生理学课件-呼吸.ppt

1、呼 吸概 述 1.概念概念 2.环节环节 3.意义意义呼吸：呼吸：人体与外界环境间人体与外界环境间O2和和CO2的交换过程的交换过程呼呼 吸吸 全全 过过 程程组组织织换换气气细胞内细胞内氧化代谢氧化代谢肺肺换换气气气体运输气体运输肺肺通通气气O2CO2气体在血液中的运输气体在血液中的运输外呼吸外呼吸内呼吸内呼吸概 述第一节 肺通气 一一.呼吸道的结构特征呼吸道的结构特征和功能和功能 二二.肺泡的结构特征和肺泡的结构特征和功能功能 三三.肺通气的动力肺通气的动力 四四.肺通气的阻力肺通气的阻力 五五.肺容积和肺容量肺容积和肺容量 六六.肺通气量肺通气量一一.呼吸道的结构特征和功能呼吸道的结构特

2、征和功能 神经 体液 交感神经 迷走神经 组织胺 异丙肾上腺素 NE+2 Ach+M 呼吸道平滑肌 呼吸道平滑肌 舒张 收缩 收缩 舒张二二.肺泡的结构特征和功能肺泡的结构特征和功能 1.肺泡的结构肺泡的结构 2.呼吸膜呼吸膜 3.肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质三三.肺通气的动力肺通气的动力（一）呼吸运动（一）呼吸运动（二）肺内压（二）肺内压（三）胸内压（三）胸内压（一）呼吸运动（一）呼吸运动 1.概念概念 2.过程过程 3.状态状态 4.型式型式肺内压肺内压降低降低大气压大气压 呼气呼气 吸气肌吸气肌 收缩收缩（呼气肌）（呼气肌）舒张舒张 胸廓胸廓 扩大扩大 缩小缩小肺肺 扩大扩大 缩小缩

3、小?（二）肺内压（二）肺内压（三）胸内压（三）胸内压胸膜腔:密闭的、潜在的腔隙，内无气体，密闭的、潜在的腔隙，内无气体，有少量浆液有少量浆液浆液作用：润滑，产生内聚力浆液作用：润滑，产生内聚力胸膜腔内压胸膜腔内压胸膜腔内的压力胸膜腔内的压力平静吸气末约为-5-10mmHg，呼气末约为-3-5mmHg用力吸气可降到-90mmHg,用力呼气可升高到110mmHg 胸内压胸内压=肺内压肺内压肺回缩力肺回缩力 胸廓生长速度肺胸廓生长速度肺,扩张肺产生向内的弹性回缩力扩张肺产生向内的弹性回缩力使肺泡扩张的肺内压使肺泡扩张的肺内压作用于胸膜腔的力：作用于胸膜腔的力：吸气末或呼气末，胸内压肺的回缩力吸气末或

4、呼气末，胸内压肺的回缩力胸内压形成原理有利于肺扩张有利于肺扩张开放性气胸开放性气胸胸内压的生理意义：肺塌陷，呼吸循环障碍肺塌陷，呼吸循环障碍(2)有利于静脉血淋巴液的回流有利于静脉血淋巴液的回流肺内压肺内压降低降低大气压大气压 呼气呼气 吸气肌吸气肌 收缩收缩（呼气肌）（呼气肌）舒张舒张 胸廓胸廓 扩大扩大 缩小缩小肺肺 扩大扩大 缩小缩小胸内负压胸内负压浆液内聚力浆液内聚力四四.肺通气的阻力肺通气的阻力（一）弹性阻力（一）弹性阻力（二）非弹性阻力（二）非弹性阻力通气阻力通气阻力非弹性阻力非弹性阻力（30%30%）肺组织本身回缩力肺组织本身回缩力 (1/3)(1/3)肺泡表面张力肺泡表面张力(

5、2/3)(2/3)肺弹性阻力肺弹性阻力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力顺应性顺应性1.1.肺顺应性肺顺应性(lung compliance,CL )在外力作用下，弹性组织的可扩张性在外力作用下，弹性组织的可扩张性 CL 1R肺顺应性：单位压力变化引起的肺容量变化肺顺应性：单位压力变化引起的肺容量变化CL=肺容量的变化肺容量的变化/跨膜压的变化跨膜压的变化(L/cmH2O)（一）肺弹性阻力正常及几种异常情况下顺应性曲线正常正常肺气肿（肺气肿（emphysema）肺纤维化肺纤维化(fibrosis)肺容积肺容积(升升)比顺应性比顺应性(specific compliance)(specific compl

6、iance)：肺顺应性肺顺应性/肺容积肺容积肺顺应性的影响因素(1)肺容积肺容积肺顺应性肺顺应性(L/cmH2O)成人成人 新生儿新生儿肺容积肺容积(L)2.50.08比顺应性比顺应性0.080.075比较不同个体肺的弹性阻力比较不同个体肺的弹性阻力0.2(1/5)0.006肺弹性阻力肺弹性阻力肺组织本身回缩力肺组织本身回缩力 (1/3)肺泡表面张力肺泡表面张力 (2/3)2.肺弹性阻力的构成表面张力r2r1P1P2TT注注P:泡内压泡内压 r:半径半径T:表面张力表面张力拉普拉斯拉普拉斯 定律定律 P2T/r3.肺表面活性物质（Pulmonary surfactant，PS）成分成分脂质脂质

