呼吸-医学生理学-课件2-05.ppt

1、 第五章呼吸第五章呼吸 (Respiration) 概述概述(Introduction) 第一节肺通气第一节肺通气 (Pulmonary Ventilation) 第二节呼吸气体的交换第二节呼吸气体的交换(Respiratory Gases Exchange) 第三节气体在血液中的运输第三节气体在血液中的运输(Gas Transport in the Blood) 第四节呼吸运动的调节第四节呼吸运动的调节(Respiratory Regulation第一节肺通气（第一节肺通气（pulmonary ventilation） 肺通气的器官包括肺通气的器官包括呼吸道呼吸道、肺泡肺泡和和胸廓胸廓等等

2、呼吸道：具有加温湿润、过滤清洁等保护功能呼吸道：具有加温湿润、过滤清洁等保护功能 肺泡：气体与血液气体进行交换的场所肺泡：气体与血液气体进行交换的场所 胸廓：呼吸肌的运动是肺通气的动力胸廓：呼吸肌的运动是肺通气的动力（一）肺通气原理（一）肺通气原理（直接动力取决于肺内压与大气压之间压力变化）直接动力取决于肺内压与大气压之间压力变化）1. 肺通气的动力（原动力）肺通气的动力（原动力）呼吸运动（胸廓运动）呼吸运动（胸廓运动）吸气肌（隔肌、肋间外肌）吸气肌（隔肌、肋间外肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌及辅助肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌及辅助肌）呼吸方式、特点及过程呼吸方式、特点及过程平静呼吸（平静呼吸（eu

3、pnea)（吸气主动；（吸气主动；呼气被动呼气被动）用力呼吸（用力呼吸（forced breathing）（吸气主动；（吸气主动；呼气主动呼气主动）呼吸类型呼吸类型 腹式呼吸（腹式呼吸（abdominal breathing ） 胸式呼吸（胸式呼吸（thoracic breathing）平静呼吸基本过程：平静呼吸基本过程：吸气吸气肌肌收收缩缩肺肺容积容积增大增大胸廓胸廓容积容积增大增大肺肺内压内压下降下降外界外界气体气体流入流入吸气吸气肌肌舒张舒张胸廓胸廓容积容积缩小缩小肺肺容积容积缩小缩小肺肺内压内压上升上升肺内肺内气体气体流出流出用力呼吸基本过程：用力呼吸基本过程：吸吸气肌气肌收缩收缩加强

4、加强肺肺容积容积明显明显增大增大胸廓胸廓容积容积明显明显增大增大肺肺内压内压明显明显下降下降外界外界气体气体流入流入增加增加呼呼气肌气肌主动主动收缩收缩胸廓胸廓容积容积进一步进一步缩小缩小肺肺容积容积进一步进一步缩小缩小肺肺内压内压明显明显上升上升肺内肺内气体气体流出流出加大加大呼吸运动（胸廓运动）呼吸运动（胸廓运动）吸气肌（隔肌、肋间外肌）吸气肌（隔肌、肋间外肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌及辅助肌）呼气肌（肋间内肌、腹肌及辅助肌）呼吸方式、特点及过程呼吸方式、特点及过程平静呼吸（平静呼吸（eupnea)（吸气主动；（吸气主动；呼气被动呼气被动）用力呼吸（用力呼吸（forced breathing

5、）（吸气主动；（吸气主动；呼气主动呼气主动）呼吸类型及临床意义呼吸类型及临床意义 腹式呼吸（腹式呼吸（abdominal breathing ） 胸式呼吸（胸式呼吸（thoracic breathing） 2. 肺内压在呼吸过程中周期性变化肺内压在呼吸过程中周期性变化平静吸气开始（肺内压低于大气压平静吸气开始（肺内压低于大气压1-2mmHg，外界气体进入肺内），当外界，外界气体进入肺内），当外界气体进入肺泡内达平衡时，吸气终止，气体进入肺泡内达平衡时，吸气终止，即吸气末即吸气末=大气压）；呼气则相反。因此，大气压）；呼气则相反。因此，气体进出肺泡的动力来自肺泡与大气压气体进出肺泡的动力来自肺泡

