生理学课件-呼吸-.ppt

1、生理学课件_呼吸_ppt概概 述述呼吸：机体与外界环境之间的气体交呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。换过程。呼吸全过程：呼吸全过程：第一节肺第一节肺 通通 气气 一、肺通气概念一、肺通气概念二、肺通气结构二、肺通气结构 血管网血管网 粘液腺粘液腺 加湿、加温、过滤、清洁加湿、加温、过滤、清洁 纤纤 毛毛 迷走迷走NACh+MNACh+M受体受体收缩收缩气道阻力气道阻力 平滑肌平滑肌 (故哮喘病人夜间发作较多故哮喘病人夜间发作较多)交感交感NNE+2NNE+2受体受体舒张舒张气道阻力气道阻力 (拟交感药物治疗哮喘拟交感药物治疗哮喘)注注:体液因素体液因素(组织胺、组织胺、5-HT5-HT、

2、缓激肽等、缓激肽等)强烈收缩强烈收缩 呼吸肌：与肺通气的动力有关呼吸肌：与肺通气的动力有关 胸膜腔：其负压与肺扩张有关胸膜腔：其负压与肺扩张有关呼吸道呼吸道三、肺通气原理三、肺通气原理（一）肺通气的动力（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 气气肺内压大气压肺内压大气压胸胸 廓廓呼呼 吸吸 肌肌缩缩 小小收收 缩缩舒舒 张张扩扩 张张 原动力原动力:呼吸运动呼吸运动是肺通气的原动力。是肺通气的原动力。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。扩扩 张张1.1.呼吸运动呼吸运动 (1)(1)型式型式:按呼吸深度分按呼吸深度

3、分:平静呼吸和用力呼吸；平静呼吸和用力呼吸；按动作部位分按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。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、腹腔有巨大肿严重腹水、腹腔有巨大肿块、块、(2)(2)频率频率:成人成人:12:121818次次/分分 婴儿婴儿:60:607070次次/分分妊娠、肥胖。妊娠、肥胖。(3)(3)过程：过程：平静呼吸：平静呼吸：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胸廓容积缩小胸廓容积缩小,肺被动缩小肺被动缩小膈肌和肋间外肌舒张

4、，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、前后、左右径上下、前后、左右径肺内压大气压，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因肺无主动扩缩的组织结构)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 吸吸 气气 呼呼 气气 用力呼吸：用力呼吸：用力吸气时，辅助吸气肌也参加，胸廓用力吸气时，辅助吸气肌也参加，胸廓容积进一步扩大。容

5、积进一步扩大。用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间内肌也参加（肋间内肌+腹壁肌收缩），胸廓容积腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。进一步缩小。人工呼吸人工呼吸:基本原理基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力使肺内与外界大气压间产生压力差差 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(口对口呼吸法，呼口对口呼吸法，呼吸机吸机)(4)(4)特点：特点：平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。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平静

6、呼吸时，肋间外肌所起的作用膈肌。肌。2.2.肺内压肺内压: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。平静吸气初平静吸气初:肺内压肺内压 大气压大气压=0.3=0.30.4kPa0.4kPa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气流停用力呼吸时用力呼吸时:肺内压的升降变化有所增加。肺内压的升降变化有所增加。如：故意闭住声门而作剧烈呼吸运动。如：故意闭住声门而作剧烈呼吸运动。3.3.胸内压胸内压（1 1）概念）概念:胸内压是指胸膜腔内的压力。胸内压是指胸膜腔内的压力。（2 2）测定方法）测定方法:间接法间接法:气囊测定食管内压以间接反映

7、气囊测定食管内压以间接反映胸内压胸内压 直接法直接法:（3 3）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=0.7=0.71.3kPa1.3kPa 呼气时呼气时:胸内压胸内压 肺容积；肺容积；壁层胸膜紧贴于胸廓壁层胸膜紧贴于胸廓内壁内壁,大气压对其影响大气压对其影响极小。极小。形成因素形成因素:两种方向相反作用力的代数和两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回位迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张迫使脏层胸膜外移使肺扩张(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

8、 力力 (大大 气气 压压)肺肺 内内 压压 (5)(5)生理意义生理意义:纽带作用；纽带作用；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。结论：结论：胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相互抵消的代数和互抵消的代数和,经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压力。力。（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力 呼吸运动产生的动力呼吸运动产生的动力,在克服肺通在克服肺通气所遇到的阻力后气所遇到的阻力后,方能实现肺通气。阻方能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。力增高是临床肺通气障碍

