1、第五章第五章 呼呼 吸吸 （Respiration） 授课教师：郭瑞鲜授课教师：郭瑞鲜 副教授副教授 中山医学院生理教研室中山医学院生理教研室 Email: guorx66 概念：呼吸是指机体与外环境间的气体概念：呼吸是指机体与外环境间的气体 交换过程交换过程 素问素问“天气通于肺天气通于肺” “诸气者，皆属于肺诸气者，皆属于肺” 医学必读医学必读肺肺“吸之则满，呼之则虚吸之则满，呼之则虚” 灵枢灵枢“肺气通于鼻，肺和则鼻能知香臭肺气通于鼻，肺和则鼻能知香臭” 三个相互衔接并同时进行的过程：三个相互衔接并同时进行的过程： 本章要求本章要求 1.掌握肺通气原理掌握肺通气原理, ,掌握肺容积掌握肺
2、容积, ,肺容量和肺通气肺容量和肺通气 量量 2.2.熟悉气体交换原理熟悉气体交换原理, ,掌握肺换气掌握肺换气, ,熟悉组织换气熟悉组织换气 3.3.熟悉熟悉O O2 2和和COCO2 2在血液中存在的形式在血液中存在的形式, ,掌握掌握O O2 2和和COCO2 2 的运输的运输 4.4.熟悉呼吸中枢与呼吸节律的形式熟悉呼吸中枢与呼吸节律的形式, ,掌握呼吸的反掌握呼吸的反 射性调节和化学因素对呼吸的调节射性调节和化学因素对呼吸的调节, ,了解周期了解周期 性呼吸性呼吸 第一节第一节 呼吸道和肺的结构与功能呼吸道和肺的结构与功能 第二节第二节 肺通气原理肺通气原理 第三节第三节 肺换气和组
3、织换气肺换气和组织换气 第四节第四节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输 第五节第五节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节 返回 第一节第一节 呼吸道和肺的结构与功能呼吸道和肺的结构与功能 一、呼吸道一、呼吸道 （一）呼吸道的分支结构（一）呼吸道的分支结构 （二）气道上皮的生理作用（二）气道上皮的生理作用 （三）气道阻力（三）气道阻力 二、肺泡二、肺泡 （一）呼吸膜（一）呼吸膜 （二）肺泡表面张力与肺表面活性物质（二）肺泡表面张力与肺表面活性物质 三、肺的神经支配三、肺的神经支配 返回 2 呼吸道呼吸道(respiratory passageway) Superior respiratory pa
4、ssageway（上呼吸道）（上呼吸道） Inferior respiratory passageway （下呼吸道）（下呼吸道） nasal conchae （二）气道上皮的生理作用（二）气道上皮的生理作用 1.分泌粘液与浆液分泌粘液与浆液 2.纤毛运输纤毛运输 3.转化与解毒转化与解毒 4.抗氧化性损伤抗氧化性损伤 PM 2.5 气道阻力气道阻力: 气流流经呼吸道时，气体分子之间气流流经呼吸道时，气体分子之间 以及气体分子与气道壁之间的摩擦力。以及气体分子与气道壁之间的摩擦力。 组成：组成： 鼻鼻 (50%) 声门声门 (25%) 气管和支气管气管和支气管 (15%) 口径口径2mm细支气
5、管细支气管 (10%) （三）气道阻力（三）气道阻力(Airway resistance) 1.1.气流速度气流速度 2.2.气流形式气流形式 3.3.气道口径气道口径: : R r4 1 影响气道阻力的因素：影响气道阻力的因素： 流速快、湍流、管径小流速快、湍流、管径小 气道阻力大气道阻力大 流速慢、层流、管径大流速慢、层流、管径大 气道阻力小气道阻力小 影响气道口径的因素影响气道口径的因素 （1）跨壁压）跨壁压 （2）肺实质对气道外向放射状牵引：）肺实质对气道外向放射状牵引： （3）植物神经系统）植物神经系统: 副交感神经副交感神经 收缩收缩 交感神经交感神经 舒张舒张 （4）化学因素：）
