1、第五章第五章 呼呼 吸吸 1、概念、概念： 机体与环境间的氧和二氧化碳气体交机体与环境间的氧和二氧化碳气体交换过程，称为呼吸。换过程，称为呼吸。 2、呼吸的三个环节、呼吸的三个环节：外呼吸外呼吸气体在血液中的运输气体在血液中的运输内呼吸内呼吸3、呼吸的生理意义、呼吸的生理意义 维持机体内环境氧和二氧化碳含量及酸维持机体内环境氧和二氧化碳含量及酸碱度的相对稳定，保证组织细胞代谢的正常碱度的相对稳定，保证组织细胞代谢的正常进行。进行。 第二节肺通气第二节肺通气定义定义：肺与外界环境之间的气体交换过程，称：肺与外界环境之间的气体交换过程，称为肺通气。为肺通气。一、肺通气的动力一、肺通气的动力呼吸运动
2、是肺通气的呼吸运动是肺通气的原动力原动力，呼吸运动所造成，呼吸运动所造成的肺内压与大气之间的压力差是肺通气的的肺内压与大气之间的压力差是肺通气的直接直接动力动力。（一）呼吸运动（一）呼吸运动呼吸运动呼吸运动：由呼吸肌舒缩引起的胸廓扩大和缩：由呼吸肌舒缩引起的胸廓扩大和缩小的活动。包括吸气动作和呼气动作。小的活动。包括吸气动作和呼气动作。呼吸运动分类如下呼吸运动分类如下：1、平静呼吸和用力呼吸、平静呼吸和用力呼吸1）平静呼吸）平静呼吸：人在安静时平稳、均匀的呼吸。：人在安静时平稳、均匀的呼吸。由膈肌和肋间外肌舒缩引起。由膈肌和肋间外肌舒缩引起。特点：吸气为主动过程，呼气为被动过程。特点：吸气为主
3、动过程，呼气为被动过程。2）用力呼吸）用力呼吸：人在劳动或运动时用力而加深：人在劳动或运动时用力而加深的呼吸。除膈肌和肋间外肌外，还有胸锁乳的呼吸。除膈肌和肋间外肌外，还有胸锁乳突肌、胸大肌辅助吸气和肋间内肌、腹肌辅突肌、胸大肌辅助吸气和肋间内肌、腹肌辅助呼气。助呼气。特点特点：用力呼吸的吸气和呼气都是主动过程。：用力呼吸的吸气和呼气都是主动过程。2、胸式呼吸和腹式呼吸、胸式呼吸和腹式呼吸1）胸式呼吸）胸式呼吸：由肋间外肌舒缩为主的呼吸：由肋间外肌舒缩为主的呼吸运动，胸壁起伏明显，称为胸式呼吸。运动，胸壁起伏明显，称为胸式呼吸。2）腹式呼吸）腹式呼吸：由膈肌舒缩为主的呼吸运动，：由膈肌舒缩为主
4、的呼吸运动，腹壁起伏明显，称为腹式呼吸。腹壁起伏明显，称为腹式呼吸。女性和青年人胸式呼吸占优势，男性和儿童女性和青年人胸式呼吸占优势，男性和儿童腹式呼吸占优势。腹式呼吸占优势。3、人工呼吸、人工呼吸：用人工方法使胸廓扩大和缩：用人工方法使胸廓扩大和缩小相交替运动。小相交替运动。4、呼吸周期和呼吸频率、呼吸周期和呼吸频率：一次呼吸运动称为一次呼吸运动称为一个呼吸周期一个呼吸周期。每分钟呼吸运动的次数，称为每分钟呼吸运动的次数，称为呼吸频率呼吸频率。正常成人呼吸频率：正常成人呼吸频率：1218次次/分分新生儿新生儿4045次次/分，以后随年龄而减少。分，以后随年龄而减少。（二）肺内压与胸膜腔内压（
5、二）肺内压与胸膜腔内压1、胸内负压的形成、胸内负压的形成胸内负压由作用于胸膜脏层的肺内压和肺回缩胸内负压由作用于胸膜脏层的肺内压和肺回缩力共同作用形成的。力共同作用形成的。胸膜腔内压肺内压肺回缩力胸膜腔内压肺内压肺回缩力在吸气和呼气末，肺内压等于大气压，为，在吸气和呼气末，肺内压等于大气压，为，所以所以胸膜腔内压肺回缩力胸膜腔内压肺回缩力 可见，胸膜腔负压是由肺的回缩力造成的。可见，胸膜腔负压是由肺的回缩力造成的。 2 2、胸膜腔负压的生理意义、胸膜腔负压的生理意义：维持肺的扩张状态，不致因肺回缩力而萎维持肺的扩张状态，不致因肺回缩力而萎缩；缩；降低中心静脉压和胸导管内压，有利于静降低中心静脉
