呼吸生理-生物技術(shù)-課件

第六章呼吸生理呼吸（respiration）:機體與外界環(huán)境之間的這種氣體交換過程稱為呼吸。1PPT課件呼吸過程的三個環(huán)節(jié):①外呼吸，肺與外環(huán)境之間的氣體交換（肺通氣）以及肺泡與毛細血管血液之間的氣體交換過程（肺換氣）。②氣體在血液中的運輸，是指機體通過血液循環(huán)把肺攝取的氧運送到組織細胞，又把組織細胞產(chǎn)生的二氧化碳運送到肺的過程。③內(nèi)呼吸或組織呼吸，是指組織毛細血管血液與組織細胞之間的氣體交換以及組織細胞的生物氧化過程。

2PPT課件外呼吸內(nèi)呼吸3PPT課件第一節(jié)肺通氣一、肺通氣的結(jié)構(gòu)基礎和功能

二、肺通氣原理

4PPT課件一、肺通氣的結(jié)構(gòu)基礎和功能肺通氣（pulmonaryventilation）:指肺與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。實現(xiàn)肺通氣的器官包括呼吸道、肺泡和胸廓。

5PPT課件（一）呼吸道上呼吸道：鼻、咽、喉下呼吸道：氣管、支氣管、－－－－－終末細支氣管呼吸道功能：沒有氣體交換功能；其黏膜具有加溫、濕潤、清潔、過濾空氣；其平滑肌具有調(diào)節(jié)呼吸道阻力的作用。

呼吸道平滑肌受迷走神經(jīng)和交感神經(jīng)支配。迷走神經(jīng)興奮，其末梢釋放乙酰膽堿，與氣管平滑肌細胞膜上的M受體結(jié)合，引起平滑肌收縮。交感神經(jīng)興奮，其末梢釋放去甲腎上腺素，與β2受體結(jié)合，引起平滑肌舒張。體液中的組胺、5-羥色胺和緩激肽均可引起呼吸道平滑肌收縮。

為什么咳嗽病人晚上比白天重?6PPT課件肺泡是肺內(nèi)氣體交換的主要部位。成人約有3～4億個肺泡，總面積100m2（二）肺泡7PPT課件呼吸膜

指隔在肺泡氣與肺毛細血管血液之間的極薄的膜性結(jié)構(gòu)，構(gòu)成了肺泡氣與血液之間進行氣體交換的氣-血屏障。8PPT課件

表面張力

Laplace

定律:P=2T/r9PPT課件肺表面活性物質(zhì)肺泡Ⅱ型細胞分泌，主要成分是二棕櫚酰卵磷脂。作用：①降低肺泡的表面張力②維持肺泡內(nèi)壓的相對穩(wěn)定③阻止肺泡積液

10PPT課件直接動力:肺內(nèi)壓與外界大氣壓間的壓力差。原動力:呼吸運動是肺通氣的原動力。

二、肺通氣原理（一）肺通氣的動力11PPT課件吸氣肌：肋間外肌、膈肌呼氣?。豪唛g內(nèi)肌、腹肌輔助吸氣?。盒苯羌?、胸鎖乳突肌

呼吸肌

呼吸運動呼吸肌收縮和舒張引起的胸廓節(jié)律性擴大和縮小

12PPT課件吸氣過程①(平靜)吸氣時，膈肌、肋間外肌收縮→胸廓擴大→肺容積擴大→肺內(nèi)壓降低（＜大氣壓）→氣體進入肺→完成吸氣。②用力吸氣時，輔助吸氣肌也參與收縮。呼氣過程

①(平靜)呼氣時，膈肌、肋間外肌舒張→胸廓縮小→肺容積減小→肺內(nèi)壓增加（＞大氣壓）→氣體排出肺→完成呼氣。②用力呼氣時，呼氣肌也收縮→胸廓進一步縮小→肺內(nèi)壓進一步增加→更多氣體排出肺。13PPT課件

胸式呼吸：主要由肋間外肌舒縮使肋骨和胸骨運動而產(chǎn)生的呼吸運動，表現(xiàn)為胸部起伏明顯；

腹式呼吸：由膈肌舒縮而產(chǎn)生的呼吸運動，表現(xiàn)為腹部起伏明顯；

胸腹式呼吸（混合式呼吸）：肋間外肌和膈肌都參與呼吸運動，胸腹部都有明顯起伏運動。呼吸運動的形式：14PPT課件胸膜腔15PPT課件測定方法:

直接法間接法胸內(nèi)壓胸膜腔內(nèi)的壓力，稱為胸膜腔內(nèi)壓16PPT課件17PPT課件18PPT課件成因:

兩種方向相反作用力的代數(shù)和

胸內(nèi)壓＝大氣壓－肺回縮力胸內(nèi)壓＝0－肺回縮力迫使臟層胸膜回位迫使臟層胸膜外移使肺擴張(肺彈性組織回縮力和肺泡表面張力)

肺回縮力

(大氣壓)

