醫(yī)學(xué)生理學(xué)第5章呼吸6學(xué)時

PowerPointTemplate授課教師：林海英

第五章呼吸

Respiration1.呼吸（respiration）概念：是指機體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。過程：三個環(huán)節(jié)2.呼吸系統(tǒng)的主要功能及意義概述第一節(jié)肺通氣肺通氣（pulmonaryventilation）：肺與外界環(huán)境之間進行氣體交換的過程。一、肺通氣的基本原理（一）肺通氣的動力1.肺內(nèi)壓（intrapulmonarypressure）：肺泡內(nèi)的壓力。吸氣、呼氣時肺內(nèi)壓的變化肺通氣的直接動力：肺內(nèi)壓與大氣壓之間的壓差。思考：人工呼吸（artificialrespiration）的原理？

自然呼吸一旦停止，必須緊急實施人工呼吸。呼吸運動（respirationmovement）：呼吸肌的收縮和舒張引起的胸廓節(jié)律性擴大和縮小。肺通氣的原動力：呼吸運動主要的吸氣?。弘跫?、肋間外?。▓D）主要的呼氣?。豪唛g內(nèi)肌，腹肌輔助吸氣?。盒丶?、背肌、胸鎖乳突肌2.呼吸運動（1）呼吸運動的過程①平靜呼吸：12~18次/min吸氣過程：膈肌、肋間外肌收縮，主動的呼氣過程：膈肌、肋間外肌舒張，被動的②用力呼吸：吸氣主動（吸氣肌+輔助吸氣?。┖魵庵鲃樱ㄓ泻魵饧∈湛s）（2）呼吸運動的型式①腹式呼吸(abdominalbreathing）：膈肌舒縮為主→主要表現(xiàn)為腹部的起伏胸式呼吸（thoracic

breathing）：肋間外肌舒縮為主→主要表現(xiàn)為胸部的起伏②平靜呼吸（eupnea）和用力呼吸（forced

breathing）（或深呼吸）小結(jié)：

3.胸膜腔內(nèi)壓(intrapleuralpressure）（1）概念：胸膜腔（pleural）內(nèi)的壓力。胸膜腔特點：密閉、潛在的腔隙，內(nèi)無氣體、有少量漿液漿液作用：

（a）潤滑，減少摩擦（b）內(nèi)聚力（壁臟兩層胸膜不易分離）（2）測定方法直接法：針刺法（動物實驗）間接法：食道氣囊法（3）正常值：胸膜腔內(nèi)壓一般為負值，但并非絕對，憋氣時，胸膜腔內(nèi)壓可變?yōu)檎?。?）形成機制①胸膜腔為密閉的潛在性的腔隙。②肺處于擴張的狀態(tài)，擴張的肺組織具有回縮力。a.出生后伴隨呼吸開始，肺就處于擴張狀態(tài)，肺容積在呼吸時均大于自然容積，始終有回縮的趨勢；b.出生后胸廓的生長速度大于肺的生長速度。③胸膜腔受到的力為肺內(nèi)壓和肺的回縮力，二者方向相反，故：胸膜腔內(nèi)壓=肺內(nèi)壓-肺回縮壓在吸氣末或呼氣末，肺內(nèi)壓=大氣壓，故：胸膜腔內(nèi)壓=大氣壓-肺回縮壓=-肺回縮壓①使肺維持擴張狀態(tài)，保證肺通氣和肺換氣；②促進靜脈血和淋巴液回流，以保證心輸出量。（5）生理意義臨床：氣胸（Pneumothorax）（二）肺通氣的阻力彈性阻力（70%）非彈性阻力（30%）肺胸廓表面張力（2/3）肺組織本身的彈性回縮力（1/3）慣性阻力粘滯阻力氣道阻力（80%～90%）靜態(tài)阻力動態(tài)阻力1.彈性阻力（elasticresistance）概念：物體對抗外力作用、阻止其變形的力。順應(yīng)性（compliance）是指在外力作用下彈性組織的可擴張性?？啥攘繌椥宰枇Φ拇笮?。