6、压和胸导管内压，有利于静脉血、淋巴液的回流。脉血、淋巴液的回流。二、肺通气的阻力二、肺通气的阻力肺通气的阻力肺通气的阻力弹性阻力占弹性阻力占70非弹性阻力占非弹性阻力占30（一）弹性阻力（一）弹性阻力1、定义、定义：指外力使弹性组织变形时，弹性组织产：指外力使弹性组织变形时，弹性组织产生对抗变形的回位力生对抗变形的回位力。2、顺应性、顺应性：表示弹性组织在外力作用下的可：表示弹性组织在外力作用下的可扩张性。扩张性。顺应性与弹性阻力顺应性与弹性阻力成反比成反比。3、肺回缩力、肺回缩力肺回缩力肺回缩力肺泡壁弹性回位力（占肺泡壁弹性回位力（占1/3）肺泡表面张力（占肺泡表面张力（占2/3）1）肺泡表
7、面张力）肺泡表面张力：指肺泡内液气界面使肺：指肺泡内液气界面使肺泡表面积缩小的力。泡表面积缩小的力。2）肺泡表面活性物质）肺泡表面活性物质：肺泡：肺泡型细胞能合成分型细胞能合成分泌一种脂蛋白泌一种脂蛋白 。作用作用：使肺回缩力减小，有利于肺扩张，防使肺回缩力减小，有利于肺扩张，防止肺不张。止肺不张。降低表面张力，防止毛细血管内液体降低表面张力，防止毛细血管内液体滤出，避免肺水肿。滤出，避免肺水肿。（二）非弹性阻力（二）非弹性阻力非弹性阻力主要是指气流通过呼吸道的摩擦力，非弹性阻力主要是指气流通过呼吸道的摩擦力，即呼吸道阻力。即呼吸道阻力。 呼吸道阻力受呼吸道口径、气流速度及气流形式呼吸道阻力受
8、呼吸道口径、气流速度及气流形式影响。影响。呼吸道阻力呼吸道阻力1/气道半径气道半径4 三、肺通气功能的评价三、肺通气功能的评价（一）肺容积（一）肺容积：肺容纳的气量。：肺容纳的气量。1、潮气量、潮气量TV：每次呼吸时吸入或呼出的气量。：每次呼吸时吸入或呼出的气量。平静呼吸时为：平静呼吸时为：400600ml。2、补吸气量、补吸气量：平静吸气末再尽力吸气所能增加：平静吸气末再尽力吸气所能增加的吸入气量。正常成人为的吸入气量。正常成人为15002000ml。3、深吸气量、深吸气量：补吸气量与潮气量之和。：补吸气量与潮气量之和。4、补呼气量、补呼气量：平静呼气末再尽力呼气所能增加：平静呼气末再尽力呼
9、气所能增加的呼出气量。正常成人为的呼出气量。正常成人为9001 200m1。5、残气量、残气量：最大呼气末肺内残余的气量，也称：最大呼气末肺内残余的气量，也称为余气量。正常成人为为余气量。正常成人为l 0001 500ml。 6、功能残气量、功能残气量：平静呼气末肺内存留的气量。：平静呼气末肺内存留的气量。它是补呼气量和残气量之和。它是补呼气量和残气量之和。7、肺活量、肺活量VC：最大吸气后作全力呼气，所能呼出：最大吸气后作全力呼气，所能呼出的气量的气量 。它等于潮气量、补吸气量、补呼气量之。它等于潮气量、补吸气量、补呼气量之和。正常男性为和。正常男性为3500ml，正常女性为，正常女性为25
