呼吸PPT课件.pptx

1、 呼呼 吸吸COCO2 2O O2 2概概 述述 (Introduction)(Introduction)培养目标培养目标本章教学大纲本章教学大纲掌握：掌握：1、呼吸的全过程；外呼吸和内呼吸的概念；、呼吸的全过程；外呼吸和内呼吸的概念；2、肺通气的动力；、肺通气的动力； 呼吸运动时肺内压的变化；呼吸运动时肺内压的变化；胸内压的概念及生理意义；胸内压的概念及生理意义；3、肺通气的弹性阻力；、肺通气的弹性阻力；4、肺表面活性物质的生理学意义；、肺表面活性物质的生理学意义；培养目标培养目标本章教学大纲本章教学大纲5、潮气量、残气量、功能余气量、肺活量、用力肺活量和用力呼气量、每分通气量、肺泡通气量、

2、无效腔的概念；6、影响肺气体交换的因素；通气/血流比值的概念及其数值发生变化时对肺换气的影响；7、氧离曲线的生理意义及影响因素；8、动脉血液二氧化碳分压、氧分压、氢离子浓度对呼吸运动的影响，影响途径及意义。 培养目标培养目标本章教学大纲本章教学大纲熟悉：熟悉：1、呼吸运动的形式，人工呼吸；2、顺应性的概念、顺应性与弹性阻力的关系。3、气道口径与气道阻力的关系、呼吸时气道阻力的变化；4、O2与CO2在血液中的主要运输形式；5、肺牵张反射的概念、过程及意义6、中枢和外周化学感受器分别感受的有效刺激及其生理意义。 培养目标培养目标本章教学大纲本章教学大纲 了解：了解：1、气体扩散速率及其影响因素；、

3、气体扩散速率及其影响因素；2、呼吸道与呼吸膜的组成、组织学结构及其功能；、呼吸道与呼吸膜的组成、组织学结构及其功能；3、气胸的概念和危害；、气胸的概念和危害；4、组织换气的过程，影响组织换气的因素；、组织换气的过程，影响组织换气的因素；5、呼吸节律形成机制的两种学说；、呼吸节律形成机制的两种学说；6、脑干呼吸中枢的组成；各级呼吸中枢在呼吸运动调、脑干呼吸中枢的组成；各级呼吸中枢在呼吸运动调节中的作用和地位；节中的作用和地位；7、防御性呼吸反射。、防御性呼吸反射。培养目标培养目标呼吸呼吸1.1.概念：概念：机体与外环境之间的气体交换过机体与外环境之间的气体交换过程。程。2.2.作用：作用： 摄取

4、摄取O2O2，排出，排出CO2CO2。3.3.参与的系统：参与的系统：呼吸与循环系统呼吸与循环系统4.4.过程：过程：肺通气、肺换气、气体在血液中肺通气、肺换气、气体在血液中的运输、组织换气的运输、组织换气5.5.呼吸受损的临床表现呼吸受损的临床表现：缺：缺O2O2，和，和或或CO2CO2潴留潴留呼吸过程呼吸过程1.肺通气：肺通气：肺与外界气体之肺与外界气体之间的气体交换过程。间的气体交换过程。 2.肺换气：肺换气：肺泡与肺毛细血肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程。管之间的气体交换过程。 3.气体在血液中的运输。气体在血液中的运输。 4. 组织换气：组织换气：血液与组织、血液与组织、 细胞之间

5、的气体交换过程，细胞之间的气体交换过程，有时也将细胞内的氧化过程有时也将细胞内的氧化过程包括在内。包括在内。呼吸全过程呼吸全过程: 一、肺通气一、肺通气二、换气二、换气三、气体的运输三、气体的运输四、调节四、调节 一、肺通气动力一、肺通气动力二、肺通气阻力二、肺通气阻力三、肺通气评价三、肺通气评价第一节肺第一节肺 通通 气气 一、肺通气的动力一、肺通气的动力1. 呼吸运动呼吸运动呼吸肌的收缩和舒张引起的呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性的扩大和缩小，胸廓节律性的扩大和缩小，称为呼吸运动（称为呼吸运动（respiratory respiratory movement)movement)。包括吸气

6、运动和呼气运动包括吸气运动和呼气运动。吸气肌：吸气肌：膈肌和肋间外肌，膈肌和肋间外肌，呼气肌：呼气肌：肋间内肌和腹肌。肋间内肌和腹肌。辅助吸气肌：斜角肌和胸锁辅助吸气肌：斜角肌和胸锁乳突肌等。乳突肌等。 原动力原动力: :呼吸运动呼吸运动 直接动力直接动力: :肺内压肺内压与外界大气压间的压与外界大气压间的压力差。力差。 膈肌收缩使膈顶下移，膈肌收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径增大胸廓的上下径肋间外肌收缩使肋骨上提肋间外肌收缩使肋骨上提, ,扩大胸廓前后、左右径扩大胸廓前后、左右径胸廓容积扩大，胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张肺在胸膜腔负压作用下被动扩张( (因肺无主动扩缩的组织结构

