1、第七章 动物生理学呼吸 PPT课件一.呼吸道的解剖生理特点呼吸道呼吸道:鼻,咽,喉(上呼吸道)气管,支气管,小支气管,末梢小支气管,呼吸性小支气管(下呼吸道)肺肺:下呼吸道,肺泡管,肺泡,血管及结缔组织0级1级16级1719级2022级23级华中师范大学生命科学学院 张铭编制一.呼吸道的解剖生理特点管道粘膜内壁具有丰富的血管,并有分泌腺分泌粘液;下呼吸道粘膜上均有纤毛;气管-支气管由U形环状软骨组成;从支气管至小支气管,软骨组织减少,平滑肌组织相对增多;平滑肌受迷走神经和交感神经双重支配 交感神经(+)气管舒张 气流阻力减小 迷走神经(+)气管收缩 气流阻力增大华中师范大学生命科学学院 张铭编
2、制二.肺泡总面积70m2 安静时呼吸膜40m2肺泡上皮细胞 型97%型 分泌表面活性物质 感受器呼吸膜 表面活性物质 液体层 肺泡上皮细胞 间质 基膜 毛细血管内皮细胞华中师范大学生命科学学院 张铭编制 呼吸膜呼吸膜是肺泡与毛细血管间进行气体交换的部位,其面积面积与通透性通透性都会影响气体交换的效率.非常薄,平均厚度1m通透性极大;面积广大,50 100 m2华中师范大学生命科学学院 张铭编制Laplace 定律说明了压力 P,张力 T 与半径 r 的关系:P=2 T/r T不变,r1 P2,大球扩张华中师范大学生命科学学院 张铭编制肺泡表面活性物质(surfactant)主要成分为二软脂酰卵
3、磷脂(DPL)-脂蛋白呈单分子分布,因而减少液因而减少液-气界面气界面,使表面张力使表面张力r 小,表面活性物质密度大,T较大,P回缩力较大;r 大,密度小,T较小,P回缩力较小;r 很大,密度很小,P回缩力接近理论计算值.生理作用:减少肺泡表面张力,有利肺扩张;维持大,小肺泡容积的相对稳定;减少肺间质和肺泡内组织液生成，避免肺水肿 华中师范大学生命科学学院 张铭编制1.呼吸运动气体能通过气道进、出肺,完全是由于肺泡与外界之间的气压差气压差所引起的.肺没有横纹肌,只有丰富的弹性纤维和约3亿个肺泡,只能依赖于呼吸肌引起的胸廓扩大或缩小而被动地呼吸气体.呼吸运动才是肺通气的动力吸气呼气Palv-肺
4、内压 Patm-大气压第二节 呼吸运动与肺通气华中师范大学生命科学学院 张铭编制胸腔的扩大与缩小是呼吸肌活动的结果吸气主要吸气肌主要吸气肌腹式呼吸腹式呼吸:膈N膈肌扩大胸腔垂直径胸式呼吸胸式呼吸:外肋间N外肋间肌扩大胸腔前后径,左右径呼气主要呼气肌主要呼气肌内肋间肌 与外肋间肌作用相反 腹肌 与膈肌作用相反平静呼吸:呼气时,只有吸气肌舒张,无呼气肌收缩用力呼吸:呼气时,有呼气肌收缩吸气主动 呼气被动华中师范大学生命科学学院 张铭编制2.肺内压(Alveolar pressure,Palv)肺内压指肺泡内的压力而言吸气过程中:胸廓扩大Palv Patm,气流负压呼吸+50-5-10容积(ml)华
5、中师范大学生命科学学院 张铭编制3.胸内压(intrapleutal pressure,Pip)胸内压指胸膜腔内的压力1).胸膜腔2).胸负压的存在 Pip Patm华中师范大学生命科学学院 张铭编制3.胸内压 3).胸负压的形成胸内负压是肺回缩力造成的胸内负压是肺回缩力造成的跨肺压=Palv-Pip =肺回缩力有Pip=Palv-肺回缩力当 Palv=Patm=0则,Pip=-肺回缩力华中师范大学生命科学学院 张铭编制3.胸内压4).生理意义Pip 93%)华中师范大学生命科学学院 张铭编制肺泡通气量解剖无效腔解剖无效腔的存在,使得肺泡实际更新的气量只 是肺通气量的一部分.肺泡通气量肺泡通气