10、00ml。 肺活量反映一次呼吸所能达到的最大通气量，肺活量反映一次呼吸所能达到的最大通气量，可作为了解肺功能的指标。可作为了解肺功能的指标。8、用力呼气量、用力呼气量FEV：也称为时间肺活量，它是：也称为时间肺活量，它是指最大吸气后，以最快速度用力呼气，记录第指最大吸气后，以最快速度用力呼气，记录第1、2、3秒末呼秒末呼 出气量占肺活量的百分比。正常成出气量占肺活量的百分比。正常成人第人第1、2、3秒末呼出的气量分别占肺活量的秒末呼出的气量分别占肺活量的83、96、99。其中第。其中第1秒末的用力呼气量意秒末的用力呼气量意义最大，低于义最大，低于60为不正常。为不正常。 9、肺总量、肺总量TL
11、C：肺所能容纳的最大气量，它：肺所能容纳的最大气量，它等于肺活量与残气量之和。正常男性为等于肺活量与残气量之和。正常男性为50006000ml，正常女性为，正常女性为35004500ml。（二）肺通气量（二）肺通气量1、每分肺通气量、每分肺通气量：指每分钟进肺或出肺的气：指每分钟进肺或出肺的气体总量。简称每分通气量。等于潮气量与呼吸体总量。简称每分通气量。等于潮气量与呼吸频率的乘积。频率的乘积。正常为正常为68L。2、最大通气量、最大通气量：尽力作深快呼吸时，每分钟：尽力作深快呼吸时，每分钟进肺或出肺的最大气量。它反映肺通气功能进肺或出肺的最大气量。它反映肺通气功能的潜力大小。的潜力大小。男性
12、为：男性为：104L，女性为：，女性为：82L。3、每分肺泡通气量、每分肺泡通气量：指每分钟进肺泡或出肺：指每分钟进肺泡或出肺泡的有效通气量，简称肺泡通气量。泡的有效通气量，简称肺泡通气量。4、无效腔气量、无效腔气量：呼吸道内不能与血液进行气体：呼吸道内不能与血液进行气体交换的气体量。交换的气体量。 肺泡通气量肺泡通气量(潮气量一无效腔气量潮气量一无效腔气量)呼吸频率呼吸频率 正常成人安静时每分肺泡通气量约为正常成人安静时每分肺泡通气量约为4.2L，不同，不同呼吸深度、频率对每分通气量和肺泡通气量的影呼吸深度、频率对每分通气量和肺泡通气量的影响不同：响不同：第三节呼吸气体的交换第三节呼吸气体的
13、交换一、气体交换的原理一、气体交换的原理气体交换包括肺换气和组织换气，它们都是以气体交换包括肺换气和组织换气，它们都是以扩散方式实现的，气体扩散方向是从分压高处扩散方式实现的，气体扩散方向是从分压高处向分压低处移动，直到平衡。向分压低处移动，直到平衡。因此生物膜两侧因此生物膜两侧的各气体分压差是气体交换的动力的各气体分压差是气体交换的动力。1、气体分压、气体分压1）概念）概念：在混合气体的总压力中，某种气体所：在混合气体的总压力中，某种气体所占有的压力，称为该气体的分压。等于总压力乘占有的压力，称为该气体的分压。等于总压力乘以该气体所占的容积百分比。以该气体所占的容积百分比。2）人体内肺泡气与
14、静脉血之间及动脉血与组织）人体内肺泡气与静脉血之间及动脉血与组织之间存在着之间存在着O2 和和CO2 的分压差：的分压差：2、气体扩散速度、气体扩散速度1）定义）定义：单位时间内气体扩散的容积，称为气：单位时间内气体扩散的容积，称为气体扩散速度。体扩散速度。2）影响因素）影响因素：与气体分压差和溶解度成正比，与：与气体分压差和溶解度成正比，与气体分子量的平方根成反比气体分子量的平方根成反比。（二）气体交换的过程（二）气体交换的过程肺换气必须通过呼肺换气必须通过呼吸膜，组织换气必吸膜，组织换气必须通过毛细血管壁须通过毛细血管壁和细胞膜。这些生和细胞膜。这些生物膜都很薄，对物膜都很薄，对O2 和和