9、的常见原因。弹性阻力弹性阻力非弹性阻力非弹性阻力肺通气阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力肺弹性阻力气道阻力：与气体流动形式气道阻力：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肺泡表面张力：肺泡表面张力：2/3常态下可忽略不计常态下可忽略不计 1.1.弹性阻力弹性阻力:(1)(1)肺的弹性阻力肺的弹性阻力 度量法：度量法：=顺应性顺应性=(1/=(1/弹性阻力弹性阻力)顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。性。顺应性大顺应性大=易扩张易

10、扩张=弹性阻力小弹性阻力小 顺应性小顺应性小=不易扩张不易扩张=弹性阻力大弹性阻力大肺容积变化肺容积变化(V)V)肺顺应性肺顺应性(CL)=0.2L/cmH2O(CL)=0.2L/cmH2O 跨肺压变化跨肺压变化(P)P)肺内压与胸膜腔内压之差肺内压与胸膜腔内压之差测得的肺顺应性（测得的肺顺应性（L/cmH2OL/cmH2O）比顺应性比顺应性=肺总量（肺总量（L L）因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应测单位肺容量下因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应测单位肺容量下的顺应性，即比顺应性。的顺应性，即比顺应性。来源：来源：肺的弹性阻力肺的弹性阻力.肺泡表面张力肺泡表面张力 离体肺在充气和充水离体肺在

11、充气和充水时（扩张肺至相同容时（扩张肺至相同容积），可见充气所需的积），可见充气所需的压力充水。压力充水。说明肺泡内液说明肺泡内液-气界气界面（表面张力）是否存面（表面张力）是否存在，与肺的弹性阻力有在，与肺的弹性阻力有着密切关系。着密切关系。肺泡内的液肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子受力不气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向中心的均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向中心的使肺泡缩小。使肺泡缩小。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根据根据LaplaceLaplace定律定律:P(N/cm)P(N/c

12、m)肺泡内压力肺泡内压力(P):(P):与表面张力与表面张力(T)(T)成正比成正比,与肺泡半径与肺泡半径(r)(r)成反比。成反比。肺泡表面张力的作用：肺泡表面张力的作用：a.a.肺泡回缩肺泡回缩肺通气（吸气）阻力肺通气（吸气）阻力 b.b.肺泡内压不稳定肺泡内压不稳定肺泡破裂或萎缩肺泡破裂或萎缩 c.c.促肺泡内液生成促肺泡内液生成产生肺水肿产生肺水肿 2T(N/cm)2T(N/cm)r(cm)r(cm).表面活性物质表面活性物质:来源：肺泡来源：肺泡型细型细胞分泌，单分子层分布胞分泌，单分子层分布于肺泡液于肺泡液-气界面上，气界面上，其密度随肺泡的张缩而其密度随肺泡的张缩而改变。改变。成

13、分成分:二棕榈酰卵磷二棕榈酰卵磷脂脂(DPL(DPL或或DPPC)DPPC)。作用：作用：a.a.降低肺泡表面张降低肺泡表面张力力降低吸气阻力；降低吸气阻力；b.b.减少肺泡内液的减少肺泡内液的生成生成防肺水肿的发生防肺水肿的发生;c.c.维持肺泡内压的稳定性维持肺泡内压的稳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、肺血成人肺炎、肺血栓等栓等表面活性物质表面活性物质肺不张。肺不张。6 67 7个月胎儿才个月胎儿才开始分泌表面活性物开始分泌表面活性物质，故早产儿可因缺质，故早产儿可因缺乏表面活性物质而发乏表面活性物质而发生肺不张和新生儿肺生肺不张和新生儿肺透明膜病透明膜病呼吸

14、窘迫呼吸窘迫综合征。综合征。吸吸 气气肺泡表面积肺泡表面积DPLDPL分散分散降表面张力的作用降表面张力的作用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)（2）胸廓的弹性阻力 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，则视胸廓扩大的程度而异:胸廓处于自然位置时(肺容量67)，不表现有弹性回缩力；胸廓缩小时(肺容量67)，胸廓的弹性回缩力向外=吸气的动力，呼气的阻力；胸廓扩大时(肺容量67)，胸廓的弹性回缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。肺容量变化肺容量变化(P)P)胸廓顺应性胸廓顺