7、因肺无主动扩缩的组织结构) )肺内压大气压，肺内压大气压，气体经呼吸道入肺气体经呼吸道入肺 平静吸气平静吸气膈肌和肋间外肌舒张，膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回位，肋骨和膈肌弹性回位，缩小胸廓缩小胸廓上下上下、前后前后、左右径左右径胸廓容积缩小胸廓容积缩小, ,肺被动缩小肺被动缩小肺内压大气压，肺内压大气压，气体经呼吸道出肺气体经呼吸道出肺 平静呼气平静呼气吸气：吸气肌（膈肌吸气：吸气肌（膈肌 、肋间外肌）收缩、肋间外肌）收缩呼气：吸气肌舒张呼气：吸气肌舒张平静呼吸平静呼吸特点：吸气主动，呼气被动特点：吸气主动，呼气被动肋骨前端和肋骨前端和胸骨上举胸骨上举肋弓稍肋弓稍外展外展穹窿下穹窿下移

8、移胸腔扩大主要靠膈肌的下移（胸腔扩大主要靠膈肌的下移（80%）吸吸：（：（吸气肌吸气肌+ 辅助吸气肌）收缩辅助吸气肌）收缩呼：吸气肌舒张呼：吸气肌舒张+ 呼气肌收缩呼气肌收缩呼吸运动特点呼吸运动特点： 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，肋间外肌所起的作用膈肌。平静呼吸时，肋间外肌所起的作用膈肌。呼吸类型呼吸类型 按呼吸深度分按呼吸深度分: 平静呼吸和用力呼吸，平静呼吸和用力呼吸，呼吸困难呼吸困难平静呼吸频率平静呼吸频率:成人成人:1218次次/分分 按动作部位分按动

9、作部位分: 胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。 混合呼吸混合呼吸:正常成人。正常成人。 腹式呼吸腹式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。婴儿、胸膜炎、胸腔积液。 胸式呼吸胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、严重腹水、腹腔有巨大肿块、 妊娠、肥胖。妊娠、肥胖。2.肺内压肺内压 1.1.肺内压肺内压 肺内压是指肺泡内的压力肺内压是指肺泡内的压力（intrapulmonary pressure) 。平静吸气初平静吸气初: :肺内压肺内压 大气压大气压= =0.130.130.27kPa0.27kPa气出肺气出肺平静呼气末平静呼气末: :肺内压肺内压 = = 大气压大气压气流停

10、气流停-100-30肺内压的变化与呼吸运动的缓急、深浅和呼吸肺内压的变化与呼吸运动的缓急、深浅和呼吸道是否通畅关。道是否通畅关。 用力呼吸，紧闭声门呼吸、咳嗽时用力呼吸，紧闭声门呼吸、咳嗽时 肺内压的升降变化程度肺内压的升降变化程度 人工呼吸人工呼吸: :基本原理基本原理: :用人为的方法，建立肺内压与外界大用人为的方法，建立肺内压与外界大气压间之间的压力差气压间之间的压力差, ,维持肺通气维持肺通气方法方法: :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( (口对口人工呼吸，呼吸机口对口人工呼吸，呼吸机) ) 指胸膜腔内的压力，简称胸内压。指胸膜腔内的压力，简称胸内压

11、。. .胸膜腔负压形成与胸膜腔负压形成与肺内压、肺的肺内压、肺的回缩力有关。回缩力有关。胸膜腔内压肺内压肺回缩力胸膜腔内压肺内压肺回缩力在呼气末或吸气末，肺内压等于大在呼气末或吸气末，肺内压等于大气压，因而气压，因而胸膜腔内压大气压肺回缩力胸膜腔内压大气压肺回缩力若以大气压为若以大气压为0，则，则胸膜腔内压胸膜腔内压= 肺回缩力肺回缩力成因成因: :胸廓自然容积胸廓自然容积 肺容积肺容积肺始终处于肺始终处于扩张状态扩张状态回缩力回缩力肺回缩肺回缩肺内压肺内压与回缩力方向相反与回缩力方向相反肺扩张肺扩张胸内压胸内压= =肺内压肺内压- -肺回缩力肺回缩力胸内压胸内压= = 大气压大气压- - 肺

12、回缩力肺回缩力胸内压胸内压 = -= -肺回缩压肺回缩压肺内压肺内压肺回肺回缩压缩压吸吸 / / 呼气末呼气末肺回肺回缩压缩压肺内压肺内压 压力压力: : 平静吸气时平静吸气时: :胸内压胸内压 大气压大气压= = 呼气时呼气时: :胸内压胸内压 大气压大气压= = 特点特点: : 平静呼吸时胸内压始终为负压；平静呼吸时胸内压始终为负压； 用力呼吸时负压变动更大；用力呼吸时负压变动更大； 有时可为正压有时可为正压( (如紧闭声门如紧闭声门用力呼吸用力呼吸) )。-90 临床链接临床链接气胸气胸：胸膜腔的密闭性遭到破坏，空气进：胸膜腔的密闭性遭到破坏，空气进 入胸膜腔。入胸膜腔。 气胸时气胸时,

