《生理学》第五章呼吸.ppt

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1、第一节第一节 肺肺 通通 气气 一、肺通气的一、肺通气的原理原理 二、肺容量和肺通气量二、肺容量和肺通气量第二节第二节 气体的交换和运输气体的交换和运输 一、气体的交换一、气体的交换 二、气体在血液的运输二、气体在血液的运输第三节第三节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节 一、呼吸中枢一、呼吸中枢 二、二、呼吸运动的反射性调节呼吸运动的反射性调节 呼吸呼吸:机体与外界环境的气体交换过程。机体与外界环境的气体交换过程。1、外呼吸、外呼吸 肺通气肺通气 肺换气肺换气2、其他在血液中的运输、其他在血液中的运输3、内呼吸、内呼吸/组织换气组织换气意义：意义： 维持机体内环境氧气和二氧化碳含量维持机体内环境氧

2、气和二氧化碳含量的相对稳定的相对稳定 保证细胞新陈代谢正常进行保证细胞新陈代谢正常进行肺换气肺换气内呼吸内呼吸外呼吸外呼吸肺通气肺通气血液运输血液运输组织换气组织换气第一节 肺通气气体经呼吸道进出肺的过程气体经呼吸道进出肺的过程呼吸道呼吸道是是 通道通道加温、湿润、过滤清洁加温、湿润、过滤清洁肺泡肺泡是肺泡气与血液交换气体的场所是肺泡气与血液交换气体的场所一、肺通气的原理 气体进出肺需要两因素：气体进出肺需要两因素：（1）动力）动力 （2）阻力）阻力 （一）肺通气的动力 呼呼 气气肺内压大气压肺内压大气压缩缩 小小肺肺 脏脏吸吸 气气胸胸 廓廓呼呼 吸吸 肌肌缩缩 小小收收 缩缩舒舒 张张扩扩

3、 张张扩扩 张张肺内压大气压肺内压大气压原动力原动力: : 呼吸肌的收缩和舒张（呼吸肌的收缩和舒张（呼吸运动呼吸运动）。）。直接动力直接动力: : 肺内压与外界大气压间的压力差。肺内压与外界大气压间的压力差。1 1、呼吸运动、呼吸运动呼吸肌：呼吸肌：吸气肌吸气肌呼气肌呼气肌膈肌、肋间外肌膈肌、肋间外肌肋间内肌、腹肌肋间内肌、腹肌辅助肌辅助肌斜角肌、胸锁乳突肌呼吸运动：呼吸运动： 呼吸肌收缩和呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小性扩大和缩小 吸气运动吸气运动 呼气运动呼气运动呼吸运动的过程：呼吸运动的过程：肺内压大气压，肺内压大气压，肺扩张肺扩张膈肌收缩膈肌收缩 肋间外肌

4、收缩肋间外肌收缩 吸吸 气气胸廓上下径胸廓上下径 前后、左右径前后、左右径扩张扩张呼吸运动的过程：呼吸运动的过程：肺内压大气压，肺内压大气压，肺缩小肺缩小膈肌舒张膈肌舒张 肋间外肌舒张肋间外肌舒张 呼呼 气气胸廓上下径胸廓上下径 前后、左右径前后、左右径缩小缩小（1 1） 平静呼吸和用力呼吸平静呼吸和用力呼吸 平静呼吸平静呼吸吸气：吸气肌收缩（主动）吸气：吸气肌收缩（主动）呼气：吸气肌舒张（呼气：吸气肌舒张（被动被动）用力呼吸用力呼吸吸气：吸气肌收缩（主动）吸气：吸气肌收缩（主动）呼气：吸气肌舒张，呼气肌收缩呼气：吸气肌舒张，呼气肌收缩 辅助肌参与（辅助肌参与（主动主动）（安静状态）（安静状态

5、）（劳动（劳动/剧烈运动）剧烈运动）平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的平静呼吸时，膈肌平静呼吸时，膈肌 所起的作用所起的作用 肋间外肌。肋间外肌。特点特点：（2 2）腹式呼吸）腹式呼吸/ /胸式呼吸胸式呼吸腹式呼吸腹式呼吸胸式呼吸胸式呼吸混合呼吸混合呼吸婴儿胸腔积液胸膜炎严重腹水 腹腔巨大肿块妊娠肥胖以上两种形式同时进行。正常成人以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动肋骨骨折（3 3）、人工呼吸）、人工呼吸基