7、PS结合蛋白质结合蛋白质 亲水性蛋白亲水性蛋白 SP-A，SP-D 疏水性蛋白疏水性蛋白 SP-B，SP-C 80%-90%磷脂磷脂10%磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱（PG）二棕榈酰卵磷二棕榈酰卵磷脂脂（DPPC）肺表面活性物质的作用(1)(1)降低肺泡表面张力降低肺泡表面张力,降低吸气阻力降低吸气阻力,增加肺顺应性增加肺顺应性(2)(2)稳定大小肺泡的容量稳定大小肺泡的容量 r PS r PS 降低降低T T P P=2T/rT T P P=2T/r小小 密密 大大 小小 不变大不变大 (3)(3)防止肺不张防止肺不张(4)(4)保持肺内保持肺内“干燥干燥”，防止肺水肿，防止肺水肿大大 稀稀 小小

8、大大 不变小不变小 v 气道阻力气道阻力(80%90%)v 惯性阻力惯性阻力v 粘滞阻力粘滞阻力（二）非弹性阻力 (non-elastic resistance)(non-elastic resistance)分布分布鼻鼻 50%,声门声门 25%,气管和支气管气管和支气管15，10 在直径在直径 2mm的细支气管的细支气管影响因素影响因素气流速度气流速度气流形式气流形式气道口径大小气道口径大小(R1/r4)跨壁压跨壁压肺实质的牵引肺实质的牵引自主神经自主神经化学因素化学因素 气道阻力(airway resistance)三、肺通气功能的评价基本肺容积和肺容量基本肺容积和肺容量肺肺总总容容量量

9、肺肺活活量量深深吸吸气气量量功功能能余余气气量量补吸补吸气量气量补呼补呼气量气量余气量余气量潮气量潮气量一、肺容积 与肺通气量余气量余气量五五.肺容积和肺容量肺容积和肺容量 每分钟吸入或呼出的气体量每分钟吸入或呼出的气体量 潮气量潮气量 呼吸频率呼吸频率举例举例 500 12 6000ml/min二、肺通气量和肺泡通气量1.每分通气量每分通气量1502500解剖无效腔解剖无效腔吸气吸气呼气末呼气末1502500150350500呼气呼气吸气末吸气末1502500呼气末呼气末150350=（潮气量无效腔气量）（潮气量无效腔气量）机能余气量机能余气量 （潮气量无效腔气量）（潮气量无效腔气量）呼吸频

10、率呼吸频率2.肺泡通气量每分钟吸入肺泡的新鲜空气量每分钟吸入肺泡的新鲜空气量肺泡气更新率肺泡气更新率举例举例（500150）12=4200ml/min肺泡通气量是反映肺通气效率的最好指标肺泡通气量是反映肺通气效率的最好指标呼吸形式呼吸形式肺泡通气量肺泡通气量(ml/min)呼吸频率呼吸频率(次次/min)肺通气量肺通气量(ml/min)潮气量潮气量 (ml)正常安静正常安静1680005005600不同呼吸频率、潮气量对肺通气量及肺泡通气量的影响在一定的呼吸频率范围内，深而慢的呼吸比浅而快的呼吸在一定的呼吸频率范围内，深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效更为有效深慢呼吸深慢呼吸1000 8800

11、06800浅快呼吸浅快呼吸2503280003200第二节 呼吸气体的交换 一一.气体交换的原理气体交换的原理 二二.肺泡气体交换和组织气体交换肺泡气体交换和组织气体交换大气大气组织组织肺泡气肺泡气静脉血静脉血动脉血动脉血PO2PCO215940401021040.3465030大气、肺泡气、血液、组织中的PO2 和 PCO2 (mmHg)9710040呼吸膜示意图呼吸膜示意图影响肺部气体交换的因素(1)(1)气体的分压差气体的分压差(P)(3)(3)呼吸膜（肺泡膜）的厚度呼吸膜（肺泡膜）的厚度(d)(d)(4)(4)呼吸膜的面积呼吸膜的面积(A)(A)(2)(2)气体扩散速度气体扩散速度:溶

12、解度溶解度(S)(S)、分子量、分子量(MW)(MW)气体扩散速率气体扩散速率 PTAS dMW 肺泡通气量肺泡通气量(4.2L/min)每分肺血流量每分肺血流量 (5L/min)0.840.84dead space肺泡无效腔肺泡无效腔O2与与Hb的亲和力的亲和力 200300倍倍Hb减少（贫血）减少（贫血）,结合结合O2少少二氧化碳的运输二氧化碳的运输1.物理溶解物理溶解 5 2.HCO3 88 3.氨基甲酰氨基甲酰Hb 7第四节 呼吸运动的调节 一一.呼吸中枢与呼吸节律的形成呼吸中枢与呼吸节律的形成 二二.呼吸运动的反射性调节呼吸运动的反射性调节在中枢神经系统内与呼吸有关的在中枢神经系统内

