1、目的与要求：目的与要求：1.1.了解肺通气原理，掌握合理呼吸了解肺通气原理，掌握合理呼吸 的方法；的方法；2.2.掌握肺通气的评定方法和呼吸的掌握肺通气的评定方法和呼吸的 基本过程；基本过程；3.3.掌握肺换气的评定方法和肺换气掌握肺换气的评定方法和肺换气 功能对训练的适应性规律；功能对训练的适应性规律；4.4.了解运动时呼吸功能的变化规律了解运动时呼吸功能的变化规律 及调节机制。及调节机制。第一节第一节 肺通气肺通气1.1.呼吸系统简述呼吸系统简述 呼吸系统呼吸系统包括：包括： 呼吸道呼吸道和和肺泡肺泡 呼吸道：呼吸道：上呼吸道由上呼吸道由鼻、咽、喉鼻、咽、喉组成，下组成，下 呼吸道由呼吸道
2、由气管及各级支气管气管及各级支气管组成。组成。 呼吸道有呼吸道有加温加温、润湿润湿和和净化空气净化空气 的功能，但呼吸道不具备气体交的功能，但呼吸道不具备气体交 换的功能。换的功能。 肺肺 泡：泡： 人体左右肺共有人体左右肺共有6-76-7亿个，总面积约亿个，总面积约 为为70-10070-100平方米，是气体交换的结构。平方米，是气体交换的结构。2. 2. 呼吸呼吸：人体人体与外界环境之间进行的与外界环境之间进行的气体交换气体交换过程。过程。3. 3. 呼吸全过程呼吸全过程外呼吸外呼吸血液运输血液运输内呼吸内呼吸空空气气呼呼吸吸道道肺肺泡泡肺肺毛毛细细血血管管肺肺静静脉脉左左心心动动脉脉肺肺
3、动动脉脉毛毛细细血血管管右右心心静静脉脉组组织织细细胞胞O O2 2COCO2 2O O2 2COCO2 2外呼吸外呼吸气体运输气体运输内呼吸内呼吸4. 4. 外呼吸：外呼吸： 肺通气肺通气： 肺肺 外界外界 肺换气肺换气： 肺泡肺泡 血液血液（一）呼吸运动 呼吸道是气体进出的通道 肺泡是气体交换的场所 胸廓的节律性运动即呼吸运动是实现肺通气的动力 呼气还是吸气决定于大气压和肺内压的气压差 （二）呼吸形式：（二）呼吸形式： 腹式呼吸（膈肌；胸固定的动作：腹式呼吸（膈肌；胸固定的动作：倒立倒立） 胸式呼吸（胸式呼吸（肋间外肌；肋间外肌；腹肌紧张：腹肌紧张：仰卧仰卧起坐起坐） 混合式呼吸混合式呼吸
4、（三）胸膜腔内压 胸内压是指胸膜腔内的压力。胸膜腔是胸膜壁层和脏层之间的腔隙(是一个密闭的腔隙)，在正常情况下呼吸时，胸膜腔内的压力总是低于大气压，称胸内负压 。 原因：肺的回缩力造成了胸内负压。 吸气时，胸内负压增大。 憋气：正常人体胸内呈负压有利于静脉血憋气：正常人体胸内呈负压有利于静脉血和淋巴液的回流。憋气使胸内呈正压。和淋巴液的回流。憋气使胸内呈正压。二、肺通气功能的评定二、肺通气功能的评定（一）（一）肺容积：肺容积：余气量：余气量：尽最大力呼气之后，仍贮留于肺内的气量。尽最大力呼气之后，仍贮留于肺内的气量。 正常男性为正常男性为1500ml1500ml，女性为，女性为1000ml10
5、00ml。老年。老年 人大于青壮年，男性高于女性。人大于青壮年，男性高于女性。 影响影响因素因素：性别、年龄、体表面积、胸性别、年龄、体表面积、胸 廓大小、呼吸肌、胸壁的弹性。廓大小、呼吸肌、胸壁的弹性。（三）时间肺活量：（三）时间肺活量：在最大吸气之后，以在最大吸气之后，以最快速度最快速度进行最进行最大呼气，记录在一定时间内所能呼出的气量。大呼气，记录在一定时间内所能呼出的气量。 正常人：第正常人：第l l秒：秒： 83%83%肺活量（最有意义）肺活量（最有意义） 第第2 2秒：秒： 96%96%肺活量肺活量 第第3 3秒：秒： 99%99%肺活量肺活量 时间肺活量反映：时间肺活量反映： a
6、.a.肺活量的大小肺活量的大小 b.b.肺的肺的弹性弹性情况情况 c.c.气道是否气道是否狭窄狭窄 d.d.呼吸呼吸阻力情况阻力情况 （四）肺通气量（四）肺通气量 每分通气量潮气量每分通气量潮气量呼吸频率呼吸频率（五）每分最大通气量：（五）每分最大通气量： 随运动负荷的增加，随运动负荷的增加，每分通气量达到最大每分通气量达到最大，称每分最大，称每分最大通气量。通气量。（六）（六）每分最大随意通气量每分最大随意通气量 在实验条件下，最大限度地做深而快的呼吸，每分钟吸在实验条件下，最大限度地做深而快的呼吸，每分钟吸入或呼出的气体量为每分最大随意通气量。测定时通常入或呼出的气体量为每分最大随意通气量
