医学精品课件：呼吸A(修改).ppt

1、三、呼吸气体的交换及运输三、呼吸气体的交换及运输二、肺通气二、肺通气四、呼吸的调节四、呼吸的调节一、概一、概 述述呼吸呼吸 定义：人体与外界环境之间的气体交换过程定义：人体与外界环境之间的气体交换过程 意义：为机体的能量代谢提供氧气；排出意义：为机体的能量代谢提供氧气；排出 CO2等代谢废物等代谢废物外界外界肺泡肺泡气体在血液气体在血液中的运输中的运输肺换气肺换气 肺通气肺通气外呼吸外呼吸内呼吸内呼吸血管血管第十四章第十四章 肺通气（肺通气（pulmonary ventilation）肺通气肺通气：是指肺与外界环境之间的气体交换过程。是指肺与外界环境之间的气体交换过程。呼吸系统的结构和功能：呼

2、吸系统的结构和功能：呼吸道呼吸道肺肺 泡泡第一节、肺通气的原理：第一节、肺通气的原理：气体进出肺取决于两方面的气体进出肺取决于两方面的因素的作用：因素的作用：前者必须克服后者，方能实现肺通气。前者必须克服后者，方能实现肺通气。推动气体流动的动力推动气体流动的动力阻止气体流动的阻力阻止气体流动的阻力一、一、肺通气的动力肺通气的动力 呼气呼气推动气体实现肺通气的推动气体实现肺通气的直接动力直接动力实现肺通气的实现肺通气的原动力原动力肺泡与大气之间的压力差肺泡与大气之间的压力差呼吸肌的舒缩运动呼吸肌的舒缩运动呼气肌呼气肌肋间内肌和腹肌肋间内肌和腹肌吸气肌吸气肌肋间外肌和膈肌肋间外肌和膈肌呼 吸 肋间

3、外肌收缩，肋骨向前向外移动；肋间外肌收缩，肋骨向前向外移动；膈肌收缩，膈向后移动。胸腔容积增大，膈肌收缩，膈向后移动。胸腔容积增大，肺被动牵引而扩张，气体进入肺内。肺被动牵引而扩张，气体进入肺内。吸气运动：吸气运动：呼气运动：呼气运动：吸气肌舒张，膈和肋回位。肺失去吸气肌舒张，膈和肋回位。肺失去牵引力，由于自身弹性和肺泡表面张力牵引力，由于自身弹性和肺泡表面张力而回缩，气体被压出肺外；用力呼气时而回缩，气体被压出肺外；用力呼气时呼气肌才参与。呼气肌才参与。（一）和（二）肺通气的动力（一）和（二）肺通气的动力肺通气肺通气肺内压与大气压之间的压力差肺内压与大气压之间的压力差 （直接动力直接动力）肺

4、内压的周期性变化肺内压的周期性变化胸廓的扩大与缩小胸廓的扩大与缩小呼吸肌的舒缩呼吸肌的舒缩（原动力原动力）2.肺内压（肺内压（interpulmonary pressure)（略）（略）（三）（三）胸内压（胸内压（interpleural pressure)胸膜有两层，胸膜有两层，即紧贴于肺表面的即紧贴于肺表面的脏层脏层和紧贴于胸廓和紧贴于胸廓内壁的内壁的壁层壁层。两层。两层胸膜形成一个密闭胸膜形成一个密闭的、潜在的腔隙。的、潜在的腔隙。1.胸膜腔胸膜腔 胸膜腔内只有少量的浆液，没有气体：胸膜腔内只有少量的浆液，没有气体：（2）使两层胸膜贴附在一起使两层胸膜贴附在一起，不易分开，所以肺就，不易

5、分开，所以肺就可随着胸廓的运动而运动。可随着胸廓的运动而运动。（1）润滑作用润滑作用，减小摩擦力，两层胸膜可互相滑动。，减小摩擦力，两层胸膜可互相滑动。胸内压胸内压 胸膜腔内的压力称胸膜腔内压胸膜腔内的压力称胸膜腔内压（胸内压胸内压）在平静呼吸时，无论吸气还是在平静呼吸时，无论吸气还是呼气时胸内压都低于大气压，故又呼气时胸内压都低于大气压，故又称为称为胸内负压胸内负压 (interpleural(interpleural negative pressure)negative pressure)。平静吸气末：平静吸气末：-5-5-10 mmHg-10 mmHg平静呼气末：平静呼气末：-3-3-5

