1、第五章第五章 呼呼 吸吸*呼吸的定义：呼吸的定义： 机体机体-外界外界*呼吸的全过程呼吸的全过程*呼吸的意义：呼吸的意义： 提供氧提供氧 排出二氧化碳排出二氧化碳 维持内环境的稳定维持内环境的稳定气体交换气体交换Pulmonary ventilationExternal respirationinternal respiration组织组织呼吸呼吸Gases exchange第一节第一节 肺肺 通通 气气一、肺通气的功能和结构一、肺通气的功能和结构上呼吸道上呼吸道鼻、咽、喉鼻、咽、喉下呼吸道下呼吸道气管、气管、 支气管支气管肺通气的肺通气的组成：组成：肺通气肺通气：Pulmonary vent
2、ilation一）呼吸道和肺一）呼吸道和肺呼吸道呼吸道肺泡肺泡胸廓胸廓气管的结构气管的结构*调节气道阻力调节气道阻力*保护功能：保护功能：加温湿润加温湿润过滤清洁过滤清洁防御反射防御反射 呼吸道的功能：呼吸道的功能：呼吸道平滑肌的神经支配呼吸道平滑肌的神经支配交感神经交感神经b2受体受体平滑肌舒张平滑肌舒张迷走神经迷走神经M受体受体平滑肌收缩平滑肌收缩SO2, O3,NH3, NO2迷走神经迷走神经组胺、组胺、5HT、缓激肽、缓激肽平滑肌收缩平滑肌收缩二、肺通气的完成二、肺通气的完成呼吸肌的舒缩呼吸肌的舒缩胸廓的起伏胸廓的起伏肺内压的变化肺内压的变化气体进出肺泡气体进出肺泡肺组织的扩张和缩小肺
3、组织的扩张和缩小肺泡的扩张和缩小肺泡的扩张和缩小胸膜腔胸膜腔一）胸廓和呼吸肌一）胸廓和呼吸肌1.胸廓胸廓肋骨肋骨胸骨胸骨胸椎胸椎弹性结构弹性结构2.呼吸运动和呼吸肌呼吸运动和呼吸肌 参与肌群：吸气肌参与肌群：吸气肌膈肌、肋间外肌膈肌、肋间外肌 呼气肌呼气肌肋间内肌、肋间内肌、 腹壁肌腹壁肌 Respiratory movementInspiratory muscleExpiratory muscle吸气运动：主动过程吸气运动：主动过程腹式呼吸腹式呼吸膈肌膈肌 胸式呼吸胸式呼吸膈肌、肋间外肌膈肌、肋间外肌Abdominal breathingThoratic breathing呼气运动：呼气运动
4、：过程过程 主动主动平静呼吸平静呼吸被动过程被动过程被动被动用力呼吸用力呼吸主动过程：主动过程： 肋间内肌、肋间内肌、 腹壁肌腹壁肌Eupnea二）胸膜腔二）胸膜腔1.胸膜腔的形成胸膜腔的形成没有气体没有气体没有液体没有液体潜在的腔隙潜在的腔隙把胸廓和肺的运动耦联在一起把胸廓和肺的运动耦联在一起意义：意义：2.胸内压胸内压胸内负压胸内负压intrapleural negative pressure胸膜腔负压胸膜腔负压 negative pressure of pleural space形成的原因：形成的原因：胸内负压的分布梯度胸内负压的分布梯度胸内负压的意义胸内负压的意义维持肺的扩张维持肺的扩
5、张降低中心静脉压，促进血液和淋巴回流降低中心静脉压，促进血液和淋巴回流气胸气胸pneumothorax及其危害及其危害二、呼吸阻力二、呼吸阻力呼吸阻力呼吸阻力弹性阻力弹性阻力非弹性阻力非弹性阻力Elastic resistanceNon-elastic resistance一）弹性阻力一）弹性阻力组成：组成：肺的弹性回缩力肺的弹性回缩力胸廓的弹性回缩力胸廓的弹性回缩力1.弹性阻力和顺应性弹性阻力和顺应性弹性弹性 elasticity顺应性顺应性 compliance顺应性顺应性(C)=容积变化容积变化压力变化压力变化2.肺的弹性阻力肺的弹性阻力1）肺组织成分的作用）肺组织成分的作用弹性纤维弹性
6、纤维胶原纤维胶原纤维2）肺泡气液界面的表面张力）肺泡气液界面的表面张力surface tension表面张力的作用：表面张力的作用：使肺泡萎缩使肺泡萎缩 P=2TR3）肺表面活性物质肺表面活性物质pulmonary surfactant来源：来源：分布：分布：作用：作用：密度的变化：密度的变化：新生儿呼吸窘迫综合征新生儿呼吸窘迫综合征4）肺的顺应性肺的顺应性 lung compliance 肺顺应性肺顺应性= =肺容积肺容积跨肺压跨肺压肺容积肺容积肺泡压肺泡压-胸内压胸内压静态顺应性静态顺应性 static compliance正常值正常值=0.2L/cmH2O5）影响肺顺应性的因素）影响肺顺
