內(nèi)壓胸膜腔：2021/7/27 星期二16氣胸：胸膜破裂，胸膜腔與大氣相通，空氣將立即進(jìn)入胸膜腔內(nèi)，形成氣胸。2021/7/27 星期二17胸內(nèi)壓 肺 （4）胸膜腔負(fù)壓的生理意義維持肺泡擴(kuò)張狀態(tài)，并隨胸廓的運(yùn)動(dòng)而張縮，保證肺通氣和肺換氣降低中心靜脈壓，促進(jìn)胸腔淋巴液和靜脈血回流。2021/7/27 星期二19（二）肺通氣的阻力1彈性阻力概念：彈性組織受外力作用發(fā)生變形時(shí)所產(chǎn)生的對(duì)抗變形的力。度量指標(biāo)：順應(yīng)性順應(yīng)性：指在外力作用下彈性組織的可擴(kuò)

5、張性。 順應(yīng)性彈性阻力2021/7/27 星期二20（1）肺的彈性阻力與順應(yīng)性： 肺組織：彈性纖維和膠原纖維的彈性回縮力 肺泡內(nèi)：液-氣界面所產(chǎn)生的表面張力（2）肺泡表面張力與肺表面活性物質(zhì)肺表面活性物質(zhì)： 降低彈性阻力維持大小肺泡的穩(wěn)定性防止肺水腫（3）胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性2021/7/27 星期二21表面張力2021/7/27 星期二22呼吸膜、肺泡表面張力與肺表面活性物質(zhì)2021/7/27 星期二23肺泡上皮C：型二軟脂酰卵磷脂肺泡氣液交界面的表面張力肺泡上皮C組織間隙毛細(xì)血管內(nèi)皮C肺泡上皮基膜含表面活性物質(zhì)的液體層（分泌C）1 m型呼吸膜：毛細(xì)血管肌膜2021/7/27 星期二242

6、.非彈性阻力 定義：在氣體流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的，并隨流速加快而增加，故為動(dòng)態(tài)阻力。包括慣性阻力、粘滯阻力和氣道阻力。 （1）氣道阻力定義：由氣體流經(jīng)呼吸道時(shí)，氣體分子間及氣體分子與呼吸道壁之間的摩擦所產(chǎn)生阻力 。分布：鼻、聲門、直徑2 mm以上細(xì)支氣管、氣管等部位。2021/7/27 星期二25（2）影響氣道阻力的因素氣流速度氣流形式管徑大?。ê粑约?xì)支氣管） 氣道的跨壁壓肺實(shí)質(zhì)對(duì)氣道壁的外向放射狀牽引作用神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)氣道管壁平滑肌舒縮活動(dòng)的調(diào)節(jié)化學(xué)因素阻力層流阻力湍流阻力2021/7/27 星期二26二、肺通氣功能的評(píng)價(jià) （一）肺容積：是指肺內(nèi)氣體的容積1. 潮氣量：每次吸入或呼出的氣量。2. 補(bǔ)吸氣

7、量：平靜吸氣末， 再盡力吸入的氣量。正常成人：400500 ml正常成人：15001800 ml3. 補(bǔ)呼氣量：平靜呼氣末，再用力呼出的氣量。正常成人：10001500 ml4. 殘氣量：用全力呼氣后，肺內(nèi)所留的氣體量。（余氣量）正常成人：10001500 ml（吸氣儲(chǔ)備量）（呼氣儲(chǔ)備量） 2021/7/27 星期二27肺容積和肺容量示意圖2021/7/27 星期二281. 深吸氣量（inspiratory capacity）：1+22. 功能殘氣量（functional residual capacity）：3+4 3. 肺活量：盡力吸氣后，從肺內(nèi)所能呼出的最大氣量（vital capaci

8、ty）。 4. 用力呼氣量 ：指盡力最大吸氣后再盡力盡快呼氣時(shí)，在一定時(shí)間內(nèi)所能呼出的氣量。 常用：1秒用力呼氣量（FEV1） 5. 肺總量：1+2+3+4（二）肺容量：是肺容積中兩項(xiàng)或兩項(xiàng)以上的聯(lián)合氣量。2021/7/27 星期二291每分通氣量：潮氣量頻率2最大隨意通氣量（自學(xué)）3無效腔和肺泡通氣量（三）肺通氣量和肺泡通氣量 每分肺泡通氣量=（潮氣量-解剖無效腔容量）呼吸頻率 肺泡無效腔 無效腔：解剖無效腔生理無效腔2021/7/27 星期二30 不同呼吸頻率和潮氣量時(shí)肺通氣量和肺泡通氣量 呼吸頻率（次/分鐘）潮氣量（ml）肺通氣量（ml/min）肺泡通氣量（ml/min）16500800

