生理课程之呼吸系统-课件.ppt

1、本章主要内容本章主要内容1.1.肺通气肺通气:呼吸过程中胸内压、肺内压的变化呼吸过程中胸内压、肺内压的变化,肺肺泡表面活性物质的作用泡表面活性物质的作用2.2.肺换气和组织换气肺换气和组织换气:原理原理,影响肺换气的因素影响肺换气的因素3.3.气体在血液中的运输气体在血液中的运输:O O2 2运输形式运输形式,特点特点,氧解离氧解离曲线的意义及影响因素曲线的意义及影响因素;COCO2 2的运输形式的运输形式4.4.呼吸运动的调节呼吸运动的调节:COCO2 2、H H+和低和低O O2 2对呼吸运动的对呼吸运动的调节调节第一节第一节 肺通气肺通气一、肺通气的原理一、肺通气的原理呼吸肌呼吸肌收缩收

2、缩/舒张舒张胸廓容胸廓容积扩大积扩大/缩小缩小肺容积肺容积扩大扩大/缩缩小小肺内压与肺内压与大气压的大气压的压力差压力差气体进气体进出肺出肺原动力直接动力 肺通气的动力：呼吸运动肺通气的动力：呼吸运动 肺通气的阻力：弹性阻力肺通气的阻力：弹性阻力（肺、胸廓）（肺、胸廓）非弹性阻力非弹性阻力（气道阻力、惯性阻力、组（气道阻力、惯性阻力、组 织粘滞阻力）织粘滞阻力）1.1.呼吸运动的形式呼吸运动的形式（1 1）平静呼吸和用力呼吸平静呼吸和用力呼吸 平静呼吸：吸气平静呼吸：吸气主动，呼气主动，呼气被动被动 用力呼吸：吸气用力呼吸：吸气主动，呼气主动，呼气主动主动（2 2）胸式呼吸和腹式呼吸胸式呼吸和

3、腹式呼吸2.2.肺内压肺内压 呼吸过程中肺内压的变化呼吸过程中肺内压的变化初初中中末末吸气吸气（大气压）大气压）最高最高大气压大气压3.3.胸膜腔内压（胸内压、胸膜腔负压）胸膜腔内压（胸内压、胸膜腔负压）（1 1）胸膜腔的结构特点胸膜腔的结构特点 密闭性密闭性 脏层和壁层之间有少量浆液脏层和壁层之间有少量浆液 作用：润滑作用作用：润滑作用 使两层胸膜贴附在一起使两层胸膜贴附在一起,不易分开不易分开 肺容积随胸廓运动而改变肺容积随胸廓运动而改变（2 2）胸膜腔内压的测量方法胸膜腔内压的测量方法 直接法直接法 间接法间接法食道内压食道内压2（3 3）呼吸过程中呼吸过程中胸膜腔内压胸膜腔内压的变化的

4、变化 吸气吸气:胸胸膜腔膜腔内负压内负压,吸气末胸吸气末胸膜腔膜腔内负压内负压 达最大值达最大值 呼气呼气:胸胸膜腔膜腔内负压内负压（4 4）胸膜腔内压胸膜腔内压的形成的形成 胎儿发育过程中胎儿发育过程中,胸廓生长速度大于肺生长速胸廓生长速度大于肺生长速度度胸廓自然容积肺自然容积。出生后胸廓自然容积肺自然容积。出生后,胸廓由胸廓由于弹性而向外扩，肺被动扩张于弹性而向外扩，肺被动扩张肺容积肺自然肺容积肺自然容积容积肺弹性回缩，产生向内的回缩压。肺弹性回缩，产生向内的回缩压。因此，因此，胸膜腔内压是胸膜腔内压是作用在胸膜腔内的两种作用在胸膜腔内的两种3 方向相反的力（肺内压和肺弹性回缩压）的代方向

5、相反的力（肺内压和肺弹性回缩压）的代 数和。数和。胸膜腔内压肺内压胸膜腔内压肺内压肺弹性回缩压肺弹性回缩压 肺弹性回缩压肺弹性回缩压 吸气时肺扩张程度吸气时肺扩张程度回缩力回缩力胸膜腔内负胸膜腔内负 压压；呼气时肺扩张程度；呼气时肺扩张程度回缩力回缩力胸膜胸膜 腔内负压腔内负压 胸膜腔的密闭性是形成和维持胸膜腔内负压胸膜腔的密闭性是形成和维持胸膜腔内负压 的必要前提的必要前提 气胸气胸 2（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力1.1.弹性阻力和顺应性弹性阻力和顺应性 弹性阻力弹性阻力:物体在外力作用下变形时物体在外力作用下变形时,对抗变对抗变形和自动回位的能力形和自动回位的能力（5 5）胸内负压