6、量=(潮气量-解剖无效腔气量)呼吸频率 4200ml/min=(500-150)12/min 每分通气量:6000ml/min(=500 12/min)生理无效腔=解剖无效腔+肺泡无效腔(不能进行气体交换的肺泡腔)解剖无效腔华中师范大学生命科学学院 张铭编制四.肺通气的阻力由呼吸肌活动所产生的动力,必须克服肺通气所遇到的各种阻力，才能实现通气功能。肺通气阻力：弹性阻力弹性阻力：胸廓和肺组织的弹性回缩力非弹性阻力非弹性阻力:气道中气流摩擦力呼吸器官由于位移等产生的惯性阻力华中师范大学生命科学学院 张铭编制1.弹性阻力1).肺的弹性阻力来自肺的弹性纤维肺的弹性纤维(1/3)和肺泡内层液泡的表面肺泡
7、内层液泡的表面张力张力(2/3)肺泡上皮细胞液体分子层肺泡表面活性物质华中师范大学生命科学学院 张铭编制1.弹性阻力 2).胸廓的弹性阻力-由胸廓弹性组织所形成.不同位置,回缩力方向可变回缩力方向可变.小于自然位置 自然位置大于自然位置Vc=40%TLC =67%TLC华中师范大学生命科学学院 张铭编制1.弹性阻力3).肺和胸廓的顺应性一定外来压力一定外来压力P(cmH2O)与所引起的肺容积与所引起的肺容积V(L)增加的比值增加的比值,称为肺的顺应性称为肺的顺应性CL(L/cmH2O).肺顺应性CL=V/P -(Palv-Pip)跨肺压胸顺应性CT=V/P -(Pip-Patm)跨壁压总顺应性
8、 1/C=1/CL+1/CT顺应性反应了压力顺应性反应了压力,弹性阻力弹性阻力(顺应性的倒数顺应性的倒数)和肺和肺扩张度三者之间的关系扩张度三者之间的关系相同压力下,弹性阻力大,肺扩张度小,顺应性小;小,大,大.比顺应性比顺应性=顺应性顺应性/肺总容量肺总容量华中师范大学生命科学学院 张铭编制2.非弹性阻力气道阻力:气流通过呼吸道时产生的摩擦力惯性阻力:呼吸器官位移时所遇到的摩擦力气道阻力主要集中在上呼吸道气道阻力主要集中在上呼吸道:位置 鼻腔 声门 气管,支气管 管径 阻力(层流)气道口径口径小,阻力大华中师范大学生命科学学院 张铭编制3.呼吸功呼吸肌在呼吸运动中,克服阻力实现肺通气所作的功
9、.W=Pdv在神经系统调节下,机体倾向于选择不同呼吸类型,以最小的呼吸功完成最佳通气效率.哮喘者:呼吸道阻力,选择深缓呼吸(流速),W气道阻力肺硬变者:弹性阻力,选择浅快呼吸,W弹性阻力华中师范大学生命科学学院 张铭编制华中师范大学生命科学学院 张铭编制第三节 肺换气气体交换:肺换气肺换气 组织换气组织换气肺泡 血液 组织细胞 O2和CO2交换通过扩散方式扩散方式来实现.一.气体交换的动力气体交换的动力是气体的分压差分压差.分压分压是指混合气体中,各组成气体所具有的压力.空气:P=760 mmHgO2:PO2=21%760=159 mmHgCO2:PCO2=0.04%760=0.3 mmHg华
10、中师范大学生命科学学院 张铭编制一.气体交换的动力张力张力:溶解的气体分子从溶液中逸出的力在一定分压下,当这一气体分子的溶解与逸出速度相等时,溶解气体的张力就等于这一气体的分压.肺泡气静脉血动脉血组织PO2 102 40 100 30PCO2 40 46 40 50mmHgPT液气华中师范大学生命科学学院 张铭编制二.气体交换的过程肺换气肺换气肺循环毛细血管的血液不断地从肺泡获得O2,放出CO2;组织换气组织换气体循环毛细血管的血液不断地从组织获得CO2,放出O2.肺换气组织换气华中师范大学生命科学学院 张铭编制三.影响气体交换的因素 1.气体的扩散速度综合考虑(溶解度,分子量,分压差),CO2/O2 扩散速率 2(倍)分子量扩散距离气体溶解度温度扩散面积分压差扩散速率华中师范大学生命科学学院 张铭编制3.通气/血流比通气/血流比=每分肺泡通气量/每分肺血流量(心输出量)=(0.3512)/5=0.84 (正常人安静时)匹配最合适,气体交换效益最高通气过度或肺血流减少通气/血流比 0.84(肺泡无效腔增大肺泡无效腔增大)肺通气不良通气/血流比 0.84(功能性的动功能性的动-静脉短路静脉短路)华中师范大学生命科学学院 张铭编制0.84华中师范大学生命科学学院 张铭编制
