呼吸生理-生理学课件.ppt

1、呼呼 吸吸 生生 理理1.概念：机体与环境间气体交换概念：机体与环境间气体交换2.意义：稳定O2和CO2，平衡酸碱3.两大系统，三个基本环节两大系统，三个基本环节血管网粘液腺湿、温、滤、洁纤毛迷走NACh+M受体收缩气道阻力平滑肌(哮喘病人夜间发作较多)交感NNE+2受体舒张气道阻力(拟交感药物治疗哮喘)注:体液因素(组胺、5-HT、缓激肽等)收缩传入神经末梢-机械、化学感受器肺泡：平均直径0.1mm呼吸肌：肺通气动力胸膜腔：负压呼吸道参与器官第一节肺通气（Pulmonary Ventilation）肺泡内压力 呼吸过程中肺内压变化A：周期性；B：与呼吸频率、幅度及呼吸道是否通畅相关。一、肺通

2、气动力1、直接动力：肺内压与大气压的差 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、胸锁乳突肌 平静、用力呼吸 胸式、腹式、混合式1218次/分；小儿快，老人慢。2、原动力原动力：呼吸运动：呼吸运动决定因素：1.密闭潜在腔隙：少量浆液-润滑，内聚力。2.胸廓自然容积远大于肺自然容积3.肺、胸廓有弹性3、胸膜腔内压：、胸膜腔内压：将原动力转化为直接动力胸膜腔内压=肺内压-肺弹性回缩力生理意义：生理意义：1.维持肺的扩张状态；2.在胸廓和肺之间起偶联作用；3.降低中心静脉压，有利于血液、淋巴液回流。呼 气肺内压大气压缩 小肺脏吸 气肺内压大气压胸廓吸气肌缩 小收 缩舒

3、张扩 张扩 张胸 膜 腔负压增大负压减小小结：肺通气过程小结：肺通气过程二、肺通气阻力弹性力70非弹性阻力30肺通气阻力胸廓肺气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关粘滞阻力惯性阻力常态下可忽略不计充当动力还是阻力视具体情况而定：如吸气还是呼气，胸廓的位置等弹性阻力：弹性组织在外力作用下变形时，有对抗变形和弹性回位的倾向。顺应性:外力作用下弹性组织的可扩张性。顺应性=1/弹性阻力=容积/压力弹性阻力和顺应性（弹性阻力和顺应性（Compliance）1 1、肺弹性回缩力、肺弹性回缩力-吸气阻力，呼气动力吸气阻力，呼气动力肺顺应性=肺容积/跨肺压比顺应性:顺应性/肺总容量斜率大，顺应性大，弹性阻力小

4、。斜率小则反之。如肺充血-吸气困难；肺气肿-呼气困难肺弹性阻力来源：肺组织弹力、胶原纤维:1/3肺泡气-液界面的表面张力:2/3表面活性物质：表面活性物质：来源：肺泡型上皮细胞成分：二棕榈酰卵磷脂特性：排列于液特性：排列于液-气界面，气界面，随肺泡张缩而改变密度随肺泡张缩而改变密度作用：降低表面张力降低吸气阻力减少肺组织液的生成防肺泡破裂或萎缩影响因素：肺炎、肺血栓、早产儿影响因素：肺炎、肺血栓、早产儿2 2、胸廓弹性力、胸廓弹性力自然位置：肺容量为肺总量 67%时（即平静吸气末）。大于自然位置-弹性回缩小于自然位置-弹性扩张胸廓顺应性=胸腔容积变化/跨壁压变化影响因素：肥胖、胸廓畸形、胸膜增