15、应性 =0.2L/cmH2O =0.2L/cmH2O 跨壁压跨壁压(P)P)（3）影响弹性阻力的因素: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好。肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病变等原因弹性阻力(顺应性)但引起通气障碍的情况较少。2.2.非弹性阻力非弹性阻力气道阻力气道阻力 气道阻力特点气道阻力特点:只在呼吸运动时产生；只在呼吸运动时产生；流速快流速快阻力大阻力大 与气体流动形式有关：与气体流动形式有关：层流层流阻力小阻力小 湍流湍流阻力大阻力大

16、与气道半径的与气道半径的4 4次方成反比：次方成反比：（R1R1r4r4）影响气道阻力的因素：影响气道阻力的因素：跨壁压：呼吸道内压力高跨壁压：呼吸道内压力高跨壁压大跨壁压大管径被管径被动扩大动扩大阻力阻力。肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用：小气肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用：小气道的弹性组织对无软骨支持的细支气管保持通畅。道的弹性组织对无软骨支持的细支气管保持通畅。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受体受体收缩收缩气道阻力气道阻力 交感交感NNE+2NNE+2受体受体舒张舒张气道阻力气道阻力 非非NENE非非AchAch共存递质的调制共存递

17、质的调制(如神经肽）如神经肽）高气压：如深潜水环境下高气压：如深潜水环境下,由于气体密度增大由于气体密度增大,气道阻力增大气道阻力增大,呼吸减慢加深呼吸减慢加深,增加了呼吸肌作功和增加了呼吸肌作功和能量消耗。能量消耗。化学因素的影响：化学因素的影响：儿茶酚胺儿茶酚胺气道平滑肌舒张。气道平滑肌舒张。PGF2PGF2气道平滑肌收缩；气道平滑肌收缩；PGE2PGE2气道平气道平滑肌舒张。滑肌舒张。过敏反应时肥大细胞释放的组胺过敏反应时肥大细胞释放的组胺气道平气道平滑肌收缩。滑肌收缩。吸入气吸入气CO2CO2反射性支气管收缩。反射性支气管收缩。哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮素哮喘病人的气道上皮合成

18、、释放肺内皮素气道平滑肌收缩。气道平滑肌收缩。四、肺容量和肺通气量四、肺容量和肺通气量 (一一)肺容量肺容量机能余气量余气量补呼气量机能余气量余气量补呼气量肺总容量肺活量余气量肺总容量肺活量余气量 肺活量补吸气量潮气量补呼气量肺活量补吸气量潮气量补呼气量 时间肺活量时间肺活量=用力吸气后再用力并快速呼出的气体用力吸气后再用力并快速呼出的气体量占肺活量的百分数。量占肺活量的百分数。正常值：正常值：t1t1末末=83=83，t2t2末末=96=96,t3,t3末末=99=99 。意义：反映肺活量容量的大小、呼吸所遇阻力的变意义：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

19、塞性肺疾患的时化，是评价肺通气功能较好指标，阻塞性肺疾患的时间肺活量间肺活量。(二二)肺通气量：肺通气量：每分通气量潮气量呼吸频率每分通气量潮气量呼吸频率(次次/分分)最大通气量最大通气量=最大限度潮气量最快呼吸频率最大限度潮气量最快呼吸频率(次次/分分)通气贮存量百分比通气贮存量百分比=2.2.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 解剖无效腔：无气体交换能力的腔（从上呼吸道解剖无效腔：无气体交换能力的腔（从上呼吸道呼吸性细支气管）。呼吸性细支气管）。肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。的肺泡腔。生理无

20、效腔解剖无效腔肺泡无效腔生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔 最大通气量最大通气量最大通气量最大通气量-每分通气量每分通气量100%100%93%(93%(反映通气贮备能力反映通气贮备能力)=6=68 L/min8 L/min=70=70120 L/min120 L/min=4.2=4.26.3 L/min6.3 L/min复习思考题复习思考题 1.1.胸膜腔内负压是如何形成的？有什么生胸膜腔内负压是如何形成的？有什么生理意义？理意义？2.2.什么叫肺泡表面张力？肺泡表面活性物什么叫肺泡表面张力？肺泡表面活性物质有什么生理意义？质有什么生理意义？3.3.为什么用生理盐水扩张肺阻力较小？为什么用生理盐

21、水扩张肺阻力较小？4.4.无效腔对肺泡通气量有何影响？无效腔对肺泡通气量有何影响？5.5.为什么说时间肺活量更能反映肺通气功为什么说时间肺活量更能反映肺通气功能？能？第二节气体交换第二节气体交换一、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。条件：气体的理化特性、膜通透性和面条件：气体的理化特性、膜通透性和面积、分压差。积、分压差。速率：速率：=扩散速率（扩散速率（D D）扩散速率与分压差、温度、气体溶解扩散速率与分压差、温度、气体溶解度、扩散面积呈正比；与扩散距离、分子度、扩散面积呈正比；与扩散距离、分子量的平方根呈反比。量的