7、应性的因素肺容积的大小肺容积的大小呼吸时相呼吸时相体位体位肺组织疾病和肺表面活性物质异常肺组织疾病和肺表面活性物质异常比顺应性比顺应性 specific compliance比顺应性比顺应性=平静呼吸的顺应性平静呼吸的顺应性功能余气量功能余气量3.胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力胸廓的顺应性胸廓的顺应性 thoracic compliance肺容积的变化肺容积的变化跨壁压的变化跨壁压的变化=正常值正常值=0.2L/cmH2O4.胸廓和肺的总顺应性胸廓和肺的总顺应性总的弹性阻力总的弹性阻力= 肺弹性阻力肺弹性阻力+胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力总顺应性总顺应性 lung-thorax compliance
8、, CLTCLTCLCT111=+正常值正常值=0.1L/cmH2O二）非弹性阻力二）非弹性阻力惯性阻力惯性阻力粘滞阻力粘滞阻力气道阻力：气道阻力：80%90%Airway resistance, Raw1.影响气道阻力的因素影响气道阻力的因素对流加速阻力对流加速阻力气流的形式：气流的形式：层流和湍流层流和湍流气道口径气道口径肺容积肺容积2.气道阻力的分布气道阻力的分布3.动态顺应性动态顺应性dynamic compliance动态顺应性动态顺应性弹性阻力弹性阻力气流阻力气流阻力静态顺应性静态顺应性弹性阻力弹性阻力动态顺应性动态顺应性 静态顺应性静态顺应性-气流阻力气流阻力三）呼吸功三）呼吸功
9、呼吸功呼吸功弹性阻力弹性阻力非弹性阻力非弹性阻力呼吸的能量消耗呼吸的能量消耗呼吸肌效率呼吸肌效率=机械功机械功能量消耗能量消耗三、肺容量与肺通气量三、肺容量与肺通气量一）肺容量一）肺容量肺容量肺容量静态肺容量静态肺容量static lung volume动态肺容量动态肺容量dynamic lung volume1.静态肺容量静态肺容量static lung volume功能余气量的意义功能余气量的意义Tidal volumeinspiratory reserve volumeexpiratory reserve volumeResidual volumeFunctional residual
10、capacityInspiratory capacityVital capacity2.动态肺容量动态肺容量 dynamic lung volume动态肺容量动态肺容量用力肺活量用力肺活量 forced vital capacity用力呼气量用力呼气量 forced expiratory volume, FEV二）肺通气量二）肺通气量1.每分通气量每分通气量minute ventilation volume, VE=潮气量潮气量*呼吸频率呼吸频率 最大随意通气量最大随意通气量 maximal voluntary ventilation MV2.肺泡通气量肺泡通气量alveolar ventil
11、ation VA=（潮气量（潮气量-无效腔量）无效腔量）*呼吸频率呼吸频率3.无效腔无效腔 dead space解剖无效腔解剖无效腔 anatomical dead space150ml肺泡无效腔肺泡无效腔 alveolar dead space生理无效腔生理无效腔 physiological dead space=解剖无效腔解剖无效腔+肺泡无效腔肺泡无效腔第二节第二节 呼吸气体的交换呼吸气体的交换呼吸气体的交换呼吸气体的交换respiratory gases exchange肺换气肺换气组织换气组织换气 扩散扩散diffusion气体的分压差气体的分压差一、肺换气一、肺换气一）肺的通气和血流
12、一）肺的通气和血流1.通气通气-血流比值血流比值 ventilation-perfusion ratio, VA/Qc正常值正常值 0.842.通气通气-血流比值的区域性差异血流比值的区域性差异3.VA/Qc区域性差异的生理性调节区域性差异的生理性调节VA/Qc偏低偏低局部血液低氧局部血液低氧局部区域血管收缩局部区域血管收缩减少血流量减少血流量血液被分配到血液被分配到通气良好区域通气良好区域VA/Qc偏高偏高肺泡中肺泡中PCO2减小减小局部区域支气管收缩局部区域支气管收缩减少通气量减少通气量通气分布到通气分布到VA/Qc偏低区域偏低区域二）肺内气体交换二）肺内气体交换呼吸膜的特点呼吸膜的特点六