13、 胸膜腔负压消失胸膜腔负压消失肺不张肺不张胸腔积液胸腔积液：胸膜腔的潜在性遭到破坏，胸膜：胸膜腔的潜在性遭到破坏，胸膜 腔负压消失腔负压消失肺不张，肺不张，生理意义生理意义: : 维持肺处于扩张状态维持肺处于扩张状态 促进血液和淋巴液的回流促进血液和淋巴液的回流总结：总结： 肺通气的直接动力是肺与大气压之差肺通气的直接动力是肺与大气压之差 原动力是呼吸运动原动力是呼吸运动 胸膜腔胸膜腔原动力转化为直接动力的关键原动力转化为直接动力的关键（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力肺通气阻力肺通气阻力弹性阻力弹性阻力非弹性阻力非弹性阻力胸廓弹性阻力：胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关与胸廓所处的位置有关

14、肺弹性阻力肺弹性阻力肺泡表面张力：肺泡表面张力：2/32/3肺弹性回缩力肺弹性回缩力: 1/3: 1/3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常态下可忽略不计常态下可忽略不计1.弹性阻力：物体对抗外力作用所引起的变形的力。 计算公式： =P/ V 2.顺应性 ：在外力作用下弹性体变形的难易程度 计算公式：C=V/ P3.弹性阻力与顺应性的关系： 顺应性=1/弹性阻力 顺应性大易变形弹性阻力小顺应性小不易变形弹性阻力大 .肺的静态顺应性曲线（压力容积曲线）肺的静态顺应性曲线（压力容积曲线）肺容积变化肺容积变化(V)肺顺应性肺顺应

15、性(CL)= =0.2L/cmH2O 跨肺压变化跨肺压变化(P) 跨肺压变化= 肺内压与胸膜腔内压之差肺内压与胸膜腔内压之差1.试验方法：分步吸气或分步呼气 2.曲线含义：曲线的斜率反应不同肺容量下顺应性或弹性阻力的大小，曲线斜率大，表示肺顺应性大，弹性阻力小；曲线斜率小，表示肺顺应性小，弹性阻力大。肺肺容容积积跨壁压跨壁压肺气肿肺气肿正常正常肺纤维化肺纤维化肺不张肺不张3.临床联系：正常成年人全肺平均CL0.2 L/cmH2O肺纤维、肺不张时，曲线变平、右移。 CL下降，弹性阻力呼吸困难弹性成分大量破坏，曲线左移。表示： CL增加，弹性阻力呼吸困难，肺气量肺气肿因肺顺应性还受肺总量的影响，所

16、以应测单位肺容量下的顺应性，即比顺应性。可用于比较不同个体的肺组织弹性阻力。测得的肺顺应性（测得的肺顺应性（L/cmHL/cmH2 2O O） 比顺应性比顺应性= = 肺的功能残气量（肺的功能残气量（L L）肺弹性阻力来源：肺弹性阻力来源： 肺肺弹性阻力弹性阻力肺弹性组织回缩力肺弹性组织回缩力:1/3:1/3肺泡表面张力肺泡表面张力:2/3:2/32.2.肺泡表面张力肺泡表面张力 离体肺在充气和充水时（扩离体肺在充气和充水时（扩张肺至相同容积），可见充气所张肺至相同容积），可见充气所需的压力充水。需的压力充水。 说明肺泡内液说明肺泡内液- -气界面（表气界面（表面张力）是否存在，与肺的弹性面张

17、力）是否存在，与肺的弹性阻力有着密切关系。阻力有着密切关系。2. 肺的弹性阻力肺的弹性阻力肺弹性组织回缩力肺弹性组织回缩力:1/3:1/3肺泡表面张力肺泡表面张力:2/3:2/3 肺泡表面张力肺泡表面张力肺泡内的液肺泡内的液- -气界面，因界面层的气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，表现的内液体分子受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向中心聚力（表面张力）方向是向中心的的使肺泡缩小。使肺泡缩小。 a.肺泡回缩肺通气（吸气）阻力 b.大小肺泡内压不同大肺泡破裂或小肺泡萎缩 c.促肺泡内液生成产生肺水肿 .表面活性物质表面活性物质: : 来源：来源：肺泡壁肺泡壁型细胞分泌型细胞分泌的，以单

18、分子层分布于肺泡液的，以单分子层分布于肺泡液- -气界面上，其密度随肺泡的张气界面上，其密度随肺泡的张缩而改变。缩而改变。 成分成分: :二棕榈酰卵磷脂二棕榈酰卵磷脂( DPL( DPL或或DPPC )DPPC )。 作用：作用： a.a.降低肺泡（液气界面降低肺泡（液气界面) )表面张力表面张力降低吸气阻力；降低吸气阻力； b.b.减少肺泡内液的生成减少肺泡内液的生成防肺水肿的发生防肺水肿的发生; ; c.c.维持大小肺泡内压的稳维持大小肺泡内压的稳定性定性防肺泡破裂或萎缩。防肺泡破裂或萎缩。临床临床： 成人肺炎、肺成人肺炎、肺血栓等血栓等表面活性物表面活性物质质肺不张。肺不张。 6 67

