气体运输和呼吸调节完美版课件.pptx
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- 气体 运输 呼吸 调节 完美 课件
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1、第三节气第三节气 体体 运运 输输一、运输形式一、运输形式:(一)物理溶解(一)物理溶解:气体直接溶解于血浆中气体直接溶解于血浆中 特征特征:量小;量小;溶解量与分压呈正比溶解量与分压呈正比化学结合化学结合动态平衡动态平衡物理溶解物理溶解(二)化学结合(二)化学结合:气体与某些物质进行化学结合气体与某些物质进行化学结合 特征特征:量大量大 主要运输形式。主要运输形式。二、氧的运输二、氧的运输(一一)物理溶解:物理溶解:(3%)(3%)(二二)化学结合化学结合:(97%):(97%)O O2 2与与HbHb的可逆性结合的可逆性结合:血红血红蛋白蛋白的分的分子结子结构构POPO2 2(氧合氧合)P
2、OPO2 2(氧离氧离)HbOHbO2 2(鲜红色鲜红色)(暗红色暗红色)Hb+OHb+O2 2POPO2 2(氧合氧合)POPO2 2(氧离氧离)当表浅毛细血管床血液中当表浅毛细血管床血液中去氧去氧HbHb达达5g/100ml5g/100ml以上,皮肤呈蓝紫色称以上,皮肤呈蓝紫色称紫绀紫绀(cyanosis,cyanosis,一般是缺一般是缺O O2 2的标志)。的标志)。1 1分子分子HbHb可与可与4 4分子分子O O2 2,可逆结合可逆结合;Hb+O Hb+O2 2结合的最大量结合的最大量 氧容量氧容量(oxygen capacity)(oxygen capacity)100ml100
3、ml血血 Hb+OHb+O2 2结合的实际量结合的实际量 氧含量氧含量(oxygen content)(oxygen content)氧含量氧含量氧容量的氧容量的%氧饱和度氧饱和度(oxygen saturation)(oxygen saturation)2.O2.O2 2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POPO2 2的影响、不需酶的催化;的影响、不需酶的催化;是氧合是氧合(oxygenation)(oxygenation),非氧化,非氧化;Fe2+POPO2 2(氧合氧合)POPO2 2(氧离氧离)HbOHbO2 2Hb+OHb+O2 2 Hb+OHb+O2
4、 2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(R R型)型)去氧去氧Hb Hb 为紧密型(为紧密型(T T型)型)R R型的亲型的亲O O2 2力为力为T T型的数百倍型的数百倍 即当即当HbHb某亚基与某亚基与1 1个个O O2 2 结合结合oror解离解离后后HbHb变构变构 其他亚基的亲其他亚基的亲O O2 2力力 or or Hb 4Hb 4个亚基的协同效应个亚基的协同效应呈现呈现S S形的氧离曲线特征形的氧离曲线特征中枢化学感受器:占80%;如:组织代谢局部 T,CO2和H+氧离易兴奋吸气
5、切断机制吸气转化为呼气。一、呼吸中枢(respiratory center)反应方向主要受氧合作用的调节;波尔效应有何生理意义?多发生在浅慢波睡眠期和异相睡眠期肺萎陷反射(pulmonary deflation reflex,肺缩小反射)陈-施呼吸(潮式呼吸)极快且可逆,反应方向取决PCO2差,需酶催化临床:在缺氧、睡眠、脑干损伤等情况下可出现。特点:呼吸逐渐增强增快又逐渐减慢,与呼吸暂停交替出现,每个周期45s至3min(二)化学结合:气体与某些物质进行化学结合PCO2、H+、PO2在影响呼吸中的相互作用如果将无效腔增加1倍,呼吸运动会有什么变化?其机制如何?O2和CO2的运输相互影响。适宜