順應(yīng)性（C）=跨壁壓的變化（?P）器官容積的變化（?V）肺組織本身的彈性回縮力（1/3）液-氣界面的表面張力（2/3）（1）肺的彈性阻力：吸氣的阻力，呼氣的動力肺組織的彈力纖維和膠原纖維表面張力：液體表面積盡可能縮小的力（或水分子的內(nèi)聚力）。肺表面活性物質(zhì)（pulmonarysurfactant）：來源：是由肺泡Ⅱ型細胞分泌的成分：為脂蛋白復(fù)合物，主要是二棕櫚酰卵磷脂（二軟脂酰卵磷脂,DPPC）和表面活性物質(zhì)結(jié)合蛋白（SP）。作用：降低表面張力（圖）。生理意義：①有助于維持大小肺泡的穩(wěn)定性，維持肺擴張狀態(tài)；②減少肺組織液生成，防止肺水腫；③降低吸氣阻力，減少吸氣作功。臨床相關(guān)疾病肺充血、纖維化→彈性阻力↑吸氣困難肺氣腫（彈性成分破壞）→彈性阻力↓呼氣困難（2）胸廓的彈性阻力（自學(xué)）氣道阻力、慣性阻力、粘滯阻力等2.非彈性阻力（自學(xué)）思考：哮喘，呼氣比吸氣更困難？氣道管徑大小跨壁壓、肺實質(zhì)牽引、自主神經(jīng)（副交感-管徑↓，交感-管徑↑）、化學(xué)因素二、肺通氣功能的評價（自學(xué)）（一）肺容積和肺容量肺活量（vitalcapacity,VC）用力肺活量（forcedvitalcapacity,FVC）1秒用力呼氣量（FEV1）：即時間肺活量FEV1

/FVC、FEV2

/FVC、FEV3

/FVC分別約為83%、96%、99%。臨床意義：鑒別限制性和阻塞性肺疾病1.肺通氣量=潮氣量×呼吸頻率2.肺泡通氣量（alveolarventilation）概念：每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量。生理無效腔：解剖無效腔、肺泡無效腔=（潮氣量-無效腔）×呼吸頻率約150ml思考：淺快、深慢呼吸哪個更有利于氣體交換？（二）肺通氣量和肺泡通氣量第二節(jié)

肺換氣和組織換氣一、肺換氣和組織換氣的基本原理方式：擴散動力：氣體的分壓差氣體擴散速率（diffusionrate,D）D∝ΔP.T.A.S／d.√MW分壓差、溫度、面積、溶解度/距離、分子量擴散系數(shù)=S／√MWCO2>>O2（mmHg）肺泡氣靜脈血PO210440PCO24046二、肺換氣（一）肺換氣的過程O2CO2肺泡氣血液結(jié)果：靜脈血變?yōu)閯用}血。2.通氣/血流比值（ventilation/perfusionratio，VA/Q）：是指每分肺泡通氣量和每分肺血流量之間的比值。正常值：0.84。VA/Q增大或減小都會妨礙肺換氣。肺的各個局部的VA/Q不相同（二）影響肺換氣的因素

1.氣體擴散速率D∝ΔP.T.A.S／d.√MW距離、面積：呼吸膜的厚度、面積三、組織換氣(mmHg)動脈血組織PO210030PCO24050血液組織結(jié)果：動脈血變?yōu)殪o脈血。O2CO2第三節(jié)氣體運輸O2和CO2在血液中存在的形式：物理溶解和化學(xué)結(jié)合,以后者為主。

O2

CO2

物理溶解

化學(xué)結(jié)合肺泡血液組織物理溶解

O2

CO2

（一）氧的化學(xué)結(jié)合形式：氧合血紅蛋白（HbO2）Hb1個珠蛋白4個血紅素一、氧的運輸Hemoglobin,Hb臨床相關(guān)疾病：1.反應(yīng)快，可逆，不需要酶的催化，反應(yīng)方向受PO2的影響。

2.Fe2+與O2結(jié)合，是氧合不是氧化。3.1分子Hb可結(jié)合4分子O2

PO2高PO2低HbO2Hb+O2（二）Hb和O2結(jié)合的特征Hb氧容量：100ml血液中，Hb所能結(jié)合的最大O2量。（血氧容量）20.1（ml/100ml）Hb氧含量：100ml血液中，Hb實際結(jié)合的O2量。（血氧含量）如：15（ml/100ml）

Hb氧飽和度：指Hb氧含量和氧容量的百分比。（血氧飽和度）15/20=75%發(fā)紺：去氧Hb≥5g/100ml1gHb結(jié)合1.34mlO2，如：Hb濃度為15g/100ml4.Hb與O2

