1、生理学呼吸气体交换运输调节生理学呼吸气体交换运输调节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节 概述概述肺通气肺通气肺换气和组织换气肺换气和组织换气气体在血液中的运输气体在血液中的运输n气体扩散：气体扩散：气体分子从分压高处向分压气体分子从分压高处向分压低处发生净转移的过程。低处发生净转移的过程。是气体分子扩散的动力。是气体分子扩散的动力。p：分压差：分压差 T：温度：温度 A：扩散面积：扩散面积 s：溶解度：溶解度 d：扩散距离：扩散距离 MW：分子量：分子量n气体扩散速率气体扩散速率D D：单位时间气体扩散的容积。：单位时间气体扩散的容积。MWdSATPD在混合气体中某种气体所占有的压力。在混合气体中
2、某种气体所占有的压力。气体分压气体分压=总压力总压力该气体的容积百分比该气体的容积百分比扩散速率与温度(T)呈正比。2,3-DPG是RBC无氧酵解的产物；血浆溶解度:O2 2.生理意义：代表血液释放氧的贮备，保证代谢增强时组织得到更多的氧。血红蛋白的分子结构呼吸节律的形成（了解）CO2 溶解CO2 结合CO2 溶解CO2 CO2每分钟肺泡通气量(VA)与每分钟肺血流量(Q)的比值。CO2、H+和O2对呼吸的调节为扩散系数血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分数。只要动脉血PO2不低于60mmHg，Hb氧饱和度便不会低于90%，组织就不会明显缺氧。PO21540mmHg每升(L)血液中血红蛋白所能
3、负载的最大氧量。气体的分压差是气体交换的动力，决定气体扩散方向。血 液血液中的H不易通过血脑屏障,故对中枢化学感受器的影响很弱。呼吸节律的形成（了解）CO2 CO2+HbNH2CO2O2CO2O2动脉血动脉血:PO2:100mmHgPCO2:40mmHg组织组织:PO2:30mmHgPCO2:50mmHg静脉血静脉血:PO2:40mmHgPCO2:46mmHg肺泡气肺泡气:PO2:104mmHgPCO2:40mmHg不同部位的不同部位的POPO2 2和和PCOPCO2 2(mmHg)(mmHg)l 气体的分压差气体的分压差P P大，扩散快。大，扩散快。l 气体的分压差是气体交换的动力，决定气气
4、体的分压差是气体交换的动力，决定气体扩散方向。体扩散方向。n 为扩散系数为扩散系数 血浆溶解度血浆溶解度:O:O2 2 2.14ml/100ml2.14ml/100ml COCO2 2 54.1ml/100ml54.1ml/100ml 分子量：分子量：O O2 2 32 COCO2 2 44 44 COCO2 2的扩散系数是的扩散系数是O O2 2的的2020倍。倍。临床联系：缺临床联系：缺O O2 2比比COCO2 2 潴留给容易发生。潴留给容易发生。扩散速率与扩散面积(A)呈正比；PCO2:50mmHg外周化学感受器生理学呼吸气体交换运输调节反映HbO2释放O2的部分中枢化学感受器:延髓腹
5、外侧浅表部位特点:迅速，不到0.血液pH、PCO2Hb与O2亲和力氧离曲线右移；吸入气CO2超过7%时，肺通气不能相应增加，出现中枢抑制现象，称CO2麻醉。化学感受性呼吸反射（重点）O2与RBC内的血红蛋白（Hb）结合形成氧合血红蛋白（HbO2）呼吸节律的形成（了解）中枢化学感受器:延髓腹外侧浅表部位呼吸节律的形成（了解）O2及CO2的运输过程是相互影响的。2,3-DPG是RBC无氧酵解的产物；慢性缺氧、贫血、高原低氧等情况，2,3-DPG；不需酶催化,受Hb含O2量影响.PCO2:40mmHg血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分数。血 液呼吸节律的形成（了解）扩散速率与扩散面积扩散速率与扩散
6、面积(A)(A)呈正比；呈正比；与距离与距离(d)(d)呈反比。呈反比。n 扩散速率与温度扩散速率与温度(T)(T)呈正比。呈正比。肺泡肺泡血液血液 O2CO2静脉血静脉血 动脉血动脉血 特点特点:迅速，不到迅速，不到0.3s即可达气体交换平衡。即可达气体交换平衡。组织细胞组织细胞血液血液 O2CO2静脉血静脉血 动脉血动脉血 n 呼吸膜的厚度呼吸膜的厚度 n 呼吸膜的面积呼吸膜的面积n 通气通气/血流比值（血流比值（V/QV/Q比值）比值）MWdSATPD通气通气/血流比值：血流比值：每分钟肺泡通气量每分钟肺泡通气量(V(VA A)与每分钟肺血流量与每分钟肺血流量(Q)(Q)的比值。的比值。