5、厚等：肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚等弹弹性阻力气道阻力（airwayresistance，80-90%）推动气体流动的压力/单位时间内气体流量影响因素：气流速度、形式、气道口径非弹性阻力非弹性阻力A：呼吸道内外的压力差B：肺实质对气道壁的外向放射状牵引C：自主神经系统对气道管壁平滑肌的调节：副交感N：收缩气管（M受体）交感N：舒张气管（2受体）D：化学因素：儿茶酚胺、前列腺素E2-舒张前列腺素F2、组胺、白三烯、吸入CO2含量增加、内皮素-收缩影响气道口径因素：影响气道口径因素：功能余气量：余气量+补呼气量2000-2500ml，稳定肺泡内气体比例，缓冲作用。肺活量：潮气量+补吸气量+补呼气量受体

6、位、身材、胸廓/肺弹性、年龄、性别等因素影响,如男：3500ml；女：2500ml意义：反映一次呼吸最大通气能力。严重降低提示限制性肺病。三、肺通气功能评价三、肺通气功能评价时间（用力）肺活量时间（用力）肺活量：正常值：1s：83%；2s：96%；3s：99%。可反映呼气阻力,降低时提示阻塞性肺病。肺总量肺总量肺容纳气体的最大量与性别（男-5000ml；女-3500ml）、年龄、身材、锻炼情况和体位改变有关限制性通气不足时降低肺通气量肺通气量概念：每分钟进/出肺的气体量计算：每分通气量=潮气量呼吸频率正常值：6-8L/min最大随意通气量：最大深度、最快速度呼吸时的每分通气量，70-120L/

7、min。通气贮量百分比=（最大通气量-平静通气量）/最大通气量100%，正常不小于93，反映通气功能贮备。无效腔解剖无效腔：鼻或口至终末细支气管无气体交换功能的呼吸道腔隙，约150ml。肺泡无效腔：因血流分布不均匀而未能发生气体交换的肺泡容量。生理无效腔=解剖无效腔+肺泡无效腔肺泡通气量=（潮气量-解剖无效腔）呼吸频率意义：浅快呼吸对气体交换不利肺泡通气量肺泡通气量1、呼吸过程中，呼吸肌克服弹性及非弹性阻力而实现肺通气所作的功。2、计算：单位时间内的压力变化X容积变化3、呼吸耗能占全身总耗能的35%呼吸功呼吸功1、原理：单纯扩散2、动力：气体分压差3、扩散速率气体分压差温度扩散面积溶解度D距离

8、 分子量第二节第二节 肺、组织换气肺、组织换气O2、CO2扩散速率（D）比较分子量 血浆溶解度肺泡A血V血DO232 21.4 13.9 13.3 5.3 1CO244 515.05.3 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?CO2扩散系数约为O2 20倍；A,V血O2分压差是CO2 10倍；扩散速率CO2是O2 2倍。气体在肺的交换气体在肺的交换平静呼吸时，用时0.3s，相当于血液流经肺毛细血管全长约1/3。1、呼吸膜厚度（70m2，安静时约40m2减少因素：肺不张、肺实变、肺气肿或肺毛细管关闭或阻塞影响肺换气因素影响肺换气因素3

9、3、通气通气/血流比值（血流比值（V VA A/Q/Q）每分肺泡通气每分肺泡通气量和每分肺血流量的比值。正常值：4.2/5=0.84VA/Q肺通气或肺血流 生理无效腔换气效率(如心衰、肺动脉栓塞)VA/Q肺通气 功能性A-V短路换气效率（如支哮、肺气肿、支气管栓塞）小结小结肺扩散容量概念：单位分压差作用下，每分钟通过呼吸膜扩散的气体量DL=V/（PA-PC）V是每分钟通过呼吸膜的气体容积（ml/min）PA是肺泡气平均压（mmHg）PC是肺毛细血管血液内平均压（mmHg）意义：反映肺换气能力；运动时增加，疾病时降低组织换气组织换气1、气体交换原理、影响因素与肺换气相似；2、不同：发生于液相之间