22、平方根呈反比。气体的溶解度气体的溶解度/分子量的平方根之比分子量的平方根之比为扩散系数。扩散系数大，扩散速率快。为扩散系数。扩散系数大，扩散速率快。扩散距离扩散距离分子量分子量分压差温度气体溶解度扩散面积分压差温度气体溶解度扩散面积=二、肺换气与组织换气二、肺换气与组织换气 换气动力：分压差换气动力：分压差换气方向：换气方向：分压高分压高分压低分压低换气结果：换气结果：肺血肺血 组织血组织血 血血 血血CO2O2肺换气过程肺换气过程组织换气过程组织换气过程三、影响气体交换的因素三、影响气体交换的因素(一一)气体扩散速率气体扩散速率 O2 O2、CO2CO2扩散速率（扩散速率（D D）的比较）的

23、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 O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 CO2 CO2的扩散系数是的扩散系数是O2O2的的2020倍倍,在同等条件下，在同等条件下，CO2CO2的扩散速率是的扩散速率是O2O2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血间分压差的不同，血间分压差的不同，CO2CO2的扩散速率实际约为的扩散速率实际约为O2O2的的

24、2 2倍。倍。肺功能衰竭患者往往缺肺功能衰竭患者往往缺O2O2显著，显著，CO2CO2潴留不明显。潴留不明显。分压差温度气体溶解度扩散面积分压差温度气体溶解度扩散面积扩散距离扩散距离分子量分子量=(ml/L)(ml/L)（KPaKPa）（KPaKPa）（KPaKPa）1.1.厚度：肺纤维化、尘肺、厚度：肺纤维化、尘肺、肺水肿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；特别在运动时，在运动时，耗氧量耗氧量肺血肺血流速流速（=气体交换时间气体交换时间），呼吸膜厚度），呼吸膜厚度气体气体交换交换 。2.2.面积：肺气肿、肺不张、面积：肺气肿、肺不张、肺叶切除肺叶切除呼吸膜面积呼吸膜

25、面积气体交换气体交换。6 6层层1m1m厚厚(二二)呼吸膜呼吸膜 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)(70-80m2)。血液流经肺毛细血管全长约需血液流经肺毛细血管全长约需0.7s0.7s，而完成气体交，而完成气体交换的时间仅需换的时间仅需0.3s(0.3s(前前1/31/3段段)=)=气体交换的时间储备；气体交换的时间储备；安静状态时仅有安静状态时仅有40m240m2参与气体交换参与气体交换=气体交换的面积气体交换的面积储备。储备。CO2O2(三三)通气通气/血流比值血流比值 每分肺通气量（每分肺通气量（VAVA）/每分肺血流量（每分肺血流

26、量（Q Q）1.VA/Q 1.VA/Q肺通气肺通气或肺血流或肺血流增大生理增大生理无效腔无效腔换气效率换气效率(如心衰、肺动脉栓塞如心衰、肺动脉栓塞)2.VA/Q 2.VA/Q肺通气肺通气增大功能性增大功能性A-VA-V短路短路换气效率换气效率（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）(5L/min(5L/min 0.84)0.84)(4.2L/min)(4.2L/min)几点说明：几点说明：VA/QorVA/Qor换气效率换气效率缺缺O2O2和和CO2CO2潴留的症状潴留的症状;但以缺但以缺O2O2为主，原因：为主，原因：A-VA-V血间血间PO2PO2PCO2 PCO2

27、功能性功能性A-VA-V短路时，短路时，A A血血PO2PO2的程度的程度V V血血PCO2PCO2；CO2 CO2 的扩散系数是的扩散系数是O2O2的的2020倍，倍，CO2CO2的扩散速的扩散速O2O2，不易出现不易出现CO2CO2潴留的潴留的症状；症状；AA血血PO2PO2和和PCO2PCO2时，可刺激呼时，可刺激呼吸，增加肺泡通气量，有助于吸，增加肺泡通气量，有助于CO2CO2的排出，的排出，而几乎无助于而几乎无助于O2O2的摄取（的摄取（O2O2和和CO2CO2解离曲解离曲线的特点所决定的）。线的特点所决定的）。整个肺脏的整个肺脏的VA/Q=0.84,VA/Q=0.84,是衡量肺换气