7、正常值成人安静时：正常值成人安静时：4.2L/min5L/min肺泡通气量不变，肺血流量减少肺泡通气量不变，肺血流量减少则则:VAQ 1.684.22.5V/QV/Q比值增大比值增大,意味着部分肺泡气未能与血液充分意味着部分肺泡气未能与血液充分交换交换,相当于相当于肺泡无效腔增大。肺泡无效腔增大。4.2L/min2.5L/min3L/min5L/min肺泡通气量下降，而肺血流量不变肺泡通气量下降，而肺血流量不变,则则:V/Q V/Q比值减小比值减小,通气不足通气不足,V,V血中的气体不能充分更血中的气体不能充分更新新,犹如发生了犹如发生了动动-静脉短路静脉短路。支气管痉挛支气管痉挛 肺栓塞肺栓
8、塞V/Q=0.84 V/Q=0.84 通气血流匹配正常通气血流匹配正常V/Q0.84 V/Q0.84V/Q0.84肺泡无效腔增加肺泡无效腔增加 O O2 2与与COCO2 2在血液中的运输形式在血液中的运输形式物理溶解（前提）物理溶解（前提）化学结合化学结合 (主要主要)红细胞红细胞 血血 液液肺泡肺泡组织组织 O2 溶解溶解O2 结合结合O2 溶解溶解O2 O2CO2 溶解溶解CO2 结合结合CO2 溶解溶解CO2 CO2血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分数。如：高原性红细胞增多症Hb与O2结合的特征血浆溶解度:O2 2.血液pH、PCO2Hb与O2亲和力氧离曲线右移；O2与RBC内的血红
9、蛋白（Hb）结合形成氧合血红蛋白（HbO2）PCO2:50mmHg血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分数。血液pH和PCO2对氧离曲线的影响，称波尔效应。生理意义:P02在这一范围内变化对Hb饱和度影响不大。气体扩散：气体分子从分压高处向分压低处发生净转移的过程。如：严重贫血，CO中毒是联系脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸反射的初级中枢。O2及CO2的运输过程是相互影响的。生理学呼吸气体交换运输调节PCO2升高促进O2的释放-波尔效应PCO2升高促进O2的释放-波尔效应脑桥上部有呼吸调整中枢。肺泡通气量不变，肺血流量减少CO2、H+和O2对呼吸的调节血液pH、PCO2Hb与O2亲和力氧离曲线右
10、移；当A血中PO260mmHg时：22 血红蛋白的分子结构血红蛋白的分子结构血红蛋白=珠蛋白+亚铁血红素 X 4 氧与亚铁结合氧与亚铁结合Fe2+与与O2的的结合后仍是亚铁结合后仍是亚铁|Hb与与O2结合的特征结合的特征Hb+O2 2 HbO2 2肺肺PO2组织组织 PO2 血红蛋白氧容量：血红蛋白氧容量：每升每升(L)血液中血红蛋白所能负载的最大氧量。血液中血红蛋白所能负载的最大氧量。血红蛋白氧含量血红蛋白氧含量 每升每升(L)血液中血红蛋白实际结合的氧量。血液中血红蛋白实际结合的氧量。血红蛋白氧饱和度：血红蛋白氧饱和度：血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分数。血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量
11、的百分数。动脉血动脉血95%95%，混合静脉血混合静脉血75%75%当体表毛细血管中去氧当体表毛细血管中去氧Hb含量含量5g/100ml时，时，皮肤、粘膜呈青紫，称皮肤、粘膜呈青紫，称 紫绀可能提示有缺氧。紫绀可能提示有缺氧。贫血，贫血，COCO中毒中毒 紫绀不一定缺氧紫绀不一定缺氧 如：高原性红细胞增多症如：高原性红细胞增多症P02在这一范围内变化对在这一范围内变化对Hb饱和度影响不饱和度影响不大。只要动脉血大。只要动脉血PO2不低于不低于60mmHg，Hb氧饱和度便氧饱和度便不会低于不会低于90%，组织就不会明显缺氧。，组织就不会明显缺氧。血液流经组织时能够释放较多的氧，满血液流经组织时能
