第05章呼吸.ppt
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1、第五章第五章 呼吸呼吸本章知识结构:本章知识结构:一一 呼吸生理概述呼吸生理概述二二 气体的交换和运输气体的交换和运输三三 呼吸机能的调节呼吸机能的调节一一 呼吸的概念呼吸的概念l有机体与外界环境之间、机体内部间进行气体有机体与外界环境之间、机体内部间进行气体交换(摄取氧和排除二氧化碳)的生理过程称交换(摄取氧和排除二氧化碳)的生理过程称为为呼吸呼吸。一气体交换一气体交换(一)气体交换原理(一)气体交换原理l气体交换是通过物理性扩散实现的,气体分压气体交换是通过物理性扩散实现的,气体分压差是气体的交换的动力。差是气体的交换的动力。(二)气体交换过程(二)气体交换过程l动物的气体交换包括两个过程
2、动物的气体交换包括两个过程:1 呼吸器官内的气体交换;呼吸器官内的气体交换;2 组织内的气体交换组织内的气体交换(三)影响呼吸器官(肺)内气体交换的因素(三)影响呼吸器官(肺)内气体交换的因素 1、呼吸膜的厚度呼吸膜的厚度。某些病理情况下呼吸膜厚度。某些病理情况下呼吸膜厚度显著增加(如肺纤维化和肺水肿),降低了气显著增加(如肺纤维化和肺水肿),降低了气体扩散速率。体扩散速率。2、呼吸膜的面积呼吸膜的面积。正常成年人呼吸膜总面积达。正常成年人呼吸膜总面积达70m2,安静状态下仅有,安静状态下仅有40m2参与气体交换,参与气体交换,故有很大的贮备面积。肺气肿和肺叶切除等情故有很大的贮备面积。肺气肿
3、和肺叶切除等情况下呼吸膜面积减少,降低了呼吸机能。况下呼吸膜面积减少,降低了呼吸机能。3、气体分压差气体分压差。临床上经常通过给患者吸入高。临床上经常通过给患者吸入高浓度氧来提高肺泡气浓度氧来提高肺泡气O2分压,以促进分压,以促进O2的扩散,的扩散,增加机体供氧量。增加机体供氧量。4、气体的溶解度和相对分子质量气体的溶解度和相对分子质量l扩散系数:溶解度与相对分子质量的平方根之扩散系数:溶解度与相对分子质量的平方根之比为扩散系数。比为扩散系数。l综合考虑气体的分压差、溶解度和相对分子质综合考虑气体的分压差、溶解度和相对分子质量三方面的因素,量三方面的因素,CO2的扩散速率约为的扩散速率约为O2
4、的的2倍。所以在气体交换不足时,通常缺氧显著,倍。所以在气体交换不足时,通常缺氧显著,而而CO2潴留不明显。潴留不明显。5、通气通气/血流比值血流比值。通气。通气/血流比值是指每分肺泡血流比值是指每分肺泡通气量(通气量(VA)和每分肺血流量()和每分肺血流量(Q)之间的比)之间的比值,简写为值,简写为VA/Q。正常成年人安静时约为。正常成年人安静时约为0.84(肺泡通气量(肺泡通气量4200mL/肺血流量肺血流量5000mL)。)。VA/Q下降,代表通气不足;下降,代表通气不足;VA/Q增大,代表增大,代表血流相对不足。血流相对不足。l影响肺气体交换的因素与影响组织气体影响肺气体交换的因素与影
5、响组织气体交换的因素相似。交换的因素相似。二二 气体运输气体运输l经过气体交换后,进入血液的气体首先溶解于经过气体交换后,进入血液的气体首先溶解于血液中,然后才进一步成为化学结合状态,血液中,然后才进一步成为化学结合状态,溶溶解气体和结合气体之间保持着一定的动态平衡解气体和结合气体之间保持着一定的动态平衡。l两步气体交换的中间一步过程是气体在血液中两步气体交换的中间一步过程是气体在血液中的运输。的运输。l氧容量氧容量:100ml血液中,血红蛋白结合氧的最血液中,血红蛋白结合氧的最大量。大量。l氧含量氧含量:血红蛋白实际结合的氧量。:血红蛋白实际结合的氧量。l氧饱和度氧饱和度:一定氧分压下血红蛋
6、白的氧含量与:一定氧分压下血红蛋白的氧含量与氧容量的百分比。氧容量的百分比。(1)概念:血红蛋白氧饱和度与氧分压的关系曲)概念:血红蛋白氧饱和度与氧分压的关系曲线。线。(2)形态及产生原因)形态及产生原因 氧离曲线为氧离曲线为S形形。1.血红蛋白分子结构特征血红蛋白分子结构特征 血红蛋白分子由两条血红蛋白分子由两条链和两条链和两条链组成,链组成,是一个含有两种不同亚基的四聚体。每一个亚是一个含有两种不同亚基的四聚体。每一个亚基含有一个血红素辅基。基含有一个血红素辅基。2个个亚基之间有一个亚基之间有一个4个盐键,个盐键,亚基和亚基和亚基之间各有一个盐键,亚基之间各有一个盐键,亚基内部各有一个盐键
7、。这些盐键约束血红蛋亚基内部各有一个盐键。这些盐键约束血红蛋白分子的立体构型,使之稳定,不易与氧结合。白分子的立体构型,使之稳定,不易与氧结合。2.血红蛋白与氧结合的方式血红蛋白与氧结合的方式 当一个当一个亚基的亚基的Fe2+与氧结合后,与氧结合后,Fe2+的直径的直径发生了变化,改变了它与卟啉环的相对位置关发生了变化,改变了它与卟啉环的相对位置关系,并进而引起整个亚基三级结构的变构现象,系,并进而引起整个亚基三级结构的变构现象,结果使结果使2个个亚基之间的亚基之间的2个盐键断裂。若个盐键断裂。若2个个亚基与氧结合,则会使亚基与氧结合,则会使亚基之间的亚基之间的4个盐键全个盐键全部断裂,并进而
8、使部断裂,并进而使亚基与亚基与亚基之间的盐键断亚基之间的盐键断裂。盐键断裂使各亚基所受的约束力减弱,对裂。盐键断裂使各亚基所受的约束力减弱,对氧的亲和力增大。氧的亲和力增大。所以,一个或几个亚基与氧结合,不仅引起所以,一个或几个亚基与氧结合,不仅引起自身构型的变化,还会引起其它亚基构型变化,自身构型的变化,还会引起其它亚基构型变化,增大与氧的亲和力。增大与氧的亲和力。当氧分压很低时,去氧血红蛋白对氧的亲和当氧分压很低时,去氧血红蛋白对氧的亲和力也低,这是氧离曲线下段坡度较缓的原因。力也低,这是氧离曲线下段坡度较缓的原因。随着氧分压的升高,一部分亚基随着氧分压的升高,一部分亚基 与氧结合,由与氧
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