10、；3、扩散两侧的O2和CO2的分压差随细胞内氧化代谢的强度和组织血流量而异。存在形式：存在形式：物理溶解：量小，与分压、溶解度成正比，与温度成反比。化学结合：量大物理溶解化学结合物理溶解肺组织第三节 气体在血液中运输O2运输氧合氧离血红蛋白（hemoglobin,Hb）1、1分子Hb可结合4分子O2-1gHb可结合1.34-1.39ml O2。氧容量：最大结合量。氧含量：实际结合量。氧饱和度：Hb的氧含量与氧容量比值。2、反应快、可逆、不需酶催化、受PO2影响。3、与O2结合后，Hb中仍是Fe2+，所以是氧合（oxygenation）,不是氧化（oxidation）。Hb与O2结合特征4 4、

11、氧合血红蛋白、氧合血红蛋白-鲜红色，脱氧血红蛋白鲜红色，脱氧血红蛋白-紫蓝色。紫蓝色。?紫绀紫绀：当：当动脉血动脉血中脱氧血红蛋白含量超过中脱氧血红蛋白含量超过 5%5%时，粘时，粘膜或甲床呈现兰色。膜或甲床呈现兰色。氧离曲线（氧合血红蛋白解离曲线）氧离曲线（氧合血红蛋白解离曲线）呈S形,与Hb的变构效应有关：去氧Hb为紧密型（T型），氧合Hb为疏松型（R型）；一个亚单位与O2结合后，其它亚单位更易与O2结合。上段：PO2：60-100mmHg特点：较平坦，氧饱合度90%以上。意义：只要大气PO2不低于60mmHg，血液可携带相对充足O2。氧离曲线各段特点及生理意义氧离曲线各段特点及生理意义中

12、段：PO2：40-60mmHg；特点：较陡，血氧饱和度75-90%。意义：（1）流经组织，HbO2释放O2；（2）O2利用系数：血液流经组织时释放出的O2容积所占动脉血O2含量的百分数。安 静时约25%。下段：PO2：15-40mmHg特点：曲线最陡，血氧饱和度22-75%。意义：（1）运动时，HbO2解离O2的部分；（2）代表O2的贮备。氧离曲线位置偏移，表示氧离曲线位置偏移，表示Hb对氧的亲和力改变。对氧的亲和力改变。亲和力常用P50表示，即表示，即Hb氧饱和度达氧饱和度达50%时的PO2。曲线右移：P50，Hb对对O2的亲和力降低曲线左移：P50，Hb对对O2的亲和力升高1、pH和PCO

13、2pH降低或PCO2升高，Hb对O2的亲和力降低，P50增大，曲线右移，反之左移（波尔效应）。机制：酸度增加，促使Hb分子构型变为T型。意义：肺部促进O2的结合，组织中促进O2的释放。影响亲和力因素影响亲和力因素2、温度温度曲线右移O2释放机制：温度H+活度意义：低温手术时，要考虑影响。局部组织温度升高，有利于氧的利用。3、2,3-二磷酸甘油酸（2,3-DPG）来源：红细胞无氧糖酵解；影响：升高亲和力曲线右移；机制：促使Hb变成T型；提高H+；意义：在一定程度上促进组织利用氧。4、Hb自身性质（1）Fe2+Fe3+后，失去结合氧的能力；（2）胎儿Hb对氧亲和力大；（3）异常Hb：运O2能力（地

14、中海贫血）5、PCO曲线左移氧离难CO与Hb亲和力 O2与Hb亲和力250 倍；CO与Hb的结合位点与O2相同；CO与Hb的一个亚基结合后，将增加其余三个亚基对O2的亲和力。CO2运输物理溶解：5%化学结合：95%（HCO3-:88%，氨基甲酰血红蛋白:7%）化学反应主要在红细胞内完成。1 1、碳酸氢盐、碳酸氢盐（1 1）过程：细胞内）过程：细胞内碳酸酐酶碳酸酐酶CO2+H2O H2CO3HCO3-+H+（2）Cl-HCO3-交换（转运体）、交换（转运体）、Cl-转移转移2 2、氨基甲酰血红蛋白、氨基甲酰血红蛋白过程组织HbNH2O2+H+CO2HHbNHCOOH+O2肺肺去氧Hb与CO2结合