6、 mmHg-5 mmHg测量方法测量方法:直接法：注射针头直接法：注射针头检压检压计计 间接法：食管气囊间接法：食管气囊 胸内压胸内压=肺内压肺回缩力肺内压肺回缩力在吸气末和呼气末，在吸气末和呼气末，肺内压大气压肺内压大气压胸内压胸内压=大气压肺回缩力大气压肺回缩力如以大气压为如以大气压为0,0,则：则：胸内压肺回缩力胸内压肺回缩力吸气：肺扩张吸气：肺扩张肺回缩力肺回缩力胸胸内压负值内压负值呼气：肺缩小呼气：肺缩小肺回缩力肺回缩力胸胸内压负值内压负值形成原因形成原因3.3.生理意义生理意义-气胸气胸:二、二、肺通气的阻力肺通气的阻力(1)(1)肺组织中弹性纤维受牵拉时产生的回缩力。肺组织中弹性

7、纤维受牵拉时产生的回缩力。(2)(2)肺泡表面张力产生的回缩力，占肺泡表面张力产生的回缩力，占2 23 3。在液体与气体的交界面上，在液体与气体的交界面上，由于液体分子之间的引力而产生由于液体分子之间的引力而产生的能够引起液体表面收缩的张力。的能够引起液体表面收缩的张力。肺内有成千上万个大小不同肺内有成千上万个大小不同的肺泡，而它们各自形态的维持的肺泡，而它们各自形态的维持有赖于有赖于肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质的作用。的作用。肺泡表面张力：肺泡表面张力：肺泡表面活性物质由肺泡II型细胞合成并分泌，为脂类和蛋白质等组成的复杂混合物，起主要作用的成分是二棕榈酰卵磷脂其亲水端与肺泡液体相吸，疏

8、水端朝向肺泡内气体，排列成单分子层，形成液-气界面。降低肺泡表面张力，从而减小肺回缩力，减少吸气作功。降低肺泡表面张力，从而减小肺回缩力，减少吸气作功。肺泡表面活性物质可将肺泡表面张力降至原来的1/7-1/14;减少肺组织液生成，使肺泡保持减少肺组织液生成，使肺泡保持“干燥干燥”，防止肺水肿发生；，防止肺水肿发生；维持肺泡的稳定性。维持肺泡的稳定性。妊娠30周左右才有肺泡表面活性物质的分泌，故早产儿易患新新生儿呼吸窘迫综合症生儿呼吸窘迫综合症 (neonatal respiratory distress syndrome,(neonatal respiratory distress syndr

9、ome,NRDS)NRDS)。非弹性阻力非弹性阻力气道阻力气道阻力:80-90%:80-90%，来自气体分子间、气体分子与气道壁 的摩擦力惯性阻力惯性阻力粘滞阻力粘滞阻力忽略不计忽略不计第二节第二节 肺通气功能的指标肺通气功能的指标一、肺容量：一、肺容量：残气量残气量补呼气量补呼气量潮气量潮气量补吸气量补吸气量潮气量（潮气量（TV）补呼气量（补呼气量（ERV）补吸气量（补吸气量（IRV）残气量（残气量（RV）功能残气量（功能残气量（FRC）肺活量（肺活量（VC）肺总容量（肺总容量（TLC）功能残气量功能残气量肺活量肺活量肺总容量肺总容量二、肺通气量：二、肺通气量：每分通气量每分通气量每分钟进或