6、化学因素： 收缩：组胺收缩：组胺, 5-HT, CO2, PGF2 舒张：儿茶酚胺、舒张：儿茶酚胺、PGE2 （一）呼吸膜（一）呼吸膜 （三）肺泡表面张力与肺表面活性物质（三）肺泡表面张力与肺表面活性物质 表面张力（表面张力（surface tension) surface tension) 存在于液存在于液- -气界面的使液体表面积缩小的力气界面的使液体表面积缩小的力 肺泡表面张力的不利影响肺泡表面张力的不利影响 1) 阻碍肺泡扩张，肺顺应性阻碍肺泡扩张，肺顺应性,吸气阻力吸气阻力 2) 大小肺泡内压不稳定大小肺泡内压不稳定 3) 易产生肺水肿易产生肺水肿 肺泡肺泡型上皮细胞产生型上皮细胞产
7、生 脂蛋白混合物脂蛋白混合物, 二棕榈酰卵磷脂二棕榈酰卵磷脂 (DPPC) DPPC与载脂蛋白结合以脂蛋白形式存在与载脂蛋白结合以脂蛋白形式存在 疏水性强，亲水性强疏水性强，亲水性强 ，悬浮稳定性强，悬浮稳定性强 DPPC和直链脂酸会聚时不易碰翻或被挤和直链脂酸会聚时不易碰翻或被挤 出表面而失活出表面而失活 肺表面活性物质肺表面活性物质(pulmonary surfactant ) 以单分子层分布在液以单分子层分布在液- -气表面气表面 其密度随肺泡的张缩而改变其密度随肺泡的张缩而改变 作用作用: : 降低表面张力降低表面张力 疏水的饱和脂肪酸端在液疏水的饱和脂肪酸端在液- -气界面朝向空气界
8、面朝向空 气侧，亲水的单碱基团插入水中，脂质气侧，亲水的单碱基团插入水中，脂质 分子彼此间和对水分子吸引力较小，在分子彼此间和对水分子吸引力较小，在 表面稀释了水分子，对抗内部水分子的表面稀释了水分子，对抗内部水分子的 引力，从而降低表面张力引力，从而降低表面张力 1) 降低吸气阻力，增加顺应性降低吸气阻力，增加顺应性 2) 维持肺泡的稳定性维持肺泡的稳定性 3) 维持肺组织适当的扩张与回缩维持肺组织适当的扩张与回缩 4) 防止肺水肿防止肺水肿 肺炎、肺血栓肺炎、肺血栓表面活性物质表面活性物质肺不张肺不张 新生儿呼吸窘迫综合症新生儿呼吸窘迫综合症 肺表面活性物质的生理作用肺表面活性物质的生理作
9、用 小肺泡小肺泡DPPC密度大密度大, T较小（较小（T=25） P= 2T r 225 1 = = 50 三、肺的神经支配三、肺的神经支配 交感神经交感神经 副交感神经副交感神经 肽能神经肽能神经 第二节第二节 肺通气原理肺通气原理 一、肺通气的动力一、肺通气的动力 （一）呼吸运动（一）呼吸运动 （二）肺内压的变化（二）肺内压的变化 （三）胸膜腔内压（三）胸膜腔内压 二、肺通气的阻力二、肺通气的阻力 （一）弹性阻力与顺应性（一）弹性阻力与顺应性 （二）非弹性阻力（二）非弹性阻力 （三）呼吸功（三）呼吸功 三、肺通气功能的评价三、肺通气功能的评价 （一）基本肺容积（一）基本肺容积 （二）肺容量
10、（二）肺容量 （三）肺通气量和肺泡通气量（三）肺通气量和肺泡通气量 返回 3 第二节第二节 肺通气肺通气 (pulmonary ventilation) 外 界 空 气 与 肺 泡 之 间 的 外 界 空 气 与 肺 泡 之 间 的 气 体 交 换 。 气 体 交 换 。 (一一) 呼吸运动呼吸运动 (respiratory movement) 呼吸肌呼吸肌收缩与舒张引起的胸廓扩大和缩小收缩与舒张引起的胸廓扩大和缩小 称为称为呼吸运动呼吸运动 吸气肌：吸气肌：膈肌膈肌、肋间外肌肋间外肌 呼气肌：呼气肌：肋间内肌肋间内肌、腹肌、腹肌 辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌
