呼吸系統(tǒng)的生理功能

呼吸系統(tǒng)的生理功能第1頁/共89頁呼吸一、概述1.概念（respiration）呼吸：機體與外界環(huán)境之間進行氣體交換的過程。2.作用攝O2，排CO2

，保證氣體代謝平衡；參與體內(nèi)酸堿平衡的調(diào)節(jié)。第2頁/共89頁3.基本環(huán)節(jié)（圖）

外呼吸（肺通氣，肺換氣）；氣體的運輸；內(nèi)呼吸第3頁/共89頁呼吸外呼吸內(nèi)呼吸氣體的運輸?shù)?頁/共89頁二、肺通氣肺通氣：肺與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。肺通氣的器官：

呼吸道肺泡胸廓呼吸第5頁/共89頁（一）肺通氣的動力1、概述肺通氣的過程（圖）直接動力：外界氣壓與肺內(nèi)壓間的壓差。原始動力：呼吸運動呼吸運動：呼吸肌收縮與舒張所引起的胸廓擴大和縮小。呼吸第6頁/共89頁思考：人工呼吸的原理2、胸內(nèi)壓（1）概念胸膜腔：臟壁二層胸膜之間的一個密閉的潛在的腔隙。（圖）胸內(nèi)壓：胸膜腔內(nèi)的壓力。正常情況下呈負壓。呼吸第7頁/共89頁呼吸（2）形成機制①胸膜腔是一個僅含少量漿液的密閉的腔隙（圖）第8頁/共89頁呼吸②、擴張的肺組織具有回縮力（圖）肺內(nèi)始終有氣體存在，就始終有彈性回縮力。發(fā)育時，胸廓的生長速度大于肺，故肺永遠處于被牽張狀態(tài)，而具有回縮趨勢。第9頁/共89頁③胸內(nèi)壓的組成及胸內(nèi)負壓（圖）胸內(nèi)壓＝肺內(nèi)壓－肺回縮力呼、吸氣末胸內(nèi)壓＝大氣壓－肺回縮力＝0－肺回縮力＝－肺回縮力吸氣，胸內(nèi)負壓更大呼氣，胸內(nèi)負壓減小呼吸第10頁/共89頁（3）正常值平靜呼吸：吸氣末－10～－5mmHg；呼氣末－5～－3mmHg用力呼吸（關(guān)閉聲門）：吸氣－90mmHg；呼氣110mmHg呼吸第11頁/共89頁（4）生理意義①使肺泡維持擴張狀態(tài)，保證正常的肺通氣和肺換氣。②促進靜脈血和淋巴的回流。胸膜腔破裂，氣體進入，則形成氣胸。（圖）呼吸第12頁/共89頁呼吸

彈性阻力

70%

非彈性阻力

30%

（二）肺通氣的阻力第13頁/共89頁彈性阻力肺彈性阻力胸廓的彈性阻力彈性回縮力表面張力第14頁/共89頁1.彈性阻力及順應(yīng)性彈性阻力：彈性組織在外力作用下變形時，所具有的對抗變形和回位的能力。順應(yīng)性：外力作用下彈性組織的可擴張性。彈性阻力與順應(yīng)性成反比呼吸順應(yīng)性（C）=容積的變化（△V）壓力的變化（△P）L/cmH2O第15頁/共89頁呼吸1/3——肺組織的彈性回縮力2/3——肺泡內(nèi)液－氣界面的表面張力肺表面活性物質(zhì)合成與釋放：肺泡Ⅱ型細胞成分：二棕櫚酰卵磷脂（DPL）（

圖）第16頁/共89頁作用：(1)增大肺順應(yīng)性(2)維持大、小肺泡的穩(wěn)定性

（圖）(3)防止肺水腫的發(fā)生

新生兒呼吸窘迫綜合征呼吸第17頁/共89頁（2）胸廓的彈性阻力呼吸第18頁/共89頁2.

非彈性阻力慣性阻力氣道阻力粘滯阻力第19頁/共89頁氣道阻力（占80～90％）與管徑，流速和湍流有關(guān)慣性阻力：氣流在發(fā)動、變速、換向時，氣流和組織慣性產(chǎn)生的阻止氣體運動的力。大氣道阻力〉小氣道呼吸第20頁/共89頁粘滯阻力：呼吸時，組織相對位移產(chǎn)生的摩擦呼吸第21頁/共89頁呼吸（三）肺通氣功能指標（圖）潮氣量：每次呼吸，吸入或者呼出的氣體量（500ml)肺活量：潮氣量+補吸+補呼肺通氣量（pulmonaryventilation)：每分鐘進或出肺的氣體總量

=潮氣量×呼吸頻率(6-9L)無效腔:150ml第22頁/共89頁呼吸肺泡通氣量（alveolarventilation）：

每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量肺泡通氣量＝

（潮氣量－無效腔）×呼吸頻率第23頁/共89頁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潮氣量 肺通氣量肺泡通氣量