10、出肺的气体总量。每分钟进或出肺的气体总量。每分通气量每分通气量=潮气量潮气量 X 呼吸频率呼吸频率肺泡通气量肺泡通气量=（潮气量（潮气量-生理无效腔生理无效腔）X 呼吸频率呼吸频率解剖无效腔解剖无效腔肺泡无效腔肺泡无效腔肺泡通气量(500150)165600(250150)323200(1000150)86800每分通气量500168000250328000100088000平静呼吸浅快呼吸深慢呼吸气体交换原理：气体交换原理：混合气体中，每种气混合气体中，每种气体分子运动所产生的压力体分子运动所产生的压力为该气体的为该气体的分压分压。气体分子不停地进行气体分子不停地进行着无定向运动，其结果是着

11、无定向运动，其结果是气体分子从高分压区域向气体分子从高分压区域向低分压区域扩散低分压区域扩散。第十五章第十五章 肺换气和组织换气肺换气和组织换气肺换气肺换气组织换气组织换气肺和组织内气体交换过程：肺和组织内气体交换过程：影响肺内气体交换的主要因素：影响肺内气体交换的主要因素：气体分压差、溶解度和分子量气体分压差、溶解度和分子量呼吸膜的面积和厚度呼吸膜的面积和厚度通气通气/血流量比值（血流量比值（VA/Q）通气血流（通气血流（VA/Q)第十六章第十六章 氧和二氧化碳在血液中的运输氧和二氧化碳在血液中的运输气体气体O2的运输的运输CO2的运输的运输98%O295%CO2物理溶解物理溶解化学结合化学

12、结合物理溶解物理溶解气体气体物理溶解物理溶解化学结合化学结合运输运输形式形式第一节第一节第二节第二节 O2的运输的运输三、血红蛋白与三、血红蛋白与O2的结合的结合 氧合氧合解离解离 2.氧合氧合，Fe2+被氧化成被氧化成Fe3+时时Hb就就失去带氧能力失去带氧能力。(carboxyhemoglobin,HbCO)空气中0.10.3的CO即可造成危害，甚至致命。CO 1 g Hb结合结合1.34 ml O2，正常健康人每升血液含，正常健康人每升血液含Hb 150 g，最多可结合，最多可结合O2约约200 ml。血红蛋白结合氧的能力血红蛋白结合氧的能力Hb氧容量氧容量（血氧容量，（血氧容量，Oxy

13、gen Capacity）100 ml血液中血液中Hb所能结合的最大氧量称所能结合的最大氧量称Hb氧容量氧容量氧含量氧含量（血氧含量，（血氧含量，Oxygen content）100ml血液中，血液中，Hb实际结合的实际结合的O2量称量称Hb的氧含量的氧含量Hb氧饱和度氧饱和度 Hb氧含量与氧容量的百分比为氧含量与氧容量的百分比为Hb氧饱和度。氧饱和度。Hb氧容量氧容量Hb氧含量氧含量Hb氧饱和度（氧饱和度（%）=100%四、氧离曲线（四、氧离曲线（oxygen dissociation curve）：氧离曲线或称氧合血氧离曲线或称氧合血红蛋白解离曲线红蛋白解离曲线是表是表示示PO2与与Hb氧

14、饱和度的关氧饱和度的关系曲线。系曲线。该曲线表示不同该曲线表示不同PO2下下O2与与Hb分离情况，同样分离情况，同样也反映了不同也反映了不同PO2时时O2与与Hb的结合情况。的结合情况。氧离曲线的特点和生理意义：氧离曲线的特点和生理意义：氧离曲线呈氧离曲线呈“S”形，是血形，是血液液 运输运输O2有效的特性表现。有效的特性表现。第一阶段：第一阶段：PO2值在值在813.33 kPa(60100mmHg)维持氧饱和度维持氧饱和度第二阶段：第二阶段：PO2值在值在5.338.0kPa安静条件下代谢所需安静条件下代谢所需第三阶段：第三阶段：PO2值在值在2.675.330kPa机体的氧储备机体的氧储