6、刺激:呼吸道受牵拉酸度对Hb与02亲和力的影响但因脑脊液中碳酸酐酶含量很少,故潜伏期较长;(三)氧离曲线(三)氧离曲线(oxygen dissociation (oxygen dissociation curve)curve)特征及生理意义特征及生理意义表示血液表示血液P PO O2 2与与HbHb氧饱和度氧饱和度关系的曲线关系的曲线1.1.上段上段60-100mmHg60-100mmHg:坡度较平。坡度较平。表明表明:POPO2 2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:保证低氧分压时的保证低氧分压时的 高载氧能力。高载氧能力。上上2.2.中段中段:40:4060mm
7、Hg60mmHg 坡度较陡。坡度较陡。上上中中下下表明表明:POPO2 2降低能促进降低能促进 大量氧离,血氧大量氧离,血氧 饱和度下降显著饱和度下降显著 释放氧释放氧5ml/100ml5ml/100ml意义意义:维持正常时组维持正常时组 织的氧供。织的氧供。中枢化学感受器:占80%;Pco2PH曲线左移冬天,末梢循环,氧离难局部红、易冻伤超过一定水平(60mmHg)后,压抑和麻醉中枢神经活动。冬天,末梢循环,氧离难局部红、易冻伤波尔效应有何生理意义?但因脑脊液中碳酸酐酶含量很少,故潜伏期较长;脑桥上部有呼吸调整中枢(抑制吸气)兴奋吸气切断机制吸气转化为呼气。CO与Hb亲和力高,影响氧合;肺萎
8、陷反射(pulmonary deflation reflex,肺缩小反射)2、呼吸中枢反馈增益增加O2和CO2的运输相互影响。氧合Hb 为疏松型(R型)(三)氧离曲线(oxygen dissociation大量氧离,血氧高载氧能力。肺萎陷较明显时引起吸气的反射。+:表示兴奋-:表示抑制100ml血 Hb+O2结合的实际量 氧含量(oxygen content)2、呼吸中枢反馈增益增加(三)氧离曲线(oxygen dissociation表明表明:POPO2 2稍有下降稍有下降,血氧饱和度血氧饱和度 就急剧下降就急剧下降释放氧释放氧15ml/100ml15ml/100ml 上上中中下下3.3.下
9、段下段:15:1540mmHg40mmHg 坡度更陡。坡度更陡。意义意义:维持活动时维持活动时 组织的氧供。组织的氧供。P P5050:指氧饱和度:指氧饱和度50%50%时的时的P PO O2 2,26.5mmHg26.5mmHg。(四)影响氧离曲线的因素(四)影响氧离曲线的因素 P P5050:表明表明 Hb Hb 对对O O2 2的亲和力的亲和力(氧离难)(氧离难),曲线左移曲线左移P50:表明表明 Hb 对对02的亲的亲 和力和力(氧离易)(氧离易)曲线右移曲线右移 1.Pco 1.Pco2 2 PH PHPcoPco2 2PHPH曲线右移曲线右移PcoPco2 2PHPH曲线左移曲线左
10、移 波尔效应波尔效应(Bohr effect)(Bohr effect):l酸度对酸度对HbHb与与0 02 2亲和力的影响亲和力的影响l意义:肺:促进氧合;意义:肺:促进氧合;组织:促进氧离组织:促进氧离 2.2.温度温度 TT氧离曲线右移氧离曲线右移 TT氧离曲线左移氧离曲线左移 (1)TH(1)TH+的活度的活度 氧离易氧离易 如:组织代谢如:组织代谢局部局部 TT,COCO2 2和和H H+氧离易氧离易 (2)TH(2)TH+的活度的活度氧离难氧离难 如:低温麻醉时,应防组织缺如:低温麻醉时,应防组织缺O O2 2 冬天,末梢循环冬天,末梢循环,氧离难,氧离难局部红、易冻伤局部红、易冻
11、伤3.2,3-DpG3.2,3-DpG DpG DpG 氧离曲线右移氧离曲线右移DpG DpG 氧离曲线左移氧离曲线左移 l高原缺氧:高原缺氧:l大量输入冷冻血:大量输入冷冻血:RBC无氧代谢无氧代谢DpG氧离易,氧离易,低低02适应适应DpG氧离曲线左移氧离曲线左移氧离难氧离难 4.Pco4.Pco:COCO与与HbHb亲和力高,影响氧合;亲和力高,影响氧合;COCO与与HbHb的结合影响氧离的结合影响氧离 高压氧疗治疗高压氧疗治疗COCO中毒。中毒。5.Hb5.Hb本身的性质本身的性质 FeFe2+2+Fe Fe3+3+:Hb:Hb失去结合失去结合O O2 2的能力的能力(如亚硝酸盐)(如