16 500 800056008 1000 8000680032 250 80003200淺快呼吸：肺泡通氣量，對肺換氣不利。深慢呼吸：肺泡通氣量，提高肺通氣效能。第24頁/共89頁三、氣體的交換（一）氣體交換的原理1.氣體的擴散（1）概念氣體擴散：

氣體分子從分壓高處向分壓低處發(fā)生凈轉(zhuǎn)移的過程呼吸第25頁/共89頁氣體擴散速率(D)：單位時間內(nèi)氣體擴散的容積。呼吸氣體擴散速率(D)∝分壓差(P)×面積(A)×溫度(T)擴散距離(d)×溶解度分子量2第26頁/共89頁（2）影響因素主要是分壓差呼吸第27頁/共89頁（二）氣體交換的過程（圖）呼吸1.肺部氣體交換

O2肺泡血液

10240CO2血液肺泡

4640

V血A血10040第28頁/共89頁呼吸2.組織處氣體交換（圖）

O2血液組織

10040

CO2組織血液

4640

A血V血4046第29頁/共89頁（三）影響肺換氣的因素1.呼吸膜的面積和厚度呼吸膜：肺泡腔與肺毛細血管之間的膜。由六層結(jié)構(gòu)組成。平靜呼吸時，供氣體交換的呼吸膜面積約40m2用力呼吸時，供氣體交換的呼吸膜面積約70m2呼吸第30頁/共89頁肺毛細血管關(guān)閉，肺氣腫，肺不張，肺泡破裂時，呼吸膜擴散面積?？偤穸炔坏?μm,部分不到0.2μm肺纖維化，肺水腫，炎性滲出時，呼吸膜擴散距離。(圖)呼吸第31頁/共89頁2.通氣/血流比值(ventilationperfusionratioVA/Q)每分鐘肺泡通氣量和每分鐘肺血流量之間的比值，正常成人安靜時約為0.84。(圖)呼吸第32頁/共89頁VA/Q變大：(圖)

通氣過多或血流不足，使部分肺泡氣未能與血液氣充分交換，致無效腔增大。

如：肺血管栓塞。呼吸第33頁/共89頁VA/Q變小

（圖2）

通氣不足或血流過多，部分血液流經(jīng)通氣不良的肺泡，使V血中的氣體未得到充分更新，致功能性A-V短路。

如支氣管痙攣。VA/Q增大或減小均可影響肺換氣，造成缺O(jiān)2或CO2潴留，但以缺O(jiān)2為主。呼吸第34頁/共89頁四、氣體的運輸（一）基本情況O2和CO2的運輸形式：化學(xué)結(jié)合為主物理溶解為次但后者是前者的前提。呼吸第35頁/共89頁呼吸（二）氧的運輸1、運輸形式和運輸量物理溶解：1.5％；化學(xué)結(jié)合：HbO298.5％Hb與O2結(jié)合的特征

Hb+O2HbO2PO2高PO2低第36頁/共89頁幾個概念：Hb氧容量(oxygencapacity)：1L血液中，Hb所能結(jié)合的最大O2量Hb氧含量(oxygencontent)：1L血液中，Hb實際結(jié)合的O2量。Hb氧飽和度(oxygensaturation)：

氧含量和氧容量的百分比。血氧容量血氧含量血氧飽和度呼吸第37頁/共89頁紫紺：血液中去氧Hb含量達5g/100ml以上時，皮膚、粘膜呈淺藍色。CO中毒櫻桃紅2、氧解離曲線（1）概念氧解離曲線：反映氧分壓與血氧飽和度關(guān)系的曲線。（圖）呼吸第38頁/共89頁（2）意義①上段：Po2:60~100mmHg（圖）平坦氧分壓的變化對氧飽和度影響不大，為人類適應(yīng)不同氣壓環(huán)境提供了內(nèi)在的保護機制（但對輕度呼吸系統(tǒng)疾病患者的病情有掩蓋作用）。呼吸第39頁/共89頁②中段：Po2:40~60mmHg

（圖）較陡峭

在組織Po2下，Hb與O2的親和力降低，隨著Po2的下降，Hb釋放的O2量不斷增加，以利于向組織供氧。呼吸第40頁/共89頁③下段：15-40mmHg（圖）非常陡峭隨著Po2的下降，Hb釋放的O2量不斷增加，以適應(yīng)各組織的不同代謝水平。呼吸第41頁/共89頁呼吸（3）影響因素