肺內(nèi)壓

19PPT課件肺通氣的原動力：呼吸肌的舒縮形成的呼吸運動。肺通氣的直接動力：呼吸運動引起的肺的被動擴張和回縮所形成的肺內(nèi)壓與大氣壓之間的壓差。胸內(nèi)負壓是實現(xiàn)肺通氣的必要條件。

概括肺通氣的動力如下：20PPT課件肺的彈性阻力胸廓的彈性阻力氣道阻力慣性阻力組織粘滯阻力彈性阻力（70％）非彈性阻力（30％）（靜態(tài)阻力）（動態(tài)阻力）二、肺通氣原理（二）肺通氣的阻力

21PPT課件第二節(jié)肺換氣和組織換氣肺換氣是指肺泡氣與毛細血管血液之間的氣體交換過程。組織換氣是指當血液流經(jīng)組織毛細血管時，發(fā)生在血液與組織細胞之間的氣體交換。

22PPT課件動力：膜兩側(cè)的氣體分壓差。速率：=擴散速率（D）D∝ΔP·

T·

A·

Sd·√MW氣體的擴散氣體分子總是不停地進行無定向的運動，當不同區(qū)域存在分壓差時，氣體分子將從分壓高處向分壓低處發(fā)生凈轉(zhuǎn)移，這一過程稱為…

23PPT課件順著氣體分壓差擴散，肺泡氣中的O2透過呼吸膜擴散進入毛細血管內(nèi)，而血中的CO2透過呼吸膜擴散進入肺泡內(nèi)。O2與CO2的擴散極為迅速，當血液流經(jīng)肺毛細血管全長約1/3時，已基本完成氣體交換。

肺換氣24PPT課件影響肺換氣的因素①呼吸膜的厚度

反比②呼吸膜的面積

正比③通氣/血流比值(VA/Q比值)概念:每分鐘肺泡通氣量(VA)和每分鐘肺血流量(Q)之間的比值。正常情況下，VA/Q=4.2/5=0.8425PPT課件幾點說明：VA/Q↑or↓→換氣效率↓→缺O(jiān)2和CO2潴留的癥狀;但以缺O(jiān)2為主，原因：①∵A-V血間PO2＞PCO2∴功能性A-V短路時，A血PO2↓的程度＞V血PCO2↑；②∵CO2的擴散系數(shù)是O2的20倍，CO2的擴散速＞O2，∴不易出現(xiàn)CO2潴留的癥狀；③∵A血PO2↓和PCO2↑時，可刺激呼吸，增加肺泡通氣量，有助于CO2的排出，而幾乎無助于O2的攝?。∣2和CO2解離曲線的特點所決定的）。26PPT課件27PPT課件第三節(jié)氣體在血液中的運輸

血液運輸氣體有兩種方式：一種是物理溶解方式，另一種是化學結(jié)合形式。以物理溶解方式運輸氧和二氧化碳的量。雖然很少，但很重要。肺泡O2溶解O2

化學結(jié)合O2溶解O2

O2

CO2溶解CO2化學結(jié)合CO2溶解CO2

CO2

組織28PPT課件一、氧的運輸物理溶解形式的運輸：僅占1.5%化學結(jié)合形式的運輸：占98.5%，形式為HbO2Fe2+29PPT課件①快速性和可逆性。②氧與血紅蛋白的結(jié)合過程是氧合而非氧化。③一分子血紅蛋白可結(jié)合四分子氧。

血氧容量：100ml血液中Hb所能結(jié)合的最大氧量。

血氧含量：100ml血液中Hb實際結(jié)合的氧量。

血氧飽和度：血氧含量占血氧容量的百分比。④Hb與氧的結(jié)合或解離曲線呈S形。

氧合Hb

為疏松型（R型）去氧Hb

為緊密型（T型）血紅蛋白與O2結(jié)合特征：PO2↑(氧合)PO2↓(氧離)HbO2鮮紅色暗紫色30PPT課件氧解離曲線

表示血液氧分壓與Hb氧飽和度關(guān)系的曲線，其橫坐標為血液氧分壓，縱坐標為血氧飽和度。氧解離曲線的上段反映血紅蛋白與氧的結(jié)合的部分。

氧解離曲線的中段反映HbO2釋放氧的部分。氧解離曲線的下段反映的是血紅蛋白與氧的解離。31PPT課件影響氧離曲線的因素P50：表示Hb氧飽和度達到50%時的Po2。①血液PCO2和pH：血液PCO2上升或pH下降時，氧飽和度下降，P50增大，曲線右移；反之，氧離曲線左移。血液PCO2和pH改變對氧離曲線的影響

稱為波爾效應32PPT課件影響氧離曲線的因素②溫度：溫度升高，氧飽和度下降，曲線右移；反之，氧離曲線左移。③2,3—二磷酸甘油酸（2,3—DPG）：當血液中含量增加時，氧離曲線右移。

④一氧化碳⑤Hb自身性質(zhì)33PPT課件二、CO2運輸物理溶解形式的運輸：占5%化學結(jié)合形式的運輸：碳酸氫鹽占88%，氨基甲酸血紅蛋白占7%在血漿中CO2主要以碳酸氫鈉的形式運輸