28、功能是衡量肺换气功能的指标；但因肺脏各局部的肺泡通气量和血的指标；但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性，故临床上更应测肺脏各局部流量的不均性，故临床上更应测肺脏各局部的的VA/QVA/Q：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（四）肺扩散容量（四）肺扩散容量（DLDL）概概 念：指气体在单位分压差作用下每分钟念：指气体在单位分压差作用下每分钟通过呼吸膜扩散的体积

29、。通过呼吸膜扩散的体积。意意 义：肺扩散容量是测定呼吸气通过呼吸义：肺扩散容量是测定呼吸气通过呼吸膜的能力的一种指标。膜的能力的一种指标。正常值：正常值：O2O2的的DL=21mLmin-1mmHg-1DL=21mLmin-1mmHg-1 剧烈运动时剧烈运动时O2O2的的DLDL可增加到可增加到60mLmin-60mLmin-1mmHg-11mmHg-1。因为：肺血流量因为：肺血流量原关闭状态的肺泡毛细原关闭状态的肺泡毛细血管开放血管开放换气面积换气面积换气量换气量；肺通气量肺通气量肺泡的通气肺泡的通气-血流变得血流变得更加匹配更加匹配换气效率换气效率。CO2CO2的的DL=400DL=400

30、450mLmin-1mmHg-1450mLmin-1mmHg-1每分耗氧量为每分耗氧量为21mLmin-1mmHg-21mLmin-1mmHg-1 111mmHg=230mLmin-111mmHg=230mLmin-1复习思考题复习思考题 1.1.影响肺气体扩散的因素有哪些？影响肺气体扩散的因素有哪些？2.2.通气通气/血流比值偏离正常范围对肺气体交血流比值偏离正常范围对肺气体交换有何不良影响？换有何不良影响？3.3.为什么为什么CO2CO2扩散速度高于扩散速度高于O2O2？4.4.呼吸膜由哪些结构组成？呼吸膜由哪些结构组成？5.5.比较空气、吸入气、肺泡气、呼出气的比较空气、吸入气、肺泡气、

31、呼出气的CO2CO2、O2O2分压有何不同，解释其原因。分压有何不同，解释其原因。第三节气 体 运 输一、运输形式:（一）物理溶解:气体直接溶解于血浆中。特征:量小,起桥梁作用；溶解量与分压呈正比：（二）化学结合:气体与某些物质进行化学结合。特征:量大,主要运输形式。物理溶解化学结合化学结合动态平衡动态平衡1atm1atm：O2O2物理溶解量物理溶解量=0.3ml=0.3ml3atm3atm：O2O2物理溶解量物理溶解量=6.3ml=6.3ml（即（即2020倍，是高压氧治疗的理论倍，是高压氧治疗的理论基础基础)在肺脏氧与二氧化碳运输形式在肺脏氧与二氧化碳运输形式在组织氧与二氧化碳运输形式在组

32、织氧与二氧化碳运输形式二、氧的运输二、氧的运输(一一)物理溶解：物理溶解：(1.5%)(1.5%)(二二)化学结合化学结合:(98.5%):(98.5%)O2 O2与与HbHb的可逆性结合的可逆性结合:Hb+O2:Hb+O2 当表浅毛细血管床血液中去氧当表浅毛细血管床血液中去氧HbHb达达5g/100ml5g/100ml以上，以上，呈蓝紫色称紫绀（一般是缺呈蓝紫色称紫绀（一般是缺O2O2的标志）。的标志）。临床常见缺氧及紫绀PO2(PO2(氧合氧合)PO2(PO2(氧离氧离)HbO2HbO2鲜红色鲜红色暗红色暗红色 1 1分子分子HbHb可与可与4 4分子分子O2O2可逆结合（可逆结合（4 4

33、个亚基各结合个亚基各结合1 1个个O2O2）Hb+O2 Hb+O2结合的最大量结合的最大量氧容量氧容量 100ml 100ml血血 Hb+O2 Hb+O2结合的实际量结合的实际量氧含量氧含量 氧含量氧含量氧容量的氧容量的%氧饱和度氧饱和度 2.O2 2.O2与与HbHb结合的特征结合的特征:反应快、可逆、受反应快、可逆、受PO2PO2的影响、不需酶的催化；的影响、不需酶的催化；是氧合，非氧化是氧合，非氧化:Hb-Fe2+O2 Fe2+-HbO2:Hb-Fe2+O2 Fe2+-HbO2 （因（因O2O2结合在结合在HbHb的的Fe2+Fe2+上时，无电荷的转移）上时，无电荷的转移）PO2(PO2

