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1、第五章 呼 吸 呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。 呼吸的三个环节：外呼吸、血液的气体运输、内呼吸,第一节 肺 通 气一、呼吸道的结构特征和功能1.呼吸道粘膜的作用 加温、加湿、净化 2.呼吸道平滑肌活动的调节：迷走神经 Ach + M受体 气管平滑肌收缩(1)神经交感神经 NE + 2受体气管平滑肌舒张(2)体液 组织胺、5羟色胺和缓激肽等，可以引起气管平滑肌的强烈收缩，支气管口径缩小。,二、肺泡的结构和功能（一）肺泡的结构I型细胞（95%）型细胞（5%）（二）呼吸膜 厚度 0.20.6 m 面积 70 m2 1.含肺泡表面活性物质层的液体层 4.间质层 2.肺泡上皮层 5.毛细血管基
2、膜层 3.上皮基底膜层 6.毛细血管内皮层,呼吸膜结构,（三）肺泡表面活性物质由肺泡型细胞分泌，主要成分二棕榈酰卵磷脂。作用：降低肺泡表面张力。生理意义：(1)维持肺泡容积的相对稳定;(2)防止液体在肺泡积聚；(3)降低吸气阻力，减少吸气做功。,三、肺通气动力 （一）呼吸运动1.膈肌与腹式呼吸: 膈肌的舒缩引起腹壁起伏变化产生的呼吸运动。婴儿、胸膜炎、胸腔积液以腹式呼吸为主。2.肋间外肌与胸式呼吸:肋间外肌舒缩引起肋骨和胸骨移位产生的呼吸运动。 严重腹水、腹腔有占位、妊娠时以胸式呼吸为主。 3.平静呼吸 (1)频率 1218次/分(2)特点 A B4.用力呼吸 A B,（二）肺内压1.吸气过程
3、: 膈肌、肋间外肌收缩 胸腔扩大肺泡被动扩大 肺内压下降当低于大气压时，气体借压力差入肺。2.呼气过程: 膈肌、肋间外肌舒张 胸腔缩小肺泡被动缩小 肺内压升高当超过大气压时，气体借压力差出肺。,（三）胸膜腔内压平静吸气末: - 1.3 - 0.7 kPa 正常值平静呼气末: - 0.7 - 0.4 kPa2.胸内负压的成因胸内压 = 肺内压 - 肺弹性回缩力 3.胸内负压的生理意义维持肺泡和小气道处于扩张状态;促进血液和淋巴的回流。,四、肺通气的阻力肺泡表面张力占2/3 肺弹性阻力 肺 弹性阻力 肺弹性纤维回缩力占1/3 通 气 胸廓弹性阻力：与胸廓所处位置有关 阻 力 摩擦阻力:与呼吸速度、
4、气管口径有关非弹性阻力 惯性阻力:与呼吸深度有关粘性阻力：顺应性:在外力作用下,弹性组织的可扩张性。呼吸功:在呼吸运动中，呼吸肌为克服弹性阻力和非弹性阻力实现肺通气所作的功。,五、肺容积和肺容量1.潮气量 正常值 400 600 ml 2.补吸气量 正常值 1500 2000 ml3.补呼气量 正常值 900 1200 ml4.残气量(余气量) 正常值 男性 1500ml 女性 1000ml5.功能残(余)气量,6.肺活量 正常值 男性 3500ml 女性 2500ml （反映一次呼吸的最大通气量,是健康检查常用指标。） 7.时间肺活量 第一秒末 83%正常值 第一秒末 96%第一秒末 99%
5、 （是评价肺通气功能的良好指标） 8.肺总容量 正常值 男性 5000ml 女性 3500ml,六、肺通气量(一)每分通气量每分通气量 潮气量呼吸频率 68 L最大通气量 70120 L (二)无效腔和肺泡通气量 肺泡通气量(潮气量-无效腔气量)呼吸频率无效腔气量为150ml,深而慢的呼吸，有利于气体交换。,第二节 呼吸气体的交换一、气体交换的原理 (一)气体的扩散 (二)气体扩散速率及影响因素1.气体分压差2.气体的分子量和溶解度3.扩散面积和距离4.温度,分压差温度气体溶解度扩散面积扩散速率 =扩散距离分子量,O2、CO2扩散速率的比较 分子量 血浆溶解度 肺泡气 v血 DO2 32 21
6、.4 13.8 5.3 1CO2 44 515.0 5.3 6.1 2 ,CO2的扩散速率为O2的2倍。,二、肺泡气体交换和组织气体交换 (一)肺泡气、血液及组织中的Po2和Pco2,（二）肺换气过程 肺泡Po213.8 kPa o2 静脉Po25.3 kPa 静脉Pco2 6.1kPa co2 肺泡Pco2 5.3kPa,O2的运输,CO2的运输,（三）影响肺泡气体交换的因素 1.呼吸膜的面积 气体交换(肺炎、肺气肿）2.呼吸膜的厚度 气体交换(肺纤维化)3.通气/血流比值肺泡通气量/肺血流量4.2/5.00.84,(五) 组织换气过程 组织Po24.0 kPa o2 动脉Po213.3 k
