動物生理學第四章呼吸復制

動物生理學第四章呼吸復制第一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五機體同外界環(huán)境之間的氣體交換過程，稱為呼吸（respiration），它是由以下三個環(huán)節(jié)組成：

一、概述呼吸外呼吸（Externalrespiration）氣體運輸（Transpotation）內呼吸（Internalrespiration）肺通氣肺換氣外呼吸又稱為肺呼吸；內呼吸又稱為組織呼吸動畫第二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五第三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五二、肺通氣呼吸呼吸系統的結構和功能肺通氣的原理肺容量和肺通氣量第四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸呼吸系統的結構和功能：呼吸道肺泡第五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸呼吸道是氣體進出的通道上呼吸道——包括鼻、咽、喉和胸腔外的氣管下呼吸道——從氣管一直到呼吸性細支氣管氣體進出的通道調節(jié)進出空氣以及清潔空氣的功能防御性的反射：對機體有保護作用第六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸

肺泡是由單層扁平上皮組成的半球狀含氣小囊泡，其外表緊貼著豐富的毛細血管網和彈性纖維。肺泡是氣體交換的主要場所，氣體進出肺泡所經歷的結構被稱為呼吸膜。呼吸膜主要由六層結構組成：①含有肺泡表面活性物質的液體層②肺泡的上皮細胞層③肺泡的上皮基膜層④間質層（膠原纖維和彈性纖維組成的網）⑤毛細血管的基膜層⑥毛細血管的內皮細胞第七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五第八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸在液體與氣體的交界面上，由于液體分子之間的引力而產生的能夠引起液體表面收縮的張力。

肺內有成千上萬個大小不同的肺泡，而它們各自形態(tài)的維持有賴于肺泡表面活性物質的作用。肺泡表面張力：第九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸肺泡Ⅱ型細胞分泌的一種復雜的脂蛋白——二軟脂酰卵磷脂。肺泡的表面活性物質：形成單分子層分布于液－氣界面，隨肺泡的張縮改變密度。降低肺泡的表面張力維持肺泡內壓的相對穩(wěn)定防止肺泡積液功能第十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五第十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸肺通氣的原理：氣體進出肺取決于兩方面的因素的作用：前者必須克服后者，方能實現肺通氣。推動氣體流動的動力阻止氣體流動的阻力第十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸推動氣體實現肺通氣的直接動力實現肺通氣的原動力——肺泡與大氣之間的壓力差——呼吸肌的舒縮運動源動力通過胸膜腔的傳遞，改變肺容積大小，從而轉化為實現肺通氣的直接動力。第十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸呼吸?。阂鸷粑\動的肌肉。呼氣肌——肋間內肌和腹肌吸氣肌——肋間外肌和膈肌動畫第十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸第十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸肋間外肌收縮，肋骨向前向外移動；膈肌收縮，膈向后移動。胸腔容積增大，肺被動牽引而擴張，氣體進入肺內。吸氣運動：呼氣運動：吸氣肌舒張，膈和肋回位。肺失去牽引力，由于自身彈性和肺泡表面張力而回縮，氣體被壓出肺外；用力呼氣時呼氣肌才參與。第十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸

