呼吸第五章課件

第五章

呼吸呼吸(respiration):

機(jī)體與外界環(huán)境之間的氣體交換過(guò)程外呼吸氣體在血液中的運(yùn)輸內(nèi)呼吸呼吸過(guò)程的三個(gè)環(huán)節(jié)：⒈外呼吸肺通氣肺換氣⒉氣體在血液中運(yùn)輸⒊內(nèi)呼吸（組織換氣）第一節(jié)肺通氣

肺通氣(pulmonaryventilation)：肺與外界環(huán)境之間的氣體交換過(guò)程

實(shí)現(xiàn)肺通氣的器官：

呼吸道、肺泡和胸廓

呼吸道的主要功能

1.

通氣功能

2.

加溫、濕潤(rùn)吸入的空氣

3.防御作用

呼吸道口徑的調(diào)節(jié)

交感神經(jīng)興奮可使平滑肌舒張；迷走神經(jīng)興奮使平滑肌收縮。組胺、5-HT等使平滑肌收縮。

終末細(xì)支氣管呼吸性細(xì)支氣管肺泡管肺泡囊肺泡一、肺通氣原理(一)

肺通氣的動(dòng)力氣體P1氣體P2吸氣呼氣

直接動(dòng)力：

肺與外界大氣之間的壓力差

原動(dòng)力：呼吸肌的收縮舒張所引起的呼吸運(yùn)動(dòng)1.呼吸運(yùn)動(dòng)(respiratorymovement)

呼吸肌收縮舒張引起的胸廓擴(kuò)大和縮小。吸氣運(yùn)動(dòng)(

inspiration)呼氣運(yùn)動(dòng)(

exspiration)⑴呼吸運(yùn)動(dòng)過(guò)程斜角肌胸鎖乳突肌肋間外肌膈肌肋間內(nèi)肌

腹部肌群吸氣肌呼氣?、坪粑问礁故胶粑?

以膈肌舒縮活動(dòng)為主的呼吸運(yùn)動(dòng)胸式呼吸:

以肋間外肌舒縮活動(dòng)為主的呼吸運(yùn)動(dòng)①腹式呼吸和胸式呼吸②平靜呼吸和用力呼吸

①平靜呼吸主動(dòng)呼氣運(yùn)動(dòng)被動(dòng)⑶呼吸過(guò)程吸氣運(yùn)動(dòng)頻率12~18次/分平靜呼吸運(yùn)動(dòng)過(guò)程：

吸氣運(yùn)動(dòng)吸氣?。弘跫。唛g外肌等收縮呼氣運(yùn)動(dòng)吸氣?。弘跫?，肋間外肌舒張，胸廓減小，肺依自身回縮力而回位②用力呼吸吸氣和呼氣都是主動(dòng)的用力呼吸運(yùn)動(dòng)吸氣?。?/p>

膈肌，肋間外肌、輔助吸氣肌收縮。呼氣?。豪唛g內(nèi)肌收縮腹肌收縮、膈肌，肋間外肌舒張呼氣吸氣2.肺內(nèi)壓(intrapulmonarypressure)±1-2mmHg

呼氣：肺內(nèi)壓＞大氣壓吸氣、呼氣末：肺內(nèi)壓＝大氣壓吸氣：肺內(nèi)壓＜大氣壓肺內(nèi)壓胸內(nèi)壓呼吸氣量人工呼吸：

1、負(fù)壓吸氣法

提臂壓胸法、壓背法

2、正壓吸氣法

口對(duì)口呼吸法人工呼吸機(jī)法負(fù)壓人工呼吸正壓人工呼吸3.胸膜腔內(nèi)壓(intrapleuralpressure胸內(nèi)壓）正常時(shí)，不論吸氣或呼氣，胸膜腔內(nèi)的壓力總是低于大氣壓，又稱胸內(nèi)負(fù)壓。胸膜腔胸內(nèi)壓形成以胸膜腔密閉且含漿液為條件胸廓生長(zhǎng)>肺生長(zhǎng)胸廓容積>肺容積胸廓將肺拉大肺回縮胸內(nèi)負(fù)壓肺回縮肺內(nèi)壓大氣壓＝０胸內(nèi)壓＝－肺回縮力平靜呼氣末：-5～-3

