人體及動物生理學(xué)課件 第十章 呼吸

第十章呼吸

Respiration呼吸

Respiration

機體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程，即機體吸入氧氣，排出二氧化碳的過程。呼吸過程Respiratoryprocess外呼吸

Externalrespiration（肺呼吸）肺通氣pulmonaryventilation

肺換氣氣體在血液中的運輸內(nèi)呼吸

Internalrespiration（組織呼吸）組織換氣細胞呼吸第一節(jié)呼吸道與肺泡一、呼吸道Respiratorytract上呼吸道：鼻、咽、喉下呼吸道：氣管、支氣管及其分支結(jié)構(gòu)與功能特點：平滑肌的舒縮作用調(diào)節(jié)氣道阻力；呼吸道粘膜具保護作用（加溫、濕潤、清潔）二、肺泡Alveoli

氣體交換的主要部位半球狀囊泡肺泡壁由單層上皮細胞構(gòu)成1.肺泡2.呼吸膜Respiratorymembrane呼吸膜由六層結(jié)構(gòu)組成：表面活性物質(zhì)層極薄的液體層肺泡上皮細胞層間質(zhì)層毛細血管的基膜毛細血管內(nèi)皮細胞層

處于肺泡氣體與肺毛細血管血液之間液體和表面活性物質(zhì)層Fluidandsurfactantlayer液體層表面張力對呼吸的不良影響：使肺泡不易擴張，增加吸氣阻力；使肺泡內(nèi)壓不穩(wěn)定。表面活性物質(zhì)SurfactantII型細胞分泌的一種復(fù)雜的脂蛋白，主要成分是二棕櫚酰卵磷脂Dipalmitoyl

phosphatidyl

choline,DPPC。

生理作用：降低表面張力（使表面張力降低到原來的1/4-1/7）；維持肺泡容積大小的相對穩(wěn)定（調(diào)整肺泡回縮力的作用、避免肺水腫）一、呼吸運動RespiratoryMovement呼吸肌收縮和舒張所引起的胸廓的節(jié)律性擴張和縮小。第二節(jié)呼吸運動與肺通氣吸氣?。豪唛g外肌、膈肌。呼氣?。豪唛g內(nèi)肌、腹肌。呼吸運動的過程平和呼吸

吸氣為主動過程，呼氣為被動過程。深呼吸或用力呼吸

吸氣和呼氣均為主動過程。呼吸運動的型式腹式呼吸

Abdominalrespiration：膈肌活動為主胸式呼吸

Thoracicrespiration：肋間外肌活動為主混合型呼吸(一)肺內(nèi)壓intrapulmonarypressure肺泡內(nèi)的壓力。吸氣初、吸氣末、呼氣初、呼氣末大氣壓與肺內(nèi)壓之間的壓力差是肺通氣的直接動力。平和呼吸時肺內(nèi)壓變化幅度在2-3mmHg。二、肺內(nèi)壓和胸內(nèi)壓(二)胸膜腔內(nèi)壓PleuralCavityandIntrapleuralPressure胸膜腔：密閉、潛在的腔隙（潤滑、牽引）胸（膜腔）內(nèi)壓：胸膜腔內(nèi)的壓力，低于大氣壓，故又稱胸內(nèi)負壓。胸內(nèi)負壓的成因胸內(nèi)壓＝大氣壓－肺的回縮力＝－肺回縮力胸內(nèi)負壓是肺的回縮力所造成胸內(nèi)負壓的生理意義使肺泡保持擴張狀態(tài)而不致萎陷；（氣胸）彈性阻力和順應(yīng)性Elasticresistanceandcompliance彈性阻力：彈性組織在外力作用下變形時產(chǎn)生對抗變形和回縮的力順應(yīng)性：彈性組織在外力作用下的可擴展性

順應(yīng)性與彈性阻力的關(guān)系：C=1/R三、肺通氣的阻力Resistanceofpulmonaryventilation(一)肺容量pulmonarycapacity潮氣量(

Tidalvolume,TV)：平靜呼吸時吸入或呼出的氣體量。400-500ml補吸氣量(Inspiratoryreservevolume,IRV)：吸氣貯備量1500-2000ml補呼氣量

(Expiratoryreservevolume,ERV)：

900-1200ml四、肺容量與肺通氣量潮氣量(

Tidalvolume,TV)：平靜呼吸時吸入或呼出的氣體量。400-500ml補吸氣量(Inspiratoryreservevolume,IRV)：吸氣貯備量1500-2000ml補呼氣量

(Expiratoryreservevolume,ERV)：

900-1200ml肺活量

(Vitalcapacity,VC)：作最大深吸氣之后，再作盡力深呼氣，所能呼出的氣體量肺活量=潮氣量+補吸氣量+補呼氣量正常值：M：3500m1；F：2500m1意義：反映肺一次通氣的最大能力時間肺活量Timedvitalcapacity：一般指用力吸氣后，再用力并以最快的速度呼氣，在頭幾秒鐘所呼出的氣體量占肺活量的百分數(shù)。正常值：第一秒末占83％；第二秒末占96％；第三秒末占99％意義：反映了呼吸幅度和速度。機能余氣量和余氣量

