生理学课件呼吸.ppt
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- 生理学 课件 呼吸
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1、呼吸(respiration):机体与外界环境之间的气体交换过程。第五章 呼 吸呼吸(r e s p i r a t i o n):机体与外界环境之间的气体交换第五章 呼 吸第一节 肺通气第二节 肺换气和组织换气第三节 气体在血液中的运输第四节 呼吸运动的调节第五章呼吸第一节肺通气第二节肺换气和组织换气第三节气体在血液第一节 肺通气(pulmonary ventilation)(一)肺通气的动力直接动力:肺内压与大气压之间的压力差原动力:呼吸运动吸气肌收缩 胸廓扩大 肺扩张 肺内压大气压 呼气一、肺通气的原理第一节肺通气(p u l mo n a r y v e n t i l a t i o
2、 n)(吸气肌:膈肌肋间外肌呼气肌:肋间内肌腹肌辅助呼吸肌:斜角肌胸锁乳突肌胸肌背肌1.呼吸运动(respiratory movement)是指呼吸肌收缩、舒张造成的胸廓扩大和缩小。呼吸肌吸气肌:膈肌肋间外肌呼气肌:肋间内肌腹肌辅助呼吸肌:斜角肌胸(1)呼吸运动的过程1)平静呼吸时吸气运动(主动过程)膈肌和肋间外肌收缩 膈顶下降、肋骨和胸骨上举、肋骨下缘外翻 胸腔上下径、前后径、左右径胸腔容量肺被动扩张肺容积肺内压大气压外界气体进入肺泡。呼气运动(被动过程)膈肌、肋间外肌舒张 膈顶上升、肋骨和胸骨复位胸廓回位胸腔容积肺弹性回缩 肺容积肺内压并大于大气压气体由肺排出。(1)呼吸运动的过程1)平静
3、呼吸时吸气运动(主动过程)膈肌2)用力呼吸用力吸气时,辅助吸气肌也参加,胸廓容积进一步扩大。用力呼气时,除吸气肌舒张外,呼气肌也参加(肋间内肌+腹肌收缩),胸廓容积进一步缩小。特点:吸气和呼气都是主动运动。2)用力呼吸用力吸气时,辅助吸气肌也参加,胸廓容积进一步扩大生理学课件呼吸腹式呼吸和胸式呼吸腹式呼吸:膈肌活动为主胸式呼吸:肋间外肌活动为主平静呼吸和用力呼吸(2)呼吸运动的形式腹式呼吸和胸式呼吸腹式呼吸:膈肌活动为主胸式呼吸:肋间外肌2.肺内压(intrapulmonary pressure)是指肺泡内的压力。吸气胸廓扩大肺扩张肺容积肺内压大气压气体出肺肺内压渐减肺内压=大气压呼气停止2.
4、肺内压(i n t r a p u l mo n a r y p r e s s u r e)吸气初:肺内压 大气压呼气开始呼气末:肺内压=大气压呼气停止吸气初:肺内压肺自然容积;壁层胸膜紧贴于胸廓内壁,大气压对其影响极小。胸内压=肺内压 肺回缩压=大气压 肺回缩压=肺回缩压呼气末:(-5-3mmHg)吸气末:(-10-5mmHg)胸膜腔内负压的形成前提条件:有少量浆液的密闭腔;肺和胸廓胸内负压的作用:维持肺泡扩张状态,使肺随胸廓运动而运动。利于静脉血及组织液回流胸内负压的作用:维持肺泡扩张状态,使肺随胸廓运动而运动。呼吸运动(原动力)胸膜腔的存在肺随胸廓张缩而张缩建立肺内压与大气压之间的压力
5、差(直接动力)肺通气小结:呼吸运动(原动力)胸膜腔的存在肺随胸廓张缩而张缩建立肺内压弹性阻力(70%,静态阻力):肺、胸廓(二)肺通气的阻力非弹性阻力(30%,动态阻力):气道阻力、惯性阻力、粘滞阻力弹性阻力(7 0%,静态阻力):肺、胸廓(二)肺通气的阻力非弹1.弹性阻力(R)和顺应性(C)弹性阻力:物体对抗外力作用引起变形的力。顺 应 性:弹性组织在外力作用下的可扩展性。CV/P顺应性与弹性阻力成反变关系:C=1 R肺顺应性(CL)肺容积的变化(V)跨肺压的变化(P)(1)肺的弹性阻力和顺应性1.弹性阻力(R)和顺应性(C)弹性阻力:物体对抗外力作用引肺弹性阻力的来源肺本身的弹性回缩力(弹