11、平静呼吸平静呼吸 (eupnea) 吸气吸气 (Inspiration)：主动：主动 吸气肌收缩吸气肌收缩 胸廓扩大胸廓扩大 肺扩张肺扩张 肺肺 容积容积 增大增大 肺内压暂时下降肺内压暂时下降 气体进入肺气体进入肺 呼气呼气 (Expiration)：被动：被动 吸气肌舒张吸气肌舒张胸廓压缩胸廓压缩肺缩小肺缩小 肺容量下肺容量下 降降 肺内压暂时上升肺内压暂时上升气体从肺逸出气体从肺逸出 呼吸的型式呼吸的型式: : 腹式呼吸腹式呼吸膈肌活动为主膈肌活动为主 胸式呼吸胸式呼吸肋间外肌活动为主肋间外肌活动为主 混合式呼吸混合式呼吸 平静呼吸平静呼吸平静状态下的呼吸平静状态下的呼吸 吸气主动，呼气
12、被动吸气主动，呼气被动 用力呼吸用力呼吸加深加快的呼吸加深加快的呼吸 吸气和呼气均为主动吸气和呼气均为主动 吸气开始时吸气开始时 呼气开始时呼气开始时 平静呼吸平静呼吸 -2-1mmHg 12mmHg 用力呼吸用力呼吸 -100-30mmHg 60140mmHg （二）肺内压（二）肺内压( (intrapulmonary pressure) ) 肺通气的直接动力肺通气的直接动力 是肺内压和大气压之是肺内压和大气压之 间的压力差间的压力差 人工呼吸人工呼吸( (artificial respiration) ) 负压人工呼吸负压人工呼吸 正压人工呼吸正压人工呼吸 气胸气胸 （三）胸膜腔内压（三）
13、胸膜腔内压 胸膜腔胸膜腔 (pleural cavity)：位于胸膜脏层和：位于胸膜脏层和 壁层之间的潜在、密闭腔隙，其内无气壁层之间的潜在、密闭腔隙，其内无气 体，仅少量浆液。体，仅少量浆液。 浆液的作用浆液的作用 1）润滑作用）润滑作用 2）浆液分子之间的内聚力使两层胸膜紧贴，）浆液分子之间的内聚力使两层胸膜紧贴， 肺随胸廓的运动而张缩。肺随胸廓的运动而张缩。 气胸气胸 胸膜腔内压胸膜腔内压 ( (intrapleural pressure) ) 测定测定: : 直接法直接法 间接法间接法 呼气末呼气末 吸气末吸气末 平静呼吸平静呼吸 -5 -3mmHg -10-5mmHg 用力呼吸用力呼
14、吸 110mmHg -90mmHg 负压是指其低于大气压负压是指其低于大气压 胸膜腔内负压的形成胸膜腔内负压的形成 胸膜腔内压胸膜腔内压=肺内压肺内压-肺回缩力肺回缩力 吸气末或呼气末吸气末或呼气末, 肺内压肺内压=大气压大气压=0 胸膜腔内压胸膜腔内压= -肺回缩力肺回缩力 以胸膜腔密闭且含浆液为条件以胸膜腔密闭且含浆液为条件 胸廓生长胸廓生长肺生长肺生长 胸廓容积胸廓容积肺容积肺容积 胸廓将肺拉大胸廓将肺拉大肺回缩肺回缩胸内负压胸内负压 平静呼气末胸内压仍然为负平静呼气末胸内压仍然为负? ? 胸膜腔负压的意义胸膜腔负压的意义 1)肺附着于胸壁肺附着于胸壁, 牵引其扩张牵引其扩张 2)促进胸
15、腔静脉及淋巴管的回流促进胸腔静脉及淋巴管的回流 呼吸运动（原动力）呼吸运动（原动力） 胸内压变化（间接动力）胸内压变化（间接动力） 肺内压与大气压的压力差（直接动力肺内压与大气压的压力差（直接动力) 肺通气肺通气 C= V P L/cmH2O C = 1/R 弹性弹性阻力阻力小，容易扩展，顺应性大。小，容易扩展，顺应性大。 （一）弹性阻力与顺应性（一）弹性阻力与顺应性 (Elastic resistance and compliance) 弹性阻力弹性阻力(R): 对抗外力作用引起的变形的力对抗外力作用引起的变形的力 顺应性顺应性(C): 在外力作用下弹性组织的可扩张性在外力作用下弹性组织的可