的結(jié)合或解離曲線呈S形去氧Hb為緊密型（tenseform,T型）：氧合Hb為疏松型（relaxedform,R型）：對O2的親和力增加結(jié)合氧或釋放氧都有協(xié)同效應(yīng)1.概念：表示PO2與Hb氧含量或Hb氧飽和度的關(guān)系曲線。2.分段、特點和意義（三）氧解離曲線意義：PO2↓時，只要PO2高于60mmHg，Hb氧飽和度就會保持在90%以上，血液仍可攜帶足夠量的O2，不致發(fā)生低氧血癥。（1）上段（PO260～100mmHg）反映Hb與O2結(jié)合的部分。特點：曲線平坦。表明PO2的變化對Hb氧飽和度影響不大。反映HbO2釋放O2的部分。特點：曲線較陡峭。說明當PO2稍降，HbO2會釋放大量O2。意義：有利于組織獲得足夠的O2。（2）中段（PO240～60mmHg）O2利用系數(shù)=釋放O2/動脈血氧含量意義：有利于組織在耗氧增加時,獲得更多的O2

。（3）下段（PO215～40mmHg）反映HbO2釋放O2的部分。代表氧的儲備。特點：曲線坡度最陡。PO2稍降，HbO2釋放O2就可大大增加。3.影響氧解離曲線的因素P50：使Hb氧飽和度達50%時的PO2，表示Hb對O2的親和力。P50↑，親和力↓，曲線右移；反之，親和力↑，左移。2，3-DPG：2、3-二磷酸甘油酸PCO2、H+(pH)、T、DPG其他：Hb自身、CO（一）運輸形式二、CO2的運輸1.碳酸氫鹽：約占88%

特點：（1）結(jié)合或解離決定于CO2分壓差。（2）反應(yīng)可逆，需酶的催化。（3）伴有Cl-的轉(zhuǎn)移。在肺部，反應(yīng)向相反方向進行在組織在肺

HbNH2O2+H++CO2HHbNHCOOH+O22.氨基甲酰血紅蛋白：約占7%

特點：（1）反應(yīng)迅速、可逆，無需酶的催化。（2）結(jié)合或解離取決于Hb的氧合作用。一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成（一）呼吸中樞（圖）1.延髓：呼吸基本中樞。2.腦橋：呼吸的調(diào)整中樞。3.大腦皮質(zhì)：高級中樞，對隨意呼吸進行調(diào)控。第四節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)1.起步細胞學(xué)說：前包欽格復(fù)合體2.神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)學(xué)說：中樞吸氣活動發(fā)生器和吸氣切斷機制（二）呼吸節(jié)律的形成（一）化學(xué)感受性呼吸反射

1.化學(xué)感受器及傳入神經(jīng)（1）外周化學(xué)感受器：頸動脈體和主動脈體。

二、呼吸運動的反射性調(diào)節(jié)適宜刺激：PCO2、[H+]和PO2的變化特征：絕大多數(shù)外周化學(xué)感受器位于頸動脈體；頸動脈體一直暴露于動脈血，感受的是血PO2，而不是血氧含量傳入神經(jīng)：竇神經(jīng)、迷走神經(jīng)效應(yīng)：PCO2↑、[H+]↑或PO2↓→傳入N放電↑位于延髓腹外側(cè)淺表部位。適宜刺激：腦脊液和局部細胞外液的[H+]特征：①對[H+]的敏感性比外周化學(xué)感受器高；②腦脊液中碳酸酐酶少，CO2反應(yīng)有延遲；③不感受低氧的刺激；④血液中H+不易通過血腦屏障，對中樞化學(xué)感受器作用較小、較慢。（2）中樞化學(xué)感受器：（1）PCO2對呼吸運動的調(diào)節(jié)

CO2是調(diào)節(jié)呼吸運動的最重要的生理性化學(xué)因素。動脈血中PCO2↑引起呼吸運動↑；反之呼吸運動↓。（PCO2在一定范圍內(nèi)↑可加強對呼吸的刺激，過量則抑制。）2.PCO2、[H+]和缺氧對呼吸運動的調(diào)節(jié)吸入氣中PCO2↑