7、Pa 动脉Pco25.3kPa co2 组织Pco26.7kPa,第三节 气体在血液中的运输一、氧和二氧化碳在血液中的存在形式物理溶解占1.5% 二、氧的运输化学结合占98.5%（一）血红蛋白与O2的可逆结合,Hb + O2,HbO2,Po2,Po2,（二）氧解离曲线表达血红蛋白氧饱和度与氧分压之间关系的曲线。氧容量 100ml血中，Hb结合2的最大量。氧含量 100ml血中，Hb结合2的实际量。氧饱和度 氧含量占氧容量的百分比。动脉血中, 氧饱和度为100。（20ml/20ml）静脉血中, 氧饱和度为75%。 （15ml/20ml）,氧离曲线的意义1.曲线上段 平坦，意味着高 原等氧分压不低
8、于6.0kPa,氧饱和度达90%;当氧分压超过13.3kPa,氧饱和度的增加极为有限，血氧含量增加很少。,下,中,上,2.曲线中段坡度较陡。意义:维持正常时组织的供氧。,3.曲线下段坡度更陡。意义:维持活动时组织的供氧。,上,中,下,（三）影响氧离曲线的因素Pco2 pH 引起氧离曲线右移，温度 有利于氧气的释放。2,3-二磷酸甘油酸,三、二氧化碳的运输物理溶解占5 CO2 HCO3- 占88% 化学结合占95HbNHCOOH 占7% （一）HCO3-形式的运输,碳酸酐酶,H2CO3,HCO3- H+,CO2H2O,1.碳酸氢盐,CO2的运输,碳酸酐酶,HHb,在组织,在肺脏,HbNHCOOH
9、,HbNH2 + CO2,2.氨基甲酸血红蛋白,1.反应迅速,不需要酶参与,受氧合作用的调节。2.运输效率高,在肺排出的CO2总量中,占17.5%左右。,(二)CO2解离曲线表示血液中CO2含量与Pco2间关系的曲线。,特点：血液中CO2含量随Pco2的而，几乎成线 性关系(非S形曲线)，且无饱和点。静脉血（A点）CO2的含量为 52ml/100ml；动脉血（B点）CO2的含量为 48ml/100ml；血液流经肺时，100ml血液可释放出 4mlCO2 。 (三)氧和血红蛋白的结合对二氧化碳运输的影响O2与Hb结合,可促使CO2的释放;Hb携带CO2的能力比HbO2大，并且与H+的结合力 强，
10、有利于（ CO2 ）化学结合反应向右进行。,第四节 呼吸运动的调节,一、呼吸中枢和呼吸节律的形成（一）呼吸中枢1.脊髓 联系高位呼吸中枢与呼吸肌的中继站;整合某些呼吸反射的初级中枢。2.延髓 产生和调节呼吸的基本中枢。,（1）背侧呼吸组吸气神经元,孤束核的腹外侧,腹侧呼吸组,颈髓、胸髓的吸气运动神经元,交叉下行,吸气,肺牵张感受器 外周化学感受器 咽、喉部感受器,脑桥,边缘系统,（2）腹侧呼吸组吸气神经元呼气神经元,后疑核、疑核包钦格复合体,抑制吸气神经元,膈肌和肋间外肌神经元,交叉下行,吸气,腹肌和肋间内肌神经元,吸气 神经元,呼气 神经元,呼气,脑桥,呼气神经元,3.脑桥 呼吸调整中枢。P
11、BKF核群和延髓的呼吸神经核团之间有双向联系，形成调控呼吸的神经元回路。作用：限制吸气，促使吸气向呼气及时转换,防止吸气过长过深。4.大脑皮层 与随意性呼吸活动有关。,（二）呼吸节律的形成,1.神经网络学说2.起步细胞学说,二、呼吸运动的反射性调节(一)肺牵张反射(黑-伯反射)1.肺扩张反射（吸气抑制反射）肺扩张肺牵张感受器兴奋迷走神经 兴奋延髓吸气切断机制吸气转为呼气 。 意义: 维持一定的呼吸频率2.肺缩反射（吸气兴奋反射）（对阻止呼气过深和肺不张等可能起一定作用）,(二)呼吸肌本体感受性反射1.反射过程：呼吸肌本体感受器兴奋 传入冲动频率 脊髓 膈神经、肋间神经兴奋 吸气肌收缩力加强。2
12、.意义:维持一定的呼吸深度,1.外周化学感受器颈动脉体和动脉体适宜刺激: Po2Pco2H+ 2.中枢化学感受器延髓腹外侧浅表部位对脑脊液H+变化敏感,(三)化学感受性呼吸反射,CO2透过血-脑屏障,CO2、H+和低O2对呼吸运动的调节,3.CO2对呼吸的调节CO2是呼吸的生理性刺激,Pco2加强呼吸途径：(1)中枢化学感受器 (主要途径)CO2透过血-脑屏障进入脑脊液，CO2H2O H2CO3 H+ HCO3-H+刺激中枢化学感受器 呼吸中枢兴奋 (2)外周化学感受器 (颈动脉体和动脉体),4.Po2对呼吸的影响轻度缺氧：呼吸增强（刺激外周化学感受器）严重缺氧：呼吸减弱，甚至停止（缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制）特点:缺氧对呼吸的刺激作用不如Pco2和H+明显。长期高CO2和低O2状态时（严重肺水肿、肺心病）， 中枢化学感受器对高CO2发生适应，此时低O2对外周化学感受器的刺激成为驱动呼吸的主要刺激。若给予高O2吸入反而会导致呼吸停止。,5.H+对呼吸的调节H+呼吸加强 特点:(1)主要通过外周化学感受器加强呼吸；(2)H+对呼吸的调节作用小于Pco2。,