7、。测定时通常测测12 s，再换算成，再换算成1 min。 （七）（七）肺泡通气量肺泡通气量 每分钟肺泡吸入的每分钟肺泡吸入的真正参与气体交换真正参与气体交换的新鲜空气量。的新鲜空气量。 等于（潮气量等于（潮气量- -无效腔）无效腔） 呼吸频率（次呼吸频率（次/min/min） 意义：能更好反应肺的实际意义：能更好反应肺的实际有效有效通气功能通气功能（一）肺通气对运动的反应 运动时，肺通气量上升 运动强度较低时，以潮气量增加为主 当运动强度增加到一定程度时，则主要依靠呼吸频率增加（二）肺通气功能对训练的适应（二）肺通气功能对训练的适应 训练对运动时每分通气量的影响（训练对运动时每分通气量的影响（
8、 ） 通气效率（通气效率（ ）和呼吸肌耗氧量（）和呼吸肌耗氧量（ ） 氧通气当量（氧通气当量（ ） 氧通气当量氧通气当量= =每分通气量每分通气量/ /每分吸氧量每分吸氧量第二节第二节 肺换气和组织换气肺换气和组织换气一、气体交换原理一、气体交换原理分压：在混合气体的总压力中，某种气体所占有的分压：在混合气体的总压力中，某种气体所占有的压力。压力。气体的分压差：某一气体高分压与低分压之差气体的分压差：某一气体高分压与低分压之差气体扩散动力：气体的分压差气体扩散动力：气体的分压差空空气气呼呼吸吸道道肺肺泡泡肺肺毛毛细细血血管管肺肺静静脉脉左左心心动动脉脉肺肺动动脉脉毛毛细细血血管管右右心心静静脉
9、脉组组织织细细胞胞O O2 2COCO2 2O O2 2COCO2 2外呼吸外呼吸气体运输气体运输内呼吸内呼吸(一)影响气体扩散的因素 肺换气和组织换气的扩散面积 氧气和二氧化碳的分压差 温度(二)通气血流比值 气体交换还有赖于肺泡通气量和肺血流量的相互配合，通常用通气血流比值来表示，即每分肺泡通气量和肺血流量(心输出量)的比值。正常人安静时通气血流比值为084(42 L5 L)，此时肺通气量与血流量匹配最合适，气体交换效率最高。 在进行中小强度运动时，机体一方面通过调节呼吸运动增大肺通气量，另一方面心输出量增加，使通气血流比值保持稳定。 但当运动强度过大时，心输出量的加大跟不上肺通气量的增加
10、，通气血流比值升高。在这种情况下部分肺泡得不到血液灌流，以致其中的气体不能与血液充分交换，气体交换率相对下降。所以，增强心脏功能，使运动时单位时间内流经肺泡的血量增多，有利于通气血流比值保持在较合理水平，以提高肺换气效率。肺部毛细血管肌肉毛细血管肺部毛细血管肌肉O2HbHbO2一、氧的运输一、氧的运输 .物理溶解 .化学结合第三节气体在血液中的运输第三节气体在血液中的运输. .运输方式：运输方式：. .运输途径：运输途径：（见右图（见右图）Hb + O2HbO2肺部肺部组织组织一、运输功能（二）氧解离曲线（二）氧解离曲线氧容量氧容量：每升血液中：每升血液中HbHb理论上能结合理论上能结合O O
11、2 2的的最大量。最大量。氧含量氧含量：每升血液中：每升血液中HbHb实际能结合实际能结合O O2 2的量。的量。氧饱和度氧饱和度：氧含量占氧容量的百分比。：氧含量占氧容量的百分比。血氧饱和度血氧饱和度与血氧分压血氧分压之间关系的曲线称血红蛋白氧离曲线，简称氧解离曲线（见下图）。氧离曲线氧离曲线氧解离曲线近似氧解离曲线近似“S”S”型，这一特征具有型，这一特征具有重要的生理意义：重要的生理意义：上段：曲线平坦上段：曲线平坦 保证机体不缺保证机体不缺O O2 2；中下段：曲线较陡中下段：曲线较陡 有利于组织供有利于组织供O O2 2a. a. PCOPCO2 2和和PHPH对氧解离曲线的影响：对