16、扩张性 肺在被牵张时的弹性回缩力是吸气的阻力肺在被牵张时的弹性回缩力是吸气的阻力 肺容积的变化（肺容积的变化（ V） 跨肺压的变化（跨肺压的变化（P） CL = L/cmH2O 1.1.肺的弹性阻力与顺应性肺的弹性阻力与顺应性 ( (Lung elastic resistance and compliance) 肺的弹性阻力的组成肺的弹性阻力的组成 a. 肺弹性纤维的回缩力肺弹性纤维的回缩力 1/3 b. 肺泡表面张力肺泡表面张力 2/3 1) 肺容积肺容积 比顺应性：单位肺容量下的顺应性比顺应性：单位肺容量下的顺应性 测得的肺顺应性测得的肺顺应性(L/cmH2O) 肺总量（肺总量（L） 例例
17、: 若用若用5cmH2O压力将压力将 1L空气注入一个人的两肺空气注入一个人的两肺 两肺：两肺： 1L/5cmH2O = 0.2 L/cmH2O 单侧肺：单侧肺： 0.5/5cmH2O = 0.1 L/cmH2O 影响肺顺应性的因素影响肺顺应性的因素 2) 肺部疾病及肺表面活性物质肺部疾病及肺表面活性物质 3) 呼吸时相呼吸时相 4) 体位体位 作用作用: 肺容量肺容量= 67%肺总容量肺总容量 无回弹力无回弹力 肺容量肺容量 67%肺总容量肺总容量 吸气阻力吸气阻力, 呼气动力呼气动力 肺容量肺容量 50 g /L(体表表浅体表表浅毛细血管血毛细血管血 液中液中) (HbO2呈鲜红色呈鲜红色
18、, 去氧去氧Hb呈蓝紫色呈蓝紫色) 一氧化碳血红蛋白一氧化碳血红蛋白(HbCO): 樱桃红色樱桃红色 % （二）氧离曲线（二）氧离曲线（oxygen dissociation curve) 表示表示PO2和和Hb氧饱和度关系的曲线氧饱和度关系的曲线 P50 R型（疏松型）：氧合型（疏松型）：氧合Hb T型型 （紧密型）：去氧（紧密型）：去氧Hb R型对型对O2亲和力是亲和力是T型数百倍型数百倍 1. 1. 曲线的上段曲线的上段: 较平坦较平坦 PO2 8.0kPa (60mmHg) PO2的变化对的变化对HbO2饱和度仅有少许影响饱和度仅有少许影响 只要只要PO2不低于不低于8.0kPa，血液
19、能携带足够的，血液能携带足够的O2 (90%饱和度饱和度) 500 mmHg 100% 100 mmHg 97% 60 mmHg 90% 利于机体摄取足够的利于机体摄取足够的O2 2. 2. 曲线的中段曲线的中段: 较较陡陡 PO2 5.3 8.0 kPa (40 60 mmHg) 有利于组织的供氧有利于组织的供氧 arterial blood venous blood Po2 (mmHg) 100 40 oxygen saturation(%) 97 75 O2 content 19.4 14.4 3. 3. 曲线下段曲线下段：最陡最陡 PO2 2.0 5.3kPa （15 40mmHg）
20、代表代表O2 贮备，能适应组织活动增强时对贮备，能适应组织活动增强时对 O2的需求的需求 （三）（三）影响氧离曲线的因素影响氧离曲线的因素 1. H+浓度浓度 和和 p(CO2) 2. 温度温度 3. 2,3-二磷酸甘油酸（二磷酸甘油酸（2,3-DPG） H+ 或或 p(CO2) 曲线右移曲线右移 H+ 或或 p(CO2) 曲线左移曲线左移 H+ 或或 p(CO2)对对Hb氧亲和力的这种影响称为氧亲和力的这种影响称为波尔波尔 效应效应(Bohr effect) 生理意义生理意义: 有助于肺毛细血管血液的氧合及组织毛有助于肺毛细血管血液的氧合及组织毛 细血管血液释放细血管血液释放O2 1. H+
21、 和和 p(CO2) 2. 温度的影响温度的影响 T曲线右移，曲线右移，O2 释放释放 T曲线左移，曲线左移，O2 释放减少释放减少 温度影响温度影响H+活度活度 生理意义生理意义: 组织代谢活跃时获得组织代谢活跃时获得O2 3. 2,3-二磷酸甘油酸二磷酸甘油酸（2,3-DPG） 2,3-DPG 曲线右移，曲线右移，O2 释放释放 2,3-DPG 曲线左移，曲线左移，O2 结合结合 2,3-DPG 促进促进Hb变为变为T型型 高原高原 血库贮存过久的血液血库贮存过久的血液 （一）（一）CO2的运输形式的运输形式 物理溶解（物理溶解（5%） 化学结合化学结合: 碳酸氢盐碳酸氢盐 （88%） 氨
