生理學-第五章-呼吸-課件

1、第五章 呼 吸制作人：張秀娟專業(yè)班級：生物技術121學號：12772005第一節(jié) 肺 通 氣第二節(jié) 肺換氣和組織換氣第三節(jié) 氣體在血液中的運輸?shù)谒墓?jié) 呼吸運動的調節(jié)總論 人體的呼吸過程是由三個相互銜接并同時進行的環(huán)節(jié)來完成：（1）外呼吸：指外界環(huán)境與肺毛細血管之間的氣體交換過程,包括肺通氣（肺與外界空氣之間的氣體交換過程）和肺換氣（肺泡與肺毛細血管之間的氣體交換過程）。（2）氣體在血液中的運輸。（3）內呼吸又稱組織換氣（血液與組織細胞之間的氣體交換過程）。呼吸全過程示意圖肺通氣：肺與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。肺通氣的動力 呼吸肌收縮和舒張第一節(jié) 肺通氣（Pulmonary Ventilati

2、on）肺內壓于大氣壓間壓力差直接動力原動力（呼吸運動）胸廓擴大縮小肺擴大縮小肺通氣的原理 肺內壓指肺泡內氣體的壓力肺內壓隨呼吸而發(fā)生周期性的變化:1-2mmHg 吸氣末、呼氣末=大氣壓肺內壓胸內壓概念： 胸內壓是指胸膜腔內的壓力。胸內壓形成原理：胸內壓=大氣壓肺回縮力 若大氣壓為0，則： 胸內壓= 肺回縮力胸膜腔負壓的生理意義：（1）維持肺的擴張狀態(tài)；（2）降低中心靜脈壓，有利于 靜脈血和淋巴液的回流；（3）在呼吸運動和與肺通氣之間起偶聯(lián)作用。 1.彈性阻力和順應性elastic resistance and compliance彈性阻力:外力作用使物體發(fā)生變形，具有對抗變形的回位力。順應性:

3、在外力作用下彈性組織的可擴展性(變形的難易程度)。容易擴張順應性大，彈性阻力就小不易擴張順應性小，彈性阻力就大C=1R（1）肺的彈性阻力和順應性1.肺的彈性阻力：比順應性（單位肺容量下的肺順應性）=0.2L/cmH2O肺組織的彈性回縮力(1/3)肺泡的表面張力(2/3)圖5-4 充空氣和充生理鹽水時肺的順應性曲線肺的彈性阻力肺組織的彈性回縮力(1/3)肺泡的表面張力(2/3)肺表面活性物質pulmonary surfactant生理意義：有助于維持大小肺泡的穩(wěn)定性保持肺泡干燥（防止肺水腫）增大順應性，降低吸氣阻力分泌：肺泡型成分:作用：降低表面張力分布：平鋪在肺泡表面，與表面積成反比二軟脂酰卵

4、磷脂(DPPC) 表面活性物質結合蛋白(SP)（2）胸廓的彈性阻力和順應性：肺容量=67%肺總容量胸廓的順應性：胸腔容積的變化/跨壁壓的變化 Cchw= V/P (L/cmH2O)=0.2 L/cmH2O 跨壁壓=胸內壓-大氣壓(一)肺容積和肺容量二、肺通氣功能的指標500ml（一）肺容積（pulmonary volume） 1.潮氣量（TV）： 2.補吸氣量（ IRV）: 肺容積:肺內氣體的容積肺容量:肺容積中的兩項或兩項以上的 聯(lián)合氣體量3.補呼氣量（ERV）：4.余氣量（RV）：9001200ml10001500ml（二）肺容量（pulmonary capacity） 1.深吸氣量（IC

5、）： 2.功能殘氣量（FRC）：（意義） 2500ml3.肺活量（VC）：盡力吸氣后，從肺內所能呼出的最大氣量潮氣量+補吸氣量+補呼氣量 男性：3500ml 女性：2500ml單位時間內呼出的氣體量占用力肺活量的百分數(shù) 如FEV1/ FVC時間肺活量FEV1 用力肺活量（FVC）：盡力吸氣后，盡力盡快呼氣，所呼出的最大氣體量。P142 圖5-74.肺總量：肺所能容納的最大氣體量=肺活量+余氣量 三、肺通氣量和肺泡通氣量1、肺通氣量每分肺通氣量=潮氣量呼吸頻率（6-9L/min）最大隨意通氣量：約為150L/min 通氣儲備百分比93%定義：未能與血液進行氣體交換氣道空間 生理無效腔：解剖無效腔

