生理第8版 呼吸

第五章呼吸Respiration

主講教師：張玉芹本章主要內(nèi)容肺通氣肺換氣和組織換氣氣體在血液中的運輸呼吸運動的調(diào)節(jié)TheLung

1.呼吸的概念：機體和外界環(huán)境之間進行氣體交換的過程。2.意義：保證機體新陳代謝的正常進行，是維持生命活動的必需過程。

3.呼吸的過程：---有3各環(huán)節(jié)構(gòu)成

外呼吸externalrespiration

氣體運輸gastransport

內(nèi)呼吸internalrespiration

呼吸的過程呼吸全過程5\呼吸環(huán)節(jié).exe

第一節(jié)

肺通氣

pulmonaryventilation

指肺與外界環(huán)境之間進行氣體交換的過程。一．肺通氣的原理（一）肺通氣的動力1.呼吸運動respiratorymovement（1）呼吸運動的過程平靜吸氣:隔肌收縮胸廓上、下徑增加

肋間外肌收縮胸廓前后、左右徑增加

胸廓容積↑肺容積↑肺內(nèi)壓

<大氣壓氣體入肺吸氣（inspiration）

平靜呼氣expiration：

膈肌和肋間外肌舒張

胸廓和肺彈性回位肺容積肺內(nèi)壓>大氣壓氣體出肺呼氣

氣體入肺肺內(nèi)壓＜大氣壓肺擴張胸廓擴大肺內(nèi)壓＞大氣壓肺縮小胸廓縮小呼吸肌收縮呼吸肌舒張氣體出肺肺通氣原動力肺通氣直接動力吸氣呼氣肋間外肌收縮肋間外肌舒張胸廓和肺擴張胸廓和肺回縮肋骨和胸骨上舉并外展肋骨和胸骨下壓膈收縮膈舒張用力呼吸時肋間內(nèi)肌和腹肌收縮圖呼吸運動時呼吸肌和胸廓的變化圖5-2呼吸運動時膈肋骨的運動A：膈運動B:肋骨運動（2）呼吸運動的型式1）胸式呼吸與腹式呼吸以肋間外肌肉舒縮為主、胸廓起伏明顯的呼吸運動稱胸式呼吸（Thoracicbreathing）

以膈肌舒縮為主、腹壁起伏明顯的呼吸運動稱腹式呼吸.（Abdominalbreathing）2）平靜呼吸與用力呼吸

平靜呼吸

eupnea平靜狀態(tài)下的呼吸稱平靜呼吸。特點：呼吸平靜均勻呼吸頻率12—18次/分吸氣是主動的，呼氣是被動的。

用力呼吸forcedbreathing：

運動、呼吸困難狀態(tài)下的呼吸稱用力呼吸。特點：呼吸加深加快，吸氣和呼氣都是主動的。

用力呼吸時，胸鎖乳突肌、斜角肌（加強吸氣）肋間內(nèi)肌、腹壁肌（加強呼氣）也參與。2.肺內(nèi)壓的變化changeofintrapulmonarypressure概念：肺內(nèi)壓指肺泡內(nèi)的壓力。

吸氣中：肺內(nèi)壓小于大氣壓，先低后高.吸氣末：肺內(nèi)壓＝大氣壓呼氣中：肺內(nèi)壓高于大氣壓先高后低呼氣末：肺內(nèi)壓＝大氣壓肺內(nèi)壓的變化人工呼吸：用人工的方法，建立起肺內(nèi)壓與大氣壓之間的壓力差以維持肺通氣稱為人工呼吸。包括正壓法和負壓法。

3.胸膜腔內(nèi)壓changeof

pleura（plur）cavity

pressure（1）胸膜腔結(jié)構(gòu)特點:密閉,與外界不通.無實在的腔.（2）胸膜腔的壓力Intrapleuralpressure:

平靜呼吸時，胸膜腔的壓力始終低于大氣壓稱胸膜腔負壓

intrapleuralnegativepressure.吸氣末:-5~-10mmHg,呼氣末:-3~-5mmHg

（3）胸膜腔負壓的形成

先決條件:胸膜腔密閉性

根本原因:肺有彈性回縮力

胸膜腔內(nèi)壓=大氣壓–肺回縮壓=0–肺的回縮壓=–肺回縮壓

（4）胸膜腔負壓的意義:

a)維持肺擴張,保證肺通氣的正常進行.

b)有助于靜脈血和淋巴的回流.氣胸是怎么回事？Pneumothorax（nju:mu·θ:r?ks）

(二)肺通氣的阻力

肺彈性阻力

彈性阻力

elasticresistance

胸廓彈性阻力.