6、性纤维及胶原纤维)占1/3肺扩张肺弹性纤维,胶原纤维被牵拉肺的弹性回缩力弹性阻力肺顺应性液气界面表面张力 占2/3肺弹性阻力的来源肺本身的弹性回缩力(弹性纤维及胶原纤维)占根据Laplace定律:P(N/m2)肺泡液-气界面的压强(P):与表面张力系数(T)成正比与肺泡半径(r)成反比。2T(N/m)r(m)液气界面表面张力的作用根据L a p l a c e 定律:P(N/m2)生理学课件呼吸表面活性物质(pulmonary surfactant)由肺泡型细胞产生,主要成分是 二棕榈酰卵磷脂(DPPC)和表面活性物质结合蛋白(SP)。作用降低表面张力。表面活性物质(p u l mo n a
7、r y s u r f a c t a n t)由肺肺泡表面活性物质作用:降低肺泡液气界面表面张力生理意义:维持大小肺泡容积稳定(小肺泡DPPC 密度大,降T较大)减小肺间质和肺内的组织液生成,防止肺水肿的发生。降低吸气阻力,减少吸气做功。(吸)气肺泡表面积DPPC(分散)降表面张力的作用肺泡表面张力肺泡(回缩)防肺泡(破裂)(萎陷)(呼)()(密集)()()(扩张)临床:成人肺炎、肺血栓等表面活性物质肺不张。67个月胎儿才开始分泌表面活性物质,故早产儿可因缺乏表面活性物质而发生肺不张和新生儿肺透明膜病呼吸窘迫综合征。肺泡表面活性物质作用:降低肺泡液气界面表面张力生理意义:(2)胸廓的弹性阻力
8、和顺应性肺容量=67%肺总量时 不表现出弹性阻力肺容量 67%肺总量时 弹性阻力向内呼气动力;吸气阻力1)胸廓的弹性阻力(2)胸廓的弹性阻力和顺应性肺容量=6 7%肺总量时不表现出肥胖、胸廓畸形胸膜增厚胸廓顺应性腹内占位病变2)胸廓顺应性CchwV(胸腔容积)P(跨胸壁压)肥胖、胸廓畸形胸膜增厚胸廓顺应性 腹内占位病变2)胸廓顺应性(3)肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性1CLchw=+11CLCchw(3)肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性1 C L c h w=+1 1 C L2.非弹性阻力惯性阻力粘滞阻力气道阻力(8090%)2.非弹性阻力惯性阻力粘滞阻力气道阻力(8 0 9 0%)气道阻力?流速快
9、、湍流、管径小气道阻力大?流速慢、层流、管径大气道阻力小气道阻力?流速快、湍流、管径小气道阻力大?流速慢、层流、管径影响气道管径的主要因素(1)跨壁压(2)肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用(3)自主神经对气道平滑肌舒缩活动的调节(4)化学因素的影响影响气道管径的主要因素(1)跨壁压(2)肺实质对气道壁的外向二、肺通气功能的评价二、肺通气功能的评价(一)肺容积和肺容量(1)潮气量(tidal volume,TV)400 600ml(2)补吸气量(inspiratory reserve volume,IRV)15002000ml(3)补呼气量(expiratory reserve volume,
10、ERV)900 1200ml(4)余气量(residual volume,RV)10001500ml1.肺容积(pulmonary volume)(一)肺容积和肺容量(1)潮气量(t i d a l v o l u me,2.肺容量(pulmonary capacity)尽力吸气后,从肺内所能呼出的最大气体量。男性均约3500ml,女性均约2500ml意义:反映肺一次通气的最大能力(1)深吸气量(inspiratory capacity,IC)(2)功能余气量(functional residual capacity,FRC)(3)肺活量(vital capacity,VC)用力肺活量(for
11、ced vital capacity,FVC)一次最大吸气后,尽力尽快呼气所能呼出的最大气体量。2.肺容量(p u l mo n a r y c a p a c i t y)尽力吸气后用力呼气量(forced expiratory volume,FEV)一次最大吸气后,尽力尽快呼气,第1、2、3 秒末呼出气量。FEV/FVC 100%(4)肺总量(total lung capacity,TLC)肺所能容纳的最大气体量。用力呼气量(f o r c e d e x p i r a t o r y v o l u m(二)肺通气量和肺泡通气量1.肺通气量(pulmonary ventilation)