19、7个月胎儿个月胎儿才开始分泌表面活性才开始分泌表面活性物质，故早产儿可因物质，故早产儿可因缺乏表面活性物质而缺乏表面活性物质而发生肺不张和新生儿发生肺不张和新生儿肺透明膜病肺透明膜病呼吸窘呼吸窘迫综合征。迫综合征。吸吸 气气肺泡表面积肺泡表面积DPL分散分散肺泡表面张力肺泡表面张力肺泡回缩肺泡回缩防肺泡破裂防肺泡破裂 ( (呼气呼气) )()()( (密集密集) )()()()()( (扩张扩张) )( (萎陷萎陷) )降表面张力的作用降表面张力的作用 3.3.胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力 胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形成。胸廓的弹性阻力的作用方向，则

20、视所形成。胸廓的弹性阻力的作用方向，则视胸廓扩大的程度而异胸廓扩大的程度而异: : 胸廓胸廓处于自然位置时处于自然位置时( (肺容量肺容量6767) )，不表现有弹性回缩力；不表现有弹性回缩力； 胸廓缩小时胸廓缩小时( (肺容量肺容量6767) )，胸廓的，胸廓的弹性回缩力向外弹性回缩力向外= =吸气的动力，呼气的阻力；吸气的动力，呼气的阻力； 胸廓扩大时胸廓扩大时( (肺容量肺容量6767) )，胸廓的，胸廓的弹性回缩力向内弹性回缩力向内= =吸气的阻力，呼气的动力。吸气的阻力，呼气的动力。肺容量变化肺容量变化( (V) ) 胸廓顺应性胸廓顺应性 = 0.2L/cmH = 0.2L/cmH2

21、 2O O 跨壁压跨壁压( (P)P)顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。4. 肺和胸廓的顺应性肺和胸廓的顺应性 肺的静态顺应性曲线（压力容积曲线）肺的静态顺应性曲线（压力容积曲线）肺容积变化肺容积变化(V) 肺顺应性肺顺应性(CL)= =0.2L/cmH2O 跨肺压变化跨肺压变化(P) 肺内压与胸膜腔内压之差肺内压与胸膜腔内压之差影响弹性阻力的因素（了解）: 肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维化和感染等原因肺弹性阻力(肺顺应性)吸气困难。 肺气肿时肺弹性成分破坏肺回缩力肺弹性阻力(肺顺应性)呼气困难。 故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能

22、好。 肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病变等原因胸廓弹性阻力(胸廓顺应性)但引起通气障碍的情况较少。 （1）惯性阻力粘滞阻力气道阻力气体在发动、变速、换向时， 因气流惯性所遇到的阻力。呼吸时 ，胸廓、肺等组织移位 发生摩擦形成的阻力(1020%)气体流经呼吸道时，气体分子 之间、气体分子与气道之间的 摩擦（8090%）。影响气道阻力的因素：影响气道阻力的因素： 跨壁压：跨壁压大跨壁压：跨壁压大管径被动扩大管径被动扩大阻力阻力。 肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用. . 气道管壁平滑肌舒缩活动：气道管壁平滑肌舒缩活动： 迷走迷走NAch + MNAch + M

23、受体受体收缩收缩气道阻力气道阻力 交感交感NNE +NNE +2 2受体受体舒张舒张气道阻力气道阻力 化学因素的影响：化学因素的影响： 儿茶酚胺、儿茶酚胺、 PGEPGE2 2 气道平滑肌舒张。气道平滑肌舒张。 组胺、组胺、PGF2PGF2、吸入气、吸入气COCO2 2、内皮素、内皮素气道平滑肌气道平滑肌 收缩。收缩。 二二、肺通气功能的评价1. 肺容量 潮气量（潮气量（tidal volume; TV）400600ml残气量（residual volume;RV）10001500ml补吸气量（inspiratory reserve volume;IRV）补呼气量（expiratory res

24、erve volume;ERV）2.肺容量（1） 深吸气量：从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气体量=潮气量补吸气量。 （2）功能余（残）气量 余气量补呼气量（3） 肺活量 补吸气量潮气量补呼气量 用力（时间）呼气量=用力吸气后再用力并快速呼出的气体量，通常以它占肺活量的百分数来表示。 正常值：t1末=83，t2末=96,t3末=99 。 意义：意义：反映肺活量容量的大小、呼吸所遇阻力的反映肺活量容量的大小、呼吸所遇阻力的变化，是评价肺通气功能较好指标，阻塞性肺疾患变化，是评价肺通气功能较好指标，阻塞性肺疾患的时间肺活量的时间肺活量。 （4）肺总容量）肺总容量 肺所容纳的最大气体量，肺活量肺所

25、容纳的最大气体量，肺活量余气量余气量 ( (二二) ) 肺通气量和肺泡通气量肺通气量和肺泡通气量 肺通气量肺通气量 每分钟吸入或呼出的气体总量，每分钟吸入或呼出的气体总量， 潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率( (次次/ /分分) ) = 6= 69 L/min9 L/min 最大随意通气量最大随意通气量= =最大限度潮气量最大限度潮气量最快呼吸最快呼吸频率频率( (次次/ /分分) ) = 70= 70120 L/min120 L/min（即（即最大通气量最大通气量） 通气贮存量百分比通气贮存量百分比= = 最大通气量最大通气量- -每分通气量每分通气量最大通气量最大通气量100%93%(93%(