6、+肺泡無效腔解剖無效腔：鼻終末細支氣管約150ml 肺泡無效腔：正常人接近02、無效腔和肺泡通氣量每分肺泡通氣量=(潮氣量無效腔氣量)呼吸頻率=(500-150)12=350 12=4.2 L/min肺泡氣體更新率= (潮氣量無效腔氣量)/機能余氣量=（500-150）/2500=1/7一、氣體交換的原理(一) 氣體的擴散 1.氣體的分壓差:氣體擴散的動力2.與分子量(MW)平方根成反比和溶解度(S)成正比 S/MW 為擴散系數(shù)3.與擴散面積(A)成正比，與擴散距離(d)成反比4.與溫度成正比。擴散速率(diffusion rate,D):單位時間內氣體擴散的容積第二節(jié) 肺換氣與組織換氣(二)

7、呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓 肺換氣和組織換氣換氣動力：分壓差換氣方向：分壓高分壓低換氣結果：肺血血 組織血血（二）影響肺換氣的因素1.呼吸膜的厚度( 肺泡-Cap膜 )六層結構2.呼吸膜的面積3億個肺泡，總擴散面積70m23.通氣/血流比值：每分鐘肺泡通氣量 和每分鐘肺血流量之間的比值。 即V/Q=4.2/5.0=0.84速記影響肺換氣的因素：膜后（厚）面通氣比血流V/Q比值異常肺換氣效率機體缺O(jiān)2和CO2潴留主要表現(xiàn)為缺O(jiān)2原因： PO2下降程度PCO2升高程度 CO2擴散比O2快，不易潴留 PO2，PCO2(+)呼吸利于CO2排出 整個肺臟的V/Q=0.84,是衡量肺換氣功能的指標；

8、 正常生理情況下，人直立時從肺底到肺尖，V/Q比值逐漸。第三節(jié) 氣體在血液中的運輸物理溶解（量少）、化學結合（量多）氣體溶解化學結合溶解氣體O2 、CO2在血液中的存在形式動脈血(ml/100ml)靜脈血(ml/100ml)物理溶解化學結合合計物理溶解化學結合合計O2CO20.312.5320.046.420.3148.930.112.9115.250.015.3152.91動態(tài)平衡 一、氧的運輸（一）物理溶解 每100ml血液中僅溶解0.3ml，占血液運輸O2總量的1.5%。（二）化學結合 化學結合約占O2運輸總量的98.5%。當血液中Po2升高時，溶解于血漿中的O2進入紅細胞，血紅蛋白與O

9、2結合，形成氧合血紅蛋白（HbO2）； Po2降低時，HbO2將O2解離形成去氧（或“還原”）血紅蛋白（Hb） (一) Hb 分子結構一個珠蛋白和四個血紅素反應快、可逆、不需酶的催化、受PO2的影響。紫紺Cyanosis ：當血液中去氧Hb含量達5g/100ml以上，皮膚、粘膜呈紫藍色（示機體缺O(jiān)2）CO中毒:造成缺氧；HbCO呈櫻桃紅色。2. 是氧合，非氧化。3. 1分子Hb可以結合4分子O2(二) Hb 與 O2結合的特征Hb + O2 HbO2PO2PO2(去氧Hb：紫藍色)( 氧合Hb：鮮紅色 )去氧Hb ：緊密型(T型)氧合Hb ：疏松型(R型) Hb+O2結合的最大量Hb氧容量20

10、.1 ml/100ml100ml血 Hb+O2結合的實際量Hb氧含量 氧含量氧容量的%Hb氧飽和度4. Hb與O2的結合或解離曲線呈S形 (三) 氧解離曲線：表示血液PO2與Hb氧飽和度關系氧解離曲線特點及生理意義 上段： PO2 60100 mmHg Hb與O2結合的部分意義：PO2的變化對Hb氧飽和度影響不大，利于肺換氣，不發(fā)生明顯的低氧血癥。（1）特征：曲線平坦PO2在60-lOOmmHg時，高原、高空PO2明顯而Hb結合O2量變化不大；輕度呼衰病人肺泡氣PO2明顯而Hb結合O2量變化不大。對高原適應或有輕度呼吸機能不全的人均有好處下段上段（2）中段：PO2 4060mmHg HbO2釋

11、放O2 的部分特征：曲線較陡意義:維持正常時組織氧供下段：PO21540 mmHg HbO2與O2解離的部分特征：曲線最陡意義：利于組織細胞攝取氧（3） PO2在6OmmHg以下時， 曲線逐漸變陡 PO2為40-lOmmHg時， 曲線更陡下段上段有利人體的組織攝氧(四) 影響氧解離曲線的因素1. P50：使Hb氧飽和度達50%的PO2，正常為26.5mmHg。P50 (Hb與O2的親和力)1.pH和PCO2pH值PCO2Hb與O2親和力P50，氧離曲線右移1）機理-波爾效應H+R型T型Hb與O2親和力2）波爾效應的意義 肺Cap： 血PCO2，H+ ，氧離曲線左移，利于Hb與O2的結合。組織C