34、(氧合氧合)PO2(PO2(氧离氧离)Hb+O2 Hb+O2的结合或解离曲线呈的结合或解离曲线呈S S形形 机制：与机制：与Hb Hb 的变构有关：的变构有关：氧合氧合Hb Hb 为疏松型（为疏松型（RR型）型）去氧去氧Hb Hb 为紧密型（为紧密型（TT型）型）当当O2O2与与HbHb的的Fe2+Fe2+结合结合后后Hb4Hb4个亚基间的盐键逐步断裂个亚基间的盐键逐步断裂HbHb分子由分子由TT型型RR型型（即对（即对O2 O2 的亲和力逐步的亲和力逐步）RR型型的亲的亲O2O2力为力为TT型的数百倍型的数百倍即：即：当当HbHb某亚基与某亚基与O2O2结合或解离后结合或解离后HbHb变构变

35、构其他其他亚基的亲亚基的亲O2O2力力orHb4orHb4个亚基的协同效应便呈现个亚基的协同效应便呈现S S形的氧离曲线特征。形的氧离曲线特征。（三）氧离曲线特征（三）氧离曲线特征 及生理及生理意义意义1.1.上段上段:PO28.0:PO28.013.3kPa13.3kPa （8080100mmHg100mmHg）坡度较平坦。坡度较平坦。表明：表明：PO2PO2变化大时，变化大时，血氧饱和度变化小。血氧饱和度变化小。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。高原高原(2.0KM(2.0KM的低气压的低气压),PO2),PO2明显而明显而HbHb结合结合O2O2量变化不大

36、；量变化不大；轻度呼衰病人肺泡气轻度呼衰病人肺泡气PO2PO2明显而明显而HbHb结合结合O2O2量量变化不大。变化不大。如如:2.2.中段中段:PO28.0:PO28.05.3kPa5.3kPa (40 (4080mmHg)80mmHg)坡度较陡。坡度较陡。上上中中下下 表明：表明：PO2PO2降低能促降低能促进大量氧离，血氧饱和度进大量氧离，血氧饱和度下降显著。下降显著。意义意义:维持正常时组维持正常时组织的氧供。织的氧供。因正常时组织的氧供，因正常时组织的氧供，PO2PO2在中段范围变化。在中段范围变化。表明：表明：PO2PO2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

37、。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O2O2量为量为正常时的正常时的3 3倍倍(=O2(=O2储备段储备段)。上上中中下下3.3.下段下段:PO25.3:PO25.32.0kPa2.0kPa (15 (1540mmHg)40mmHg)坡度更陡。坡度更陡。小结：小结：氧离曲线特点及其生理意义氧离曲线特点及其生理意义 P 5 0 P 5 0：指：指 P o 2 P o 2 为为26.5mmHg26.5mmHg时时HbHb氧饱和氧饱和度达到度达到50%50%。P50P50表示表示氧离曲线的正常位置。氧离曲线的正常位置。P50:P50:表明表明 Hb Hb 对对

38、o2o2的的亲和力亲和力（氧离易），需更高的（氧离易），需更高的Po2Po2才能使才能使HbHb氧饱和度氧饱和度达到达到50%50%。即曲线右移（下移）：即曲线右移（下移）：Pco2 PH2,3-DpG TPco2 PH2,3-DpG T P50:P50:表明表明 Hb Hb 对对o2o2的亲和力的亲和力（氧离难）（氧离难）,较低的较低的Po2Po2便能使便能使HbHb氧饱和度达到氧饱和度达到50%50%。即曲线左移（上移）即曲线左移（上移）:Pco2 PH 2,3-DpG :Pco2 PH 2,3-DpG （四）影响氧离曲线的因素（四）影响氧离曲线的因素TT Pco Pco 1.Pco2 P

39、H 1.Pco2 PHPco2PHPco2PH氧离曲线右移氧离曲线右移Pco2PHPco2PH氧离曲线左移氧离曲线左移 CO2+H2OHCO3-+H+H+CO2+H2OHCO3-+H+H+当当H+H+与与HbHb的某些的某些A-A-的残基基团结合，的残基基团结合，促进促进HbHb盐键形成盐键形成HbHb构型变构型变氧离氧离曲线位移。如：曲线位移。如：(1)(1)组织：组织：H+H+促进促进HbHb盐键形成盐键形成HbHb构型变为构型变为TT型型 HbHb与与o2o2亲和力亲和力氧离曲氧离曲线右移线右移氧离易。氧离易。这种酸度对这种酸度对HbHb与与o2o2亲和力的影响，称为波尔效应亲和力的影响