12、每分钟吸入或呼出的气体总量,6 9L。最大随意通气量:在尽力作深、快呼吸时,每分钟所能吸入或呼出的最大气体量。150L反映通气的贮备能力,正常值应 93%。通气储量百分比最大通气量每分平静通气量最大通气量 100(二)肺通气量和肺泡通气量1.肺通气量(p u l mo n a r y 2、无效腔和肺泡通气量解剖无效腔 肺泡无效腔生理无效腔肺泡通气量:每分钟吸入肺泡的新鲜空气量。=(潮气量 无效腔气量)呼吸频率2、无效腔和肺泡通气量解剖无效腔肺泡无效腔生理无效腔肺泡呼吸频率潮气量肺通气量 肺泡通气量(次/min)(ml)(ml/min)(ml/min)16 500 8000 56008 1000
13、 8000 680032 250 8000 3200不同呼吸频率和潮气量时的肺通气量和肺泡通气量深慢呼吸利于气体交换呼吸频率潮气量肺通气量肺泡通气量(次/mi n)(ml)(ml(四)呼吸功(work of breathing)(三)最大呼气流速容积曲线正常人和小气道阻塞患者的最大呼气流速-容积曲线(四)呼吸功(w o r k o f b r e a t h i n g)(三)最大一、肺换气和组织换气的基本原理第二节 肺换气和组织换气扩散距离分子量平方根分压差温度扩散面积溶解度D=(一)气体的扩散形式:气体单纯扩散动力:气体分压(张力)差一、肺换气和组织换气的基本原理第二节肺换气和组织换气扩散
14、距离O2、CO2扩散速率(D)的比较分子量 血浆溶解度 肺泡气A血V血DO232 21.4 13.9 13.3 5.3 1CO244 515.0 5.3 5.3 6.1 2(ml/L)(KPa)(KPa)(KPa)?扩散系数:溶解度与分子量平方根之比;?扩散系数:CO2 20 O2分 压 差:O2 10 CO2O 2、C O 2 扩散速率(D)的比较(二)呼吸气体和人体不同部位气体的分压各种气体分压差(单位:mmHg)空气肺泡气动脉血静脉血组织Po2158.4 103.4 100 40 30PCO2 0.3 40.3 40 46 50肺换气组织换气(二)呼吸气体和人体不同部位气体的分压各种气体
15、分压差(单位:二、肺换气(一)肺换气过程单位:mmHg气体交换肺部:肺泡气中O2的分压大于肺毛细血管O2的分压,O2进入血管.肺泡气中CO2的分压小于肺毛细血管CO2的分压,CO2进入肺泡.组织:组织中O2的分压小于毛细血管O2的分压,O2进入组织.组织中CO2的分压大于毛细血管CO2的分压,CO2进入血管.二、肺换气(一)肺换气过程单位:mmH g 气体交换肺部:肺0.3s达到平衡,相当于血液流经肺毛细血管全长(0.7s)约1/3时已基本完成交换过程70m2,安静状态下约40 m2减少因素:肺不张、肺实变、肺气肿或肺毛细管关闭或阻塞2.呼吸膜面积呈正变关系总面积 7 0 m2,安静状态下约4
16、3.通气/血流比值?每分肺泡通气量(VA)和每分肺血流量(Q)之间的比值?正常值:4.2/5=0.84?VA/Q肺通气或肺血流增大生理无效腔换气效率(如心衰、肺动脉栓塞、肺气肿)?VA/Q肺通气增大功能性A-V短路换气效率(如支哮、支气管栓塞、肺气肿)3.通气/血流比值?每分肺泡通气量(V A)和每分肺血流量(Q?VA/Q改变主要引起缺O2,CO2潴留少见 动静脉血液之间O2分压差远大于CO2分压差,所以动静脉短路时,动脉血 PO2下降程度大于PCO2升高程度 CO2扩散速度较O2快 由于O2解离曲线和CO2解离曲线的不同,通气量增加,无助于改善缺 O2?V A/Q 改变主要引起缺O 2,C
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