12、氧解离曲线的影响： 当血液流经组织时，当血液流经组织时，高高PCOPCO2 2和低和低PHPH促使促使HbOHbO2 2解离，有利于向组织供氧解离，有利于向组织供氧; ;而当而当血液流经肺时，低血液流经肺时，低PCOPCO2 2和高和高PHPH，促使，促使HbHb与与O O2 2结合，有利结合，有利于血液的载氧。因此，波尔效应既有利于肺毛细血管于血液的载氧。因此，波尔效应既有利于肺毛细血管血液的氧合，又有利于组织毛细血管血液向组织供血液的氧合，又有利于组织毛细血管血液向组织供O O2 2，具有重要生理意义。具有重要生理意义。b. b. 温度对氧解离曲线的影响：温度对氧解离曲线的影响：温度升高，
13、氧离曲线右移，温度升高，氧离曲线右移，HbHb与与O O2 2的亲和力减小的亲和力减小; ;反之，曲线左移。当温度升高，反之，曲线左移。当温度升高，组织代谢加强，对氧的需求增加，这时组织代谢加强，对氧的需求增加，这时HbHb与与O O2 2的亲和力的亲和力减小，促使减小，促使O O2 2释放，供组织利用。释放，供组织利用。 当人体运动时，肌肉产热量明显增加，导致血温升当人体运动时，肌肉产热量明显增加，导致血温升高，促使高，促使O O2 2释放，满足肌肉运动的需要。释放，满足肌肉运动的需要。c. 2,3-c. 2,3-二磷酸甘油酸的影响二磷酸甘油酸的影响: : 红细胞中含有多种有机磷化物，特别是
14、红细胞中含有多种有机磷化物，特别是2, 32, 3二二磷酸甘油酸（磷酸甘油酸（2, 32, 3DPGDPG），），2, 32, 3DPGDPG能降低能降低HbHb与与O O2 2的亲和力，使氧离曲线右移。的亲和力，使氧离曲线右移。 2,3-DPG2,3-DPG是红细胞无氧酵解的产物，人在缺氧、是红细胞无氧酵解的产物，人在缺氧、登山和长时间运动时，红细胞中登山和长时间运动时，红细胞中2, 32, 3DPGDPG均会增加，均会增加，使氧离曲线右移，释放更多的使氧离曲线右移，释放更多的O O2 2。4 4）影响氧解离曲线的因素）影响氧解离曲线的因素H+H+ 、P PCO2CO2 、T T 和和 2
15、2，3-DPG3-DPG 曲线右移曲线右移血氧饱和度血氧饱和度 HbHb与与O O2 2亲合力亲合力 氧储备：储存于血液、肺、肌红蛋白（骨骼肌、心肌、肝脏） 氧脉搏：人体从心脏每次搏动输出的血量所摄取的氧量。 碳酸氢盐碳酸氢盐（88%88%） 与红细胞内的与红细胞内的K+K+结合结合 COCO2 2+H+H2 2O O H H2 2COCO3 3 H H + + HCOHCO3 3 与与HbHb结合结合 与血浆中的与血浆中的Na+Na+结合结合 HHbHHb + CO + CO2 2 HbNHCOOH HbNHCOOH氨基甲酸血红蛋白氨基甲酸血红蛋白（7%7%）：）： COCO2 2直接与直接
16、与HbHb的氨基结合生成的氨基结合生成. .2.CO2.CO2 2的运输的运输 1.1.调节呼吸运动的神经调节调节呼吸运动的神经调节 呼吸运动的神经支配呼吸运动的神经支配 节律性呼吸是由延髓和脑桥通过节律性呼吸是由延髓和脑桥通过膈神经膈神经和和肋间神经肋间神经进行调节的。进行调节的。 呼吸中枢呼吸中枢 调节呼吸运动的主要中枢在调节呼吸运动的主要中枢在延髓延髓和和脑桥脑桥。 2.2.呼吸运动的反射性调节呼吸运动的反射性调节肺牵张反射肺牵张反射 由肺扩张或缩小引起吸气抑制或兴奋的反射，由肺扩张或缩小引起吸气抑制或兴奋的反射，称为肺牵张反射称为肺牵张反射感受器分布：感受器分布：在支气管及细支气管的平
17、滑肌内。在支气管及细支气管的平滑肌内。 运动时发生的肺牵张反射，对呼吸频率和运动时发生的肺牵张反射，对呼吸频率和深度的调节更具有重要意义。深度的调节更具有重要意义。 呼吸肌的本体感受性反射呼吸肌的本体感受性反射 呼吸肌本体感受器传入冲动所引起的反射性呼吸肌本体感受器传入冲动所引起的反射性呼吸变化。呼吸变化。 防御性呼吸反射：防御性呼吸反射：如咳嗽反射、喷嚏反射等。如咳嗽反射、喷嚏反射等。 3. 3.化学感受器化学感受器 化学感受器是指其能接受化学物质刺激的感受化学感受器是指其能接受化学物质刺激的感受器。器。 外周化学感受器外周化学感受器 位于颈内外动脉分叉处的颈动脉体和主动脉弓位于颈内外动脉分