15、力强,且酸度弱,易结合H+占运输量的7%，却占释放量的17.5%CO2解离曲线血液中CO2含量与PCO2关系的曲线。呈线性关系，没有饱和点。何尔登(Haldane)效应：氧与Hb的结合促使CO2释放。原因：HbO2酸性较强?脊髓：联系上位脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸反射的初级中枢。?下位脑干脑桥上部：呼吸调整中枢；延髓：呼吸节律的基本中枢。呼吸中枢第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节呼吸节律形成机制呼吸节律形成机制1.起源部位：前包钦格复合体2.学说：(1)起步细胞学说：(2)N元网络学说：如吸气活动发生器和吸气切断机制模型。起源：大脑皮层、边缘系统和下丘脑通路：皮质脊髓束、皮质-红

16、核-脊髓束特点：1、随意调节在脊髓背内侧索下行；自主控制在脊髓背外侧索下行；2、控制是有一定限度的。呼吸运动随意调节化学感受性反射调节呼吸运动反射性调节呼吸运动反射性调节外周化学感受器组成：颈动脉体、主动脉体。主动脉体侧重调节循环系统，颈动脉体主要调节呼吸。血 流 丰 富，A-V血PO2差几乎为0，有利于感受动脉血。舌咽（窦N）迷走N窦神经末梢：传入：单向突触、交互突触、缝隙连接等传出：调节血流和化学感受器I型细胞感受所处环境的PO2、PCO2、H+.PCO2、H+、PO2：兴奋.有相互增强的作用。颈动脉体结构中枢化学感受器中枢化学感受器部位：延髓腹外侧浅表部位,左右对称,分头中尾三区，头、尾

17、有化学感受器。区，头、尾有化学感受器。适宜刺激：脑脊液和局部细胞外液的H+。但H+不易透过血脑屏障，因此主要感受血液中的CO2。作用：调节脑脊液的HH+。CO2影响影响兴奋呼吸的生理性体液因子；轻度增高，刺激呼吸；超过一定水平后，压抑和麻醉中枢神经活动。作用途径作用途径中枢化学感受器中枢化学感受器：占80%；灵敏度2mmHg外周化学感受器外周化学感受器：占20%；灵敏度10mmHgH+的影响通过外周与中枢两条途径发挥作用，但中枢敏感性为外周25倍。通过血脑屏障较难，由CO2产生。低O2对呼吸的刺激作用完全是通过外周化学感受器 实现的。对中枢的直接作用是抑制。低低O2影响影响PO2低 于80mm

18、Hg以下时，肺通气才有明显变化。外周化学感受器对低O2适应较慢。慢性病的给氧原则：低流量，持续给氧。?PCO2、H+、PO2在影响呼吸中的相互作用CO2作用提高，H+作用下降，O2作用下降肺牵张反射肺牵张反射（又称黑-伯反射）牵张感受器：气管到细支气管的平滑肌中，阈值低，适应慢。传入神经：迷走N中枢：延髓适宜刺激：呼吸道受牵拉作用：切断吸气，转入呼气。人潮气量1500ml以上时起作用。防御性呼吸反射防御性呼吸反射咳嗽反射：大支气管以上部位的感受器对机械刺激敏感，二级支气管以下部位对化学刺激敏感。传入神经是 迷走神经。喷嚏反射：鼻粘膜感受器，由三叉神经传入。肺萎陷反射：机制不明。C类纤维：化学敏感性感受器，导致窒息和浅快呼吸，可能与疾病状态时病理过程加速有关。胸廓感受器反射胸廓感受器反射关节感受器：肋骨运动幅度和速度；肌腱感受器：呼吸肌收缩强度，抑制吸气；肌梭感受器：引起骨骼肌牵张反射。肌梭主要存在于肋间肌。使人感觉到呼吸运动。