6、与大气压之间的压力差。之间的压力差。图示图示人工呼吸的原理：人工呼吸的原理：口对口；口对口；节律性举臂压背或挤压胸廓节律性举臂压背或挤压胸廓 2. 肺内压在呼吸过程中周期性变化肺内压在呼吸过程中周期性变化平静吸气开始（肺内压低于大气压平静吸气开始（肺内压低于大气压1-2mmHg，外界气体进入肺内），当外界，外界气体进入肺内），当外界气体进入肺泡内达平衡时，吸气终止，气体进入肺泡内达平衡时，吸气终止，即吸气末即吸气末=大气压）；呼气则相反。因此，大气压）；呼气则相反。因此，气体进出肺泡的气体进出肺泡的动力动力来自肺泡与大气压来自肺泡与大气压之间的压力差。之间的压力差。图示图示人工呼吸人工呼吸（a

7、rtificial respiration）的原理）的原理：口对口；口对口；节律性举臂压背或挤压胸廓节律性举臂压背或挤压胸廓平静呼吸基本过程：平静呼吸基本过程：吸气吸气肌肌收收缩缩肺肺容积容积增大增大胸廓胸廓容积容积增大增大肺肺内压内压下降下降外界外界气体气体流入流入吸气吸气肌肌舒张舒张胸廓胸廓容积容积缩小缩小肺肺容积容积缩小缩小肺肺内压内压上升上升肺内肺内气体气体流出流出 3. 胸膜腔和胸膜腔内压胸膜腔和胸膜腔内压胸膜腔结构（密闭潜在的腔隙，内有少胸膜腔结构（密闭潜在的腔隙，内有少量浆液）量浆液）胸膜腔内压（胸膜腔内压（intrapleural pressure） 测量方法：直接法测量方法：

8、直接法 ；间接法；间接法 通常胸膜腔内压为负压通常胸膜腔内压为负压平静吸气末（平静吸气末（-1.33 -0.665kPa,-10-5mmHg） 平静呼气末（平静呼气末（-0.665 -0.399kPa,-5-3mmHg） 形成原因形成原因：作用于胸膜腔存在两种力（肺内：作用于胸膜腔存在两种力（肺内压，使肺泡扩张；肺的回缩力，使肺泡缩小）压，使肺泡扩张；肺的回缩力，使肺泡缩小）胸膜腔内压胸膜腔内压=肺内压肺内压-肺回缩力肺回缩力 吸气末或呼气末，肺内压吸气末或呼气末，肺内压=大气压，若以大大气压，若以大气压气压=0，则：，则： 胸膜腔内压胸膜腔内压= -肺回缩力肺回缩力胸膜腔内压意义胸膜腔内压意

9、义: 1. 牵引肺扩张牵引肺扩张 2.促进腔静脉和胸导管内静促进腔静脉和胸导管内静脉与淋巴液的回流脉与淋巴液的回流气胸气胸 (pneumothorax)临床意义临床意义小结，呼吸过程中肺内压与胸内压的变小结，呼吸过程中肺内压与胸内压的变化规律（图示）化规律（图示）（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力 包括弹性阻力（肺与胸廓的弹性阻力，占包括弹性阻力（肺与胸廓的弹性阻力，占70%）和非弹性阻力（主要是气道阻力，占）和非弹性阻力（主要是气道阻力，占30%）弹性阻力与顺应性弹性阻力与顺应性(compliace)的概念及关系的概念及关系 C=1/R=（ V / P）L/cmH2O 1. 肺的弹性阻力和

10、顺应性：肺的弹性阻力和顺应性： 肺顺应性肺顺应性（CL） 肺容积的变化（肺容积的变化（ V） 跨肺压的变化（跨肺压的变化（ P） 跨肺压跨肺压=肺内压肺内压-胸膜腔内压胸膜腔内压L/cmH2O=肺静态顺应性曲线肺静态顺应性曲线 （图示）及意义（图示）及意义比顺应性（比顺应性（specific compliance ）概念）概念受肺总量的影响受肺总量的影响 = 测得的肺顺应性（测得的肺顺应性（L/ cmH2O）/肺总量肺总量（L）肺弹性阻力的来源（肺组织的弹性回缩肺弹性阻力的来源（肺组织的弹性回缩力，占力，占1/3；表面张力，占；表面张力，占2/3）Laplace 定律，定律，P=2T/r肺泡表

