生物化學與分子生物學：呼吸-12013本科

(c)2003Brooks/Cole–ThomsonLearningfig.20-1;pg.631TerminalbronchiolesAlveolusAlveolarcapillariesRespiratorybronchiolePharynx(throat)NasalcavityOralcavity(mouth)Larynx(voicebox)Trachea(windpipe)BronchusLungsDiaphragm第五章

呼

吸

呼吸系統(tǒng)功能:1.氣體交換(gasexchange),

并輔助體內(nèi)酸堿平衡調(diào)節(jié).2.防衛(wèi)排泄:排除異物(百余種)

加溫濕,過濾清潔.3.活性物質(zhì)代謝

AngI----ACE---AngII4.體溫調(diào)節(jié):不感蒸發(fā).呼吸呼吸:機體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。肺通氣肺換氣氣體運輸組織換氣細胞內(nèi)氧化代謝外呼吸內(nèi)呼吸呼吸呼吸全過程:

第一節(jié)肺通氣第二節(jié)肺換氣和組織換氣第四節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)第三節(jié)氣體在血液中的運輸呼吸第一節(jié)肺通氣呼吸1、呼吸運動（respiratorymovement）

——由呼吸肌收縮、舒張起的胸廓的擴大與縮?。òㄎ鼩膺\動和呼氣運動）吸氣?。弘跫?、肋間外肌呼氣?。豪唛g內(nèi)肌、腹壁肌輔助吸氣?。盒苯羌?、胸鎖乳突肌一、肺通氣的原理（一）肺通氣的動力肺通氣的原理（1）吸氣運動（主動過程）膈肌收縮：增大胸腔上.下徑(占4/5)肋間外肌收縮：增大胸腔前后、左右徑（2）呼氣運動平靜呼吸（被動過程）：吸氣肌舒張用力呼吸（主動過程）：吸氣肌舒張（深呼吸）

+呼氣肌收縮（3）呼吸型式腹式呼吸和胸式呼吸平靜呼吸和用力呼吸呼吸困難肺通氣腹式呼吸:(Abdominalbreathing):膈肌舒縮引起的呼吸運動伴以腹壁的起伏。胸式呼吸:(Thoracicbreathing):由肋間肌舒縮使肋骨和胸骨運動所產(chǎn)生的呼吸運動。2、肺內(nèi)壓（intrapulmonarypressure)——肺泡內(nèi)的壓力（隨呼吸而變化）吸氣初:＜大氣壓；吸氣末:＝大氣壓。呼氣初:＞大氣壓；呼氣末:＝大氣壓。平靜呼吸時變化?。ā?~2mmHg）用力呼吸時變化大緊閉聲門時吸氣-100~-30mmHg呼氣60~140mmHg肺通氣實現(xiàn)肺通氣的條件：①肺內(nèi)壓與大氣壓之間產(chǎn)生差值（動力）②保持呼吸道通暢人工呼吸:

用人為的方法改變肺內(nèi)壓，建立肺內(nèi)壓和大氣壓之間壓力差來維持肺通氣。3、胸膜腔內(nèi)壓（intrapleuralpressure)肺的可擴張性+胸膜腔的存在——使肺能隨胸廓運動而張縮——胸膜腔內(nèi)的壓力（隨呼吸而變化）（1）測定：①直接法②間接法平靜呼吸時吸氣末–10~–5mmHg呼氣末–5~–3mmHg(胸內(nèi)負壓)緊閉聲門用力呼吸時吸氣末–90mmHg呼氣末110mmHg肺通氣間接法吞氣囊直接法用力吸氣屏氣110mmHg治療反流性食管炎肺通氣（2）胸內(nèi)負壓的成因：肺內(nèi)壓肺回縮力—＝胸內(nèi)壓胸內(nèi)壓＝－肺回縮力＝大氣壓（0）（3）胸內(nèi)負壓的意義：①牽引肺擴張②促進靜脈血和淋巴液的回流即：為什麼突然跑步有時突發(fā)劇烈腹痛？肺通氣氣胸胸膜腔破裂，胸膜腔與大氣相通，空氣將立即進入胸膜腔內(nèi)，形成氣胸。危害:肺功能降低、血液淋巴回流受阻、縱隔移位。肺通氣的動力原動力呼吸肌的收縮舒張胸廓、肺的張縮肺泡與大氣間的壓力差直接動力肺通氣肺通氣（二）肺通氣的阻力彈性阻力（70%）非彈性阻力（30%）氣道阻力（為主）慣性阻力粘滯阻力胸廓的彈性阻力肺的彈性阻力肺通氣1、彈性阻力和順應性：彈性阻力（R）——物體對抗外力作用所引起的變形的力。