CO2+H2O

H2CO3

HCO3-+H+34PPT課件在紅細胞中以碳酸氫鉀和氨基甲酰血紅蛋白的形式運輸碳酸氫鉀形式的運輸

CO2+H2O

H2CO3

HCO3-+H+碳酸酐酶氯轉(zhuǎn)移：HCO3-擴散入血漿的過程中，又有等量的Cl-從血漿擴散入紅細胞，以維持紅細胞內(nèi)外正負離子的靜電平衡。這種Cl-與HCO3-的交換現(xiàn)象，稱…35PPT課件在組織氧與二氧化碳運輸形式36PPT課件37PPT課件氨基甲酰血紅蛋白形式的運輸

HbNH2O2+H++CO2

HHbNHCOOH+O2肺組織霍爾登效應：氧與Hb結(jié)合可促使CO2釋放，而去氧Hb則容易與CO2結(jié)合的現(xiàn)象稱為…38PPT課件CO2解離曲線

血液中CO2含量與CO2分壓關(guān)系的曲線稱之為…39PPT課件40PPT課件一、神經(jīng)調(diào)節(jié)二、化學因素對呼吸的調(diào)節(jié)第四節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)41PPT課件脊髓呼吸運動的初級中樞低位腦干：腦橋和延髓一、神經(jīng)調(diào)節(jié)呼吸中樞：指中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運動的神經(jīng)細胞群。它們分布在大腦皮質(zhì)、間腦、腦橋、延髓和脊髓等部位。42PPT課件橫切，呼吸節(jié)律無明顯變化橫切，呼吸變深變慢橫切，喘吸橫切，呼吸運動停止切斷，長吸式呼吸43PPT課件三級呼吸中樞學說，即在延髓內(nèi)有喘息中樞，產(chǎn)生最基本的呼吸節(jié)律；腦橋下部有能興奮吸氣的長吸中樞；腦橋上部有抑制吸氣的中樞，稱呼吸調(diào)整中樞。呼吸神經(jīng)元的分布：延髓背內(nèi)側(cè)部（DRG）：使吸氣肌收縮，引起吸氣

延髓腹外側(cè)部（VRG）：引起呼氣肌收縮，產(chǎn)生主動呼氣腦橋頭端背側(cè)部（PRG）：限制吸氣，促使吸氣向呼氣轉(zhuǎn)換低位腦干：腦橋和延髓44PPT課件大腦皮層通過皮層腦干束和皮層脊髓束在一定程度上隨意控制低位腦干和脊髓呼吸神經(jīng)元的活動，以保證其他與呼吸相關(guān)的重要活動的完成如說話、吞咽、咳嗽等，還能在一定限度內(nèi)隨意屏氣或加深加快呼吸。

45PPT課件二、呼吸運動的反射性調(diào)節(jié)（一）化學感受性反射頸A體（主要調(diào)節(jié)呼吸）主A體（主要調(diào)節(jié)循環(huán)）適宜刺激:血

PO2

PCO2

H+作用：使呼吸加深加快。

外周化學感受器46PPT課件肺通氣

增加腦脊液中二氧化碳和氫離子濃度摘除外周化學感受器或切斷傳入神經(jīng)后，吸入二氧化碳47PPT課件腦脊液及局部細胞外液H+中樞化學感受器延髓腹外側(cè)淺表部位適宜刺激：48PPT課件肺通氣

增加腦脊液中二氧化碳和氫離子濃度

保持人工腦脊液的pH不變，用含高濃度二氧化碳的人工腦脊液灌流腦室摘除外周化學感受器或切斷傳入神經(jīng)后，吸入二氧化碳49PPT課件主動脈體Aorticbodies頸動脈體Carotidbodies外周化學感受器PeripheralChemoreceptor化學感受器Chemoreceptor中樞化學感受器centralChemoreceptor迷走神經(jīng)竇神經(jīng)呼吸中樞50PPT課件

H+對呼吸運動的影響：

CO2

對呼吸運動的影響：血液H+腦脊液H+中樞化學感受器外周化學感受器肺通氣血腦屏障中樞化學感受器外周化學感受器血液CO2腦脊液CO2血腦屏障腦脊液H+吸入CO2呼吸中樞>7%肺通氣

缺O(jiān)2

對呼吸運動的影響：血液PO2外周化學感受器缺O(jiān)2中樞肺通氣CO2、H+和O2對呼吸的調(diào)節(jié)51PPT課件52PPT課件對呼吸的調(diào)節(jié)CO21%CO24%CO27%CO2呼吸明顯增強PCO253PPT課件呼吸中樞PCO2CO2>7%PCO2過高直接抑制呼吸中樞對呼吸的調(diào)節(jié)CO254PPT課件PO2頸動脈體灌流液頸動脈體灌流液中PO2對呼吸的影響55PPT課件頸動脈體灌流液H+濃度頸動脈體灌流液中H+濃度對呼吸的影響56PPT課件H+濃度中樞化學感受器外周化學感受器PO