11、面活性物质作用及临床意义肺泡表面活性物质作用及临床意义有助于维持肺泡的稳定性有助于维持肺泡的稳定性减少肺间质和肺泡内组织液生成，防止肺水肿减少肺间质和肺泡内组织液生成，防止肺水肿肺静态顺应性曲线肺静态顺应性曲线 （图示）及意义（图示）及意义比顺应性（比顺应性（specific compliance ）概念）概念受肺总量的影响（受肺总量的影响（肺总量大，其顺应性亦大）肺总量大，其顺应性亦大） = 测得的肺顺应性（测得的肺顺应性（L/ cmH2O）/肺总量肺总量（L）肺弹性阻力的来源（肺组织的弹性回缩肺弹性阻力的来源（肺组织的弹性回缩力，占力，占1/3；表面张力，占；表面张力，占2/3）Lapla

12、ce 定律，定律，P=2T/r肺泡表面活性物质作用及临床意义肺泡表面活性物质作用及临床意义有助于维持肺泡的稳定性有助于维持肺泡的稳定性减少肺间质和肺泡内组织液生成，防止肺水肿减少肺间质和肺泡内组织液生成，防止肺水肿 降低吸气阻力，减少吸气作功降低吸气阻力，减少吸气作功 临床意义：临床意义： 胸廓的弹性阻力和顺应性胸廓的弹性阻力和顺应性 自然位置（相当于肺总量的自然位置（相当于肺总量的67%，胸廓不表现，胸廓不表现为弹性回缩力）为弹性回缩力） 小于自然位置（胸廓回缩力表现为向外，有利小于自然位置（胸廓回缩力表现为向外，有利于吸气，不利于呼气）于吸气，不利于呼气） 大于自然位置（胸廓回缩力表现为向

13、内，有利大于自然位置（胸廓回缩力表现为向内，有利于呼气，不利于吸气）于呼气，不利于吸气） 胸廓的顺应性（胸廓的顺应性（Cchw） = 胸腔容积的变化（胸腔容积的变化（ V）/ 跨胸壁压的变化跨胸壁压的变化 （ P）（）（L/cmH2O）2、非弹性阻力主要来自：、非弹性阻力主要来自： 气道阻力（气道阻力（airway resistance）；位于鼻、声）；位于鼻、声门、气管及支气管等部位，仅门、气管及支气管等部位，仅10%发生于口径发生于口径 O2 20 倍倍呼吸气体和人体不同部位的气体的分压呼吸气体和人体不同部位的气体的分压 呼吸气和肺泡的成分和分压（图表）呼吸气和肺泡的成分和分压（图表） 血

14、液气体和组织气体的分压（张力）图表血液气体和组织气体的分压（张力）图表二肺换气（静脉血变为动脉血）二肺换气（静脉血变为动脉血）交换过程（图示交换过程（图示） 0.3 秒达平衡；血液流经秒达平衡；血液流经1/3毛细血管长度可毛细血管长度可基本完成。（图示基本完成。（图示）影响因素：影响因素： 与与呼吸膜厚度呼吸膜厚度呈反比（膜结构图示）呈反比（膜结构图示） 与与扩散面积扩散面积呈正比（总扩散面积达呈正比（总扩散面积达70m2;安安静为静为40m2） 通气通气/血流比值血流比值：=0.84； 0.84(意味着肺泡意味着肺泡无效腔增大）；无效腔增大）；60mmHg；曲线平坦，提示氧分压；曲线平坦，提

15、示氧分压变化对氧饱和度影响不大，具有缓冲能力）变化对氧饱和度影响不大，具有缓冲能力） 中段（中段（4060mmHg，相当于体内静脉血的，相当于体内静脉血的PO2环境；曲线较陡，提示氧分压变化对氧环境；曲线较陡，提示氧分压变化对氧饱和度影响较大，以满足组织供养需要。饱和度影响较大，以满足组织供养需要。O2的利用系数的利用系数的概念）的概念） 下段（下段（1540mmHg；曲线更陡，提示氧分；曲线更陡，提示氧分压进一步下降时，压进一步下降时，Hb释放释放O2的能力进一步的能力进一步增强；增强； O2的利用系数可提高安静时的的利用系数可提高安静时的3倍）倍） 影响氧解离曲线的因素影响氧解离曲线的因素

16、P50的概念的概念（正常为（正常为26.5mmHg； P50 增大，增大，提示提示Hb与与O2的亲和力下降，曲线右移，反之的亲和力下降，曲线右移，反之则相反则相反）图示）图示pH和和PCO2的影响（波尔效应机制及意义）的影响（波尔效应机制及意义）温度温度2，3-DPG（2,3-diphosphoglycerate）其它因素其它因素 Hb自身性质（氧化时、胎儿自身性质（氧化时、胎儿Hb及异常及异常Hb） CO与与Hb的结合的危害性的结合的危害性三二氧化碳的运输三二氧化碳的运输 运输形式运输形式（物理溶解占物理溶解占5%；化学结合占；化学结合占95%，其中以碳酸氢钠形式占其中以碳酸氢钠形式占88%