(使物體有回位傾向)順應性（compliance；C）——在外力作用下彈性組織擴張的難易程度。（如肺：單位壓力變化引起的單位容積變化）C＝—1RC＝——△V△P（L／cmH2O）肺彈性阻力的來源：a肺組織的彈性回縮力：彈性纖維、膠原纖維b肺泡表面張力：1/32/3（液—氣界面）肺通氣肺彈性阻力的來源：①肺組織的彈性回縮力：彈性纖維、膠原纖維測定方法——離體肺的順應性曲線充鹽水時：無液-氣界面，不存在表面張力，僅彈性回縮力起作用（1/3跨肺壓）充氣所需壓力=3倍充鹽水所需的壓力肺通氣②肺泡表面張力（使液面具有收縮趨勢的力）

——肺泡內(nèi)壁的液體層與肺泡氣之間的液-氣界面所產(chǎn)生的回縮力。

方向指向中心、使肺泡縮小、產(chǎn)生彈性阻力Laplace定律肺泡內(nèi)壓P=——2Tr（表面張力系數(shù)）（肺泡半徑）肺通氣肺泡表面活性物質(zhì)(pulmonarysurfactant)主要成分：

1、二棕櫚酰卵磷脂60%(dipalmitoylecithin,DPLdipalmitoyl

phosphatidyl

choline,DPPC)2、表面活性物質(zhì)結(jié)合蛋白10%

（surfactant–associatedproteinSP)合成：肺泡Ⅱ型細胞分子組成：二棕櫚酰卵磷脂（一端為非極性疏水脂肪酸，一端為極性親水基團）排列方式：垂直、單層排列于液-氣界面上，隨肺泡的張縮而改變密度肺泡表面活性物質(zhì)分泌肺泡II型細胞分泌3、防肺水腫缺乏：新生兒呼吸窘迫綜合征成人肺氣腫-呼吸困難2、保持大、小肺泡的穩(wěn)定性降低肺泡表面張力80%以上生理意義：糖皮質(zhì)激素可促進~~合成1、降低吸氣阻力.肺通氣（2）胸廓的彈性阻力和順應性：肺容量=67%肺總量時：無彈性回縮力肺容量＜67%肺總量時：彈性回縮力向外肺容量＞67%肺總量時：彈性回縮力向內(nèi)（胸內(nèi)壓與大氣壓之差）Cchw=——————————胸廓容積的變化（△V）跨壁壓的變化（△P）(0.2L／cmH2O)R=RL+Rchw——=——+——111CL+chwCLCchw總順應性CL+chw=0.1L／cmH2O肺通氣2、非彈性阻力：（1）慣性阻力——氣體在發(fā)動、變速、換向時，因氣流慣性所遇到的阻力。（2）粘滯阻力——呼吸時，胸廓、肺等組織移位發(fā)生摩擦形成的阻力(10~20%)（3）氣道阻力（airwayresistance）——氣體流經(jīng)呼吸道時，氣體分子之間、氣體分子與氣道之間的摩擦（80~90%）。①計算可用維持單位時間內(nèi)氣體流量所需的壓力差表示：氣道阻力=——————————————大氣壓與肺內(nèi)壓之差（cmH2O）單位時間內(nèi)氣體流量（L/s）平靜呼吸時，約為1～3CmH2O／（L/s）②形成鼻部50%聲門25%氣管支氣管15%細支氣管以下10%（3）氣道阻力（airwayresistance）肺通氣③影響因素氣流形式：層流、湍流氣體流速：正變關(guān)系氣道口徑（r）：R∝——r41跨壁壓肺實質(zhì)對氣道壁的外向放射狀牽引神經(jīng)調(diào)節(jié)（交感和副交感神經(jīng)）化學因素的影響影響氣道口徑的因素（3）氣道阻力（airwayresistance）影響氣道口徑阻力的因素：①跨壁壓：跨壁壓大→管徑被動擴大→阻力↓。②肺實質(zhì)對氣道壁的外向放射狀牽引作用.③自主神經(jīng)：