6、的生理意义）胸内负压的生理意义 使肺保持扩张状态使肺保持扩张状态,并随胸廓运动而张缩并随胸廓运动而张缩 促进血液和淋巴液回流促进血液和淋巴液回流 顺应性顺应性:在外力作用下在外力作用下,弹性组织的可扩张性弹性组织的可扩张性 C C C C容积变化容积变化(V)V)压力变化压力变化(P)P)（1 1）肺的弹性阻力和顺应性）肺的弹性阻力和顺应性肺顺应性（肺顺应性（C CL L）肺容积变化（肺容积变化（V V）跨肺压变化跨肺压变化(P)P)正常值正常值 0.2 0.2L/cmHL/cmH2 2O O 1)1)肺的静态顺应性曲线肺的静态顺应性曲线 肺压力肺压力-容积曲线容积曲线1比顺应性比顺应性平静呼

7、吸时测得的肺顺应性平静呼吸时测得的肺顺应性肺的功能残气量肺的功能残气量 2 2）比顺应性比顺应性 3 3）肺弹性阻力的来源）肺弹性阻力的来源 肺组织本身的弹性纤维和胶原纤维所产生肺组织本身的弹性纤维和胶原纤维所产生 的弹性回缩力的弹性回缩力(占肺总弹性回缩力的占肺总弹性回缩力的1/3)1/3)肺泡表面张力肺泡表面张力(占肺总弹性回缩力的占肺总弹性回缩力的2/3)2/3)肺泡表面张力肺泡表面张力 表面张力表面张力:在液在液-气界面液体分子之间的吸引气界面液体分子之间的吸引 力使液体表面缩小的力力使液体表面缩小的力,称为表面张力称为表面张力 肺泡表面张力形成向肺泡中心的回缩力（回肺泡表面张力形成向

8、肺泡中心的回缩力（回 缩压），使肺泡趋于缩小，是吸气的阻力，缩压），使肺泡趋于缩小，是吸气的阻力，呼气的动力。呼气的动力。肺泡表面张力对呼吸的影响肺泡表面张力对呼吸的影响 肺泡内压不稳定肺泡内压不稳定 根据根据LaplaceLaplace定律定律 P PT Tr r，将引起将引起 吸气时肺泡吸气时肺泡rr回缩力回缩力肺泡较大时有破肺泡较大时有破 裂的可能，呼气时肺泡裂的可能，呼气时肺泡rr回缩力回缩力肺泡肺泡 不断缩小直至萎陷；以及大小肺泡之间不稳定。不断缩小直至萎陷；以及大小肺泡之间不稳定。易产生肺水肿易产生肺水肿 肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质 肺泡肺泡型上皮细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂型上

9、皮细胞分泌的二棕榈酰卵磷脂 (DPLDPL)和表面活性物质结合蛋白和表面活性物质结合蛋白（SPSP）作用作用:降低肺泡表面张力降低肺泡表面张力 生理意义：生理意义：调节肺泡表面张力调节肺泡表面张力,维持肺泡的稳定性维持肺泡的稳定性减少肺间质和肺泡内组织液生成减少肺间质和肺泡内组织液生成,防止肺水防止肺水 肿发生肿发生 吸气阻力吸气阻力 新生儿呼吸窘迫综合征新生儿呼吸窘迫综合征 肺弹性阻力肺弹性阻力（肺充血、肺泡表面活性物质（肺充血、肺泡表面活性物质等）等）肺顺应性肺顺应性吸气困难吸气困难 肺弹性阻力肺弹性阻力（肺气肿等）（肺气肿等）肺顺应性肺顺应性呼气呼气困难困难（2 2）胸廓弹性阻力和顺应性

10、胸廓弹性阻力和顺应性 1)1)胸廓弹性阻力的来源：胸廓的弹性成分胸廓弹性阻力的来源：胸廓的弹性成分 2)2)胸廓弹性阻力的特点胸廓弹性阻力的特点胸廓的位置胸廓的位置弹性阻力的方向弹性阻力的方向 作用作用胸廓处于自然位置胸廓处于自然位置 无弹性阻力无弹性阻力胸廓自然位置胸廓自然位置弹性阻力向内弹性阻力向内吸气的阻力吸气的阻力,呼呼气的动力气的动力胸廓自然位置胸廓自然位置弹性阻力向外弹性阻力向外吸气的动力吸气的动力,呼呼气的阻力气的阻力 3)3)胸廓的顺应性胸廓的顺应性胸廓顺应性胸廓顺应性(Cchw)胸廓容积变化（胸廓容积变化（V V）跨胸壁压变化跨胸壁压变化(P)P)正常值正常值 0.2 0.2