22、基甲酸氨基甲酸Hb（ 7% ） 1. 碳酸氢盐碳酸氢盐 红细胞：红细胞：CO2 + H2O H2CO3 HCO3+H+ 快速、可逆快速、可逆 氯转移氯转移: HCO-3-Cl-载体将载体将Cl- 从血浆移入红细胞从血浆移入红细胞 肺肺: 2. 氨基甲酸氨基甲酸Hb HbNH2O2 + H+ + CO2 HHbNHCOOH + O2 氧合作用是主要的调节因素氧合作用是主要的调节因素 碳酸酐酶碳酸酐酶 在组织在组织 在肺部在肺部 （二）（二）CO2 的解离曲线的解离曲线 表示血液中表示血液中CO2含量与含量与CO2 分压关系的曲线分压关系的曲线 呈线性关系呈线性关系 无饱和点无饱和点 何尔登效应何
23、尔登效应(Haldane effect)：O2与与Hb结结 合可促进合可促进CO2释放的现象。释放的现象。 去氧去氧Hb 较易与较易与CO2 结合形成结合形成 HbNHCOOH，去氧，去氧Hb的酸性弱于的酸性弱于 HbO2，也易与，也易与H+结合，促进反应向右结合，促进反应向右 侧进行。侧进行。 HbNH2O2 + H+ + CO2 HHbNHCOOH + O2 在组织在组织 在肺部在肺部 第五节第五节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节 一、呼吸中枢一、呼吸中枢 （一）呼吸中枢（一）呼吸中枢 （二）呼吸节律的起源与控制（二）呼吸节律的起源与控制 二、呼吸的反射性调节二、呼吸的反射性调节 （一）机械
24、感受性反射（一）机械感受性反射 （二）化学因素对呼吸的调节（二）化学因素对呼吸的调节 三、气压对呼吸的影响三、气压对呼吸的影响 四、异常呼吸四、异常呼吸 （一）陈（一）陈-施呼吸施呼吸 （二）比奥呼吸（二）比奥呼吸 （三）睡眠呼吸暂停综合症（三）睡眠呼吸暂停综合症 返回 思考 （一）呼吸中枢（一）呼吸中枢 CNS内产生呼吸节律和调节呼吸运动的神经内产生呼吸节律和调节呼吸运动的神经 细胞群细胞群 1923年年 英国英国Lumsden 1.脑干呼吸神经元的分类脑干呼吸神经元的分类 按神经元放电类型分：按神经元放电类型分： 早期吸气神经元，增强型吸气神经元，早期吸气神经元，增强型吸气神经元， 后期吸
25、气神经元，吸气后神经元，增强后期吸气神经元，吸气后神经元，增强 型呼气神经元，吸气前神经元型呼气神经元，吸气前神经元 2. 脑桥的呼吸神经元群脑桥的呼吸神经元群 臂旁内侧核和臂旁内侧核和Klliker-Fuse核，合称为核，合称为 PBKF核核 破坏破坏PBKF及切断迷走神经及切断迷走神经长吸呼吸长吸呼吸 提示抑制吸气的调节中枢位于提示抑制吸气的调节中枢位于PBKF 作用：限制吸气，促使吸气向呼气转换作用：限制吸气，促使吸气向呼气转换 3.延髓的背侧呼吸组延髓的背侧呼吸组(DRG) 孤束核腹外侧区和中缝核孤束核腹外侧区和中缝核 以吸气神经元为主以吸气神经元为主 作用：整合传入信息，调节呼吸运动
26、作用：整合传入信息，调节呼吸运动 4. 延髓的腹侧呼吸组延髓的腹侧呼吸组(VRG) 疑核、后疑核、旁疑核及面神经后核疑核、后疑核、旁疑核及面神经后核 VRG尾部：呼气神经元尾部：呼气神经元, 支配肋间内肌和支配肋间内肌和 腹肌腹肌 VRG中间部：吸气神经元中间部：吸气神经元, 支配隔肌、肋支配隔肌、肋 间外肌和喉部辅助呼吸肌间外肌和喉部辅助呼吸肌 VRG头端部：面神经后核、头端部：面神经后核、Bt C、pre- Bt C 作用：与吸节律起源有关作用：与吸节律起源有关 5. 高位脑的呼吸调整作用高位脑的呼吸调整作用 大脑皮层、边缘系统、下丘脑大脑皮层、边缘系统、下丘脑 大脑皮层：随意呼吸调节系统