12、亚硝酸盐)三、三、COCO2 2的运输的运输(一一)物理溶解:物理溶解:7 7(二二)化学结合:化学结合:9393 HCOHCO3 3-的形式的形式:(1)(1)反应过程反应过程:碳酸酐酶碳酸酐酶H H2 2COCO3 3HCOHCO3 3-H H+COCO2 2H H2 2O O (2)(2)反应特征反应特征:极快且可逆,反应方向取决极快且可逆,反应方向取决P PCOCO2 2差,需酶催化差,需酶催化 RBCRBC膜上有膜上有ClCl-HCO-HCO3 3-特异转运载体,特异转运载体,ClCl-转移转移 在在RBCRBC内反应内反应,在血浆内运输在血浆内运输 细胞细胞肺泡肺泡H H2 2CO
13、CO3 3 CO CO2 2H H2 2O COO CO2 2 CO CO2 2 CO CO2 2CACO2在血液中的运输示意图在血液中的运输示意图 氨基甲酰血红蛋白的形式:氨基甲酰血红蛋白的形式:(1)(1)反应过程:反应过程:HbNHHbNH2 2O O2 2+H+H+CO+CO2 2 在组织在组织在肺脏在肺脏HHbNHCOOHHHbNHCOOHO O2 2(2)(2)反应特征反应特征: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;(三三)CO)CO2 2解离曲线解
14、离曲线(carbon dioxide dissociation(carbon dioxide dissociation curve)curve)是表示血液中是表示血液中COCO2 2含量与含量与P PCOCO2 2间关系的曲线间关系的曲线A A:静脉血:静脉血 B B:动脉血:动脉血 血液中血液中COCO2 2含量含量随随P PCO2CO2的的而而,几乎成线性关系,几乎成线性关系,无饱和点。无饱和点。血液流经肺脏血液流经肺脏时,每时,每100ml100ml血液血液释放出释放出4mlCO4mlCO2 2 。当血当血POPO2 2时,时,COCO2 2解离曲线下移解离曲线下移(促解离)(促解离)何
15、尔登效应何尔登效应(Haldane effentHaldane effent)(四四)影响影响COCO2 2运输的因素运输的因素 1.O1.O2 2与与HbHb结合的氧合作用对结合的氧合作用对COCO2 2运输的影响运输的影响 在组织中,在组织中,H H+高,高,HbOHbO2 2释放出释放出O O2 2而成为而成为HHbHHb,促使血,促使血液摄取并结合液摄取并结合COCO2 2(波尔效应);(波尔效应);在肺中,在肺中,HbHb与与O O2 2结合,促使结合,促使COCO2 2释放释放(何尔登效应何尔登效应)。O O2 2和和COCO2 2的运输相互影响。的运输相互影响。2.PCO2.PC
16、O2 2差对差对COCO2 2运输的影响运输的影响 因因HCOHCO3 3-运输形式的反应方向取决于运输形式的反应方向取决于PCOPCO2 2差。差。在肺脏在肺脏在组织在组织HHbNHCOOHHHbNHCOOHO O2 2HbNHHbNH2 2O O2 2+H+H+CO+CO2 2组织代谢活动增强时,如何获得更多的O2,高压氧疗治疗CO中毒。是氧合(oxygenation),非氧化;Fe2+A:静脉血 B:动脉血制了对呼吸的加强作用呼吸抑制甚至停止P50:指氧饱和度50%时的PO2,26.通路:皮质脊髓束、皮质-红核-脊髓束P50:指氧饱和度50%时的PO2,26.何尔登效应(Haldane
17、effent)Hb氧解离曲线特征如何?其生理意义如何?释放氧5ml/100ml但H+不易透过血脑屏障,因此主要感受血液中的CO2,有延迟。CO2兴奋呼吸的外周途径虽然为次,但当动脉血Pco2突然增高或中枢化学感受器对CO2的敏感性降低时,起着重要作用。CO与Hb亲和力高,影响氧合;(过度通气后可发生呼吸暂停)。临床:在缺氧、睡眠、脑干损伤等情况下可出现。+:表示兴奋-:表示抑制如果将无效腔增加1倍,呼吸运动会有什么变化?其机制如何?O2与Hb结合的特征:氨基甲酰血红蛋白的形式:H+对呼吸的调节延髓有呼吸节律基本中枢复习思考题复习思考题 1.Hb1.Hb氧解离曲线特征如何?其生理意义如何?氧解离