26、反映通气贮备能力反映通气贮备能力) ) 2.2.无效腔和肺泡通气量无效腔和肺泡通气量 肺泡通气量肺泡通气量( (潮气量潮气量- -无效腔量无效腔量) )呼吸频率呼吸频率 = 4.2= 4.26.3 L/min6.3 L/min 解剖无效腔：解剖无效腔：无气体交换能力的腔（从上呼吸道无气体交换能力的腔（从上呼吸道呼吸性细支气管），正常成人呼吸性细支气管），正常成人150mL150mL。 肺泡无效腔肺泡无效腔：因肺内血流分布不均匀而不能进行气：因肺内血流分布不均匀而不能进行气体交换的肺泡（正常量很少）。体交换的肺泡（正常量很少）。 生理无效腔生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔解剖无效腔肺泡无效腔 呼吸

27、频率（次/分钟）潮气量（ml）肺通气量（ml/min）肺泡通气量（ml/min）165008000560081000800068003225080003200 肺泡通气量是反映肺通气效率的重要指标。在一定的呼吸频率范围内深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效。第二节第二节 呼吸气体的交换呼吸气体的交换一、气体交换的原理一、气体交换的原理 原理：扩散。原理：扩散。 动力：膜两侧的气体分压差。动力：膜两侧的气体分压差。 速率：速率：= = 扩散速率（扩散速率（D D） 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扩散距离扩散距离分子量分子量= = O O2 2、COCO2 2扩散速率（扩散

28、速率（D D）的比较）的比较 分子量分子量 血浆溶解度血浆溶解度 肺泡气肺泡气 A A血血 V V血血 D D O O2 2 32 2.14 13.9 13.3 5.3 1 32 2.14 13.9 13.3 5.3 1COCO2 2 44 51.5 5.3 5.3 6.1 2 44 51.5 5.3 5.3 6.1 2 COCO2 2的扩散系数是的扩散系数是O O2 2的的2020倍倍, ,在同等条件下，在同等条件下，COCO2 2的的扩散速率是扩散速率是O O2 2的的2020倍；但在肺中，由于肺泡气和倍；但在肺中，由于肺泡气和V V血血间分压差的不同，间分压差的不同，COCO2 2的扩散

29、速率实际约为的扩散速率实际约为O O2 2的的2 2倍。倍。 肺功能衰竭患者往往缺肺功能衰竭患者往往缺O O2 2显著，显著，COCO2 2潴留不明显。潴留不明显。 (ml/L) （KPa） （KPa） （KPa）肺换气肺换气换气场所：换气场所：换气动力：换气动力：换气方向：换气方向：换气结果：换气结果：分压差分压差分压高分压高分压低分压低静脉血静脉血动脉血动脉血肺毛细血管肺毛细血管PO2(40 mmHg)PO2(102 mmHg)PCO2(46 mmHg)PCO2(40 mmHg)肺泡肺泡O2CO2肺泡与肺毛细血管之间肺泡与肺毛细血管之间组织换气组织换气换气场所：换气场所：换气动力：换气动力

30、：换气方向：换气方向：换气结果：换气结果：分压差分压差分压高分压高分压低分压低动脉血动脉血静脉血静脉血体循环毛细血管体循环毛细血管PO2(100 mmHg)PO2(40 mmHg)PCO2(40 mmHg)PCO2(46 mmHg)组织组织O2CO2体循环毛细血管与组织细胞之间体循环毛细血管与组织细胞之间三、影响气体交换的因素三、影响气体交换的因素 影响肺换气的因素影响肺换气的因素1. 呼吸膜的面积和厚度呼吸膜的面积和厚度正常呼吸膜非常薄，通透性与面积极大正常呼吸膜非常薄，通透性与面积极大(70-80m2)。 1.1.厚度：厚度：6层结构层结构0.21.0 m）气体易通过；如肺纤维化、尘气体易

31、通过；如肺纤维化、尘肺、肺水肿肺、肺水肿呼吸膜厚度呼吸膜厚度通通透性透性气体交换气体交换；特别在运特别在运动时，动时，耗氧量耗氧量肺血流速肺血流速= =气体交换时间气体交换时间），呼吸膜厚），呼吸膜厚度度气体交换气体交换 。 2.2.面积：面积：肺有较大的面积储备；肺有较大的面积储备；如肺气肿、肺不张、肺叶切除如肺气肿、肺不张、肺叶切除呼吸膜面积呼吸膜面积气体交换气体交换。影响肺换气的因素影响肺换气的因素呼吸膜呼吸膜1.含表面活性物质含表面活性物质的液体层的液体层2. 肺泡上皮细胞层肺泡上皮细胞层3. 肺泡上皮基膜层肺泡上皮基膜层4. 细胞间隙细胞间隙5. 毛细血管基膜层毛细血管基膜层6. 毛

32、细血管内皮细毛细血管内皮细胞层胞层呼吸膜的厚度呼吸膜的厚度薄：薄：6层结构层结构1m，通透性好，通透性好肺纤维化、肺水肿肺纤维化、肺水肿呼吸膜厚度呼吸膜厚度通透性通透性气体气体交换交换呼吸膜的面积呼吸膜的面积面积大：面积大：70m2，安静状态时仅有，安静状态时仅有40m2参与气体交换，参与气体交换，因此气体交换的面积储备相当大。因此气体交换的面积储备相当大。肺气肿、肺不张、肺叶切除肺气肿、肺不张、肺叶切除呼吸膜面积呼吸膜面积气体交气体交换换Page 72 通气通气/血流比值（血流比值（V/Q）每分钟肺泡通气量与每分钟肺血流量之间的比值每分钟肺泡通气量与每分钟肺血流量之间的比值 V/Q=0.84