迷走N→Ach+M受體→收縮→氣道阻力↑交感N→NE+β2受體→舒張→氣道阻力↓④化學因素的影響：

兒茶酚胺→氣道平滑肌舒張。肺通氣影響氣道口徑的因素（周期性影響）跨壁壓肺實質(zhì)對氣道壁的外向放射狀牽引神經(jīng)調(diào)節(jié)

吸氣時跨壁壓增大，肺實質(zhì)對氣道壁的外向放射狀牽引增強，交感神經(jīng)興奮氣道口徑增大，阻力減??；呼氣時相反。所以支氣管哮喘病人呼氣比吸氣更為困難。（3）氣道阻力（airwayresistance）肺通氣二、肺容積和肺容量（一）肺容積(pulmonaryvolume)肺總量包含了四種基本肺容積：1、潮氣量（tidalvolume;TV）400~600ml4、殘氣量（residualvolume; RV）1000~1500ml2、補吸氣量（inspiratoryreservevolume;IRV）1500~2000ml（吸氣儲備量）3、補呼氣量（expiratoryreservevolume;ERV）900~1200ml（呼氣儲備量）肺容積和肺容量（二）肺容量(pulmonarycapacity)1、深吸氣量（inspiratorycapacity,IC）IC=TV+IRV2、功能殘氣量（functionalresidualcapacity,FRC）FRC=RV+ERV用力肺活量（forcedvitalcapacity,FVC）（時間肺活量:timedvitalcapacity）用力呼氣量（forcedexpiratoryvolume,FEV）1秒用力呼氣量：

FEV1／FVC%=80%4、肺總量（totallungcapacity,TLC）TLC=VC+RV男：5000ml；女：3500ml3、肺活量（vitalcapacity,VC）VC=TV+IRV+ERV男：3500ml；女：2500ml1、深吸氣量：（inspiratorycapacity,IC）

從平靜呼氣末作最大吸氣時所能吸入的氣量。IC=TV+IRV2、功能殘氣量：（functionalresidualcapacity,FRC）

平靜呼氣末尚存留于肺內(nèi)的氣量。成人約為2500ml。FRC=RV+ERV肺容積和肺容量（二）肺容量(pulmonarycapacity)3、肺活量（vitalcapacity,VC）：

盡力吸氣后，從肺內(nèi)所能呼出的最大氣量?！?500ml♀2500mlVC=TV+IRV+ERV

用力肺活量（forcedvitalcapacity,FVC）：盡力吸氣后；盡力盡快呼氣所能呼出的最大氣量。（時間肺活量:timedvitalcapacity）

用力呼氣量（forcedexpiratoryvolume,FEV）：盡力最大吸氣后再盡力盡快呼氣時，在一定時間內(nèi)所能呼出的氣量；通常以它所占用力肺活量的百分數(shù)來表示。1秒用力呼氣量：

FEV1／FVC%=80%肺容積和肺容量4、肺總量（totallungcapacity,TLC）：

肺所能容納的最大氣量?！?000ml♀3500mlTLC=VC+RV肺容積和肺容量肺容積和肺容量肺容積和肺容量三、肺通氣量（一）每分通氣量(minuteventilationvolume)——指每分鐘進或出肺的氣體總量（6~9L／min)。每分通氣量=潮氣量×呼吸頻率最大（隨意）通氣量（maximalvoluntaryventilation)——盡力作深快呼吸時每分鐘吸入或呼出的最大氣量（70~120L／min)。通氣貯量百分比=—————————————最大