6、本原理基本原理: :使肺内与外界大气压间使肺内与外界大气压间产生压力差产生压力差负压吸气式负压吸气式( (压胸法压胸法) )正压吸气式正压吸气式( ( 口对口口对口呼吸法，呼吸机呼吸法，呼吸机) )方法方法2.胸膜腔及胸膜腔内压特点：密闭，少量浆液特点：密闭，少量浆液 无气体无气体（1 1）胸膜腔构成：）胸膜腔构成： 脏层，胸膜壁层，脏层，胸膜壁层， 胸膜腔隙胸膜腔隙 生理意义生理意义 减少摩擦减少摩擦 ，润滑润滑肺和胸廓不易分开肺和胸廓不易分开两层胸膜紧密想贴两层胸膜紧密想贴 胸膜腔内的压力。（2 2）胸膜腔内压）胸膜腔内压: : 胸膜腔内压胸膜腔内压= =肺内压（大气压肺内压（大气压0 0

7、）- -肺回缩力肺回缩力呼气末，吸气末时：胸膜腔内压呼气末，吸气末时：胸膜腔内压= = - - 肺回缩力肺回缩力吸气时，胸内压减小吸气时，胸内压减小 （负值增大）（负值增大） 呼气时，胸内压增大呼气时，胸内压增大 （负值减小）（负值减小） 两两种方向相反作用力的代数和种方向相反作用力的代数和胸内压大气压肺回缩力胸内压大气压肺回缩力胸内压胸内压0 0肺回缩力肺回缩力迫使脏层胸膜迫使脏层胸膜回位回位迫使脏层胸膜迫使脏层胸膜外移外移使肺扩张使肺扩张( (肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力) ) 肺肺 回回 缩缩 力力 ( (大大 气气 压压) ) 肺肺 内内 压压 胸膜腔胸

8、膜腔负负压的成因压的成因胸膜腔胸膜腔负压的生理意义l有利于肺扩张肺维持扩张状态，使肺随胸廓的运动而扩张和回缩l降低心房、腔静脉、胸导管内压力 促进胸腔大静脉中的血液的回流和淋巴液的回流胸膜腔的密闭性胸膜腔的密闭性是肺通气进行的必要条件是肺通气进行的必要条件 胸膜腔的密闭性破坏，就可出现肺通气障碍。如胸膜腔的密闭性破坏，就可出现肺通气障碍。如气胸气胸 肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。3.肺内压平静吸气初平静吸气初: :肺内压肺内压 大气压大气压平静呼气末平静呼气末: :肺内压肺内压 = = 大气压大气压气入肺气入肺气流停气流停气出肺气出肺气流停气流停

9、肺内压周期性变肺内压周期性变化是肺通气直接动力化是肺通气直接动力（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力弹性阻力弹性阻力70非弹性阻力非弹性阻力30肺通气阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置位置有关有关肺弹性阻力肺弹性阻力气道阻力气道阻力：与气体流动形式：与气体流动形式+气道半径有关气道半径有关粘滞阻力粘滞阻力惯性阻力惯性阻力肺弹性回缩力肺弹性回缩力: 1/3肺泡肺泡表面张力表面张力：2/3常态下可忽略不计常态下可忽略不计弹性物质在外力弹性物质在外力作用下变形时所作用下变形时所产生的对抗变形产生的对抗变形的力的力表面活性物质作用：降低肺泡表面张力表面活性物质作用：

10、降低肺泡表面张力由肺泡由肺泡II型细胞合成和分泌型细胞合成和分泌l有助于维持肺泡的稳定性(大小肺泡)l减少肺间质和肺泡内的组织液生成，防止肺水肿l降低吸气阻力，减少吸气做功生理意义：生理意义：顺应性：在外力作用下，弹性物体扩张顺应性：在外力作用下，弹性物体扩张的难易程度的难易程度弹性阻力和顺应性之间呈弹性阻力和顺应性之间呈反变反变关系关系气道阻力气道阻力流速快、湍流、管径小流速快、湍流、管径小 气道阻力大气道阻力大流速慢、层流、管径大流速慢、层流、管径大 气道阻力小气道阻力小与呼吸道半径四次方成反比与呼吸道半径四次方成反比交感神经兴奋：平滑肌舒张，阻力减小交感神经兴奋：平滑肌舒张，阻力减小副交

11、感神经兴奋：平滑肌收缩，阻力增大副交感神经兴奋：平滑肌收缩，阻力增大二二 肺容量肺容量肺通气量肺通气量 (一一)肺容量肺容量 肺容纳气体的量，肺容积肺容纳气体的量，肺容积潮气量：潮气量： 每次呼吸，吸入或呼出的气体量每次呼吸，吸入或呼出的气体量补吸气量补吸气量 ：平静吸气末，再尽力吸入的气体量：平静吸气末，再尽力吸入的气体量补呼气量补呼气量 ：平静呼气末，再尽力呼出的气体量：平静呼气末，再尽力呼出的气体量残气量残气量 ：最大呼气末肺内残余气体量：最大呼气末肺内残余气体量功能残气量：平静呼气末肺内存余气体量功能残气量：平静呼气末肺内存余气体量l肺活量：最大吸气后的最大呼气量肺活量：最大吸气后的最