33、时，气体交换的效率最高。时，气体交换的效率最高。 通气过剩通气过剩血流不足血流不足 肺泡无效腔增大肺泡无效腔增大 V/Q通气不足通气不足血流过剩血流过剩功能性动功能性动-静脉短路静脉短路 V/QPage 73 人体直立时肺局部的人体直立时肺局部的VA/QVA/Q 肺上区肺上区 肺下区肺下区VAVA（L/minL/min）0.24 0.820.24 0.82 Q Q（L/minL/min）0.07 1.290.07 1.29VA/Q 3.4 0.64VA/Q 3.4 0.64 正常人肺的正常人肺的VA/QVA/Q平均值约为平均值约为0.84,0.84,是衡量是衡量肺换气功能的指标；但因肺各部位的

34、肺泡通肺换气功能的指标；但因肺各部位的肺泡通气量和血流量的不均性，故测定气量和血流量的不均性，故测定VA/QVA/Q时，时，应应测肺各部位的测肺各部位的VA/QVA/Q：影响组织换气的因素影响组织换气的因素 组织细胞代谢水平及血液供应情况组织细胞代谢水平及血液供应情况 组织细胞与毛细血管之间的距离组织细胞与毛细血管之间的距离 第三节气第三节气 体体 运运 输输 一、一、O O2 2和和COCO2 2在血液中存在的形式在血液中存在的形式（一）（一）物理溶解物理溶解 气体直接溶解于血浆中。气体直接溶解于血浆中。 特征特征: : 量小量小,起桥梁作用；起桥梁作用； 溶解量与分压呈正比：溶解量与分压呈

35、正比：（二）（二）化学结合化学结合 气体与某些物质进行化学结合。气体与某些物质进行化学结合。 特征特征: :量大量大,主要运输形式。主要运输形式。 动态平衡动态平衡化学结合化学结合物理溶解物理溶解一、氧的运输一、氧的运输 1 物理溶解物理溶解：( (1.5%)1.5%) 2 化学结合化学结合: :(98.5%)(98.5%) Hb + OHb + O2 2POPO2 2(氧合氧合) )POPO2 2(氧离氧离) )HbOHbO2 2暗红色暗红色鲜红色鲜红色特特点点Fe 2+与与O2结合后仍是二价铁；结合后仍是二价铁；Hb与与O2结合或解离曲线呈结合或解离曲线呈S形形 HbHb量减少量减少, ,

36、运氧减少运氧减少, ,机体缺氧机体缺氧 贫血贫血 HbHb质劣质劣, , 运氧减少运氧减少, , 机体缺氧机体缺氧 球形球形, ,镰状红细胞镰状红细胞 红细胞中红细胞中FeFe2 2+ +变为变为FeFe3 3+ +临床链接临床链接 血氧饱和度血氧饱和度Hb的的氧容量氧容量（oxygen capacity）取决于血中取决于血中HbHb含量含量(15g /100ml):15(15g /100ml):151.34=20.1(ml/100ml)1.34=20.1(ml/100ml)当当HbHb5g/100ml,5g/100ml,毛细血管丰富的皮肤、粘膜呈毛细血管丰富的皮肤、粘膜呈紫蓝色紫蓝色 例外：

37、例外：贫血严重者贫血严重者 Hb50g/L，不缺氧，发绀，不缺氧，发绀CO中毒中毒 HbCO呈樱红色，故患者缺氧但不发绀呈樱红色，故患者缺氧但不发绀 发发绀绀(cyanosis)呈呈“S”形形(与血红蛋与血红蛋白的结构有关系：紧白的结构有关系：紧密型密型T型、疏松型型、疏松型R型型）PO2 ：60100mmHg代表代表：Hb与与O2结合的部位结合的部位特点特点：坡度较平坦。：坡度较平坦。表明表明：PO2变化大时，血氧变化大时，血氧饱和度变化小。饱和度变化小。 意义意义：保证低氧分压时的高载氧能力。：保证低氧分压时的高载氧能力。曲线上段曲线上段思考：当思考：当VA/Q增大时，再增加肺泡通气量能增

38、加增大时，再增加肺泡通气量能增加对对O2的摄取吗？的摄取吗？PO2： 4060mmHg代表代表：HbO2释放释放O2的部的部位位特点特点：坡度较陡。：坡度较陡。上上中中下下表明表明：PO2降低能促进大降低能促进大量氧离，血氧饱和度下量氧离，血氧饱和度下降显著。降显著。意义：意义：HbO2流经组织时流经组织时可释放可释放O2，保证安静状，保证安静状态下组织代谢的氧需。态下组织代谢的氧需。曲线中段曲线中段表明表明：PO2稍有下降，稍有下降，血氧饱和度就急剧下降。血氧饱和度就急剧下降。意义意义：维持活动时组织：维持活动时组织的氧供。的氧供。因下段释放因下段释放O2量为正常量为正常时的时的3倍倍(=