18、曲线特征如何?其生理意义如何?2.2.影响氧解离曲线的因素有哪些?为什么?影响氧解离曲线的因素有哪些?为什么?3.3.波尔效应有何生理意义?波尔效应有何生理意义?4.CO4.CO2 2运输的形式有哪些?各有何特征?运输的形式有哪些?各有何特征?5.5.影响影响COCO2 2运输的因素有哪些?运输的因素有哪些?6.6.何尔登效应有何生理意义?何尔登效应有何生理意义?7.7.为什么血为什么血POPO2 2,COCO2 2解离曲线会下移?解离曲线会下移?8.8.第四节呼第四节呼 吸吸 运运 动动 的的 调调 节节一、呼吸中枢一、呼吸中枢(respiratory center)(respiratory
19、 center)中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群,中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群,分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓和脊髓等部位。分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓和脊髓等部位。1.脊髓:脊髓:联系上位脑和呼吸联系上位脑和呼吸肌的中继站;肌的中继站;整合某些呼吸反射整合某些呼吸反射的初级中枢。的初级中枢。脑桥上部有呼吸调脑桥上部有呼吸调整中枢(抑制吸气)整中枢(抑制吸气)脑桥中下部有长吸脑桥中下部有长吸中枢(兴奋吸气)中枢(兴奋吸气)延髓有呼吸节律基延髓有呼吸节律基本中枢本中枢 三级呼吸中枢理论:三级呼吸中枢理论:脑干呼吸有关核团(左)和在不同平面横切脑干后脑干呼吸有关核
20、团(左)和在不同平面横切脑干后呼吸的变化(右)示意图呼吸的变化(右)示意图DRGDRG:背侧呼吸组:背侧呼吸组 VRGVRG:腹侧呼吸组:腹侧呼吸组 NPBMNPBM:臂旁内:臂旁内侧核侧核 A A、B B、C C、D D为不同平面横切为不同平面横切2.低位脑干低位脑干 起源:大脑皮层、边缘系统和下丘脑起源:大脑皮层、边缘系统和下丘脑 通路:皮质脊髓束、皮质通路:皮质脊髓束、皮质-红核红核-脊髓束脊髓束 作用:控制低位脑干呼吸神经元的作用作用:控制低位脑干呼吸神经元的作用 特点:特点:1 1、随意调节在脊髓背内侧索下行;、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;自主控制在脊髓背
21、外侧索下行;自主呼吸和随意呼吸分离自主呼吸和随意呼吸分离 2 2、控制是有一定限度的。控制是有一定限度的。3.高位脑高位脑呼吸的随意调节系统呼吸的随意调节系统二、呼吸节律二、呼吸节律(respiratory rhythm)(respiratory rhythm)的产生的产生H+CO2呼吸节律形成机制简化模式图呼吸节律形成机制简化模式图+:表示兴奋:表示兴奋 -:表示抑制:表示抑制1.1.基本呼吸节律的基本呼吸节律的起源部位:起源部位:前包前包钦格复合体钦格复合体(面神面神经后核腹尾侧经后核腹尾侧)2.2.基本呼吸节律形基本呼吸节律形成的学说:成的学说:(1)(1)起步细胞学说:起步细胞学说:(
22、2)(2)神经元网络学说:神经元网络学说:如如吸气活动发生吸气活动发生器和吸气切断机器和吸气切断机制模型制模型。三、呼吸运动的反射性调节三、呼吸运动的反射性调节(一一)肺牵张反射肺牵张反射(黑黑-伯反射,伯反射,pulmonary stretch pulmonary stretch reflex)reflex)指肺扩张或缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射。指肺扩张或缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射。包括包括肺扩张、肺缩小反射肺扩张、肺缩小反射。迷走神经迷走神经 1 1.肺扩张反射肺扩张反射(pulmonary inflation reflex):感受器感受器:气管到细支气管的平滑肌中:气管到细支气管
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