9、0560081000800068003225080003200 深而慢的呼吸比淺而快的呼吸效率高。 2021/7/27 星期二31第三節(jié) 肺換氣和組織換氣一、肺換氣和組織換氣的基本原理（一）氣體的擴(kuò)散肺換氣：肺泡 血液組織換氣：血液 組織動(dòng)力：氣體的分壓差方式：擴(kuò)散2021/7/27 星期二32（二）氣體擴(kuò)散速率及影響因素SMWd = 1. 氣體的分壓差：正比2. 氣體的分子量和溶解度 S（溶解度） MW d（擴(kuò)散速率）O2：2.14 ml/L 32 3.78 CO2: 51.5 ml/L 44 77.64dCO2 20dO2 CO2的擴(kuò)散速率大于O22021/7/27 星期二333. 擴(kuò)散面

10、積和距離與擴(kuò)散面積成正比，與擴(kuò)散距離成反比4. 溫度 ：正比2021/7/27 星期二34二、肺 換 氣（一）肺換氣過程2021/7/27 星期二35（二）影響肺換氣的因素 1. 呼吸膜的厚度 厚度2. 呼吸膜的面積擴(kuò)散速率擴(kuò)散量面積擴(kuò)散速率擴(kuò)散量3. 通氣血流比值=每分肺泡通氣量（VA）每分肺血流量（Q）= 0.84呼吸膜結(jié)構(gòu)示意圖 2021/7/27 星期二36通氣/血流比值可能出現(xiàn)的三種情況 VA / Q肺泡無效腔肺泡氣更新率VA / Q功能性動(dòng)-靜脈短路血中PO2 PCO22021/7/27 星期二37通氣/血流比值可能出現(xiàn)的三種情況 2021/7/27 星期二38（三）肺擴(kuò)散容量（自

11、學(xué)） 三、組織換氣2021/7/27 星期二392021/7/27 星期二40第四節(jié) 氣體在血液中的運(yùn)輸 運(yùn)輸形式： 物理溶解：量少，是化學(xué)結(jié)合的前提化學(xué)結(jié)合：量多，以物理溶解為前提O2 、CO2溶解化學(xué)結(jié)合溶解2021/7/27 星期二41一、氧的運(yùn)輸（一）氧在血液中存在的形式血液中O2和CO2的含量（ml/100 ml 血液）動(dòng)脈血混合靜脈血物理溶解化學(xué)結(jié)合總量物理溶解化學(xué)結(jié)合總量O20.3120.020.3170.1115.215.31CO22.5346.448.932.9150.052.91 以Hb為主要運(yùn)輸工具2021/7/27 星期二421Hb分子的結(jié)構(gòu) 2021/7/27 星期二

12、43Hb + O2 HbO2PO2高PO2低2021/7/27 星期二442Hb與O2結(jié)合的特征（1）反應(yīng)快，可逆，不需酶，反應(yīng)方向取決于PO2高低（2）Fe2+與O2 結(jié)合后仍是二價(jià)鐵（3）1分子Hb可以結(jié)合4分子O2氧容量：100ml血液中Hb所能結(jié)合的最大O2量氧含量：100ml血液中Hb實(shí)際結(jié)合的O2量氧飽和度：血氧含量PO2血氧容量100%Hb量（4）Hb的變構(gòu)效應(yīng)： 緊密型（T型）：去氧Hb疏松型（R型）：氧合Hb2021/7/27 星期二45氧解離曲線2021/7/27 星期二46二、CO2的運(yùn)輸2. 化學(xué)結(jié)合：1. 物理溶解：5%（1）碳酸氫鹽形式：88%血漿CO2CO2H2O

13、CAH2CO3H+HCO3 -Na+HCO3 -NaHCO3Cl -可逆的紅細(xì)胞（一）CO2的運(yùn)輸形式2021/7/27 星期二47（2）氨基甲酸血紅蛋白形式：7%HbNH2 + CO2HbNHCOOH氧合作用HbNHCOO-H+調(diào)節(jié)因素：在組織在肺HbO2的酸性高，不易與CO2結(jié)合還原Hb的酸性低，容易與CO2結(jié)合2021/7/27 星期二48（二）CO2解離曲線表示血液中CO2 含量與PCO2 關(guān)系的曲線。血液CO2 含量隨PCO2上升而增加。與氧解離曲線不同，二者之間接近線性關(guān)系而不是S形曲線，而且沒有飽和點(diǎn)。因此，CO2 解離曲線的縱坐標(biāo)不用飽和度而用濃度表示。血液流經(jīng)肺時(shí)每100 m