非彈性阻力non-

elasticresistance:包括氣道阻力、粘滯阻力和慣性阻力.1.肺的彈性阻力和順應性:（1）概念：elasticresistance：彈性組織在外力作用下變形時，有對抗變形和彈性回位的力.

肺順應性compliance：

在外力作用下，彈性組織發(fā)生變形的難易程度。肺的順應性lung

compliance

:

表示肺擴張難易程度的指標。與彈性阻力呈倒數(shù)關(guān)系

C=1/R

容積的變化(ΔV)

肺順應性=L/cmH2O

跨肺壓的變化(ΔP)（2）肺靜態(tài)順應性曲線靜態(tài)順應性static

compliance反映肺靜態(tài)時跨肺壓和肺容積之間的關(guān)系曲線。

意義：平靜呼氣末，肺順應性正好位于曲線的中段，此段斜率最大，故平靜呼吸時肺彈性阻力小，呼吸省力。此時健康成人肺順應性約為0.2L/cmH2O

（3）比順應性

specificcompliance概念：肺順應性與肺總量之比比順應性=測得的肺順應性/肺總量意義：能排除肺容量對順應性的影響（4）肺的彈性阻力的來源

肺的彈性回縮力（占1/3）

肺泡表面張力（占2/3）肺泡表面張力的來源：由液-氣界面形成,是使肺泡縮小的力.證明圖5-4：P=

2T/r（5）肺泡表面活性物質(zhì)pulmonarysurfactant：來源:由肺泡Ⅱ型上皮細胞合成分泌的.分布在肺泡壁的最內(nèi)層。主要成分：二棕櫚酰卵磷脂

作用：降低肺泡表面張力有三個方面的生理效應。P158

圖肺泡容積的維持

2、胸廓的彈性阻力和順應性胸廓的彈性阻力則是由胸廓的彈性組織所形成。胸廓的彈性阻力的作用方向，則視胸廓擴大的程度而異:①胸廓處于自然位置時(肺容量≈67％)，不表現(xiàn)有彈性回縮力；

②胸廓縮小時(肺容量＜67％)，胸廓的彈性回縮力向外=吸氣的動力，呼氣的阻力；

③胸廓擴大時(肺容量＞67％)，胸廓的性回縮力向內(nèi)=吸氣的阻力，呼氣的動力。胸廓的順應性與肺的順應性相等，0.2L/cmH2O3、非彈性阻力non-

elasticresistance

主要指氣流通過呼吸道時遇到的阻力。慣性阻力包括粘滯阻力氣道阻力占80—90%。

大氣壓與肺內(nèi)壓之差（cmH2O）氣道阻力=單位時間內(nèi)氣體流量（L/s）影響氣道阻力的因素:氣流的形式、氣道口徑和氣流速度。影響氣道管徑的因素：跨壁壓肺實質(zhì)的牽引作用自主神經(jīng)的調(diào)節(jié)化學因素的影響二.肺通氣功能的評價

(一)肺容積pulmonaryvolume1.潮氣量tidalvolume2.補吸氣量inspiratoryreserve

volume

3.補呼氣量expiratoryreserve

volume4.余氣量residualvolume5\肺容積.exe（二）肺容量pulmonaycapacity

是肺容積中兩項以上的氣量。1.深吸氣量：等于潮氣量+補吸氣量2.功能余氣量

functionalresidual[ri‘zidjul]capacity3.肺活量vitalcapacity,VC肺活量＝潮氣量+補吸氣量＋補呼氣量用力肺活量forcedvitalcapacity最大吸氣后,以最快的速度進行呼氣所呼出的氣量。1秒用力肺活量:

forcedexpiratoryvolumein1second,FEV1第1秒鐘內(nèi)用力肺活量。應占用力肺活量的80%。是反映肺通氣功能的動態(tài)指標。4.肺總?cè)萘縯otallungcapacity,TLC