呼吸運動↑呼吸中樞的活動增強吸入CO2↑肺泡中PCO2↑擴散入血血中PCO2↑外周化學(xué)感受器（+）血腦屏障腦脊液中[H+]↑呼吸中樞-延髓（+）呼吸加深加快腦脊液中PCO2↑H2O+CO2→H2CO3→HCO3-+H+酶中樞化學(xué)感受器（+）肺通氣量↑主要動脈血[H+]↑→呼吸運動↑；反之，呼吸運動↓。血中[H+]升高主要通過外周途徑引起呼吸運動增強。血中[H+]不易通過血腦屏障，限制了它對中樞化學(xué)感受器的作用。（2）[H+]對呼吸運動的調(diào)節(jié)呼吸加深加快呼吸中樞（+）外周化學(xué)感受器（+）血中[H+]↑中樞化學(xué)感受器不易通過血腦屏障肺通氣量↑PO2↓→呼吸運動↑；反之，呼吸運動↓。PO2<80mmHg，才出現(xiàn)變化，故正常呼吸時調(diào)節(jié)作用不大。缺氧刺激是通過外周化學(xué)感受器起作用的。缺氧對中樞的直接作用表現(xiàn)為抑制。嚴重缺氧時，呼吸就減弱甚至停止。（3）低氧對呼吸運動的調(diào)節(jié)吸入O2↓呼吸加深加快呼吸中樞（+）（—）外周化學(xué)感受器（+）①輕度缺氧②重度缺氧血中PO2↓肺泡中PO2↓（—）減弱臨床意義：氧療需注意（如：嚴重肺氣腫等患者，換氣功能↓→低氧、CO2潴留，不能吸入純氧治療？——中樞化學(xué)感受器對CO2發(fā)生適應(yīng)，外周化學(xué)感受器對低氧適應(yīng)慢，低氧成為驅(qū)動呼吸運動的主要因素）PCO2、[H+]和缺氧的相互作用◎1.肺牽張反射（pulmonarystretchreflex）概念：是由肺擴張或肺縮小引起的吸氣抑制或吸氣興奮的反射。又稱為黑—伯反射（Hering-Breuerreflex）。包括：肺擴張反射和肺萎陷反射（二）肺牽張反射（1）肺擴張反射過程：意義：及時切斷吸氣，轉(zhuǎn)為呼氣。特征：敏感性有種屬性（兔最明顯）；正常成人平靜呼吸時這種反射不明顯，劇烈運動、病理情況時起作用。（2）肺萎陷反射機制不清較大程度的肺萎縮時才起作用，平靜呼吸調(diào)節(jié)中意義不大。Summary呼吸的三個環(huán)節(jié)肺通氣的動力肺內(nèi)壓、胸膜腔內(nèi)壓及其生理意義肺通氣的阻力：彈性阻力和非彈性阻力肺表面活性物質(zhì)及生理功能用力肺活量、肺泡通氣量影響肺換氣的因素、通氣/血流比值氣體運輸?shù)膬煞N方式呼吸節(jié)律發(fā)源于延髓呼吸中樞CO2、H+、低O2對呼吸運動的調(diào)節(jié)肺牽張反射目的要求（6學(xué)時）掌握：肺通氣的原理，胸膜腔內(nèi)壓的概念、形成和生理意義，肺表面活性物質(zhì)的組成、作用和意義，肺泡通氣量，肺換氣的原理、過程和影響因素，氧在血液中運輸特點，肺牽張反射和化學(xué)感受性反射。熟悉：肺容積、肺容量和肺通氣量，氣體在血液中的運輸形式。了解：呼吸的意義及其各環(huán)節(jié)的基本過程，順應(yīng)性，呼吸中樞和呼吸節(jié)律的產(chǎn)生。課堂練習(xí)：1.推動氣體進出肺的直接動力是A.肺內(nèi)壓與大氣壓之差B.肺內(nèi)壓與胸膜腔內(nèi)壓之差C.胸膜腔內(nèi)壓與大氣壓之差D.肺彈性回縮壓與肺內(nèi)壓之差E.胸廓彈性回位壓與胸膜腔內(nèi)壓之差A(yù)2.肺通氣的原動力來自A.肺的舒縮運動

B.肺的彈性回縮C.呼吸肌的舒縮D.胸內(nèi)負壓的周期性變化E.肺內(nèi)壓和胸內(nèi)壓之差3.下列關(guān)于平靜呼吸的描述，錯誤的是A.吸氣時肋間外肌收縮