11、 L/cmHL/cmH2 2O O(4)(4)肺和胸廓的总顺应性肺和胸廓的总顺应性 1 1C CL+chwL+chw1 1C CL L+1 1C Cchwchw0.20.2+0.1 0.1 L/cmHL/cmH2 2O O2.2.非弹性阻力非弹性阻力（1 1）惯性阻力）惯性阻力:气体在发动、变速、转向时的气气体在发动、变速、转向时的气 流惯性和组织惯性阻止呼吸运动的力流惯性和组织惯性阻止呼吸运动的力（2 2）黏滞阻力）黏滞阻力:呼吸时器官组织相对位移产生的呼吸时器官组织相对位移产生的 摩檫力摩檫力（3 3）气道阻力气道阻力(约占非弹性阻力的约占非弹性阻力的808090%):90%):气体气体

12、在呼吸道内流动时在呼吸道内流动时,气体分子之间及气体与气体分子之间及气体与 气道壁之间的摩檫力气道壁之间的摩檫力 影响气道阻力的因素影响气道阻力的因素 气流的形式气流的形式:层流阻力层流阻力湍流阻力湍流阻力 气流的速度气流的速度 气道的管径气道的管径:R1/rR1/r4 4 影响气道管径的因素影响气道管径的因素:跨壁压：气道内压力跨壁压：气道内压力管径扩大管径扩大阻阻 力力 肺泡壁弹性纤维对小气道壁的牵引作用肺泡壁弹性纤维对小气道壁的牵引作用 自主神经的调节作用自主神经的调节作用:交感神经交感神经气道平滑肌舒张气道平滑肌舒张管径管径阻阻 力力；副交感神经作用相反副交感神经作用相反 化学因素化学

13、因素:气道平滑肌舒张气道平滑肌舒张:CACA，PGEPGE2 2 气道平滑肌收缩气道平滑肌收缩:PGFPGF22,组胺组胺,白三烯白三烯,COCO2 2,内皮素等内皮素等 二、肺通气功能的指标二、肺通气功能的指标（一）（一）肺容积和肺容积和肺容量肺容量 1.1.肺容积肺容积 （1 1）潮气量潮气量(tidal volume)tidal volume)（2 2）补吸气量补吸气量 （3 3）补呼气量）补呼气量 （4 4）残气量）残气量 2.2.肺容量肺容量 （1 1）深吸气量）深吸气量 （2 2）功能残气量）功能残气量 （3 3）肺活量、用力肺活量和用力呼气量肺活量、用力肺活量和用力呼气量 肺活量

14、（肺活量（vital capacityvital capacity）用力肺活量用力肺活量（FVCFVC）用力呼气量用力呼气量（FEVFEV）:在测定用力肺活量的基础在测定用力肺活量的基础 上上,分别测定呼气最初分别测定呼气最初1 1s s、2s2s、3s3s内呼出的气内呼出的气 体量（体量（FEVFEV1 1、FEVFEV2 2、FEVFEV3 3），），并以它们分别占并以它们分别占 FVC FVC的百分数表示。的百分数表示。正常值：正常值：FEVFEV1 1约约83%83%、FEVFEV2 2约约96%96%、FEVFEV3 3约约99%99%（4 4）肺总量肺总量（二）（二）肺通气量和肺通

15、气量和肺泡通气量肺泡通气量 1.1.肺通气量肺通气量 肺通气量潮气量呼吸频率肺通气量潮气量呼吸频率 500 500mlml(121218)18)次次/minmin6 69 L/min9 L/min 最大最大(随意随意)通气量：通气量：7070120 120 L/minL/min 通气储量百分比：通气储量百分比：最大通气量平静时每分通气量最大通气量平静时每分通气量最大通气量最大通气量100%100%正常值正常值93%93%2.2.肺泡通气量肺泡通气量 解剖无效腔解剖无效腔(150(150 ml)ml)肺泡无效腔肺泡无效腔 肺泡通气量肺泡通气量(潮气量无效腔气量潮气量无效腔气量)呼吸频率呼吸频率

16、肺泡气体更新率肺泡气体更新率=肺泡气体更新率约肺泡气体更新率约1/71/7生理无效腔生理无效腔100%100%(潮气量无效腔气量潮气量无效腔气量)功能残气量功能残气量潮气潮气量量(ml)ml)无效腔无效腔气量气量(ml)ml)呼吸频呼吸频率率(次次/min)min)肺通气量肺通气量(ml/min)ml/min)肺泡通气肺泡通气量量(ml/min)ml/min)对照对照50050015015016168000800056005600浅快呼吸浅快呼吸25025015015032328000800032003200深慢呼吸深慢呼吸100010001501508 88000800068006800呼吸