18、叉处的颈动脉体和主动脉弓血管壁外的主动脉体。血管壁外的主动脉体。 适宜刺激适宜刺激：对对POPO2 2、PCOPCO2 2、HH+ +高度敏感高度敏感( (对对POPO2 2敏感，对敏感，对O O2 2含量含量不敏感不敏感) )，且三者且三者对化学感受器的刺激有相互增强的现象。对化学感受器的刺激有相互增强的现象。 中枢化学感受器中枢化学感受器 位置：延髓腹外侧的浅表部位位置：延髓腹外侧的浅表部位 适宜刺激适宜刺激：对：对H H+ +高度敏感，不感受缺高度敏感，不感受缺O O2 2的刺激。因的刺激。因H H+ +不易透过血不易透过血- -脑屏障，但脑屏障，但COCO2 2易透过血易透过血- -脑
19、屏障进入脑脊脑屏障进入脑脊液液:CO:CO2 2H H2 2OHOH2 2COCO3 3HH+ +HCOHCO3 3- - 发挥刺激作用。发挥刺激作用。 由于血液中由于血液中H+H+不易通过血脑屏障，故血液不易通过血脑屏障，故血液pHpH值的变值的变化对中枢化学感受器直接作用不大。中枢化学感受器化对中枢化学感受器直接作用不大。中枢化学感受器也不感受也不感受O2O2变化的刺激。变化的刺激。 .CO.CO2 2对呼吸的调节对呼吸的调节 COCO2 2对呼吸有很强的刺激作用，它是维持正常呼吸对呼吸有很强的刺激作用，它是维持正常呼吸的最重要生理性刺激。的最重要生理性刺激。 机制机制：呼吸加深加快呼吸加
20、深加快延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢+ +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+ +COCO2 2透过血脑屏障进入脑脊液透过血脑屏障进入脑脊液: : CO CO2 2H H2 2OHOH2 2COCO3 3H H+ +HCOHCO3 3- -COCO2 2 H H+ +对呼吸的调节对呼吸的调节 HH+ +呼吸加强呼吸加强 HH+ +呼吸抑制呼吸抑制 机制机制: :类似类似COCO2 2 特点：血液特点：血液HH+ + 增加时，是以刺激外周化学感受器增加时，是以刺激外周化学感受器为主。为主。缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制, ,并与缺氧程度呈并与缺
21、氧程度呈正相关正相关: :轻度缺氧时轻度缺氧时: :通过外周化学感受器的传入冲动兴奋呼通过外周化学感受器的传入冲动兴奋呼吸中枢的作用吸中枢的作用, ,能对抗缺氧对中枢的直接抑制作用，能对抗缺氧对中枢的直接抑制作用，表现为呼吸增强。表现为呼吸增强。严重缺氧时严重缺氧时: :来自外周化学感受器的传入冲动，对抗来自外周化学感受器的传入冲动，对抗不了缺氧对呼吸中枢的抑制作用，因而可使呼吸减弱，不了缺氧对呼吸中枢的抑制作用，因而可使呼吸减弱，甚至停止。甚至停止。 运动前的通气量增大是条件反射性的。 运动开始后通气量的骤升，是由于大脑皮层在发出冲动使肌肉收缩的同时，也发出冲动到达脑干呼吸中枢，引起呼吸加强。同时，呼吸器官和运动器官本体感受器的传人冲动对呼吸的加快、加强起着重要的作用。 然而，呼吸的缓慢增加一般认为与化学感受性反射等调节过程有关。 运动时，温度的升高在促使肺通气量的增加中可能有较重要的作用。肺牵张反射对呼吸的调节作用也较安静时增强。 此外，运动时甲状腺素分泌的增多、静脉回流增加对腔静脉和右心房的传人冲动、心输出量的增加和K离子浓度的升高等对增强呼吸也都有一定的刺激作用。 一般认为：肺通气的快速增长和减少期主要是神经调节的结果，而慢速增长和减少期则是体液和温度等调节的结果。