12、ap：血PCO2，氧離曲線右移，促使Hb結合O2釋放。2.溫度溫度H+活度 Hb與O2親和力P50增大，曲線右移3. 2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）意義：缺氧時促使O2的釋放。缺氧2,3-DPGH+R型T型Hb與O2親和力P50，曲線右移意義：代謝活躍溫度、CO2、乳酸等酸性產(chǎn)物釋放更多的O2供組織利用二、二氧化碳的運輸(一) 運輸形式HbNH2O2H+ CO2 HHbNHCOOH O2在組織在肺物理溶解: 5% 化學結合: 95%碳酸氫鹽(88%) 氨基甲酰血紅蛋白(7%)（二）CO2 解離曲線 血中CO2 含量與Pco2關系的曲線何爾登效應Hb與O2結合可促使CO2 釋放，去氧的H

13、b容易與CO2 結合呼吸是一種由呼吸肌舒縮完成的節(jié)律性運動耗O2量,CO2產(chǎn)量 運動程度 新陳代謝 呼吸深度 肺通氣量 呼吸頻率呼吸節(jié)律的形成 肺通氣量與代謝水平相適應神經(jīng)系統(tǒng)的調節(jié)第四節(jié) 呼吸運動的調節(jié) Respiratory Regulation一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成(一)呼吸中樞 基本節(jié)律中樞 延髓 呼吸調整中樞 腦橋上部 呼吸隨意控制 高位腦中樞神經(jīng)系統(tǒng)內產(chǎn)生和調節(jié)呼吸運動的神經(jīng)細胞群腦橋呼吸調整中樞延髓脊髓(二)呼吸節(jié)律形成的機理 1.起步細胞學說延髓內具有起步樣節(jié)律興奮的神經(jīng)元2.神經(jīng)元網(wǎng)絡學說延髓神經(jīng)元之間的相互聯(lián)系和相互作用二、呼吸運動的反射性調節(jié)(一)肺牽張反射：由肺擴

14、張或肺萎陷引起的吸氣抑制或興奮的反射 1.肺擴張反射：肺擴張時抑制吸氣的反射肺擴張肺牽張感受器傳入沖動迷走N興奮吸氣切斷機制切斷吸氣，轉為呼氣 2.肺縮小反射：肺萎陷時引起吸氣活動的反射 肺萎陷肺牽張感受器傳入沖動迷走N延髓對吸氣神經(jīng)元抑制解除產(chǎn)生吸氣3. 生理意義：調節(jié)呼吸頻率，阻止吸氣過深過長，促使吸氣轉為呼氣（不參與人類平靜呼吸的調節(jié)） （二）化學感受性反射調節(jié)化學因素：動脈血或腦脊液PO2、PCO2、H+濃度調節(jié)方式：負反饋意義：維持內環(huán)境的相對穩(wěn)定1,化學感受器（1）外周感受器：頸、主動脈體 適宜刺激：血液中PO2、PCO2、H+ （2）中樞感受器：不同于呼吸中樞的影響呼吸的化學感受

15、區(qū) 位置：延髓腹外側淺表部 適宜刺激：腦脊液中或局部細胞外液中H+ 作用：呼吸加深加快中樞化學感受器 外周化學感受器對H+變化敏感 對PO2、PCO2、H+、作用敏感潛伏期長 無明顯潛伏期維持CNS PH值穩(wěn)定 機體低O2 是維持對呼吸的驅動2 CO2、H+和O2對呼吸的調節(jié)（1）CO2影響：CO2是調節(jié)呼吸的經(jīng)常起作用的生理性化學因素吸入氣中CO2濃度達1% 呼吸加深吸入氣中CO2濃度達4% 呼吸加深加快吸入氣中CO2濃度7% 頭痛、頭昏吸入氣中CO2濃度1520% 、呼吸抑制，昏迷CO2麻醉PCO2中樞化學感受器80%外周化學感受器20%呼吸加深加快呼吸中樞興奮（2）H+的影響 H+外周化學感受器呼吸中樞興奮呼吸加深加快 （主）（3）PO2的影響 PO2外周化學感受器呼吸中樞興奮呼吸加深加快 1)直接作用呼吸中樞抑制 2)間接作用外周化學感受器呼吸中樞興奮 *臨床吸O23 CO2、O2、H+的相互影響 一個因素改變時引起的通氣效應接近 三個因素改變時 通氣效應CO2H+O2（三）呼吸肌本體感受性反