39、O2储备段储备段)。上上中中下下PO2 ：1540mmHg代表代表：Hb的的O2储备储备特点特点：坡度更陡。：坡度更陡。曲线下段曲线下段影响影响氧离曲线的因素氧离曲线的因素 P P5050：指：指 HbHb氧饱和度达到氧饱和度达到50%50%的的PoPo2 2 。 P P5050: : 表明表明 Hb Hb 对对o o2 2的的亲和力亲和力（氧离（氧离易），易）， 需更高的需更高的PoPo2 2才能使才能使HbHb氧饱和度达到氧饱和度达到50%50%。 即即曲线右移（下移）：曲线右移（下移）：PcoPco2 2 PHPH2,3-DpG2,3-DpG T T P P5050: : 表明表明 Hb

40、 Hb 对对o o2 2的亲和力的亲和力（氧离难）（氧离难）, ,较低的较低的PoPo2 2便能使便能使HbHb氧饱和度达到氧饱和度达到50%50%。 即即曲线左移（上移）曲线左移（上移）: Pco: Pco2 2 PHPH 2,3-DpG 2,3-DpG 1. 1. PcoPco2 2 PHPHPcoPco2 2PHPH氧离曲线右移氧离曲线右移PcoPco2 2PHPH氧离曲线左移氧离曲线左移 (1) (1)组织组织：HH+ 促进促进HbHb盐键形成盐键形成HbHb构型变为构型变为T T型型 HbHb与与oo2 2亲和力亲和力氧离曲线右移氧离曲线右移氧离易氧离易。 (2)(2)肺脏肺脏：HH

41、+ 促进促进HbHb盐键断裂盐键断裂HbHb构型变为构型变为R R型型 HbHb与与oo2 2亲和力亲和力氧离曲线左移氧离曲线左移氧合易氧合易。这种酸度对这种酸度对HbHb与与oo2 2亲和力的影响，称为波尔效应亲和力的影响，称为波尔效应(Bohr (Bohr effect)effect)，其意义，其意义：在肺脏促进氧合在肺脏促进氧合在组织促进氧离。在组织促进氧离。 2 2. .温度温度 TT氧离氧离曲线右移曲线右移 TT氧离氧离曲线左移曲线左移 (1) (1) TTH H+的活度的活度 HbHb与与oo2 2亲和力亲和力HbHb释释放放oo2 2 HbHb构型变为构型变为R R型型氧离氧离曲

42、线右移曲线右移氧离易氧离易 如：组织代谢如：组织代谢局部局部 T T+CO+CO2 2H H+ +曲线右移曲线右移氧离易氧离易 (2)(2)TTH H+的活度的活度HbHb与与oo2 2亲和力亲和力HbHb结合结合oo2 2 HbHb构型变为构型变为T T型型氧离氧离曲线左移曲线左移氧离难氧离难 如：低温麻醉时，应防组织缺如：低温麻醉时，应防组织缺o2 2 冬天，末梢循环冬天，末梢循环+氧离难氧离难局部红、易冻伤局部红、易冻伤3. 3. 2, 3 - DPG2, 3 - DPG DPGDPG 氧离氧离曲线右移曲线右移 DPG DPG 氧离氧离曲线左移曲线左移 DPGDPG 能与能与HbHb结合

43、形成盐结合形成盐键键HbHb构型变为构型变为T T型；型； DPG DPG HH+ 波尔效波尔效应。应。 高原缺氧高原缺氧 RBCRBC无氧代谢无氧代谢 DPGDPG氧离氧离曲曲线右移线右移氧离易氧离易。 这一效应是机体对低这一效应是机体对低o o2 2适应的重要机制；适应的重要机制；影响氧解离曲线的因素影响氧解离曲线的因素 小结小结 H+、PCO2、温度、温度、2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸右移右移 H+、PCO2、温度、温度、2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸左移左移 肺部肺部碳酸氢盐的形式碳酸氢盐的形式碳酸酐酶碳酸酐酶H2CO3HCO3-H+CO2+H2O反应特征：反应特征： 反应速度快

44、且可逆，反应方向取决反应速度快且可逆，反应方向取决PCO2差；差； Cl-转移转移 需酶催化需酶催化 在红细胞内反应，在血浆内运输。在红细胞内反应，在血浆内运输。氨基甲酰血红蛋白的形式氨基甲酰血红蛋白的形式 反应迅速且可逆，无需酶催化；反应迅速且可逆，无需酶催化；是一种高效率运输形式是一种高效率运输形式反应方向主要受氧合作用的调节反应方向主要受氧合作用的调节: HbO2与与CO2结合的能力比结合的能力比Hb小小组组 织织肺肺 脏脏HbNHCOOHO2HbNH2O2+CO2氧与二氧化碳氧与二氧化碳在组织运输形式在组织运输形式第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节 呼吸运动的调节主要是神经调节