40、，称为波尔效应(Bohr(Bohr effect)effect)，其意义：在肺脏促进氧合在组织促进氧，其意义：在肺脏促进氧合在组织促进氧离。离。(2)(2)肺脏：肺脏：H+H+促进促进HbHb盐键断裂盐键断裂HbHb构型变为构型变为RR型型 HbHb与与o2o2亲和力亲和力氧离曲氧离曲线左移线左移氧合易。氧合易。2.2.温度温度 T T氧离曲线右移氧离曲线右移 T T氧离曲线左移氧离曲线左移 T T变化变化H+H+的活度变化的活度变化HbHb与与o2o2亲和力变化亲和力变化HbHb构型改变构型改变氧氧离曲线位移。如：离曲线位移。如：(1)T (1)TH+H+的活度的活度 Hb Hb与与o2o2

41、亲亲和力和力HbHb释放释放o2 o2 HbHb构型变为构型变为RR型型氧氧离曲线右移离曲线右移氧离易氧离易 如：组织代谢如：组织代谢局部局部 TT+CO2+CO2H+H+曲线右移曲线右移氧离易氧离易 (2)T (2)TH+H+的活度的活度HbHb与与o2o2亲和力亲和力HbHb结合结合o2 o2 HbHb构型变为构型变为TT型型氧离曲氧离曲线左移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o2o2 冬天，末梢循环冬天，末梢循环+氧离氧离难难局部红、易冻伤局部红、易冻伤3.2,3-DpG 3.2,3-DpG DpG DpG 氧离曲线氧离曲线右移右移 DpG DpG

42、氧离曲线氧离曲线左移左移 DpG DpG 能与能与HbHb结合形结合形成盐键成盐键HbHb构型变为构型变为T T型；型；DpG H+DpG H+波尔效应。波尔效应。(1)(1)高原缺氧高原缺氧 RBC RBC无氧代谢无氧代谢 DpG DpG氧离曲线右氧离曲线右移移氧离易。氧离易。注：这一效应是机体对低注：这一效应是机体对低o2o2适应的重要机制；适应的重要机制；但此时肺泡但此时肺泡Po2Po2，RBCRBC无氧代谢产生过多的无氧代谢产生过多的DpGDpG，也防碍了在肺部的氧合，故是否对机体有利尚也防碍了在肺部的氧合，故是否对机体有利尚无定论。无定论。(2)(2)大量输入冷冻血大量输入冷冻血Dp

43、GDpG氧离曲线左移氧离曲线左移氧离难。氧离难。（冷冻血冷冻血3 3周后，周后，RBCRBC无氧代谢停止无氧代谢停止DpGDpG）故：应注意缺氧。故：应注意缺氧。Pco Pco曲线左移曲线左移氧离难氧离难 coco与与HbHb亲和力亲和力 o2 o2与与HbHb亲亲和力和力 250 250 倍；倍；coco与与HbHb的结合位点与的结合位点与o2o2相同；相同；coco与与HbHb的某亚基结合后，将增的某亚基结合后，将增加其余三个亚基对加其余三个亚基对o2o2的亲和力。的亲和力。Hb Hb的的Fe2+Fe2+Fe3+:HbFe3+:Hb失去结合失去结合o2o2的能力（如亚硝酸盐）的能力（如亚硝

44、酸盐）异常异常HbHb：HbHb的运的运o2o2能力能力（如地中海贫血）（如地中海贫血）胎儿胎儿HbHb：胎儿：胎儿HbHb的的44条肽链为条肽链为2 22(2(成成人为人为2 22)2)构成，其构成，其HbHb与与o2o2亲和力成人，这与胎亲和力成人，这与胎儿所处的低氧环境是相适应的。儿所处的低氧环境是相适应的。5.Hb5.Hb本身的性质本身的性质4.Pco4.Pco三、三、CO2CO2的运输的运输(一一)物理溶解：物理溶解：5 5(二二)化学结合：化学结合：9595 HCO3-HCO3-的形式：的形式：8888(1)(1)反应过程：反应过程：CO2 CO2H2OH2O(2)(2)反应特征反