平靜吸氣末：-10～-5胸內(nèi)壓＝肺內(nèi)壓肺回縮力吸氣末、呼氣末肺內(nèi)壓＝大氣壓胸內(nèi)壓作用：①維持肺泡擴(kuò)張狀態(tài)，使肺隨胸廓運(yùn)動(dòng)而運(yùn)動(dòng)。②利于靜脈血及組織液回流小結(jié)：（1）呼吸運(yùn)動(dòng)是肺通氣的原動(dòng)力。（2）肺內(nèi)壓與大氣壓之間的壓力差推動(dòng)氣體進(jìn)出肺,是肺通氣的直接動(dòng)力。（3）胸膜腔內(nèi)壓維持肺處于擴(kuò)張狀態(tài)。(二)肺通氣的阻力

分為:

彈性阻力：肺、胸廓（70%）非彈性阻力：氣道、慣性、粘滯（30%）

彈性阻力(R)：

彈性組織在外力作用下變形時(shí)，具有對(duì)抗變形和回位的傾向，稱彈性阻力。

彈性阻力和順應(yīng)性⑴肺的彈性阻力和順應(yīng)性CL△V△P＝△P：跨肺壓（肺內(nèi)壓－胸內(nèi)壓）定義:在一定跨肺壓的作用下，肺的可擴(kuò)張性，稱肺的順應(yīng)性（0.2L/cmH2O）①肺順應(yīng)性：肺充血、肺不張、肺纖維化肺順表面活性物質(zhì)減少應(yīng)性肺氣腫肺順應(yīng)性3）肺彈性阻力來(lái)源：①?gòu)椥岳w維及膠原纖維1/3②表面張力2/3

（液—?dú)饨缑妫㏄:肺泡回縮力T：肺泡表面張力系數(shù)

r：肺泡半徑Laplace定律P＝2Tr

肺泡表面張力肺泡表面張力alveolarsurfacetension（2/3）肺彈性回縮力pulmonaryelasticrecoil（1/3）c.肺的彈性阻力的來(lái)源

在肺泡內(nèi)壁覆蓋有一薄層液體，它與肺泡內(nèi)氣體形成了液-氣交界面。由于液體分子之間存在相互吸引力，因而產(chǎn)生了一種力圖減小液-氣界面的力，即為肺泡表面張力。其合力指向肺泡中央，使肺泡趨于縮小。*脂蛋白

*主要成分:

二棕櫚酰卵磷脂（DPPC/DPL）

*分泌部位:

肺泡II型細(xì)胞肺泡表面活性物質(zhì)①維持大小肺泡的穩(wěn)定性②減少肺間質(zhì)與肺泡內(nèi)組織液生成③降低吸氣阻力，減少吸氣作功 正常成人兩肺總順應(yīng)性約為0.2L/cmH2O

肺泡表面活性物質(zhì)的作用:

降低肺泡表面張力⑵胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性（自學(xué)） 相當(dāng)于肺總量的67%不表現(xiàn)彈性阻力小于肺總量的67%向外吸氣的動(dòng)力呼氣的阻力大于肺總量的67%向內(nèi)吸氣的阻力呼氣的動(dòng)力

胸廓順應(yīng)性（Cchw）

胸廓容積的變化（△V）跨壁壓的變化（△P）

＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿

=L/cmH2O2.非彈性阻力

⑴慣性阻力：⑵粘滯阻力:⑶氣道阻力：80%～90%氣流速度：流速快→阻力大氣流形式：

跨壁壓氣道口徑：肺實(shí)質(zhì)的牽引自主神經(jīng)化學(xué)因素

影響氣道阻力的因素：⑴氣流速度流速快→阻力大⑵氣流的形式： 層流阻力小湍流阻力大⑶氣道的口徑

R∝1/r4影響氣道口徑的因素：①跨壁壓：呼吸道內(nèi)外壓力差跨壁壓↑→氣道口徑↑→阻力↓②肺實(shí)質(zhì)對(duì)氣道壁的外向放射狀牽引作用③自主神經(jīng)的作用 副交感N(+)→氣道平滑肌收縮→管徑↓ 交感N(+)→氣道平滑肌舒張→管徑↑④化學(xué)因素