14、l血液釋出4 ml的CO2。2021/7/27 星期二49CO2解離曲線2021/7/27 星期二50（三）O2與Hb的結(jié)合對(duì)CO2運(yùn)輸?shù)挠绊慜2與Hb結(jié)合將促使CO2釋放，這一效應(yīng)稱為何爾登效應(yīng)?？梢奜2和CO2的運(yùn)輸相互影響。CO2通過波爾效應(yīng)影響O2的結(jié)合和釋放。O2又通過何爾登效應(yīng)影響CO2的結(jié)合和釋放。2021/7/27 星期二51第五節(jié) 呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié) 脊髓腦橋 高位腦一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成 基本中樞：延髓2021/7/27 星期二52呼吸中樞示意圖腦橋延髓2021/7/27 星期二53二、呼吸的調(diào)節(jié)神經(jīng)調(diào)節(jié)為主（一）化學(xué)感受性反射對(duì)呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)1. 化學(xué)感受器：適宜刺激為

15、O2、CO2 和H+ 等化學(xué)物質(zhì)。外周化學(xué)感受器：頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體中樞化學(xué)感受器：延髓腹外側(cè)淺表部 反射弧2021/7/27 星期二54外周化學(xué)感受器中樞化學(xué)感受器2021/7/27 星期二55區(qū)別外周化學(xué)感受器中樞化學(xué)感受器部位頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體延髓腹外側(cè)淺表部適宜刺激動(dòng)脈血中PO2、PCO2和pH變化1. 頸動(dòng)脈體主動(dòng)脈體2. 三種刺激可協(xié)同作用腦脊液和局部細(xì)胞外液中H+濃度1. 不感受缺氧的刺激2. 對(duì)CO2的敏感性高于外周，但反應(yīng)潛伏期長3. 動(dòng)脈血pH變化的作用小而緩慢主要作用機(jī)體缺氧時(shí)維持對(duì)呼吸的驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)腦脊液中H+維持穩(wěn)定的pH環(huán)境2021/7/27 星期二562. CO2、H

16、+ 和O2對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)A、一定范圍內(nèi)動(dòng)脈血中的PCO2對(duì)維持呼吸和呼吸中樞的興奮性是必要的。B、吸入氣中CO2適當(dāng)閾值：動(dòng)脈血 PCO2 40 mmHg PCO2適當(dāng)呼吸加深加快過量（吸入氣中CO2濃度超過7%）呼吸中樞呼吸（-）（-）（1）動(dòng)脈血液中 CO2分壓對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)過量呼吸中樞CO2麻醉（-）（吸入氣中CO2濃度超過15%）2021/7/27 星期二57動(dòng)脈血中單純PCO2、PO2、pH變化時(shí)的肺泡通氣反應(yīng) 2021/7/27 星期二58兩條途徑：頸A體主A體化學(xué)感受器竇N迷走N延髓呼吸加深加快PCO2腦脊液中H2CO3H+中樞化學(xué)感受器舌咽N傳出NPCO2H2OCAHCO3-延髓（

17、動(dòng)脈血）（+）呼吸中樞（+）（+）透過血-腦屏障外周途徑中樞途徑（主要）血腦屏障通透性2021/7/27 星期二59（2）動(dòng)脈血液中H+對(duì)呼吸的調(diào)節(jié) 外周化學(xué)感受器呼吸加快加深（+）動(dòng)脈血 H+（3）動(dòng)脈血液中O2分壓對(duì)呼吸的調(diào)節(jié) 吸入氣中O2含量 10%動(dòng)脈血PO2 8kPa低氧或缺氧外周化學(xué)感受器呼吸加快加深呼吸中樞（+）2021/7/27 星期二603CO2、H+ 和O2在調(diào)節(jié)呼吸中的相互作用 PCO2H+增強(qiáng)CO2的作用H+CO2 排出PCO2抵消了一部分H+ 的刺激作用PO2呼出較多的CO2PCO2 和H+減弱了低O2 的刺激作用2021/7/27 星期二61PCO2、PO2、pH對(duì)肺泡通氣的綜合影響 2021/7/27 星期二62（二）肺牽張反射（黑-伯反射）定義：由肺擴(kuò)張或縮小萎陷所引起的吸氣抑制或吸氣興奮的反射性呼吸變化肺擴(kuò)張反射（pulmonary inflation reflex）肺萎陷反射（pulmonary deflation reflex）2021/7/27 星期二63肺的神經(jīng)支配感覺神經(jīng)肺泡牽張感受器膈肌運(yùn)動(dòng)神經(jīng)迷走神經(jīng)膈神經(jīng)肋間外肌肋間神經(jīng)