13、层结构，六层结构，厚度厚度60mmHgHb氧饱和度氧饱和度90%，氧含量氧含量=18ml/100ml2）氧离曲线下段）氧离曲线下段在组织在组织-动脉血释放氧的部分动脉血释放氧的部分在肺部在肺部-静脉血结合氧的部分静脉血结合氧的部分1.氧解离曲线的形态氧解离曲线的形态2.氧解离曲线的偏移氧解离曲线的偏移1）P50及及 生理意生理意 义义2）影响）影响Hb对对O2运输的因素运输的因素血红蛋白的质和量血红蛋白的质和量浓度和浓度和Fe2+血液的血液的pH和和PCO2波尔效应波尔效应Bohr effect温度温度2，3二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸三、二氧化碳的运输三、二氧化碳的运输一）二氧化碳的运输形式一）
14、二氧化碳的运输形式血浆中血浆中CO2HCO3-氨基甲酸化合物氨基甲酸化合物红细胞中红细胞中CO2氨基甲酸血红蛋白氨基甲酸血红蛋白HCO3-溶解溶解氯转移氯转移 chloride shift二）二氧化碳解离曲线二）二氧化碳解离曲线霍尔登效应霍尔登效应Haldane effect三）三）O2和和CO2运输的相互影响运输的相互影响组织中组织中PCO2Hb对对O2亲和力亲和力O2释放释放PO2去氧去氧Hb对对CO2亲和力亲和力CO2摄取摄取波尔效应波尔效应霍尔登效应霍尔登效应肺部肺部PCO2Hb对对O2亲和力亲和力O2摄取摄取PO2去氧去氧Hb对对CO2亲和力亲和力CO2排出排出波尔效应波尔效应霍尔登
15、效应霍尔登效应CO2排出排出第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节一、节律性呼吸运动的起源一、节律性呼吸运动的起源呼吸中枢呼吸中枢*脊髓脊髓支配呼吸肌支配呼吸肌*低位脑干低位脑干延髓延髓呼吸节律基本中枢呼吸节律基本中枢脑桥脑桥呼吸调整中枢，抑制吸气呼吸调整中枢，抑制吸气臂旁内侧核和臂旁内侧核和KF核核PBKF核核*高位中枢高位中枢-呼吸运动的随意控制呼吸运动的随意控制延髓的呼吸相关神经元延髓的呼吸相关神经元背侧呼吸组背侧呼吸组dorsal respiratory group, DRG腹侧呼吸组腹侧呼吸组ventral respiratory group,VRG孤束核腹外侧区孤束核腹外侧区-
16、吸气神经元吸气神经元 inspiratory neuron疑核疑核-吸气神经元吸气神经元后疑核后疑核-呼气神经元呼气神经元面神经后核面神经后核-呼气神经元呼气神经元前包钦格复合体前包钦格复合体-呼吸节律发生器呼吸节律发生器吸气切断机制吸气切断机制 inspiratory off switch二、呼吸的反射性调节二、呼吸的反射性调节一）化学感受性反射一）化学感受性反射血液中血液中PCO2 、PO2 、H+化学感受器化学感受器呼吸运动的调节呼吸运动的调节中枢化学感受器中枢化学感受器外周化学感受器外周化学感受器1. 化学感受器化学感受器chemoreceptor中枢化学感受器中枢化学感受器centr
17、al chemoreceptor外周化学感受器外周化学感受器peripheral chemoreceptor部位部位-延髓腹外侧区延髓腹外侧区适宜刺激适宜刺激-脑脊液和细胞外液中的脑脊液和细胞外液中的H部位部位-颈动脉体和主动脉体颈动脉体和主动脉体适宜刺激适宜刺激-PCO2 、PO2 、H+2. CO2 、H 和低和低O2对呼吸的调节对呼吸的调节+CO2对呼吸的调节对呼吸的调节作用途径：作用途径：中枢化学感受器中枢化学感受器外周化学感受器外周化学感受器H 对呼吸的调节对呼吸的调节 +作用途径：作用途径：中枢化学感受器中枢化学感受器外周化学感受器外周化学感受器低低O2对呼吸的调节对呼吸的调节作用
18、途径：作用途径： 外周化学感受器外周化学感受器3. CO2 、H 和低和低O2在呼吸调节中的相互作用在呼吸调节中的相互作用+二）机械感受性反射二）机械感受性反射1.肺牵张反射肺牵张反射 pulmonary stretch reflex肺扩张反射肺扩张反射 pulmonary inflation reflex牵张感受器牵张感受器吸气，肺扩张吸气，肺扩张迷走神经迷走神经延髓延髓呼气呼气吸气切断机制吸气切断机制大气道平滑肌大气道平滑肌慢适应感受器慢适应感受器生理意义生理意义肺萎陷反射肺萎陷反射 pulmonary deflation reflex2.本体感受器反射本体感受器反射肌肉、肌腱和关节中的本体感受器肌肉、肌腱和关节中的本体感受器肌肉和皮肤中的痛觉感受器肌肉和皮肤中的痛觉感受器3.激惹感受器引起的呼吸反射激惹感受器引起的呼吸反射三）防御性呼吸反射三）防御性呼吸反射咳嗽反射咳嗽反射 cough reflex喷嚏反射喷嚏反射屏气反射屏气反射三、异常呼吸三、异常呼吸