（圖）

pHPco22,3－DPG溫度

曲線右移Hb與氧親和力血氧飽和度反之,曲線左移Hb氧親和力血氧飽和度

人工低溫第42頁/共89頁（三）CO2的運輸1.運輸?shù)男问胶瓦\輸量物理溶解：5％；化學(xué)結(jié)合：95％（碳酸氫鹽88％；氨基甲酸血紅蛋白7％）2.化學(xué)結(jié)合過程（1）碳酸氫鹽形式呼吸第43頁/共89頁第44頁/共89頁（2）氨基甲酸血紅蛋白（7％）CO2與Hb上的氨基結(jié)合，生成氨基甲酸血紅蛋白。肺部釋放量占17.5%呼吸第45頁/共89頁五、呼吸運動的調(diào)節(jié)（一）呼吸中樞及呼吸節(jié)律的形成1.呼吸中樞呼吸第46頁/共89頁第47頁/共89頁（1）延髓基本呼吸節(jié)律的產(chǎn)生部位背側(cè)呼吸組：吸氣N元腹側(cè)呼吸組：呼氣N元（2）腦橋上部臂旁內(nèi)側(cè)核和KF核，合稱PBKF核群，參與呼吸節(jié)律的調(diào)控。呼吸第48頁/共89頁（二）反射性調(diào)節(jié)1.肺牽張反射（1）概念肺牽張反射(pulmonarystretchreflex)：由肺擴張或肺萎陷引起吸氣抑制或吸氣興奮的反射。呼吸第49頁/共89頁①肺擴張反射②肺萎陷反射（2）過程（圖）（3）作用

防止肺過度擴張和縮小呼吸第50頁/共89頁2.化學(xué)感受性呼吸反射（1）化學(xué)感受器及其傳入N①外周化學(xué)感受器（圖）頸A體，由竇N傳入；主A體，由迷走N傳入。均可感受pH和Po2的降低和Pco2的升高，。呼吸第51頁/共89頁呼吸②中樞化學(xué)感受器（圖）延髓腹外側(cè)淺表區(qū)主要感受腦脊液中H+濃度的變化第52頁/共89頁（2）CO2

、H+

、O2對呼吸的調(diào)節(jié)①CO2呼吸一定范圍內(nèi)吸入氣中CO2增加將引起呼吸加深加快使呼吸運動加強的機制（圖）吸入氣CO2含量超過7%時，引起呼吸困難甚至昏迷，出現(xiàn)CO2麻醉第53頁/共89頁②H+

血中H+主要通過刺激外周化學(xué)感受器來興奮呼吸中樞，從而使呼吸運動增強。H+不易透過血腦屏障。呼吸第54頁/共89頁③O2Po2降低一方面可刺激外周化學(xué)R來興奮呼吸中樞，另Po2降低又可直接抑制呼吸中樞，故Po2降低對呼吸的影響取決于缺氧的程度。呼吸第55頁/共89頁

返回PO2呼吸中樞膈N肋間N

呼吸肌呼吸運動腦脊液血腦屏障第56頁/共89頁輕、中度缺氧對呼吸中樞的興奮作用強于抑制作用，可使呼吸運動增強；重度缺氧時，則相反，表現(xiàn)為呼吸抑制。④CO2

、H+

和O2

在影響呼吸中的相互作用效應(yīng)：CO2>H+>O2

呼吸第57頁/共89頁呼吸思考題：試述胸內(nèi)負壓的形成機制，和生理意義。某人吸入大量CO2氣，呼吸有何變化，試述其機制？剪斷頸迷走神經(jīng)后，呼吸有何變化？第58頁/共89頁呼吸本章要求：1.了解呼吸的意義及呼吸的基本過程。

2.掌握肺通氣的原理，熟悉肺通氣功能指標。

3.掌握肺換氣的原理和過程，熟悉組織換氣的過程。

4.掌握氧和二氧化碳在血液中的運輸。

5.掌握呼吸運動的調(diào)節(jié)。第59頁/共89頁呼吸本章重點：1.肺通氣的動力：直接和間接動力各是什么；呼吸運動、胸內(nèi)負壓的形成及意義。2.肺通氣的阻力：彈性阻力、肺泡表面活性物質(zhì)及生理作用。3.肺泡通氣量4.氣體的交換：氣體的交換原理、影響氣體交換的因素、通氣/血流比值。第60頁/共89頁呼吸5.氣體在血液中的運輸：血氧容量、血氧含量與血氧飽合度、氧離曲線及其影響因素。6.呼吸運動的調(diào)節(jié)：呼吸中樞,化學(xué)感受性反射和肺牽張反射的過程和意義。第61頁/共89頁返回1第62頁/共89頁第63頁/共89頁呼吸返回2返回3

第64頁/共89頁返回第65頁/共89頁返回第66頁/共89頁第67頁/共89頁返回第68頁/共89頁呼吸返回第69頁/共89頁呼吸返回第70頁/共89頁呼吸返回第71頁/共89頁呼吸肺泡、血液和組織中氣體的分壓(mmHg)

肺泡氣動脈血靜脈血組織PO21021004040PCO2404046