PGF2

、內(nèi)皮素組胺、白三烯

→氣道平滑肌收縮PGE2、兒茶酚胺→氣道平滑肌舒張二、肺通氣功能的指標(biāo)(一)肺容積和肺容量

1.肺容積（1）潮氣量（TV）

每次呼吸時(shí)吸入或呼出的氣量

500ml

平靜吸氣末，再盡力吸氣所能吸的氣量

1500～2000ml（2）補(bǔ)吸氣量(IRV)

平靜呼氣末，再盡力呼氣所能呼出的氣量

900～1200ml（3）補(bǔ)呼氣量(ERV)（4）殘氣量（RV）

最大呼氣末尚存留于肺內(nèi)不能再呼出的氣量1000～1500ml深吸氣量（IC）

＝潮氣量+補(bǔ)吸氣量

*衡量最大通氣潛力的指標(biāo)2.肺容量(2)功能殘氣量（FRC）＝殘氣量+補(bǔ)呼氣量

2500ml(3)肺活量（VC）盡力吸氣后，從肺內(nèi)所能呼出的最大氣量

＝潮氣量+補(bǔ)吸氣量+補(bǔ)呼氣量

男性：3500ml

女性：2500ml

*評(píng)價(jià)肺靜態(tài)通氣功能較好的指標(biāo)

單位時(shí)間內(nèi)呼出的氣量占肺活量的百分?jǐn)?shù)用力呼氣量(時(shí)間肺活量）

*評(píng)價(jià)肺通氣功能較好的指標(biāo)4.肺總量（TLC）肺所能容納的最大氣量=肺活量+殘氣量男性:5000ml女性:3500ml(三)肺通氣量和肺泡通氣量1.每分通氣量（PV）每分鐘進(jìn)或出肺的氣體總量每

＝潮氣量×呼吸頻率

(6～9L/min)

單位時(shí)間內(nèi)吸入或呼出肺的氣體總量最大隨意通氣量盡力作深快呼吸時(shí)，每分鐘吸入或呼出的最大氣量(70～120L/min)通氣貯量百分比=

≥93%

最大通氣量-每分平靜通氣量最大通氣量×100%2.肺泡通氣量(alveolarventilation)：每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量＝(潮氣量－無(wú)效腔氣量)×呼吸頻率解剖無(wú)效腔（150ml）生理無(wú)效腔肺泡無(wú)效腔（0ml）

潮氣量為500ml,無(wú)效腔氣量為150ml,呼吸頻率為12次/min,則肺泡通氣量為:(500－150)×12＝350×12＝4200ml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（次/min）（ml）（ml/min）（ml/min）

165008000560081000800068003225080003200

肺換氣與組織換氣第二節(jié)呼吸全過(guò)程組織換氣細(xì)胞內(nèi)氧化代謝肺換氣氣體運(yùn)輸肺通氣O2CO2外呼吸氣體運(yùn)輸內(nèi)呼吸1.氣體的分壓差

分壓：混合氣體中各種氣體所具有的壓力

空氣的總壓力是101.3kPa(760mmHg)O2占21%，PO2=101.3×21%=21.2kPaCO2占0.04%，PCO2=101.3×0.04%=0.04kPa

氣體分壓＝總壓力×該氣體的容積百分比一、氣體交換的原理(一)氣體的擴(kuò)散

肺泡氣、血液及組織中PO2和PCO2

(kPa)

肺泡氣 靜脈血 動(dòng)脈血 組織PO2 13.65.3313.33 4.0PCO25.33 6.13 5.33 6.67

擴(kuò)散系數(shù)

2.氣體的擴(kuò)散速率

分壓差×擴(kuò)散面積×溶解度×溫度

D＝—————————————————

擴(kuò)散距離×分子量平方根二、肺換氣(一)肺換氣過(guò)程RespiratoryGasesExchange三、組織換氣（略）(二)影響肺換氣的因素1.呼吸膜的厚度