27、大脑皮层：随意呼吸调节系统 低位脑干低位脑干: 不随意的自主呼吸节律调节系统不随意的自主呼吸节律调节系统 自主呼吸和随意呼吸分离自主呼吸和随意呼吸分离 （二）呼吸节律的起源与控制（二）呼吸节律的起源与控制 1. 起步神经元学说起步神经元学说 节律性呼吸由延髓内起步神经元的节律节律性呼吸由延髓内起步神经元的节律 性兴奋引起性兴奋引起 起步神经元具有自动去极化特性起步神经元具有自动去极化特性 前包钦格复合体前包钦格复合体 2. 神经元网络学说神经元网络学说 呼吸性节律的产生依赖于延髓内呼吸神经呼吸性节律的产生依赖于延髓内呼吸神经 元之间复杂的相互联系和相互作用元之间复杂的相互联系和相互作用 呼吸节
28、律发生器与吸气形式发生器呼吸节律发生器与吸气形式发生器 1. 肺牵张反射肺牵张反射 (pulmonary stretch reflex) 黑黑-伯反射伯反射(Hering-Breuer reflex) 1) 肺扩张反射肺扩张反射 感受器感受器: 位于气管到细支气管的平滑肌位于气管到细支气管的平滑肌 肺扩张肺扩张气道平滑肌牵张感受器气道平滑肌牵张感受器 延延 髓髓吸气切断机制吸气切断机制切断吸气切断吸气, 转入呼气转入呼气 有种属差异有种属差异, 兔最强兔最强, 人最弱人最弱 平静呼吸时平静呼吸时, 不参与人的呼吸调节不参与人的呼吸调节 2) 肺萎陷反射肺萎陷反射 当肺极度缩小时引起吸气当肺极度
29、缩小时引起吸气 迷走神经迷走神经 （一）机械感受性反射（一）机械感受性反射 2. 呼吸肌本体感受性反射呼吸肌本体感受性反射 感受器：肌梭和腱器官感受器：肌梭和腱器官 呼吸肌内的肌梭受刺激呼吸肌内的肌梭受刺激呼吸加深加快呼吸加深加快 参与正常呼吸运动的调节，在呼吸肌负荷增加参与正常呼吸运动的调节，在呼吸肌负荷增加 时发挥更大的作用时发挥更大的作用 3. 肺毛细血管旁肺毛细血管旁(J)感受器引起的呼吸反射感受器引起的呼吸反射 感受器：肺毛细血管旁和肺泡之间的间质中感受器：肺毛细血管旁和肺泡之间的间质中 J感受器兴奋感受器兴奋延髓延髓呼吸浅快呼吸浅快 4. 防御性呼吸反射防御性呼吸反射 咳嗽反射、喷
30、嚏反射咳嗽反射、喷嚏反射 1. 化学感受器化学感受器 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 2. CO2、H+、O2对呼吸的调节对呼吸的调节 ( (二二) ) 化学因素对呼吸的调节化学因素对呼吸的调节 (1)中枢化学感受器中枢化学感受器 位于延髓腹外侧浅表部位位于延髓腹外侧浅表部位 生理性刺激：脑脊液和局部细胞外液中的生理性刺激：脑脊液和局部细胞外液中的H+ 血中血中CO2 通过血脑屏障通过血脑屏障HCO3H+ 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 对缺对缺O2不敏感，对不敏感，对CO2敏感敏感, 有时间延迟有时间延迟 生理作用：调节脑脊液的生理作用：调节
31、脑脊液的H+，使，使CNS有一有一 稳定的稳定的pH环境。环境。 R：颈动脉体（主要调节呼吸）：颈动脉体（主要调节呼吸） 主动脉体（主要调节循环）主动脉体（主要调节循环） 适宜刺激：动脉血适宜刺激：动脉血p(O2 ) p(CO2 ) 或或 H+ 刺激刺激颈动脉体颈动脉体 延髓延髓 呼吸加深加快呼吸加深加快 主动脉体主动脉体 生理作用生理作用: 在机体低在机体低O2时维持对呼吸的驱动时维持对呼吸的驱动 窦窦N N 主动脉主动脉N (2) 外周化学感受器外周化学感受器 颈动脉体：颈动脉体： 型细胞（球细胞）型细胞（球细胞） 含含Ach、儿茶酚胺等、儿茶酚胺等 起着化学感受器作用起着化学感受器作用