17、，而氨基甲酸血红蛋，而氨基甲酸血红蛋白形式占白形式占7%）化学结合机制化学结合机制 碳酸氢钠形式（图示）碳酸氢钠形式（图示） 氨基甲酸血红蛋白形式氨基甲酸血红蛋白形式(carbaminohemoglobin)HbNH2O2+H2+CO2 bNHCOOH+O2调节这一反应的主要因素是氧合作用调节这一反应的主要因素是氧合作用在组织在组织在肺在肺 二氧化碳解离曲线（二氧化碳解离曲线（carbon dioxide dissociation curve ）接近线性关系（图示）接近线性关系（图示） 氧与氧与b结合对二氧化碳运输的影响结合对二氧化碳运输的影响何尔登效应（何尔登效应（Haldane effec

18、t）O2和和CO2的运输不是孤立进行的，而是的运输不是孤立进行的，而是相互影响的。相互影响的。 CO2通过波尔效应影响通过波尔效应影响O2的结合和释放；的结合和释放； O2又通过何尔登效应影又通过何尔登效应影响响CO2的结合和释放。的结合和释放。第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节一呼吸中枢与呼吸节律的形成一呼吸中枢与呼吸节律的形成呼吸中枢呼吸中枢（对产生呼吸节律的影响）图示（对产生呼吸节律的影响）图示 脊髓脊髓 低位脑干（呼吸节律产生部位）低位脑干（呼吸节律产生部位）延髓（背侧呼吸组；腹侧呼吸组）延髓（背侧呼吸组；腹侧呼吸组）脑桥上部脑桥上部 高位脑高位脑呼吸节律形成的假说（图示）呼吸

19、节律形成的假说（图示）二呼吸的反射性调节二呼吸的反射性调节 肺牵张反射（肺牵张反射（肺扩张反射、肺萎陷反射肺扩张反射、肺萎陷反射） 化学感受性呼吸反射化学感受性呼吸反射化学感受器化学感受器 外周化学感受器：图示外周化学感受器：图示 中枢化学感受器：图示中枢化学感受器：图示CO2、H+和和 O2对呼吸的调节对呼吸的调节 PCO2 （生理刺激、范围、作用途径及意（生理刺激、范围、作用途径及意义）义） H+ （作用途径及特点）（作用途径及特点） PO2 （作用途径及特点）（作用途径及特点）CO2+H2OH2CO3 HCO3- H+外周外周化学化学感受器感受器中枢中枢化化学学感受器感受器延髓延髓呼吸呼

20、吸中枢中枢反反射射性性引引起起呼呼吸吸运运动动加加强强CO2血血液液中中CO2H+PO2 等等因因素素对对呼呼吸吸运运动动的的调调节节H+CO2H+O2窦神经与迷走神经传入窦神经与迷走神经传入PCO2 ：（一定范围内增加），通过中：（一定范围内增加），通过中枢感受器和外周感受器两条途径反射枢感受器和外周感受器两条途径反射引起呼吸运动加强，肺通气量增加，引起呼吸运动加强，肺通气量增加，有助于体内排除过多的有助于体内排除过多的CO2。H+ ：通过中枢化学感受器和外周感：通过中枢化学感受器和外周感受器两条途径反射引起呼吸运动加强，受器两条途径反射引起呼吸运动加强，其中中枢途径作用受限制，主要则靠其中

21、中枢途径作用受限制，主要则靠外周途径为主。外周途径为主。PO2 ：只能通过外周化学感受器途径发：只能通过外周化学感受器途径发生作用。低氧对中枢起抑制作用。生作用。低氧对中枢起抑制作用。PCO2、H+、PO2在影响呼吸中的相互作在影响呼吸中的相互作用（图示）用（图示） 呼吸肌本体感受性反射呼吸肌本体感受性反射 防御性呼吸反射等防御性呼吸反射等三、周期性变化三、周期性变化周期性呼吸（周期性呼吸（periodic breathing） 陈陈-施式呼吸（施式呼吸（Cheyne-Stokes breathing） 比奥呼吸（比奥呼吸（Biot breathing）四、运动时呼吸的变化及调节四、运动时呼吸的变化及调节