功能與凄涼的測定（自學）（三）肺通氣量

和肺泡通氣量

1.肺通氣量minuteventilationvolume

等于：潮氣量×呼吸頻率最大通氣量(最大隨意通氣量）：以最快的大通氣量速度盡力呼氣每分鐘呼出的氣體量。反映肺通氣功能的潛力。

通氣儲量百分比＝最大通氣量－每分隨意通氣量/最大通氣量×100％

2.肺泡通氣量alveolarventilation指每分鐘到達肺泡的新鮮氣體量。

肺泡通氣量等=（潮氣量—無效腔氣量）×呼吸頻率無效腔deadspace：解剖無效腔anatomicaldeadspace：從鼻到終末細支氣管容積。該腔內(nèi)的氣體不能與血液進行氣體交換，150ml。肺泡無效腔alveolar

deadspace：不能與血液進行氣體交換的肺泡氣量。生理無效腔＝解剖無效腔＋肺泡無效腔（四）最大呼氣流速-容積曲線（五）呼吸功本節(jié)重點肺泡通氣量alveolarventilation肺活量vitalcapacity用力肺活量forcedvitalcapacity肺順應性compliance胸內(nèi)壓intrapleuralpressure解剖無效腔anatomicaldeadspace

肺容量呼吸全過程肺通氣的動力呼吸的型式肺內(nèi)壓的變化胸膜腔內(nèi)壓變化胸膜腔負壓的形成胸膜腔負壓的意義肺通氣的阻力肺的彈性阻力和順應性關(guān)系比順應性

spe`cificcompliance肺泡表面活性物質(zhì)pulmonarysurfactant肺容積與肺容量第二節(jié)肺換氣和組織換氣

一．氣體交換的原理

（一）氣體交換的方式----擴散

動力：分壓差(partialpressuredifference)

分壓partialpressure：在混合氣體中，某種氣體所占的壓力。

張力：液體中的氣體分壓，即溶解的氣體分子從液體中逸出的力。（二）影響氣體擴散速率的因素1.氣體分壓差

分壓差越大，氣體擴散速度越快。2.溶解度與分子量3.擴散面積和距離4.溫度

ΔP·T·A·S氣體擴散速率D＝————d·MW

CO2的溶解度是O2的24倍，CO2的分子量是O2的1.14倍，CO2的擴散速率是O2的21倍。(二)呼吸氣體和人體不同部位的分壓（mmHg）

空氣肺泡氣A血混合V血組織PO21581031004030PCO20.340404650二.肺換氣(一)肺換氣的過程：5\氣體交換.exe

O2肺換氣的過程：肺泡血液

CO2CO2組織換氣：組織細胞血液

O2

肺換氣肺泡與血管氣體交換(二)影響肺換氣的因素1.呼吸膜的厚度呼吸膜由6層組成

圖5-10呼吸膜結(jié)構(gòu)示意圖2.呼吸膜的面積3.通氣/血流比值ventilation-perfusionratio定義：每分鐘肺泡通氣量與肺血流量之比.正常值V/Q=0.84圖5-11通氣/血流比值變化示意圖(三)肺擴散容量pulmonarydiffusioncapacity氣體在1mmHg分壓差的作用下，每分鐘通過呼吸膜擴散的氣體量稱肺擴散容量。O2的肺擴散容量為20ml/min.mmHgCO2的肺擴散容量為400ml/min.mmHg三.組織換氣（自學）四.正常肺功能在維持酸堿平衡中的作用(一）酸堿平衡與酸堿平衡紊亂（二）肺在維持酸堿平衡中的作用（三）血氣分析

本節(jié)重點肺換氣分壓partialpressure肺擴散容量pulmonarydiffusioncapacity肺通氣/血流比值ventilation-perfusionratio氣體交換的原理

影響氣體交換的因素ΔP·T·A·S氣體擴散速率D＝————d·MW

肺換氣的過程影響肺換氣的因素

第三節(jié)