17、频率和幅度对肺通气量和肺泡通气量的影响呼吸频率和幅度对肺通气量和肺泡通气量的影响第二节第二节 肺换气和组织换气肺换气和组织换气一、肺换气和组织换气的基本原理一、肺换气和组织换气的基本原理（一）肺换气和组织换气以气体扩散形式进行（一）肺换气和组织换气以气体扩散形式进行 影响气体扩散速率的因素影响气体扩散速率的因素：1.1.气体的分压差气体的分压差 气体的分压差气体的分压差(P)P)是气体扩散的动力是气体扩散的动力,决定决定 扩散的方向和速率扩散的方向和速率 2.2.气体的分子量和溶解度（扩散系数）气体的分子量和溶解度（扩散系数）扩散速率与气体分子量的平方根扩散速率与气体分子量的平方根(MW)MW

18、)成反成反 比，与溶解度比，与溶解度(S)S)成正比成正比 扩散系数扩散系数S/S/MW MW 3.3.扩散面积和距离扩散面积和距离 扩散速率与扩散面积扩散速率与扩散面积(A)A)成正比成正比,与扩散距离与扩散距离 (d)d)成反比成反比 4.4.温度温度 扩散速率与温度扩散速率与温度(T)T)成正比成正比 扩散速率扩散速率(D)D)P.T.A.SP.T.A.Sd.d.MWMW二、肺换气二、肺换气（一）肺换气的过程（一）肺换气的过程（二）（二）影响肺换气的因素影响肺换气的因素 1.1.呼吸膜的面积和厚度呼吸膜的面积和厚度 肺不张、肺实变、肺气肿、肺毛细血管阻塞肺不张、肺实变、肺气肿、肺毛细血管

19、阻塞 等等呼吸膜的面积（扩散面积）呼吸膜的面积（扩散面积）肺换气肺换气 效率效率肺纤维化、肺水肿等肺纤维化、肺水肿等呼吸膜厚度（扩散距呼吸膜厚度（扩散距 离）离）肺换气效率肺换气效率 2.2.通气通气/血流比值血流比值(1)(1)每分肺泡通气量每分肺泡通气量(V VA A)/)/每分肺血流量每分肺血流量(Q)Q)V VA A/Q/Q 正常值正常值 4.2/5 4.2/50.840.84 V VA A/Q/Q表示肺泡无效腔表示肺泡无效腔 V VA A/Q/Q表示存在功能性动表示存在功能性动-静脉短路静脉短路 V VA A/Q/Q不匹配不匹配肺换气效率肺换气效率机体缺机体缺O O2 2和和COCO

20、2 2 潴留潴留,主要是缺主要是缺O O2 2(2)(2)V VA A/Q/Q 的区域性差异的区域性差异（三）肺扩散容量（三）肺扩散容量 定义：某气体在定义：某气体在1 1mmHgmmHg的分压差下的分压差下,每分钟通过每分钟通过呼吸膜的量呼吸膜的量(ml)ml)D DL LV VP PA AP PC CCOCO2 2的的D DL L为为O O2 2的的2020倍倍三、组织换气三、组织换气（一）组织换气的过程（一）组织换气的过程（二）影响组织换气的因素（二）影响组织换气的因素 1.1.细胞与毛细血管之间的距离细胞与毛细血管之间的距离 组织水肿组织水肿气体扩散距离气体扩散距离组织换气量组织换气量

21、 2.2.组织代谢水平组织代谢水平 代谢水平代谢水平局部局部POPO2 2、PCOPCO2 2组织换气量组织换气量 3.3.毛细血管的血流速度毛细血管的血流速度 血流速度过快或过慢血流速度过快或过慢组织换气量组织换气量2第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输一、气体在血液中存在的形式一、气体在血液中存在的形式O O2 2、COCO2 2血液 物理溶解物理溶解 化学结合化学结合气体的物理溶解是化学结合和释放的必需步骤，溶解的气气体的物理溶解是化学结合和释放的必需步骤，溶解的气体量取决于该气体的分压和溶解系数体量取决于该气体的分压和溶解系数二、氧的运输二、氧的运输 物理溶解物理溶解 1

22、.5%1.5%化学结合（化学结合（HbOHbO2 2）98.5%98.5%（一）（一）O O2 2与血红蛋白与血红蛋白(Hemoglobin,HbHemoglobin,Hb)结合的特征结合的特征 1.1.反应迅速、可逆，不需酶催化，反应方向取反应迅速、可逆，不需酶催化，反应方向取 决于决于POPO2 2的高低的高低 2.2.该反应是氧合反应该反应是氧合反应,不是氧化反应不是氧化反应 3.1 3.1分子分子HbHb可结合可结合4 4分子分子O O2 2(1(1gHbgHb可结合最大可结合最大O O2 2量量 为为1.34 1.34 ml)ml)O O2 2+HbHbPOPO2 2高（肺）高（肺）