胸膜有兩層，即緊貼于肺表面的臟層和緊貼于胸廓內壁的壁層。兩層胸膜形成一個密閉的、潛在的腔隙。胸膜腔——第十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸胸膜腔內只有少量的漿液，沒有氣體：（2）使兩層胸膜貼附在一起，不易分開，所以肺就可隨著胸廓的運動而運動。（1）潤滑作用，減小摩擦力，兩層胸膜可互相滑動。胸膜腔的密閉性和兩層胸膜間漿液分子的內聚力有重要生理意義，如果密閉性被破壞，在臨床上產生氣胸（pneumothorax）第十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸胸內壓（胸內負壓）胸廓的彈性回位力肺的彈性回縮力第十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸胸內壓為負壓的生理學意義：在呼吸周期中，肺被動擴張的程度和因此產生的肺回縮力的大小不一樣，所以，胸內負壓也隨呼吸周期而變化。但無論是呼氣還是吸氣時，胸內壓均為負壓。（2）有利于胸腔其它組織器官生理功能的正常發(fā)揮。（1）保證肺在呼氣與吸氣時均處于擴張狀態(tài)，以確保氣體交換的順利進行。第二十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸第二十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸肺通氣的阻力來自于兩方面：①肺與胸廓的回位力——彈性阻力②呼吸道氣流阻力——非彈性阻力氣體與呼吸道管壁之間，氣體分子之間所產生的摩擦阻力以及肺和胸廓活動時，有關組織之間的粘滯阻力。第二十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸順應性（C）=1/彈性阻力（R）彈性組織在發(fā)生變形時，要產生阻止變形恢復原位的力，稱彈性阻力。彈性阻力（elasticresistance）——順應性是指在外力作用下，彈性組織的可擴展性。順應性（compliance）——第二十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸肺的彈性阻力和順應性胸廓的彈性阻力和順應性肺在被擴張變形時，會產生回縮力，回縮力的方向與肺擴張方向相反，因而是吸氣的阻力，即肺的回縮力構成了肺擴張的彈性阻力。胸廓的彈性阻力來自胸廓的彈性成分，胸廓處于自然位置時的肺容量約相當于肺總量的67%，此時胸廓無變形，不表現有彈性阻力。呼吸運動時既可能是吸氣或呼氣的阻力，也可能是吸氣或呼氣的動力。第二十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸氣流在發(fā)動、變速、換向時因氣流和組織慣性所產生的阻止氣體流動的因素；慣性阻力：呼吸時組織相對位移所發(fā)生的摩擦；粘滯阻力：氣體流經呼吸道時，氣體分子之間以及氣體分子與氣道壁之間的摩擦，是非彈性阻力的主要成分。氣道阻力：影響因素：呼吸道的半徑和氣流的速度第二十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸肺容量：殘氣量補呼氣量潮氣量補吸氣量潮氣量（TV）補呼氣量（ERV）補吸氣量（IRV）殘氣量（RV）功能殘氣量（FRC）肺活量（VC）肺總容量（TLC）功能殘氣量肺活量肺總容量第二十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五第二十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸各種動物的呼吸頻率，隨個體大小、年齡、機體狀態(tài)而有所差異。一般與機體的代謝強度相關，代謝活動強，呼吸頻率快。呼吸頻率——一分鐘內呼或吸的次數稱為呼吸頻率。第二十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸肺通氣量：每分通氣量——每分鐘進或出肺的氣體總量。每分通氣量=潮氣量X呼吸頻率肺泡通氣量=（潮氣量-生理無效腔）X呼吸頻率解剖無效腔肺泡無效腔第二十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸③胸腹式呼吸（混合式呼吸）（combinedbreathing）：哺乳動物的呼吸式有3種類型：①胸式呼吸（thoracicbreathing）：②腹式呼吸（abdominalbreathing）：吸氣時以肋間外肌收縮為主，胸壁起伏明顯；吸氣時以隔肌收縮為主，腹部起伏明顯；吸氣時肋間外肌與膈肌都參與的，胸壁和腹壁的運動都比較明顯。第三十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五三、氣體交換及運輸呼吸氣體交換氣體運輸第三十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸氣體交換原理：混合氣體中，每種氣體分子運動所產生的壓力為該氣體的分壓。氣體分子不停地進行著無定向運動，其結果是氣體分子從高分壓區(qū)域向低分壓區(qū)域擴散。第三十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸肺和組織內氣體交換過程：肺換氣——肺與血液間的氣體交換。組織換氣——血液與組織間的氣體交換。第三十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸影響肺內氣體交換的主要因素：氣體分壓差、溶解度和分子量呼吸膜的面積和厚度通氣/血流量比值（VA/Q）第三十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五第三十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸氣體O2的運輸CO2的運輸98%O295%CO2物理溶解化學結合物理溶解氣體物理溶解化學結合運輸形式第三十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸血紅蛋白與氧的結合：每個血紅素分子含一個亞鐵離子，稱為亞鐵血紅素。每個亞鐵離子能結合一個氧分子，但這種結合是疏松的。血紅蛋白與氧結合后，亞鐵的價數不變，故稱為氧合（oxygenation），而不是氧化（oxydation）。第三十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸HbO2O2分壓升高Hb+O2

O2分壓降低第三十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸②血紅蛋白和氧結合后鐵為二價，該反應是氧合反應①反應快而可逆，不需要酶的催化，只受氧分壓的影響③單獨的血紅素不能有效地結合氧1分子的血紅蛋白可以和4分子的氧結合該反應有以下特點：第三十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸Hb氧容量（血氧容量，OxygenCapacity）

——100ml血液中Hb所能結合的最大氧量稱Hb氧容量氧含量（血氧含量，Oxygencontent）

——100ml血液中，Hb實際結合的O2量稱Hb的氧含量Hb氧飽和度

——Hb氧含量與氧容量的百分比為Hb氧飽和度。Hb氧容量Hb氧含量Hb氧飽和度（%）=×100%第四十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸氧離曲線（oxygendissociationcurve）：氧離曲線或稱氧合血紅蛋白解離曲線——是表示PO2與Hb氧飽和度的關系曲線。該曲線表示不同PO2下O2與Hb分離情況，同樣也反映了不同PO2時O2與Hb的結合情況。第四十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸氧離曲線的特點和生理意義：①氧離曲線呈“S”形，是血液運輸O2有效的特性表現。②第一階段：PO2值在8～13.33