32、型细胞（鞘细胞）型细胞（鞘细胞） 包绕着包绕着型细胞和神型细胞和神 经末梢，类似神经胶经末梢，类似神经胶 质细胞质细胞 CO2是调节呼吸最重要的的生理因素，是是调节呼吸最重要的的生理因素，是 经常起作用的重要化学刺激。经常起作用的重要化学刺激。 吸入气吸入气CO2含量含量 呼吸加深加快呼吸加深加快肺通肺通 气量气量 1%、4%、10%、1520%、40% 由于体内由于体内CO2 过度积聚，可抑制过度积聚，可抑制CNS，出，出 现呼吸困难、头昏，头痛，昏迷甚至死亡现呼吸困难、头昏，头痛，昏迷甚至死亡 ，称为，称为CO2 麻醉麻醉 1) CO2对呼吸的影响对呼吸的影响 刺激呼吸的途径：刺激呼吸的途
33、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： 当当PCO2 突然突然, 或中枢化学感受器敏感性或中枢化学感受器敏感性 时，外周化学感受器起重要作用时，外周化学感受器起重要作用 1) CO2对呼吸的影响对呼吸的影响 敏感敏感 (2mmHg) 主要主要 较不敏感较不敏感 (10mmHg) 动脉血中动脉血中H+ 呼吸加深加快呼吸加深加快,肺通气肺通气 刺激呼吸的途径刺激呼吸的途径: 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主要主要 中枢化学感受器对中枢化学感受器对H+ 敏感敏感, 但但H+ 透过血脑透过血脑 屏障的速度较慢屏障的速度较慢, 限制其作用限制
34、其作用 脑脊液中的脑脊液中的H+才是中枢化学感受器的最才是中枢化学感受器的最 有效的刺激。有效的刺激。 2) H+对呼吸的影响对呼吸的影响 吸入气吸入气PO2 呼吸加深加快呼吸加深加快肺通气肺通气 刺激呼吸的途径刺激呼吸的途径: 外周化学感受器外周化学感受器主要主要 呼吸中枢呼吸中枢抑制抑制 生理意义生理意义: a.当当PO2低于低于80mmHg才有调节作用，对才有调节作用，对 正常呼吸的调节作用不大正常呼吸的调节作用不大 b.当中枢化学感受器对当中枢化学感受器对CO2 适应时，低适应时，低O2 对外周化学感受器的刺激成为驱动呼吸对外周化学感受器的刺激成为驱动呼吸 的主要刺激的主要刺激 3)
35、缺缺O2对呼吸的影响对呼吸的影响 CO2、H+ 和和O2在呼吸调节中的相互作用在呼吸调节中的相互作用 PCO2H+ 两者均刺激通气两者均刺激通气 H +通气通气CO2 抵消一部分由抵消一部分由 H + 的刺激作用的刺激作用 PO2 通气通气PCO2 和和H+减弱了减弱了PO2 的刺激作用的刺激作用 1 思思 考考 题题 吸入吸入4%CO2对呼吸运动有何影响？对呼吸运动有何影响？为什么为什么？ 切断双侧迷走神经呼吸有何变化，电刺激迷走神经中切断双侧迷走神经呼吸有何变化，电刺激迷走神经中 枢端呼吸有何变化？枢端呼吸有何变化？为什么为什么？ 增大无效腔呼吸有何变化？增大无效腔呼吸有何变化？为什么为什
36、么？ 静脉注射乳酸后呼吸如何变化，静脉注射乳酸后呼吸如何变化，为什么为什么？ 增大无效腔呼吸有何变化？为什么？增大无效腔呼吸有何变化？为什么？ 呼吸加深加快。呼吸加深加快。 无效腔无效腔肺泡通气量肺泡通气量肺换气效率肺换气效率 PCO2, PO2, H+中枢和外周化学中枢和外周化学 感受器感受器呼吸中枢呼吸中枢呼吸呼吸 无效腔无效腔气道阻力气道阻力呼吸肌本体感受呼吸肌本体感受 器反射器反射呼吸呼吸 三、气压对呼吸的影响三、气压对呼吸的影响 高原低气压，高原低气压，p(O2) 外周化学感受器外周化学感受器兴奋兴奋 呼吸中枢呼吸中枢呼吸加深加快呼吸加深加快, 改善缺氧。改善缺氧。 p(CO2) H