Functionalresidualcapacityandresidualvolume

余氣量：男性約1500ml，女性約為1000ml

機能余氣量=余氣量+補呼氣量男性約為2500ml，女性約為2000ml肺總?cè)萘縏otallungcapacity

肺活量+余氣量

男性為5000ml，女性為3500ml(二)肺通氣量pulmonaryventilationvolume

每分通氣量

Minuteventilation

潮氣量×呼吸頻率。正常值約為6-7.5L

（正常成人安靜時呼吸頻率約為12－18次／min）每分最大通氣量Minutemaximalventilationvolume以最快的速度和盡可能深的幅度進行呼吸時，所得到的每分通氣量意義：代表單位時間內(nèi)肺或呼吸器官發(fā)揮了最大潛力后，所能達到的通氣量無效腔Deadspace：不能與血液進行氣體交換的氣道空間解剖無效腔：鼻、咽、喉、氣管、支氣管等呼吸道150ml肺泡無效腔：肺泡中不能與血液進行氣體交換的無效腔,正常人肺泡無效腔接近于零生理無效腔：解剖無效腔+肺泡無效腔肺泡通氣量

Alveolarventilationvolume

每分肺泡通氣量＝(潮氣量－無效腔氣量)×呼吸頻率

(500-150)*12=4200ml

第三節(jié)呼吸氣體的交換

Exchangeofrespiratorygas肺換氣：氣-液組織換氣：液-液一、呼吸氣體交換的原理

Physicalbasisofrespiratorygasexchange氣體分壓Gaseouspartialpressure：氣體分壓＝混合氣體的總壓力×該氣體的容積百分比氣體溶解度Gaseoussolubility：當(dāng)氣體分壓為101.08kPa(760mmHg)時，每毫升液體所能溶解的某氣體量氣體擴散系數(shù)Difussioncoefficient：

單位分壓差下，單位時間內(nèi)通過單位面積擴散的氣體量氣體交換的動力——分壓差

肺泡氣、血液和組織內(nèi)O2和CO2的分壓kPa(mmHg)

肺泡氣靜脈血動脈血組織

O213.65.3313.34.0(102)(40)(100)(30)CO25.336.135.336.67(40)(46)(40)(50)二、氣體交換的過程Processofgasexchange在肺部在組織氣體運輸?shù)男问紽ormsofgastransport物理溶解Physicalsolution化學(xué)結(jié)合Chemicalcombination第四節(jié)氣體在血液中的運輸

Gastransportintheblood血液O2和CO2的含量（ml/100ml

血液）一、O2

的運輸Transportofoxygen物理溶解：溶解的量取決于PO2的大?。?.5%）化學(xué)結(jié)合：O2和血紅蛋白(Hemoglobin，Hb)的結(jié)合（一）O2和Hb的化學(xué)結(jié)合Hb=珠蛋白+血紅素（Fe2+）HbO2呈鮮紅色，Hb呈暗紅色1.反應(yīng)快，可逆，不需酶的催化，受氧分壓影響。2.Fe2+與O2的結(jié)合是氧合oxygenation，不是氧化Oxidation3.1分子Hb可結(jié)合4分子O2，1克Hb結(jié)合1.34~1.36mlO2HbO2Hb+O2PO2高時（肺）PO2低時（組織）變構(gòu)效應(yīng)effectofconfigurationHb與O2結(jié)合具有變構(gòu)效應(yīng)，使氧離曲線呈S形。Hb的立體構(gòu)型可因與O2結(jié)合而發(fā)生改變，從而增加對氧的親和力。（二）氧離曲線及影響因素反映Hb氧飽和度與血液PO2關(guān)系的曲線（氧分壓對Hb結(jié)合氧量的函數(shù)曲線）呈S形，可分3段上段（相當(dāng)于PO260-100mmHg）是Hb與O2結(jié)合的部分，曲線平坦，表明PO2的變化對Hb氧飽和度影響不大。意義：肺泡氣PO2下降時保證血氧飽和度在90%以上。中段（相當(dāng)于PO240-60mmHg）是HbO2釋放O2的部分，曲線較陡，表明PO2的變化對Hb氧飽和度影響較大。下段（相當(dāng)于PO215-40mmHg）也是HbO2釋放O2的部分，曲線最陡，PO2稍有下降HbO2就可大大降低，代表的O2的吸收。1.pH和PCO2pH降低或Pco2升高，使Hb對O2的親和力降低，曲線右移波爾效應(yīng)（Bohreffect）促進肺毛細血管血液的氧合；有利于組織毛細血管血液釋放O2。2.溫度溫度升高，氧解離曲線右移，促進O2的釋放。

二、CO2

的運輸Transportofcarbondioxide

物理溶解：5％化學(xué)結(jié)合：HCO3-的形式運輸：88%

氨基甲酸血紅蛋白形式運輸：7％CO2解離曲線與氧離曲線不同，血液CO2含量隨PCO2上升而增加，幾乎成線性關(guān)系而不是S形，而且沒有飽和點。因此，CO2解離曲線的縱坐標不用飽和度而用濃度來表示。

何爾登效應(yīng)(Haldaneeffect)O2與Hb結(jié)合促使CO2釋放。第五節(jié)呼吸的調(diào)節(jié)

Regulationofrespiratory

神經(jīng)調(diào)節(jié)：呼吸運動的節(jié)律性化學(xué)調(diào)節(jié)：動脈血的O2、CO2和H+(一)呼吸中樞中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)與產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運動有關(guān)的神經(jīng)細胞群。一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律

Respiratorycentersandrhythm分段切腦實驗三級呼吸中樞假說

延髓—基本中樞

腦橋中下部—長吸中樞

腦橋上部—呼吸調(diào)整中樞1.脊髓Spinalcord支配呼吸肌的運動神經(jīng)元位于C3－5和胸段前角；中繼站和初級中樞2.延髓Medulla產(chǎn)生基本呼吸節(jié)律呼吸神經(jīng)元：吸氣神經(jīng)元呼氣神經(jīng)元吸氣-呼氣神經(jīng)元呼氣-吸氣神經(jīng)元4.上位腦Upperbrain

大腦皮層、邊緣系統(tǒng)、下丘腦等3.腦橋呼吸中樞長吸中樞呼吸調(diào)整中樞二