12、够释放较多的氧，满足安静状态下组织代谢需求。足安静状态下组织代谢需求。安静时，血液流经组织时释放出的氧仅占动脉安静时，血液流经组织时释放出的氧仅占动脉血氧含量血氧含量25%左右。左右。代表血液释放氧的贮备，保证代谢增代表血液释放氧的贮备，保证代谢增强时组织得到更多的氧。强时组织得到更多的氧。代谢加强时，血液流经组织时释放出的氧可代谢加强时，血液流经组织时释放出的氧可达动脉血氧含量达动脉血氧含量75%75%。n通常以通常以P50作为作为Hb与与O2亲亲和力的指标，和力的指标，nP50是是Hb氧饱和度达到氧饱和度达到50%时血液的时血液的P02,n正常值是正常值是26.5mmHg，P50增大，表明
13、增大，表明Hb与与O2亲和亲和力下降力下降,曲线右移；曲线右移；P50减减小，表明小，表明Hb与与O2亲和力增亲和力增大，曲线左移。大，曲线左移。氨基甲酸血红蛋白:7%脑桥上部有呼吸调整中枢。每分钟肺泡通气量(VA)与每分钟肺血流量(Q)的比值。呼吸肌本体感受性反射主A体中枢化学感受器:延髓腹外侧浅表部位中枢化学感受器:延髓腹外侧浅表部位是联系脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸反射的初级中枢。不需酶催化,受Hb含O2量影响.是联系脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸反射的初级中枢。3s即可达气体交换平衡。PO2 40-60mmHg呼吸肌本体感受性反射 快速、可逆、不需酶催化、受氧分压影响;延髓呼吸中
14、枢反映HbO2释放O2的部分化学结合 (主要)生理学呼吸气体交换运输调节脑桥上部有呼吸调整中枢。生理学呼吸气体交换运输调节 快速、可逆、不需酶催化、受氧分压影响;延髓有产生呼吸节律的基本中枢。慢性缺氧、贫血、高慢性缺氧、贫血、高原低氧等情况，原低氧等情况，酵解停止，酵解停止，生理意义：氧的解离要与组织细生理意义：氧的解离要与组织细胞的新陈代谢过程相适应。胞的新陈代谢过程相适应。氧解离曲线及其变化的生理意义氧解离曲线及其变化的生理意义 （一）物理溶解：（一）物理溶解：5%5%（二）化学结合：（二）化学结合：95%95%碳酸氢盐碳酸氢盐:88%氨基甲酸血红蛋白氨基甲酸血红蛋白:7%O O2 2及及
15、COCO2 2的运输过程是相互影响的。的运输过程是相互影响的。COCO2 2通过波尔通过波尔效应影响效应影响HbHb与与O O2 2的结合和释放，的结合和释放，O O2 2又通过霍尔登效应又通过霍尔登效应影响影响HbHb与与COCO2 2的结合和释放。的结合和释放。CO2 溶解CO2 结合CO2 溶解CO2 CO2血液pH、PCO2Hb与O2亲和力氧离曲线右移；血红蛋白的分子结构CO2 CO2+HbNH2脑桥上部有呼吸调整中枢。CO2对呼吸运动的调节高位脑(指大脑皮层、边缘系统、下丘脑等)饱和现象：1分子Hb可结合4分子O2；CO2、H+和O2对呼吸的调节 O2与Hb的结合是氧合不是氧化，Fe
16、2+与O2的结合后仍是亚铁;PO2:104mmHg氧与亚铁结合外周化学感受器:颈动脉体和主动脉体PO21540mmHg3s即可达气体交换平衡。主A体化学感受性呼吸反射（重点）生理意义：血液流经组织时能够释放较多的氧，满足安静状态下组织代谢需求。3s即可达气体交换平衡。2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)Hb与O2亲和力氧离曲线右移；3）不感受血液中低O2刺激脑脑桥桥延延髓髓指脑桥和延髓指脑桥和延髓)指大脑皮层、边缘系统、下丘脑等指大脑皮层、边缘系统、下丘脑等)n脊髓脊髓是联系脑和呼吸肌的中继站和整合某些是联系脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸反射的呼吸反射的初级中枢初级中枢。脑干图脑干图 化学
17、感受器化学感受器:适宜刺激适宜刺激:A:A血或脑脊液中的血或脑脊液中的COCO2 2、O O2 2和和H H+浓浓度的变化。度的变化。外周化学感受器外周化学感受器 :颈动脉体和主动脉体颈动脉体和主动脉体 中枢化学感受器中枢化学感受器 :延髓腹外侧浅表部位延髓腹外侧浅表部位 颈颈A体体 主主A体体 (+)(+)PCO2 PO2H+（A血中）血中）位于延髓腹外侧浅表部位于延髓腹外侧浅表部生理性刺激物：脑脊液和局部细胞外生理性刺激物：脑脊液和局部细胞外液中的液中的H+中枢化学感受器反应特点：中枢化学感受器反应特点：1）对血液中）对血液中CO2反应慢反应慢 2）对血液）对血液H+反应慢且弱反应慢且弱