(肺泡―Cap膜)

六層結(jié)構(gòu)2.呼吸膜的面積肺纖維化、肺水腫厚度↑肺不張、肺實(shí)變面積↓3.通氣/血流比值（V/Q）每分鐘肺泡通氣量與肺血流量的比值

V/Q=4.2/5=0.84

V/Q比值↑＞0.84肺血管栓塞通氣過(guò)度，血流不足—肺泡無(wú)效腔增大V/Q比值↓＜0.84支氣管痙攣通氣不足，血流過(guò)多—功能性A-V短路V/Q比值

通氣／血流比值

0.84氣多血少↓

V／Q↑↓肺泡無(wú)效腔氣少血多↓V／Q↓↓A－V短路衡量肺換氣功能的指標(biāo)V/Q比值↑＞0.84V/Q比值↓＜0.84肺換氣效率↓缺O(jiān)2明顯，CO2潴留不明顯原因：①PO2下降程度＞PCO2升高程度②CO2擴(kuò)散比O2快，不易潴留③PO2↓，PCO2↑→(+)呼吸↓利于CO2排出第三節(jié)氣體在血液中的運(yùn)輸氣體在血液中的存在形式

物理溶解:氣體直接溶解于血漿中。特征:①量小,起橋梁作用；②溶解量與分壓呈正比：

化學(xué)結(jié)合:氣體與某些物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)結(jié)合特征:量大,主要運(yùn)輸形式。

氣體分壓*溶解度溶解量=

溫度血液O2和CO2的含量

（ml/100ml血液）動(dòng)脈血靜脈血物理化學(xué)合物理化學(xué)合溶解結(jié)合計(jì)溶解結(jié)合計(jì)O2

0.3120.020.310.1115.215.31CO22.5346.448.932.9150.052.91一、氧的運(yùn)輸物理溶解：1.5%化學(xué)結(jié)合：98.5%

與血紅蛋白(Hb)結(jié)合

(一)Hb分子結(jié)構(gòu)(自學(xué))珠蛋白:一個(gè)血紅素:四個(gè)(二)Hb與O2結(jié)合的特征1.快速、可逆，不需酶，受PO2影響去氧Hb≥5g/100ml，皮膚淺藍(lán)色→發(fā)紺ＣＯ中毒：櫻桃紅色Hb+O2

HbO2PO2↑(肺)PO2↓(組織)(去氧Hb)(氧合Hb)2.

是氧合（Fe2+)，不是氧化3.1分子Hb結(jié)合4分子O21gHb——1.34～1.39mlO2血氧容量（oxygencapacity）

100ml血液中，Hb所能結(jié)合的最大O2量

＝1.34×15＝20.1ml/100ml血氧含量（oxygencontent）

100ml血液中，Hb實(shí)際結(jié)合的O2量血氧飽合度（oxygensaturation）

Hb氧含量和氧容量的百分比＝(Hb氧含量/Hb氧容量)×100%

設(shè)Hb濃度為15g%，每100ml血液中氧含量為10ml，若1gHb可以結(jié)合1.34ml氧，則此時(shí)Hb的氧飽和度為：

＝［10/（1.34×15）］×100%＝［10/20.1］×100%＝50%4.Hb與O2的結(jié)合或解離曲線呈S形

Hb的兩種構(gòu)型去氧Hb：緊密型(T型)

氧合Hb：疏松型(R型)(三)氧解離曲線(oxygendissociationcurve)表示PO2與Hb氧飽合度關(guān)系的曲線1.定義2.特點(diǎn)呈S形表示不同PO2下，O2與Hb的分離情況，也反映不同PO2時(shí)，O2與Hb的結(jié)合情況3.特點(diǎn)及生理意義⑴上段平坦(60～100mmHg)Hb與O2結(jié)合的部分PO2的變化對(duì)Hb氧飽和度影響不大不發(fā)生明顯的低氧血癥PO2在60-lOOmmHg時(shí)，即使PO2從1OOmmHg降至8OmmHg時(shí)，血氧飽和度僅從98%降至96%。