45、呼吸运动的调节主要是神经调节 效应器：呼吸肌效应器：呼吸肌 传出神经：传出神经： 膈神经膈神经支配膈肌支配膈肌 肋间神经肋间神经支配肋间内、外肌支配肋间内、外肌 支配腹肌的运动神经支配腹肌的运动神经一、呼吸中枢一、呼吸中枢低位脑干：低位脑干：呼吸呼吸 调整中枢调整中枢A A 中脑中脑- -脑桥脑桥D D 延髓延髓- -脊髓之间脊髓之间B B 脑桥上、中部脑桥上、中部脑桥、延髓）脑桥、延髓）:经典实验经典实验脑干横切法（脑干横切法（延髓是呼吸基本中枢延髓是呼吸基本中枢, , 脑桥是呼吸调整中枢。脑桥是呼吸调整中枢。）C C 脑桥脑桥- -延髓延髓延髓呼吸中枢背侧呼吸组背侧呼吸组腹侧呼吸组腹侧呼吸

46、组脑桥呼吸中枢脑桥呼吸中枢主要集中于臂旁内侧核主要集中于臂旁内侧核和和Kolliker-Fuse核核呼吸节律的形成呼吸节律的形成 随意呼吸的节律产生于大脑皮层随意呼吸的节律产生于大脑皮层 自主呼吸节律的形成自主呼吸节律的形成两个假说：两个假说： 起步细胞学说起步细胞学说内容：内容：延髓中的前包钦格复合体内存在有起步样活动的延髓中的前包钦格复合体内存在有起步样活动的神经元，可发生节律性兴奋。神经元，可发生节律性兴奋。呼吸节律的形成呼吸节律的形成 神经元网络学说神经元网络学说该学说包含两个作用机制：该学说包含两个作用机制：吸气活动发生器吸气活动发生器、吸吸气切断机制气切断机制吸气活动是主动的，呼气

47、是被动的，通过切断机吸气活动是主动的，呼气是被动的，通过切断机制切断吸气，转换为呼气。吸气切断机制可通制切断吸气，转换为呼气。吸气切断机制可通过三条通路兴奋：过三条通路兴奋： 兴奋脑桥呼吸调整中枢的活动兴奋脑桥呼吸调整中枢的活动 直接兴奋吸气切断机制直接兴奋吸气切断机制 通过肺牵张反射抑制吸气通过肺牵张反射抑制吸气PBKFPBKF核群核群中枢吸气活动发生器中枢吸气活动发生器 （吸气神经元）（吸气神经元）吸气切断机制吸气切断机制N N元元吸气运动神经元吸气运动神经元 吸气运动吸气运动吸气吸气扩肺扩肺刺激肺牵张感受器刺激肺牵张感受器+ + + + + + +- -迷迷走走N N呼吸节律呼吸节律的形

48、成的形成（一）化学感受性反射（一）化学感受性反射体液中的体液中的PCO2、 PO2、H+浓度变化时反射性改变呼吸运动浓度变化时反射性改变呼吸运动化学感受器化学感受器外周化学感受器外周化学感受器：颈动脉体、主动脉体：颈动脉体、主动脉体适宜刺激：动脉血液中适宜刺激：动脉血液中PCO2升高、升高、H+浓度升高，浓度升高，PO2降低降低注意注意：感受器感受的是动脉血中：感受器感受的是动脉血中PO2的下降，而不是的下降，而不是O2含量的降含量的降低，颈动脉体主要参与呼吸的调节，而主动脉体主要调节血压低，颈动脉体主要参与呼吸的调节，而主动脉体主要调节血压传入神经：窦神经和舌咽神经（颈动脉体）、迷走神经（主

49、动脉传入神经：窦神经和舌咽神经（颈动脉体）、迷走神经（主动脉体）体）二、呼吸运动的反射性调节二、呼吸运动的反射性调节 二、呼吸运动的反射性调节二、呼吸运动的反射性调节（一）（一）化学感受性呼吸反射化学感受性呼吸反射 体液中的化学物质（体液中的化学物质（OO2 2、COCO2 2、HH+ +）通过刺激）通过刺激化学感受器调节呼吸运动化学感受器调节呼吸运动 （加深、加快）的反射（加深、加快）的反射1 1、化学感受器、化学感受器（1 1）外周化学感受器：颈动脉体、主动脉体）外周化学感受器：颈动脉体、主动脉体（2 2）中枢化学感受器：延髓腹外侧的浅表部位）中枢化学感受器：延髓腹外侧的浅表部位（1）外周

50、化学感受器：）外周化学感受器：颈动脉体颈动脉体、主动脉体、主动脉体 是动脉是动脉：窦窦N N 主动脉主动脉NN： 呼吸加深加快；呼吸加深加快； 心血管效应。心血管效应。（2 2）中枢化学感受器：延髓腹外侧的浅表部位）中枢化学感受器：延髓腹外侧的浅表部位中枢化学感受的主要作用可能是调节脑脊液的中枢化学感受的主要作用可能是调节脑脊液的H H+ +浓度，浓度， 从而使中枢神经系统有有一个稳定的从而使中枢神经系统有有一个稳定的pHpH环境。环境。外周化学感受器的作用主要是调节血液中的外周化学感受器的作用主要是调节血液中的O O2 2分压。分压。2 2、COCO2 2、H H+ +和和O O2 2对呼吸