12、大呼气量l用力呼气量（旧称 时间肺活量 ）n定义：一次最大吸气后再尽力尽快呼气时,在一定时间内所能呼出的气体量,通常以它所占肺活量的百分数表示n正常值：第一秒末占80(83) 第二秒末占96 第三秒末占99n意义：反映了肺活量容量的大小，又反映了呼气时所遇阻力的变化。n评价通气功能的较好指标补吸气量补呼气量最大吸气最大呼气 1500 15002000ml2000ml 500ml 500ml 900 9001200ml1200ml 1000 10001500ml1500ml 肺容量： 肺容纳气体的最大量 =肺活量+残气量男性为5000-6000ml 女性为3500-4500ml(二)肺通气量1、

13、每分通气量：每分钟吸入或呼出的气体总量=潮气量呼吸频率 正常值：约为69L n最大通气量 150L定义：尽力做深快呼吸时，所得到的每分通气量 意义：反映肺通气功能的储备能力肺泡通气量肺泡通气量定义：不能与血液进行 气体交换的气道空间 鼻腔至终末支气管之间的呼吸道150ml2、无效腔、无效腔每分钟吸入肺泡的新鲜空气量每分钟吸入肺泡的新鲜空气量每分肺泡通气量每分肺泡通气量= (潮气量无效腔气量潮气量无效腔气量) 呼吸频呼吸频率率呼吸频率呼吸频率 潮气量潮气量 肺通气量肺通气量 肺泡通气量肺泡通气量 (次次/min) (ml) (ml/min) (ml/min) 16 500 8000 5600 8

14、 1000 8000 6800 32 250 8000 3200肺通气量和肺泡通气量肺通气量和肺泡通气量呼吸型式呼吸型式无效腔与肺泡通气量无效腔与肺泡通气量每次呼吸使肺泡内气体更新换气每次呼吸使肺泡内气体更新换气1/7深慢呼吸利于气体交换深慢呼吸利于气体交换无效腔增大，肺泡通气量降低，无效腔增大，肺泡通气量降低，气体更新率下降，二氧化碳分压升高，氧分压降低，气体更新率下降，二氧化碳分压升高，氧分压降低，呼吸加深加快呼吸加深加快长管呼吸长管呼吸(增大无效腔增大无效腔)第二节 气体交换和运输 一、气体交换一、气体交换肺换气：肺泡与肺毛细血管血液肺换气：肺泡与肺毛细血管血液组织换气：血液与组织细胞组

15、织换气：血液与组织细胞（一）气体交换动力（一）气体交换动力气体分压差气体分压差分压高向分压低处分压高向分压低处 肺泡气 静脉血 动脉血 组 织 O2 13.6 5.33 13.3 4.0 (102) (40) (100) (30) CO2 5.33 6.13 5.33 6.67 (40) (46) (40) (50)肺泡气、血液和组织内O2和CO2的分压KPa(mmHg)动力：膜两侧的气体分压差。动力：膜两侧的气体分压差。 1.肺换气过程肺换气过程 呼吸膜：通透性呼吸膜：通透性很大，利于气体很大，利于气体扩散扩散 总面积总面积 70平米平米 实际利用：实际利用：40平平米米 结果：血液氧气结果

16、：血液氧气分压升高，二氧分压升高，二氧化碳分压降低化碳分压降低 静脉血变动脉血静脉血变动脉血（二）气体交换过程2、组织换气过程结果：血液氧结果：血液氧气分压降低，气分压降低，二氧化碳分压二氧化碳分压升高升高动脉血变静脉动脉血变静脉血血1. 气体扩散2. 呼吸膜的厚度与面积膜厚度膜厚度气体交换气体交换面积面积气体交换气体交换。3.通气/血流比值 每分肺通气量（VA）/每分肺血流量（Q） VA/Q肺通气或肺血流增大生理无效3、影响肺换气的因素、影响肺换气的因素扩散距离扩散距离分子量分子量分压差分压差温度温度气体溶解度气体溶解度扩散面积扩散面积速率速率= =(4.2L/min)(4.2L/min)(5L/min (5L/min 0.84)0.84) 物理溶解物理溶解 溶解的量取决于溶解的量取决于PO2的大小的大小 占占1.5% 化学结合化学结合 O2和血红蛋白和血红蛋白(Hb)的结合的结合 98.5% 1. 反应快，可逆，不需酶的催化，受氧分压影响 PO2高（肺部） Hb + O2 HbO2 PO2低（组织） O2和Hb结合的特征紫蓝色鲜红色2. Fe2+与O2的结合是氧合 不是氧化3. 不