37、+ 抑制呼吸中枢和化学感受器的抑制呼吸中枢和化学感受器的 敏感性，同时氧离曲线左移，不利敏感性，同时氧离曲线左移，不利O2释放释放 习服：习服： 1) 肾脏排出肾脏排出HCO3-,血血H+ 2) 血血HCO3- ，CO2 3) 促红细胞生成素促红细胞生成素 4) 2,3-DPG,CO2和和H+氧离曲线右移氧离曲线右移 （一）陈施呼吸（一）陈施呼吸(Cheyne-stokes breathing) 特征：呼吸逐渐增强又逐渐减弱至暂停特征：呼吸逐渐增强又逐渐减弱至暂停 机理：过度呼吸机理：过度呼吸PCO2呼吸因缺少呼吸因缺少CO2的刺的刺 激而受抑制激而受抑制呼吸中断呼吸中断CO2 积聚积聚过度通
38、气过度通气 在下列情况下发生：在下列情况下发生： 肺肺-脑循环时间脑循环时间脑内的脑内的PCO2 低低O2及脑干损伤及脑干损伤呼吸中枢反馈增益呼吸中枢反馈增益对对 PCO2 或或pH的反应加强的反应加强过度通气过度通气 四、异常呼吸四、异常呼吸 （二）比奥呼吸（二）比奥呼吸(Biot breathing) 特点：一次或多次强呼吸后，继以长时间特点：一次或多次强呼吸后，继以长时间 呼吸停止，之后又再次出现数次强的呼吸呼吸停止，之后又再次出现数次强的呼吸 机制：与呼吸中枢受损有关机制：与呼吸中枢受损有关 见于脑损伤、脑脊液压力见于脑损伤、脑脊液压力、脑膜炎等、脑膜炎等 （三）睡眠呼吸暂停综合症（三
39、）睡眠呼吸暂停综合症 1、外周性睡眠呼吸暂停、外周性睡眠呼吸暂停 2、中枢性睡眠呼吸暂停、中枢性睡眠呼吸暂停 3、混合性呼吸暂停、混合性呼吸暂停 带纤毛的 柱状细胞 平 滑 肌 杯状细胞 管腔 肺肺 泡泡 囊囊 型细胞型细胞 型细胞型细胞 Kohn氏孔氏孔 毛细血管毛细血管 肺泡巨噬细胞肺泡巨噬细胞 吸气肌：膈肌吸气肌：膈肌 吸 气 肌 吸 气 肌 肋 间 外 肌 肋 间 外 肌 呼 气 肌 呼 气 肌 肋 间 内 肌 肋 间 内 肌 1） 静态肺顺应性曲线静态肺顺应性曲线 小肺泡小肺泡DPPC密度大密度大, T较小（较小（T=25） P= 2T r 225 1 = = 50 ERV:补呼气量
40、 IRV:补吸气量 RV: 残气量 TV: 潮气量 肺容积图解 ERV:补呼气量 FRC:功能残气量 IC:深吸气量 IRV:补吸气量 RV: 余气量 TLC: 肺总量 TV: 潮气量 VC: 肺活量 肺容积与肺容量图解肺容积与肺容量图解 正常人正常人 气道狭窄患者气道狭窄患者 图5-7 用力肺活量和用力呼气量 正常正常: FEV1/FVC% 83%, FEV2/FVC% 96% , FEV3/FVC% 99% 500ml （一）呼吸膜（一）呼吸膜 总厚度不到总厚度不到1 m，最薄处只有，最薄处只有 0.2 m 图5-12 血浆血浆 肺泡肺泡 红细胞红细胞 吸气吸气 中枢中枢 2. CO2,
41、H+, O2 对呼吸的影响对呼吸的影响 CO2 H+ O2 呼气末呼气末 吸气末吸气末 图：未麻醉狗，切断窦神经前后吸图：未麻醉狗，切断窦神经前后吸CO2的呼吸反应的呼吸反应 图：图： 未麻醉狗，切断窦神经前后吸未麻醉狗，切断窦神经前后吸N2的呼吸反应的呼吸反应 A平面：在中脑和脑桥之间横切，呼吸无明显变化平面：在中脑和脑桥之间横切，呼吸无明显变化 D平面：在延髓和脊髓之间横切，呼吸停止平面：在延髓和脊髓之间横切，呼吸停止 B平面：在脑桥上、中部之间横切，呼吸将变慢变平面：在脑桥上、中部之间横切，呼吸将变慢变 深，称为长吸呼吸深，称为长吸呼吸 C平面：脑桥和延髓之间横切，喘息式呼吸平面：脑桥和延髓之间横切，喘息式呼吸