23、POPO2 2低（组织）低（组织）HbOHbO2 2 HbHb的氧容量的氧容量（血氧容量）（血氧容量）：100100mlml血液中的血液中的HbHb 能结合的最大能结合的最大O O2 2量量 HbHb的氧含量的氧含量（血氧含量）：（血氧含量）：100100mlml血液中的血液中的HbHb 实际结合的实际结合的O O2 2量量 HbHb的氧饱和度的氧饱和度（血氧饱和度）：（血氧饱和度）：（HbHb的氧含量的氧含量 /HbHb的氧容量）的氧容量）100%100%血液中去氧血液中去氧Hb5g/100 mlHb5g/100 ml血液血液发绀发绀 4.4.Hb 1Hb 1个亚单位与个亚单位与O O2 2

24、结合或解离发生变构效应，结合或解离发生变构效应，引起引起HbHb与与O O2 2亲和力改变，促进其他亚单位与亲和力改变，促进其他亚单位与O O2 2 结合或解离结合或解离 Hb HbO Hb HbO2 2 （紧密型，（紧密型，T T型）型）（疏松型，（疏松型，R R型）型）（二）氧解离曲线（二）氧解离曲线 反映反映POPO2 2与与HbHb氧饱和度的关系氧饱和度的关系 1.1.曲线的特点曲线的特点:S S型型 2.2.曲线各段的特点和功能意义曲线各段的特点和功能意义 (1)(1)曲线上段曲线上段(POPO2 2 60 60100100mmHg)mmHg)特点：平坦。在此范围内，特点：平坦。在此

25、范围内，POPO2 2变化对变化对HbHb的氧的氧 饱和度影响不大。饱和度影响不大。意义：反映意义：反映HbHb与与O O2 2结合情况。吸入气结合情况。吸入气POPO2 2在此在此 范围内变动，血液仍可结合足够的范围内变动，血液仍可结合足够的O O2 2量量 供机体利用。供机体利用。(2)(2)曲线中段曲线中段(POPO2 24 40 06060mmHgmmHg)特点：斜率较大。特点：斜率较大。POPO2 2轻度变化使轻度变化使HbHb的氧饱和的氧饱和 度发生较大变化。度发生较大变化。意义：反映意义：反映HbOHbO2 2释放释放O O2 2的情况。动脉血流经的情况。动脉血流经 PO PO2

26、 2较低的组织时，较低的组织时，HbOHbO2 2释放大量释放大量O O2 2供供 组织利用。组织利用。(3)(3)曲线下段曲线下段(POPO2 24 40 06060mmHgmmHg)2 特点：斜率最大。特点：斜率最大。POPO2 2稍有稍有,HbHb的氧饱和度大的氧饱和度大 幅度幅度。意义：反映意义：反映HbOHbO2 2释放释放O O2 2的情况。在组织活动的情况。在组织活动 时，动脉血可释放出更多时，动脉血可释放出更多的的O O2 2供组织所供组织所 需。同时也反映血液的需。同时也反映血液的O O2 2储备能力。储备能力。3.3.影响氧解离曲线的因素影响氧解离曲线的因素（1 1）PHP

27、H、PCOPCO2 2、温度温度、2,3-2,3-DPGDPG：曲线右曲线右 移移（P P5050，表示表示HbHb与与O O2 2亲和力亲和力）PHPH、PCOPCO2 2、温度温度、2,3-2,3-DPGDPG：曲线左曲线左 移（移（P P5050，表示，表示HbHb与与O O2 2亲和力亲和力）波尔效应波尔效应(Bohr effect)Bohr effect)：H H+对对HbHb与与O O2 2亲和力亲和力的影响（的影响（H H+HbHb与与O O2 2亲和力亲和力；H H+HbHb与与O O2 2亲亲和力和力）波尔效应的生理意义：在组织，促进波尔效应的生理意义：在组织，促进HbOHb

28、O2 2解离解离；在肺，促进；在肺，促进HbHb与与O O2 2结合。结合。（2 2）其他因素其他因素 Hb Hb的的FeFe2+2+FeFe3+3+，无无O O2 2结合能力结合能力 COCO中毒：中毒：妨碍妨碍HbHb与与O O2 2结合和解离结合和解离三、三、COCO2 2的运输的运输（一）（一）COCO2 2的运输形式的运输形式 1.1.物理溶解物理溶解(5%)(5%)2.2.化学结合化学结合(95%)(95%)(1)(1)碳酸氢盐形式碳酸氢盐形式(88%)(88%)COCO2 2+H+H2 2O O碳酸酐酶碳酸酐酶H H2 2COCO3 3HCOHCO3 3-+H+H+特点：迅速、可