15、CO2 的通透性都的通透性都很大。很大。（三）影响肺换气的因素（三）影响肺换气的因素1、气体分压差、溶解度、气体分子量、气体分压差、溶解度、气体分子量2、呼吸膜的厚度和扩散面积、呼吸膜的厚度和扩散面积3、通气、通气/血流比值血流比值正常值为正常值为0.84，此比值时肺换气效率最高，比，此比值时肺换气效率最高，比值减少或增大值减少或增大都表示肺内气体交换效率下降。都表示肺内气体交换效率下降。 肺换气的气体扩散速度受以下因素影响：肺换气的气体扩散速度受以下因素影响：第四节、气体在血液中的运输第四节、气体在血液中的运输气体在血液中的运输形式有两种：气体在血液中的运输形式有两种：物理溶解和化学结合物理
16、溶解和化学结合。物理溶解的气体量很少，但却非常重要，因为物理溶解的气体量很少，但却非常重要，因为它是实现化学结合和释放的必要形式。它是实现化学结合和释放的必要形式。 （一）氧的运输（一）氧的运输1、物理溶解物理溶解：100ml动脉血中仅溶解动脉血中仅溶解0.3ml的的O2，约占血液运，约占血液运输氧总量的输氧总量的1. 5。 2 2、化学结合、化学结合：O2能够和红细胞内血红蛋白能够和红细胞内血红蛋白(Hb)(Hb)分子中的分子中的FeFe2+2+结合形成氧合血红蛋白结合形成氧合血红蛋白(Hb(HbO2) )。约占血液运输。约占血液运输氧总量的氧总量的98. 5O2和和Hb分子中的分子中的Fe
17、2+的结合是可逆的，解离或结的结合是可逆的，解离或结合主要取决于氧分压，其过程可合主要取决于氧分压，其过程可 用下式表示：用下式表示： 3 3、紫绀和、紫绀和COCO中毒中毒：（1）HbO2颜色呈鲜红色，颜色呈鲜红色，Hb的颜色呈暗蓝色。的颜色呈暗蓝色。当毛细血管血液中当毛细血管血液中 Hb含量达到或超过含量达到或超过50g/L时，时，粘膜、甲床、口唇等部位将呈紫蓝色，称为紫绀。粘膜、甲床、口唇等部位将呈紫蓝色，称为紫绀。紫绀通常是缺氧的指征。紫绀通常是缺氧的指征。 （二）二氧化碳（二）二氧化碳 （2）Hb还能与还能与CO结合成结合成HbCO，而且结合，而且结合力比与力比与O2的结合力大的结合
18、力大210倍。倍。HbCO呈樱桃红呈樱桃红色色 。Hb一旦与一旦与CO结合，就失去与结合，就失去与O2结合的结合的能力，造成机体缺氧，这便是煤气中毒的原能力，造成机体缺氧，这便是煤气中毒的原因。因。 1 1、物理溶解、物理溶解：100ml混合静脉血液中可溶解混合静脉血液中可溶解CO2 3ml，约占静脉血中二氧化碳运输总量的，约占静脉血中二氧化碳运输总量的6。 2 2、化学结合、化学结合：CO2化学结合有两种形式化学结合有两种形式 （1 1）碳酸氢盐形式）碳酸氢盐形式：碳酸氢盐是二氧化碳运输的主要形式，占碳酸氢盐是二氧化碳运输的主要形式，占8787。其反应式如下：其反应式如下： 决定反应方向的是