kPa(60～100mmHg)——維持氧飽和度③第二階段：PO2值在5.33～8.0kPa——安靜條件下代謝所需④第三階段：PO2值在2.67～5.330kPa——機體的氧儲備第四十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸氧離曲線的位移：Hb與氧的結合與分離受許多因素的影響。當氧離曲線的位置發(fā)生變化時，表明血紅蛋白與氧的親和力發(fā)生了改變。曲線右移：表明Hb與氧的親和力下降。表明Hb與氧的親和力增加。因為曲線左移后，在低氧條件下，Hb仍然有較高的氧飽和度。曲線左移：第四十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸①、pH值和CO2濃度的影響②、溫度的影響③、2，3—二磷酸甘油酸（2，3—DPG）④、Hb自身性質的影響影響氧離曲線位移的因素：第四十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五第四十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸二氧化碳在體內的運輸也是以物理溶解和化學結合的方式進行的?；瘜W結合物理溶解（5%）碳酸氫鹽（87%）氨基甲酸血紅蛋白（7%）第四十六頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸進入紅細胞內的一部分二氧化碳能直接與血紅蛋白的自由氨基結合，形成氨甲酰血紅蛋白（carbaminohemoglobin），并能很快解離。Hb-NH2+CO2Hb·NHCOOH這一反應無需酶的催化，調節(jié)它的主要因素是氧合作用。第四十七頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸四、呼吸的調節(jié)另一方面是隨意的控制，主要是大腦皮層的功能，它可以改變正常的呼吸節(jié)律，進行與意識有關的活動，如：屏氣、說話、唱歌等。中樞系統對呼吸運動的調節(jié)分為兩個方面：一方面是自動節(jié)律性的控制，主要是通過低位腦干的功能而產生正常的呼吸節(jié)律。呼吸中樞呼吸的反射性調節(jié)呼吸節(jié)律的形成呼吸的體液調節(jié)第四十八頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸結論：1、延髓存在

基本的呼吸中樞2、腦橋

的1/3處存在

呼吸調整中樞1923年英國學者Lumsden用分段切除法成功地觀察了呼吸節(jié)律的變化，提出了三級呼吸中樞的理論設想。第四十九頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸呼吸中樞：脊髓——中繼站和整合某些呼吸反射的初級中樞延髓——呼吸的基本中樞（生命活動的基本中樞）腦橋——呼吸的調整中心高位腦——大腦皮層、邊緣系統和下丘腦第五十頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸

延髓存在基本的呼吸中樞，能發(fā)動和維持比較有規(guī)律的呼吸運動。延髓有多種類型的神經元，其中包括：（1）背側呼吸組（dorsalrespiratorygroupDRG）（2）腹側呼吸組（ventralrespiratorygroupVRG）集中在孤束核腹外側，主要為吸氣神經元，它以交叉方式支配對側膈肌運動神經元集中在凝核、后凝核、以及面神經核附近，有吸氣神經元，也有呼氣神經元。第五十一頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸在腦橋的1/3處呼吸的神經元相對集中的地方形成了臂旁內側核和KF核團，合稱BPKF核群，起呼吸的調整中樞的作用。其作用表現為：它們與延髓的呼吸中樞之間有雙向聯系，其作用是限制吸氣，使吸氣向呼氣轉換。目前認為：它是通過易化延髓“吸氣切斷”機制，促進吸氣與呼氣之間的相互轉換。第五十二頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五局部神經元回路反饋控制假說：第五十三頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸呼吸的反射性調節(jié)：

呼吸活動可受機體內外環(huán)境各種刺激的影響，如傷害性刺激、冷刺激、血壓的驟然變化等都可使呼吸發(fā)生變化。重要的反射如下：（一）肺牽張反射（Pulmonarystrechreflex）（二）呼吸肌的本體感受性反射（三）防御性呼吸反射第五十四頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸1、定義：由肺擴張或肺縮小引起的吸氣抑制或興奮的反射稱肺牽張反射，又稱黑—伯二氏反射（Hering-Beruerreflex）

（一）肺牽張反射（Pulmonarystrechreflex）（1）肺擴張反射（2）肺縮小反射2、意義：使呼吸不致過長，促使吸氣及時轉入呼氣，它與腦橋呼吸調整中樞共同調節(jié)著呼吸的頻率和深度。第五十五頁，共六十頁，編輯于2023年，星期五呼吸1、定義：肌梭和腱器官是骨骼肌的本體感受器，它們所引起的反射為本體感受性反射。呼吸肌內也有本體感受器.當呼吸道通氣阻力增大時，通過本體感受器反射增強呼吸肌的收縮力，克服通氣阻力，保持足夠的肺通氣量。（二）呼吸肌的