氣體在血液中的運輸

Castransportintheblood一、O2和CO2在血液中存在的形式物理溶解(少)氣體運輸?shù)男问交瘜W結(jié)合(多)

二、O2的運輸

（一）Hb分子結(jié)構(gòu)簡介（二）O2與血紅蛋白的結(jié)合的特征及能力

1.快速性和可逆性可逆性

O2+HbHbO2

2.是氧合不是氧化O2結(jié)合在亞鐵離子上，有變構(gòu)效應。3.Hb與O2結(jié)合的量氧容量:指每100ml血液中的血紅蛋白所能結(jié)合氧的最大量。15×1.34≈20ml

氧含量：每100ml血液中血紅蛋白實際結(jié)合的氧量。

氧含量血紅蛋白氧飽和度＝×100％氧容量A血：約為98%V血：約為75%(三)氧解離曲線

1、概念：氧分壓和血氧飽和度之間的關(guān)系曲線。

2、特點：呈“S”形，上、中、下3段，上段斜率小，中段斜率較大，下段最陡。（四）影響氧運輸?shù)囊蛩兀悍彩怯绊懷踅怆x去曲線的因素都會影響氧的運輸。

PCO2、[H+]、溫度、2.3-DPG、CO（重要）等影響.

上段中段下段

圖5-13氧解離曲線三、CO2的運輸（一）運輸形式1、HCO3ˉ形式運輸(占87%)組織細胞代謝產(chǎn)生的CO2→擴散到組織液→擴散到血漿→擴散到RBC在RBC內(nèi):

碳酸酐酶CO2+H2OH2CO3H++HCO3-

H+與脫氧血紅蛋白結(jié)合,大部分HCO3ˉ進入血漿以NaHCO3的形式運輸。在肺部：反應向相反的方向變化。2、氨基甲酸血紅蛋白的形式:5\HbNHCOOH.exeHb-NH2O2+H++CO2Hb-NHCOOH+O2

（二）CO2解離曲線（自學）（三）O2與Hb結(jié)合對CO2運輸?shù)挠绊懀ㄗ詫W）第四節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成（一）各級呼吸中樞respiratorycenter脊髓：有支配呼吸運動的神經(jīng)元。1.延髓:是呼吸節(jié)律發(fā)生的部位.部位:延髓栓部周圍的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中。

有吸氣神經(jīng)元;呼氣神經(jīng)元;吸氣-呼氣跨時相神經(jīng)元.2.腦橋

上部：

腦橋的呼吸調(diào)整中樞功能:抑制延髓吸氣神經(jīng)元,促進吸氣向呼氣轉(zhuǎn)化。下部：長吸中樞3.高位腦對呼吸節(jié)律形成不起作用,但可隨意控制呼吸.(二)呼吸節(jié)律的形成—兩種學說圖神經(jīng)元網(wǎng)絡學說二．呼吸的反射性調(diào)節(jié)(一)化學感受性反射指血液中的Pco2[H+]Po2對呼吸運動的調(diào)節(jié).1、化學感受器chemoreceptor外周化學感受器peripheral

chemoreceptor中樞化學感受器centralchemoreceptor

2、Pco2[H+]Po2對呼吸的調(diào)節(jié)（1）CO2對呼吸的調(diào)節(jié)：a)PCO2↑→CO2通過血—腦屏障進入腦脊液和腦組織液→CO2+H2O→H2CO3

→

HCO3-+H+→

刺激中樞化學感受器→呼吸中樞興奮增強→呼吸加深加快。5\CO2影響.exe

b)血中PCO2↑→頸動脈體和主動脈體化學感受器受刺激增強→沿竇神經(jīng)、主動脈神經(jīng)傳人延髓呼吸中樞的沖動↑→呼吸中樞興奮增強→呼吸加深加快→肺通氣量↑

（2）H+對呼吸的影響：

H+對呼吸的影響主要通過刺激外周化學感受器而起作用（因H+不易透過血-腦屏障）

5\H+影響.exe（3）缺氧對呼吸的影響

血液中Po2↓→外周化學感受器受刺激增強→沿竇神經(jīng)、主動脈神經(jīng)傳人中樞沖動