19、二氧化碳分压。当二氧化碳分决定反应方向的是二氧化碳分压。当二氧化碳分压高时压高时( (组织内组织内) )，反应向右进行，二氧化碳分压，反应向右进行，二氧化碳分压低时低时( (肺内肺内) )，反应向左进行。，反应向左进行。（2 2）形成氨基甲酸血红蛋白）形成氨基甲酸血红蛋白：CO2CO2能直接与能直接与HbHb上的自由氨基结合，反应如下：上的自由氨基结合，反应如下： 反应方向取决于血液中二氧化碳分压的高低。反应方向取决于血液中二氧化碳分压的高低。第五节呼吸运动的调节第五节呼吸运动的调节一、呼吸中枢一、呼吸中枢概念概念：中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神：中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细
20、胞群，称为呼吸中枢。经细胞群，称为呼吸中枢。它们分布于大脑皮层、脑桥、延髓、脊髓等部位。它们分布于大脑皮层、脑桥、延髓、脊髓等部位。延髓延髓是呼吸运动的是呼吸运动的基本中枢基本中枢。破坏了延髓，呼。破坏了延髓，呼吸运动就将消失。吸运动就将消失。脑桥脑桥是是呼吸调整中枢呼吸调整中枢。其主要作用是抑制吸气，。其主要作用是抑制吸气，促进吸气向呼气转化，加快呼吸频率。促进吸气向呼气转化，加快呼吸频率。大脑皮层大脑皮层是调节呼吸运动的是调节呼吸运动的高级中枢高级中枢，它使人，它使人们能在一定限度内有意识的控制呼吸的深度和频们能在一定限度内有意识的控制呼吸的深度和频率。率。二、呼吸运动的反射性调节二、呼吸
21、运动的反射性调节（一）肺牵张反射（也叫肺迷走反射）（一）肺牵张反射（也叫肺迷走反射）2、基本过程、基本过程：吸气时肺扩张吸气时肺扩张牵张感受器（牵张感受器（+）沿）沿迷走神经传入迷走神经传入 延髓呼吸中枢使吸气神经元（延髓呼吸中枢使吸气神经元（）吸气停止，转入呼气吸气停止，转入呼气肺缩小肺缩小牵张感受器牵张感受器()吸气神经元抑制解除吸气神经元抑制解除吸气神经元再次吸气神经元再次(+)吸气吸气1、定义、定义： 由肺的扩大或缩小而引起的反射性呼由肺的扩大或缩小而引起的反射性呼吸变化，称为肺牵张反射吸变化，称为肺牵张反射。 （二）化学感受性呼吸反射（二）化学感受性呼吸反射1、定义、定义：是指血液和
22、脑脊液中的某些化学物质是指血液和脑脊液中的某些化学物质（COCO2 2、 H H+ + 、O O2 2、）通过化）通过化 学感受器反射性引起学感受器反射性引起的呼吸运动的变化，称为化学感受性呼吸反射。的呼吸运动的变化，称为化学感受性呼吸反射。2、外周化学感受器和中枢化学感受器、外周化学感受器和中枢化学感受器）外周化学感受器）外周化学感受器：位于颈动脉体和主动脉体，：位于颈动脉体和主动脉体，感受血液中化学物质的浓度变化。感受血液中化学物质的浓度变化。2）中枢化学感受器）中枢化学感受器：位于延髓呼吸中枢附近，感：位于延髓呼吸中枢附近，感受脑脊液中化学物质的浓度变化。受脑脊液中化学物质的浓度变化。 CO2对呼吸的影响对呼吸的影响：中枢：兴奋：中枢：兴奋外周：兴奋外周：兴奋缺氧对呼吸的影响缺氧对呼吸的影响：中枢：抑制：中枢：抑制外周：兴奋外周：兴奋 H+对呼吸的影响对呼吸的影响：外周：兴奋：外周：兴奋H+ 不能通过血脑屏障不能通过血脑屏障（三）呼吸肌本体感受性反射（三）呼吸肌本体感受性反射生理意义：参与维持正常呼吸深度，并能自动生理意义：参与维持正常呼吸深度，并能自动调节呼吸强度以克服呼吸道阻力，保持一定的调节呼吸强度以克服呼吸道阻力，保持一定的肺通气量。肺通气量。（四）防御性呼吸反射（四）防御性呼吸反射