29、逆特点：迅速、可逆 酶促反应。酶促反应。RBCRBC内有丰富的碳酸酐酶，内有丰富的碳酸酐酶，使反应加快使反应加快50005000倍倍 伴有氯转移伴有氯转移(2)(2)氨基甲酸血红蛋白形式氨基甲酸血红蛋白形式(7%)(7%)HbNHHbNH2 2O O2 2+CO+CO2 2HbNHCOOH+OHbNHCOOH+O2 2在组织在组织在肺在肺 特点特点:迅速、可逆迅速、可逆,无需酶催化无需酶催化 HbHb的氧合作用调节反应的方向的氧合作用调节反应的方向(二二)COCO2 2解离曲线解离曲线 特点特点:1.1.血液血液COCO2 2含量与含量与PCOPCO2 2成正变关系成正变关系,无饱和现象无饱和

30、现象 2.2.曲线水平受血液曲线水平受血液POPO2 2影响影响 何尔登效应何尔登效应（Haldane effectHaldane effect）:O:O2 2对对HbHb与与COCO2 2亲和力的影响亲和力的影响(HbOHbO2 2对对COCO2 2亲和力亲和力;去氧去氧HbHb对对COCO2 2亲亲和力和力)何尔登效应的生理意义：在肺部，何尔登效应的生理意义：在肺部，HbHb与与O O2 2结合结合促进促进COCO2 2释放；在组织，释放；在组织，HbHb与与O O2 2解离促进与解离促进与COCO2 2结合结合(三三)O O2 2和和COCO2 2运输的关系运输的关系在组织在组织:在肺部

31、：在肺部：波尔效应波尔效应PCOPCO2 2HbHb对对O O2 2亲和力亲和力，HbOHbO2 2解离释放解离释放O O2 2何尔登效应何尔登效应去氧去氧HbHb对对COCO2 2亲和力亲和力，血液，血液COCO2 2运输量运输量波尔效应波尔效应血液血液PCOPCO2 2HbHb对对O O2 2亲和力亲和力，HbOHbO2 2何尔登效应何尔登效应HbHbO O2 2对对COCO2 2亲和力亲和力 COCO2 2释放释放第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节 呼吸运动有自主的节律性活动，又有随意的呼呼吸运动有自主的节律性活动，又有随意的呼吸调节和反射性调节吸调节和反射性调节一、呼吸中枢与呼

32、吸节律的形成一、呼吸中枢与呼吸节律的形成（一）呼吸中枢（一）呼吸中枢1.1.脊髓脊髓 颈段颈段3 35 5前角运动神经元前角运动神经元膈肌膈肌 胸段前角运动神经元胸段前角运动神经元肋间肌、腹肌肋间肌、腹肌2.2.低位脑干低位脑干 三级呼吸中枢假说：三级呼吸中枢假说：脑桥上部脑桥上部呼吸调整中枢呼吸调整中枢 脑桥中、下部脑桥中、下部“长吸中枢长吸中枢”延髓延髓基本中枢基本中枢（1 1）延髓）延髓 背侧呼吸群（背侧呼吸群（DRGDRG）主要为吸气神经元主要为吸气神经元脊髓颈、胸段的膈肌、肋间外肌脊髓颈、胸段的膈肌、肋间外肌运动神经元运动神经元吸气吸气 腹侧呼吸群（腹侧呼吸群（VRGVRG）尾段：主

33、要为呼气神经元尾段：主要为呼气神经元脊髓胸段的肋间内肌、腹脊髓胸段的肋间内肌、腹肌运动神经元肌运动神经元主动呼气主动呼气 中段：主要为吸气神经元中段：主要为吸气神经元脊髓颈、胸段的膈肌、肋间脊髓颈、胸段的膈肌、肋间外肌运动神经元外肌运动神经元吸气吸气 头段：包钦格复合体头段：包钦格复合体(Botzinger complex)Botzinger complex)主要为呼气主要为呼气 神经元神经元抑制抑制DRGDRG吸气神经元吸气神经元 前包钦格复合体可能是呼吸节律起源的关键部位前包钦格复合体可能是呼吸节律起源的关键部位（2 2）脑桥）脑桥 臂旁内侧核和臂旁内侧核和Kolliker-FuseKol

34、liker-Fuse核（核（PBKFPBKF核群）调节延髓核群）调节延髓呼吸神经核团的活动，吸气呼吸神经核团的活动，吸气呼气呼气3.3.高位中枢高位中枢 大脑皮层：随意的呼吸调节大脑皮层：随意的呼吸调节（二）呼吸节律的形成（二）呼吸节律的形成1.1.起步神经元学说起步神经元学说:延髓前包钦格复合体可能是呼延髓前包钦格复合体可能是呼吸节律起源的关键部位吸节律起源的关键部位2.2.神经元网络学说神经元网络学说二、呼吸运动的反射性调节二、呼吸运动的反射性调节（一）化学感受性反射（一）化学感受性反射1.1.化学感受器化学感受器（1 1）外周化学感受器：颈动脉体和主动脉体外周化学感受器：颈动脉体和主动脉