15、备氧离曲线的位移：氧离曲线的位移：Hb与氧的结合与分离受许与氧的结合与分离受许多因素的影响。当氧离曲线的多因素的影响。当氧离曲线的位置发生变化时，表明血红蛋位置发生变化时，表明血红蛋白与氧的亲和力发生了改变。白与氧的亲和力发生了改变。曲线右移：曲线右移：表明表明Hb与氧的亲和力下降。与氧的亲和力下降。表明表明Hb与氧的亲和力增加。因为曲线与氧的亲和力增加。因为曲线左移后，在低氧条件下，左移后，在低氧条件下，Hb仍然有较仍然有较高的氧饱和度。高的氧饱和度。曲线左移：曲线左移：、pH值和值和CO2浓度的影响浓度的影响、温度的影响、温度的影响、2，3二磷酸甘油酸（二磷酸甘油酸（2，3DPG）、Hb自

16、身性质的影响自身性质的影响影响氧离曲线位移的因素：影响氧离曲线位移的因素：第三节第三节 CO2的运输的运输 二氧化碳在体内的运输也是以二氧化碳在体内的运输也是以物理溶解和化学结合的方式进行的。物理溶解和化学结合的方式进行的。化学结合化学结合物理溶解（物理溶解（5%）碳酸氢盐（碳酸氢盐（87%）氨基甲酰血红蛋白（氨基甲酰血红蛋白（7%）另一方面是随意的控制，另一方面是随意的控制，主要是大脑皮层的功能，主要是大脑皮层的功能，它可以改变正常的呼吸节律，进行与意识有它可以改变正常的呼吸节律，进行与意识有关的活动，如：屏气、说话、唱歌等。关的活动，如：屏气、说话、唱歌等。中枢系统对呼吸运动的调节分为两个

17、方面：中枢系统对呼吸运动的调节分为两个方面：一方面是自动节律性的控制，一方面是自动节律性的控制，主要是通过低位脑干的主要是通过低位脑干的功能而产生正常的呼吸节律。功能而产生正常的呼吸节律。第十七章第十七章 呼吸运动的调节呼吸运动的调节结结 论：论：1、延髓存在、延髓存在 基本的呼吸中枢基本的呼吸中枢2、脑桥、脑桥 的的1/3处存在处存在 呼吸调整中枢呼吸调整中枢 1923年英国学者年英国学者Lumsden用分段切除法成功地观察用分段切除法成功地观察了呼吸节律的变化，提出了三级呼吸中枢的理论设想。了呼吸节律的变化，提出了三级呼吸中枢的理论设想。呼吸中枢：呼吸中枢：脊脊 髓髓中继站和整合某些呼吸反

18、射的初级中枢中继站和整合某些呼吸反射的初级中枢延延 髓髓呼吸的基本中枢（生命活动的基本中枢）呼吸的基本中枢（生命活动的基本中枢）脑脑 桥桥呼吸的调整中心呼吸的调整中心高位脑高位脑大脑皮层、边缘系统和下丘脑大脑皮层、边缘系统和下丘脑一、化学感受性反射：一、化学感受性反射：当血中或脑脊液中的当血中或脑脊液中的CO2、H+浓度升高，或浓度升高，或O2浓浓度降低时，通过刺激体内的度降低时，通过刺激体内的化学感受器化学感受器，对呼吸产生，对呼吸产生调节，从而排出体内过多的调节，从而排出体内过多的CO2、H+，摄入，摄入O2以维持以维持血液与脑脊液中血液与脑脊液中CO2、O2、H+浓度的相对恒定。浓度的相

19、对恒定。（一）二氧化碳对呼吸的影响（一）二氧化碳对呼吸的影响（二）低氧对呼吸的影响（二）低氧对呼吸的影响（三）氢离子对呼吸的影响（三）氢离子对呼吸的影响 （1）中枢化学感受器中枢化学感受器：位：位于延髓腹外侧表层的对称化学敏于延髓腹外侧表层的对称化学敏感区域。引起中枢化学感受器兴感区域。引起中枢化学感受器兴奋的有效刺激是奋的有效刺激是H+而不是而不是CO2。（2）外周化学感受器外周化学感受器：颈动：颈动脉体和主动脉体。当血液中缺脉体和主动脉体。当血液中缺O2、二氧化碳分压和、二氧化碳分压和H+增高增高时其传入的神经冲动增加。时其传入的神经冲动增加。感受器感受器（一）二氧化碳对呼吸的影响（一）二