45、应特征:碳酸酐酶碳酸酐酶H2CO3H2CO3HCO3-HCO3-H+H+反应速极快且可逆，反应方向取决反应速极快且可逆，反应方向取决PCO2PCO2差；差；RBCRBC膜上有膜上有Cl-Cl-和和HCO3-HCO3-特异转运载体，特异转运载体，Cl-Cl-转移维持电平衡转移维持电平衡,促进促进CO2CO2化学结合的运输；化学结合的运输；需酶催化需酶催化:碳酸酐酶加速反应碳酸酐酶加速反应0.50.5万倍万倍,双向作双向作用；用；在在RBCRBC内反应内反应,在血浆内运输。在血浆内运输。CO2CO2的运输的运输碳酸酐酶碳酸酐酶 氨基甲酸血红蛋白的形式：氨基甲酸血红蛋白的形式：7 7 (1)(1)反

46、应过程：反应过程：HbNH2O2+H+CO2 HbNH2O2+H+CO2 (2)(2)反应特征反应特征:在组织在组织在肺脏在肺脏HHbNHCOOHHHbNHCOOHO2O2 反应迅速且可逆，无需酶催化；反应迅速且可逆，无需酶催化；CO2CO2与与HbHb的结合较为松散；的结合较为松散；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 HbO2的酸性高的酸性高,难与难与CO2CO2结合结合,反应向左进行反应向左进行 HHb HHb的酸性低的酸性低,易与易与CO2CO2结合结合,反应向右进行反应向右进行 虽不是主要运输形式虽不是主要运输形式,却是高效率运输形式，却是高效率运输形式

47、，因肺部排出的因肺部排出的CO2CO2有有2020是此释放的。是此释放的。带满带满O2O2的的HbHb仍可带仍可带CO2CO2。(三三)CO2)CO2解离曲解离曲线线 CO2 CO2解离曲解离曲线是表示血液中线是表示血液中CO2CO2含量与含量与PCO2PCO2间关系的曲线。间关系的曲线。从图中可见：从图中可见：血液中血液中CO2CO2含含量随量随PCO2PCO2的的而而，几乎成线性，几乎成线性关系关系(非非S S形曲线形曲线)，且无饱和点。，且无饱和点。V V血血A A点点CO2CO2的含量的含量为为52ml/100ml,52ml/100ml,而而A A血血B B点点CO2CO2的含量降为的

48、含量降为48ml/100ml,48ml/100ml,说明血液流经肺脏时，每说明血液流经肺脏时，每100ml100ml血液释放出血液释放出4mlCO2 4mlCO2。当血当血PO2PO2时，时，CO2 CO2解离曲线下移。解离曲线下移。为什么血为什么血PO2PO2，CO2 CO2解离曲线会下移？解离曲线会下移？这是由于这是由于O2O2与与HbHb的结合促使了的结合促使了CO2CO2的释的释放，这一效应称何尔登效应（放，这一效应称何尔登效应（Haldane Haldane effect)effect)；其机制：；其机制：HbHb与与O2O2结合后酸性增结合后酸性增强，与强，与CO2CO2的亲和力下

49、降，使结合于的亲和力下降，使结合于HbHb的的O2O2释放释放出来；出来；酸性的酸性的HbO2HbO2释放出释放出H+H+，H+H+与与HCO3-HCO3-结合成结合成H2CO3H2CO3，进一步解离成，进一步解离成CO2CO2和和H2OH2O。为什么为什么VV血血CO2CO2的含量的含量AA血？血？HHb HHb 酸性弱，与酸性弱，与CO2CO2的亲和力的亲和力高，易与高，易与CO2CO2结合，生成结合，生成HHbNHCOOHHHbNHCOOH，也容易与，也容易与H+H+结合，使结合，使H2CO3H2CO3解离过程中产生的解离过程中产生的H+H+被及时移被及时移去，有利于反应向右进行，提高去

50、，有利于反应向右进行，提高CO2CO2运输的量。运输的量。(四四)影响影响CO2运输的因素运输的因素 1.O2与与Hb结合的氧合作用对结合的氧合作用对CO2运输的影响运输的影响 HbNH2O2+H+CO2 HbO2的酸性高的酸性高,难与难与CO2结合结合,反应向左进行；反应向左进行；在组织中，在组织中，HbO2释放出释放出O2而成为而成为HHb，何，何尔登效应促使血液摄取并结合尔登效应促使血液摄取并结合CO2。HHb的酸性低的酸性低,易与易与CO2结合结合,反应向右进行；反应向右进行；在肺中，在肺中，Hb与与O2结合，促使结合，促使CO2释放。释放。CO2通过波尔效应影响通过波尔效应影响O2的