35、体 适宜刺激：血液适宜刺激：血液POPO2 2、PCOPCO2 2、H H+（2 2）中枢化学感受器）中枢化学感受器:延髓腹外侧浅表部位延髓腹外侧浅表部位 适宜刺激适宜刺激:脑脊液和局部脑组织细胞外液中脑脊液和局部脑组织细胞外液中 的的H H+血液中的血液中的H H+不易通过血不易通过血-脑屏障脑屏障 血液中血液中COCO2 2易通过血易通过血-脑屏障脑屏障,进入脑脊液或进入脑脊液或 脑组织，脑组织，COCO2 2+H+H2 2OHOH2 2COCO3 3HCOHCO3 3-+H+H+；而且中枢而且中枢 化学感受器对化学感受器对H H+敏感性高，因此敏感性高，因此血液血液PCOPCO2 2变化

36、变化 主要通过中枢化学感受器起作用主要通过中枢化学感受器起作用。但脑脊液。但脑脊液 中碳酸酐酶含量少，反应潜伏期较长。中碳酸酐酶含量少，反应潜伏期较长。不感受血液不感受血液POPO2 22.2.COCO2 2、H H+和低和低O O2 2对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节（1 1）COCO2 2 COCO2 2对呼吸运动的影响对呼吸运动的影响 生理水平的是维持呼吸中枢兴奋性所必需的生理水平的是维持呼吸中枢兴奋性所必需的 最重要的化学因素最重要的化学因素 吸入气中不同浓度吸入气中不同浓度COCO2 2对呼吸的影响不同对呼吸的影响不同 7%7%呼吸加深加快呼吸加深加快,肺通气量肺通气量 7%7%肺通

37、气量不能再相应肺通气量不能再相应,动脉血动脉血PCOPCO2 2,出现呼出现呼 吸困难，头晕、头痛等症状吸困难，头晕、头痛等症状 15%15%产生呼吸中枢抑制，通气量产生呼吸中枢抑制，通气量，惊厥、昏迷、，惊厥、昏迷、呼吸停止（呼吸停止（COCO2 2麻醉）麻醉）COCO2 2对呼吸刺激作用的机制对呼吸刺激作用的机制外周化学外周化学感受器感受器中枢化学中枢化学感受器感受器(主要主要)血液血液PCOPCO2 2延髓呼延髓呼吸中枢吸中枢呼吸加呼吸加深加快深加快 在血液在血液PCOPCO2 2突然突然或中枢化学感受器受抑制时或中枢化学感受器受抑制时,外外周化学感受器可能起主要作用周化学感受器可能起主

38、要作用(2)(2)H H+外周化学外周化学感受器感受器(主要主要)中枢化学中枢化学感受器感受器血液血液H H+(3)(3)低低O O2 2血液血液POPO2 2外周化学外周化学感受器感受器呼吸中枢呼吸中枢呼吸加呼吸加深加快深加快(+)(+)(-)(-)(8080mmHgmmHg)2呼吸中枢呼吸中枢呼吸加呼吸加深加快深加快 意义：对正常呼吸调节作用不大。在肺换气功意义：对正常呼吸调节作用不大。在肺换气功能障碍（严重肺气肿、肺心病）时，由于长期低能障碍（严重肺气肿、肺心病）时，由于长期低氧和氧和COCO2 2潴留，外周化学感受器对潴留，外周化学感受器对COCO2 2刺激作用发生刺激作用发生适应，此

39、时适应，此时POPO2 2成为刺激呼吸的主要因素成为刺激呼吸的主要因素3.3.COCO2 2、H H+和低和低O O2 2在呼吸调节中的相互作用在呼吸调节中的相互作用（二）（二）肺牵张反射肺牵张反射(黑黑-伯反射伯反射)1.1.肺扩张反射肺扩张反射 肺扩张肺扩张气道平滑肌中的感受器气道平滑肌中的感受器迷走神经迷走神经传入传入延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢抑制吸气并转入呼气抑制吸气并转入呼气 意义：加快吸气向呼气转换，呼吸频率意义：加快吸气向呼气转换，呼吸频率 反射的敏感性有种属差异。不参与成人的平反射的敏感性有种属差异。不参与成人的平静呼吸调节；在较剧烈运动或肺顺应性静呼吸调节；在较剧烈运动或肺顺应