①高原(2.0KM的低氣壓),PO2↓明顯而Hb結(jié)合O2量變化不大；②輕度呼衰病人肺泡氣PO2↓明顯而Hb結(jié)合O2量變化不大。對(duì)高原適應(yīng)或有輕度呼吸機(jī)能不全的人均有好處。下段上段有利人體的肺換氣。⑵中段較陡(40～60mmHg）

HbO2釋放O2的部分意義：當(dāng)動(dòng)脈血流經(jīng)組織時(shí)，可釋放出適量的O2，滿足機(jī)體安靜狀態(tài)下對(duì)O2的需求。⑶下段最陡(15～40mmHg)HbO2與O2解離的部分PO2稍有下降，Hb氧飽和度即明顯下降，利于組織細(xì)胞攝取氧PO2在6OmmHg以下時(shí)，曲線逐漸變陡，意味著PO2下降，使血氧飽和度明顯下降PO2為40-lOmmHg時(shí)，

曲線更陡，此時(shí)PO2稍有下降，血氧飽和度就大幅度下降。釋放出大量的O2保證組織換氣。對(duì)人體組織換氣大為有利下段上段(四)影響氧解離曲線的因素

用P50表示Hb對(duì)O2的親和力。P50

是使Hb氧飽和度達(dá)50%時(shí)的PO2

，正常為26.5mmHg，P50

升高表明Hb對(duì)O2親和力下降，需要更高的PO2才能達(dá)到50%氧飽和度，曲線右移。反之亦然。（1）PCO2和pH的影響pH降低或PCO2升高，P50增大，曲線右移。

波爾效應(yīng)（Bohreffect)：酸度對(duì)Hb氧親和力的影響。當(dāng)酸度增大時(shí)，Hb對(duì)氧的親和力下降。

生理意義：既可促進(jìn)肺毛細(xì)血管血液的氧合，又有利于組織毛細(xì)血管血液氧氣的釋放。（2）溫度(temperature)的影響

溫度升高，氧離曲線右移，促使O2的釋放；溫度降低，曲線左移，不利于O2釋放。（3）2、3-二磷酸甘油酸（2、3-DPG)2,3-DPG濃度升高，氧離曲線右移：2,3-DPG濃度升降低，曲線左移。（4）其它因素自身CO

pH↓Pco2↑

溫度↑2,3-二磷酸甘油酸↑（2,3-DPG）Hb與O2的親和力↓（P50↑）氧離曲線右移反之，氧離曲線左移其它：CO，F(xiàn)e2+臨床聯(lián)系Hb量減少,運(yùn)氧減少,機(jī)體缺氧貧血

每一升血液中去氧Hb含量達(dá)50g以上，發(fā)紺則口唇、甲床、粘膜等淺表毛細(xì)血管豐富的部位，可呈青紫色，稱為發(fā)紺，提示缺氧。CO與Hb親和力是O2的250倍,HbCO喪失CO中毒運(yùn)氧能力導(dǎo)致機(jī)體缺氧三、二氧化碳的運(yùn)輸物理溶解:5%化學(xué)結(jié)合:95%(一)運(yùn)輸形式（自學(xué)）碳酸氫鹽(88%) 2.氨基甲酰血紅蛋白(7%)HbNH2O2＋H+＋CO2HHbNHCOOH＋O2在組織在肺(二)CO2

解離曲線血中CO2

含量與Pco2關(guān)系的曲線。幾乎呈線形關(guān)系。且無(wú)飽和點(diǎn)。

何爾登效應(yīng)

Hb與O2結(jié)合可促使CO2釋放Hb+O2肺泡處HbO2組織處HbCO2組織處Hb+CO2肺泡處

HbO2的酸性高，難以與CO2直接結(jié)合；還原Hb的酸性低，容易與CO2直接結(jié)合。組織：HbO2→O2＋Hb→Hb與CO2結(jié)合力↑

→結(jié)合CO2

↑

肺：O2＋Hb→HbO→Hb與CO2的結(jié)合力↓→CO2釋放→擴(kuò)散入肺泡呼出。第四節(jié)

呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)(一)呼吸中樞(respiratorycenter)一、呼吸的中樞調(diào)控

中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)細(xì)胞群根據(jù)呼吸神經(jīng)元放電與呼吸節(jié)律的關(guān)系吸氣神經(jīng)元呼氣神經(jīng)元吸氣—呼氣神經(jīng)元呼氣—吸氣神經(jīng)元

1923年Lumsden實(shí)驗(yàn)：橫切部位呼吸運(yùn)動(dòng)形式切斷迷走神經(jīng)后呼吸運(yùn)動(dòng)形式腦橋與中腦之間基本正常變深變慢腦橋中部變深變慢長(zhǎng)吸式呼吸腦橋與延髓之間不規(guī)則呼吸喘式呼吸延髓與脊髓之間呼吸停止呼吸停止小結(jié)腦橋上部——呼吸調(diào)整中樞腦橋下部——長(zhǎng)吸中樞（?）延髓——基本呼吸中樞脊髓——初級(jí)呼吸中樞

低位腦干產(chǎn)生呼吸節(jié)律腦橋上段有呼吸調(diào)整中樞（抑制吸氣）

腦橋下段有長(zhǎng)吸中樞

延髓有喘息中樞（呼吸節(jié)律基本中樞）

大腦皮層隨意調(diào)節(jié)呼吸運(yùn)動(dòng)低位腦干自主呼吸節(jié)律調(diào)節(jié)分離臨床有時(shí)可觀察到自主呼吸和隨意呼吸分離的現(xiàn)象，如當(dāng)自主控制通路受損后，自主呼吸運(yùn)動(dòng)消失，此時(shí)患者必須“記住”要進(jìn)行呼吸，一旦入睡或注意力轉(zhuǎn)移時(shí)，呼吸運(yùn)動(dòng)即停止。二、呼吸的反射性調(diào)節(jié)（一）化學(xué)感受性反射

化學(xué)感受器(1)外周化學(xué)感受器頸動(dòng)脈體主動(dòng)脈體PO2↓H＋↑

PCO2↑（+）竇N迷走N延髓呼吸加深加快

記錄游離的頸動(dòng)脈體的傳入神經(jīng)單纖維動(dòng)作電位發(fā)現(xiàn)：

①灌注液中PO2↓

、PCO2和H+濃度↑→傳入沖動(dòng)↑②保持灌注液中PO2在正常的100mmHg，僅減少血流量↓

→傳入沖動(dòng)↑

∴血流量↓

→頸動(dòng)脈體攝取的O2量相對(duì)增加，細(xì)胞外液PO2↓（供O2＜耗O2）↑

結(jié)論：

①化學(xué)感受器

②適宜刺激是血O2分壓

和H+濃度感受器所處環(huán)境PO2↓

兩種因素同時(shí)作用比單一因素作用強(qiáng)

(2)中樞化學(xué)感受器延髓腹外側(cè)淺表區(qū)

腦脊液和腦組織間液中的H+有效刺激：頭中間尾

在體內(nèi)，血液中的CO2能迅速通過(guò)血腦屏障(blood-brainbarrier,BBB)，使中樞化學(xué)感受器周圍液體中的[H+]升高，從而刺激中樞化學(xué)感受器，再引起呼吸中樞的興奮。生理刺激腦脊液、局部細(xì)胞外液

H+

頭（R）、尾（C）：化學(xué)感受性

中間（I）：中繼站

呼吸中樞(3)中樞化學(xué)感受器與外周化學(xué)感受器作用特點(diǎn)的比較1）對(duì)H+的變化敏感；中樞外周無(wú)明顯潛伏期；2）潛伏期長(zhǎng)；對(duì)PO2

、PCO2和H+敏感3）維持中樞神經(jīng)系統(tǒng)pH穩(wěn)定機(jī)體低氧時(shí)，維持對(duì)呼吸的驅(qū)動(dòng)2.CO2、H+和O2對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)1）CO2—

呼吸調(diào)節(jié)中最重要的