18、3）不感受血液中低）不感受血液中低O2刺激刺激 血红蛋白氧含量占血红蛋白氧容量的百分数。反之，氧离曲线左移。中枢化学感受器:延髓腹外侧浅表部位紫绀可能提示有缺氧。血液pH、PCO2Hb与O2亲和力氧离曲线右移；气体扩散：气体分子从分压高处向分压低处发生净转移的过程。每升(L)血液中血红蛋白实际结合的氧量。气体分压=总压力该气体的容积百分比气体的分压差是气体交换的动力，决定气体扩散方向。慢性缺氧、贫血、高原低氧等情况，2,3-DPG；不需酶催化,受Hb含O2量影响.CO2对呼吸运动的调节反映HbO2最易释放O2的部分A血PCO2呼吸节律的形成（了解）快速、可逆、不需酶催化、受氧分压影响;血液中的
19、H不易通过血脑屏障,故对中枢化学感受器的影响很弱。O2与RBC内的血红蛋白（Hb）结合形成氧合血红蛋白（HbO2）外周化学感受器高位脑(指大脑皮层、边缘系统、下丘脑等)呼吸节律的形成（了解）外周化学感受器外周化学感受器 CO2进入脑组织进入脑组织 (CO2+H2OH2CO3+H+)中枢化学感受器中枢化学感受器(主要途径主要途径)H+对呼吸的调节对呼吸的调节 A血中血中H+外周化学感外周化学感受器途径受器途径呼吸呼吸加强加强血液中的血液中的H不易通过血脑屏障不易通过血脑屏障,故故对中枢化学感受器的影响很弱。对中枢化学感受器的影响很弱。低低O2对呼吸的调节对呼吸的调节当当A血中血中PO260mmH
20、g时：时：呼吸无明显变化呼吸无明显变化;当当A血中血中 40mmHgPO2 60mmHg时，时，呼吸加深加快呼吸加深加快;当当A血中血中 PO2 40mmHg时时,称重度缺氧，呼吸抑制。称重度缺氧，呼吸抑制。血液中的H不易通过血脑屏障,故对中枢化学感受器的影响很弱。PO2的升高促进CO2的释放-霍尔登效应A血PCO2血浆溶解度:O2 2.气体扩散：气体分子从分压高处向分压低处发生净转移的过程。氨基甲酸血红蛋白:7%O2与RBC内的血红蛋白（Hb）结合形成氧合血红蛋白（HbO2）特点:迅速，不到0.扩散速率与扩散面积(A)呈正比；气体的扩散面积、距离和温度PO2:100mmHgCO2、H+和O2
21、对呼吸的调节PCO2:50mmHgPCO2:40mmHg3s即可达气体交换平衡。主A体气体的扩散面积、距离和温度适宜刺激:A血或脑脊液中的CO2、O2和H+浓度的变化。CO2、H+和O2对呼吸的调节血液pH、PCO2Hb与O2亲和力氧离曲线右移；呼吸节律的形成（了解）血液中的H不易通过血脑屏障,故对中枢化学感受器的影响很弱。二氧化碳的化学结合运输形式CO2对呼吸运动的调节主A体血液中的H不易通过血脑屏障,故对中枢化学感受器的影响很弱。CO2、H+和O2对呼吸的调节是联系脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸反射的初级中枢。高位脑(指大脑皮层、边缘系统、下丘脑等)外周化学感受器:颈动脉体和主动脉体每升
22、(L)血液中血红蛋白所能负载的最大氧量。不需酶催化,受Hb含O2量影响.称重度缺氧，呼吸抑制。P50减小，表明Hb与O2亲和力增大，曲线左移。血液pH、PCO2Hb与O2亲和力氧离曲线右移；每升(L)血液中血红蛋白实际结合的氧量。扩散速率与温度(T)呈正比。呼吸加深、加快PO2 60100mmHg(CO2+H2OH2CO3+H+)氧与亚铁结合生理学呼吸气体交换运输调节CO2、H+和O2对呼吸的调节肺泡通气量不变，肺血流量减少低位脑干(指脑桥和延髓)血浆溶解度:O2 2.Hb与O2结合的特征呼吸中枢与呼吸节律的形成影响氧解离曲线的因素慢性缺氧、贫血、高原低氧等情况，2,3-DPG；P50是Hb氧饱和度达到50%时血液的P02,PO2:100mmHg则:化学感受性反射血浆溶解度:O2 2.反之，氧离曲线左移。饱和现象：1分子Hb可结合4分子O2；生理学呼吸气体交换运输调节分子量：O2 32紫绀可能提示有缺氧。HbN H2+CO2 CO2则:紫绀可能提示有缺氧。化学感受性反射氧解离曲线：指反映PO2与Hb氧饱和度关系的曲线。呼吸中枢呼吸中枢外周化学外周化学 感受器感受器呼吸呼吸中枢中枢呼吸呼吸加强加强动脉血动脉血中中PO2低氧对呼吸的影响机制低氧对呼吸的影响机制:(+)(+)(-)