40、性的病人的病人可反射性使呼吸变浅变快。可反射性使呼吸变浅变快。2.2.肺萎陷反射肺萎陷反射 肺萎陷肺萎陷气道平滑肌中的感受器气道平滑肌中的感受器迷走神经传迷走神经传入入延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢吸气吸气 意义：不参与平静呼吸的调节。在防止呼气过意义：不参与平静呼吸的调节。在防止呼气过深或肺不张等可能有一定作用深或肺不张等可能有一定作用（三）呼吸肌本体感受性反射（三）呼吸肌本体感受性反射 呼吸阻力呼吸阻力呼吸肌本体感受器呼吸肌本体感受器(肌梭肌梭)脊髓脊髓呼吸肌运动神经元呼吸肌运动神经元呼吸肌收缩呼吸肌收缩 意义意义:参与正常的呼吸运动调节参与正常的呼吸运动调节,特别在呼吸阻特别在呼吸阻力力时发挥

41、更大作用时发挥更大作用思考题思考题动物实验中，增加吸入气的动物实验中，增加吸入气的COCO2 2浓度，呼吸运动有浓度，呼吸运动有何变化？机制如何？何变化？机制如何？1.1.低浓度低浓度COCO2 2(7%)(7%)(7%)对呼吸中枢有抑制和麻醉作用对呼吸中枢有抑制和麻醉作用,呼吸困难甚至停止。呼吸困难甚至停止。2.2.吸入气吸入气COCO2 2浓度浓度血液血液PCOPCO2 2血液血液COCO2 2通过血脑屏障进入脑脊液和脑组织通过血脑屏障进入脑脊液和脑组织,生生成成H H2 2COCO3 3,解离出解离出H H+刺激中枢化学感受器刺激中枢化学感受器兴奋呼兴奋呼吸中枢吸中枢呼吸肌活动呼吸肌活动

42、呼吸加深加快呼吸加深加快 血液血液COCO2 2刺激外周化学感受器刺激外周化学感受器(颈动脉体和主动颈动脉体和主动脉体脉体)通过窦神经和迷走神经传入通过窦神经和迷走神经传入兴奋呼吸中兴奋呼吸中枢枢呼吸肌活动呼吸肌活动呼吸加深加快呼吸加深加快 血液血液COCO2 2浓度浓度血液血液H H+浓度浓度刺激外周化学刺激外周化学感受器感受器,也引起呼吸加深加快也引起呼吸加深加快 上述途径中以途径为主上述途径中以途径为主动物实验中动物实验中,增大呼吸无效腔（长管呼吸）增大呼吸无效腔（长管呼吸）,呼吸呼吸运动有何变化？机制如何？运动有何变化？机制如何？呼吸加深加快呼吸加深加快 机制：机制：1.1.肺泡通气量

43、肺泡通气量肺泡通气量肺泡通气量(潮气量无效腔潮气量无效腔气量气量)呼吸频率呼吸频率肺泡气更新率肺泡气更新率肺泡气及肺泡气及血液的血液的PCOPCO2 2、POPO2 2 血液血液PCOPCO2 2的作用机制同上的作用机制同上 血液血液POPO2 2刺激外周化学感受器刺激外周化学感受器(颈动脉体颈动脉体 和主动脉体和主动脉体)通过窦神经和迷走神经传入通过窦神经和迷走神经传入 兴奋呼吸中枢兴奋呼吸中枢呼吸肌活动呼吸肌活动呼吸加深加呼吸加深加 快快2.2.气道阻力气道阻力呼吸肌肌梭传入冲动呼吸肌肌梭传入冲动脊髓呼脊髓呼吸肌运动神经元活动吸肌运动神经元活动呼吸肌收缩呼吸肌收缩THE ENDTHE EN

44、D22222312POPO2 2(mmHg)(mmHg)HbHb氧饱和度氧饱和度(%)(%)氧含量（氧含量（mlOmlO2 2/100ml/100ml血）血）10010097.497.419.419.46060909018.018.04040757514.414.4151521214.44.4气体分压与张力的概念气体分压与张力的概念分压分压：混合气体中：混合气体中,某一气体分子运动所产生某一气体分子运动所产生的压力。某一气体的分压不受其他气体及其分的压力。某一气体的分压不受其他气体及其分压的影响压的影响,只取决于自身的浓度和混合气体的只取决于自身的浓度和混合气体的总压力。总压力。某气体分压总压力该气体的容积百分比某气体分压总压力该气体的容积百分比 如大气中，如大气中，POPO2 2760760mmHgmmHg20.84%20.84%159159mmHgmmHg PCO PCO2 2760760mmHgmmHg0.04%0.04%0.30.3mmHgmmHg张力张力：溶解的气体分子从溶液中逸出的力：溶解的气体分子从溶液中逸出的力,即即气体在溶液中的分压。气体在溶液中的分压。