13、与呼吸有关的 神经元集中的部位神经元集中的部位1.呼吸中枢呼吸中枢呼吸中枢呼吸中枢中中脑脑延延髓髓PBKF脊脊髓髓脑脑桥桥呼吸节律的形成呼吸节律的形成2.2.呼吸节律的形成呼吸节律的形成 神经元网络学说神经元网络学说 二、呼吸的反射性调节（一）肺牵张反射（一）肺牵张反射（pulmonary strech reflexpulmonary strech reflex，Hering-Breuer reflexHering-Breuer reflex，黑，黑-伯反射伯反射 ）肺扩张反射肺扩张反射 肺缩小反射肺缩小反射肺扩张反射感受器：支气管、细支气管平滑肌中的牵张感受器：支气管、细支气管平滑肌中的牵张

14、感受器感受器适宜刺激：牵张（气道壁扩张）适宜刺激：牵张（气道壁扩张）传入神经：迷走神经传入神经：迷走神经中枢机制：兴奋吸气切断机制中枢机制：兴奋吸气切断机制效应：促进效应：促进 吸气吸气呼气呼气意义：防止吸气过深，意义：防止吸气过深，调节呼吸频率和调节呼吸频率和深度深度 种属差异：种属差异：肺扩张反射的阈值高肺扩张反射的阈值高 兔最明显兔最明显.对人作用较小对人作用较小例：例：切断动物双侧迷走神经后切断动物双侧迷走神经后,呼吸的改变是呼吸的改变是A.呼吸频率加快呼吸频率加快 B.呼吸幅度减小呼吸幅度减小 C.吸气时相缩短吸气时相缩短 D.血液血液CO2分压暂时升高分压暂时升高 E.呼吸频率减慢

15、、幅度增大呼吸频率减慢、幅度增大呼吸运动的化学反射性调节呼吸运动的化学反射性调节呼呼吸吸中中枢枢潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率效应器效应器（呼吸肌）（呼吸肌）动脉血动脉血PCO2PO2H+化学感受器化学感受器颈颈主主动动脉脉体体的的解解剖剖位位置置中枢化学感受器中枢化学感受器呼吸运动的反射性调节呼吸运动的反射性调节1.CO2的调节作用过度通气过度通气PCO2过低过低对呼吸兴奋作用解除对呼吸兴奋作用解除 呼吸暂停呼吸暂停NoImageCO2是维持呼吸中枢兴奋性的生理性体液因子1%1%1 1CO2CO24%4%CO2CO27%7%CO2CO2呼呼吸吸明明显显增增强强PCO2PCO2肺泡气肺泡气PCO

16、2CO2肺肺泡泡毛细毛细血管血管毛细血管（动脉血）毛细血管（动脉血）PCO2CO2 H H+不变不变 P PCOCO2 2H H+P PCOCO2 2人工人工脑脊液脑脊液中枢化学感受器对中枢化学感受器对PCO2的反应的反应H2O碳酸酐酶碳酸酐酶H H2 2COCO3 3中枢中枢化学化学感受器感受器H H+HCOHCO3 3动脉血中动脉血中PCO2升高升高CO2血脑屏障血脑屏障呼吸中枢呼吸中枢PCOPCO2 2COCO2 210%10%PCOPCO2 2过过高高直直接接抑抑制制呼呼吸吸中中枢枢CO2潴留潴留中枢化学感受器中枢化学感受器发生适应发生适应呼吸中枢呼吸中枢低氧低氧化学感受器化学感受器呼

17、吸中枢呼吸中枢2.缺O2对呼吸的调节2.缺O2对呼吸的调节缺缺O2:直接抑制呼吸中枢直接抑制呼吸中枢 同时兴奋颈动脉体和主动脉体同时兴奋颈动脉体和主动脉体,间接兴奋呼吸中枢间接兴奋呼吸中枢 轻度轻度O2:间接的兴奋作用强于直接的抑制作用间接的兴奋作用强于直接的抑制作用 呼吸中枢兴奋呼吸中枢兴奋中度中度O2:呼吸中枢抑制呼吸中枢抑制3.H+对呼吸运动的影响颈动脉体颈动脉体灌流液灌流液H H+浓度浓度切除迷走神经、窦神经切除迷走神经、窦神经H H+浓度浓度颈动脉体灌流液中颈动脉体灌流液中H H+浓度浓度对呼吸的影响对呼吸的影响H H+浓度浓度中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器P PO O2 2外周化学外周化学感受器感受器小结：小结：P PCOCO2 2中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器P PO O2 2H H+浓度浓度P PCOCO2 2中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器