B.吸氣時膈肌收縮C.呼氣時呼氣肌收縮

D.呼氣時膈肌和肋間外肌舒張E.呼氣時胸骨和肋骨回復(fù)原位CB4.下列關(guān)于胸膜腔內(nèi)壓的敘述，錯誤的是A.等于肺內(nèi)壓與肺回縮壓之差B.總是低于大氣壓C.可用食管內(nèi)壓間接表示D.有利于維持肺的擴張狀態(tài)E.有利于靜脈血液回流5.維持胸內(nèi)負壓的必要條件是A.呼吸道存在一定阻力

B.胸膜腔密閉C.呼氣肌收縮D.吸氣肌收縮E.肺內(nèi)壓低于大氣壓

BB6.關(guān)于肺泡表面活性物質(zhì)，錯誤的是A.維持肺泡的擴張狀態(tài)B.降低肺泡表面張力

C.穩(wěn)定肺泡容積D.降低肺的順應(yīng)性

E.防止毛細血管內(nèi)液濾入肺泡

7.肺泡通氣量是指A.每分鐘進出肺的氣體量B.進入肺泡與血液進行氣體交換的氣體量C.盡力吸氣后所能呼出的氣體量D.每次吸入或呼出的氣體量E.無效腔的氣體量DB8.決定肺部氣體交換方向的主要因素是A.氣體的溶解度

B.氣體和血紅蛋白的親和力

C.氣體分子量的大小D.肺泡膜的通透性

E.氣體的分壓差9.血液中CO2的主要運輸形式是A.物理溶解B.氨基甲酰血紅蛋白C.碳酸氫鹽D.氧合血紅蛋白E.去氧血紅蛋白EC10.缺氧對呼吸的刺激主要是通過

A.直接刺激中樞的呼吸神經(jīng)元

B.刺激中樞化學(xué)敏感區(qū)

C.刺激頸動脈體和主動脈體感受器

D.刺激頸動脈竇和主動脈弓感受器

E.刺激心肺感受器

C1.試述胸內(nèi)負壓的形成機制和生理意義。2.試述表面活性物質(zhì)的作用。3.試述肺部換氣的過程和影響因素。4.試述氧解離曲線概念、特點、分段及其各段的意義。5.試述PCO2、[H+]和缺氧對呼吸的影響及其機制。6.長管呼吸（即增大無效腔）對呼吸運動有何影響？為什么？7.依次切斷家兔一側(cè)迷走N和另一側(cè)迷走N后，呼吸運動有何變化？為什么？思考題8.名詞解釋：呼吸、肺換氣、內(nèi)呼吸、外呼吸、呼吸運動、胸式呼吸、腹式呼吸、肺通氣、肺泡通氣量、肺活量、時間肺活量、用力肺活量、血氧飽和度、血氧含量、血氧容量、氧解離曲線、肺的牽張反射、肺泡表面活性物質(zhì)、通氣/血流比值ThankYou!氣體在血液中的運輸Transportofgasintheblood外呼吸Externalrespiration內(nèi)呼吸Internalrespiration肺通氣肺換氣組織換氣細胞內(nèi)氧化代謝圖5-2吸氣和呼氣時，肺內(nèi)壓、胸膜腔內(nèi)壓及呼吸容積的變化和胸膜腔內(nèi)壓直接測量示意圖圖3脊柱胸骨肋間內(nèi)肌肋間外肌A代表肋間外肌舒張B代表肋間外肌收縮

吸氣（inspiration）吸氣肌收縮平靜呼吸吸氣肌舒張主動呼氣（expiration）被動吸氣肌舒張Laplace定律P：肺泡液氣界面的壓強T：肺泡表面張力系數(shù)（單位長度的表面張力）r：肺泡半徑P=r2T塌陷膨脹？圖：相連通的大小不同的液泡內(nèi)壓及其流方向示意圖臨床相關(guān)疾?。孩傩律鷥汉粑狡染C合癥（neonatalrespiratorydistresssyndrome,NRDS）②急性呼吸窘迫綜合征（acuterespiratorydistresssyndrome,ARDS）③哮喘靜態(tài)肺功能指標：1500~2000ml1000~1500ml900~1200ml500mlFVC：用力肺活量FEV1：1秒用力呼氣量圖：用力肺活量和用力呼氣量示意圖正常氣道狹窄呼吸頻率（次/分）潮氣量（ml）肺通氣量（ml/min）肺泡通氣量（ml/min）165008000560081000800068003225080003200不同呼吸頻率