20、氧化碳对呼吸的影响 血液中血液中一定水平的一定水平的CO2对维持呼吸和呼吸中枢的兴对维持呼吸和呼吸中枢的兴奋性奋性是必需的，但血中是必需的，但血中PCO2增高或降低对呼吸有显著增高或降低对呼吸有显著影响。影响。实验证明，当动脉血中实验证明，当动脉血中PCO2增高增高0.2kPa（1.5mmHg），便可使肺通气容量增大一倍，加快），便可使肺通气容量增大一倍，加快CO2的排出，以维持血中的的排出，以维持血中的CO2含量的相对恒定。若含量的相对恒定。若PCO2降低降低0.2kPa（1.5mmHg），会引起呼吸暂停。），会引起呼吸暂停。（20%，为次要途径），为次要途径）PCO2外周化学感受器外周化学

21、感受器延髓延髓呼吸加深、加快呼吸加深、加快穿过血脑屏障穿过血脑屏障进入脑脊液进入脑脊液中枢化学感受器中枢化学感受器（80%，主要途径），主要途径）PCO2 H2CO3 HCO3+H+PCO2(过度通气过度通气)呼吸暂停。呼吸暂停。PCO2：2%：呼吸加深加快，肺通气量：呼吸加深加快，肺通气量(7%：肺通气量不能继续作相应增加，血中：肺通气量不能继续作相应增加，血中PCO2急急剧剧，出现中枢神经系统毒性症状：不安、头痛、头昏、，出现中枢神经系统毒性症状：不安、头痛、头昏、呼吸困难等。呼吸困难等。15%：意识丧失、惊厥。：意识丧失、惊厥。30%：呼吸中枢麻痹、死亡。：呼吸中枢麻痹、死亡。（二）低氧

22、对呼吸的影响（二）低氧对呼吸的影响 动脉血动脉血PO2降低，导致呼吸加深、加快降低，导致呼吸加深、加快，肺通气增加。一般在动脉血PO2降到10.67 kPa(80 mmHg)以下时，才有肺通气增加，因而动脉血PO2对正常呼吸调节作用不大。低低O2对呼吸中枢有直接抑制作用对呼吸中枢有直接抑制作用。PO2 外周化学感受器呼吸中枢 呼吸加深、加快 +(间接)(直接)-（三）氢离子对呼吸的影响（三）氢离子对呼吸的影响 动脉血中动脉血中H+增加，呼吸加深加快；增加，呼吸加深加快；H+降低，降低，呼吸受到抑制。呼吸受到抑制。外周化学感受器外周化学感受器中枢化学感受器中枢化学感受器敏感性高（血敏感性高（血脑

23、屏障）脑屏障）所以血中所以血中H+对呼吸的调节主要是通过对呼吸的调节主要是通过外周化外周化学感受器学感受器实现的。实现的。二、机械感受性反射：二、机械感受性反射：呼吸活动可受机体内外环境各种刺激的影响，如伤呼吸活动可受机体内外环境各种刺激的影响，如伤害性刺激、冷刺激、血压的骤然变化等都可使呼吸发生害性刺激、冷刺激、血压的骤然变化等都可使呼吸发生变化。重要的反射如下：变化。重要的反射如下：（一）肺牵张反射（一）肺牵张反射（Pulmonary strech reflex）（二）呼吸肌的本体感受性反射（二）呼吸肌的本体感受性反射（三）防御性呼吸反射（三）防御性呼吸反射肺牵张反射肺牵张反射 由肺扩张或萎陷引起的吸气抑制或兴奋的反射称为由肺扩张或萎陷引起的吸气抑制或兴奋的反射称为肺肺牵张反射牵张反射。包括。包括肺扩张反射肺扩张反射(pulmonary inflation reflex)和和肺萎陷反射肺萎陷反射(pulmonary deflation reflex)。吸气入肺吸气入肺肺扩张肺扩张支气管、细支气支气管、细支气管平滑肌内肺牵管平滑肌内肺牵张感受器张感受器 迷走神经迷走神经延髓呼吸延髓呼吸中枢中枢中止吸气中止吸气引起呼气引起呼气肺扩张反射流程肺扩张反射流程