运动生理学课件第六章 呼吸 4学时

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1、O、呼吸系统解剖一、呼吸概论二、肺 通 气三、气体的交换 四、气体运输 五、呼吸运动的调节复习思考题,第六章 呼吸,鼻上呼吸道 咽喉 呼吸道 气管下呼吸道 支气管肺内分支,肺泡,肺泡通过气体交换把静脉血转变成动脉血,肺泡是气体交换的场所,肺泡是呼吸系统的基本单位,一、呼吸的概论,1、定义：机体与环境之间的气体交换过程 2过程,1）外呼吸 肺通气：肺与外界环境的气体交换 肺换气：肺泡与血液之间的气体交换2）气体在血液中的运输： 指通过血液循环把肺摄取的氧运送到组织细胞，同时把组织细胞产生的二氧化碳运送到肺的过程 3）内呼吸（组织换气）血液通过组织液与组织细胞间进行气体交换。,肺 泡,呼吸道,空

2、气,肺毛细血管,肺静脉,动 脉,肺动脉,右 心,静 脉,左 心,组织毛细血管,组 织 细 胞,CO2,O2,CO2,O2,肺换气,肺通气,气体运输,组织换气,外呼吸,(内呼吸),整个呼吸功能是受神经和体液因素调节的,二、肺通气, 定义：肺与外环境之间的气体交换过程 肺通气器官、呼吸道通道、肺 泡场所、胸 廓动力 肺通气原理：肺通气动力克服肺通气阻力完成呼吸功的作用1、肺通气动力2、肺通气阻力（介绍） 3呼吸功：呼吸肌克服弹性阻力和非弹性阻力启动肺通气作的功 肺通气的衡量指标1、肺 容 量2、肺通气量 深慢呼吸利于气体交换,1）呼吸道的组成,鼻上呼吸道 咽喉呼吸道 气管下呼吸道 支气管肺内分支,

3、2）呼吸道的功能, 调节气道阻力：PGE2、肽能神经、儿茶酚胺 交感神经NE气管平滑肌舒张气道口径气道阻力通气量迷走神经Ach气管平滑肌收缩气道口径气道阻力通气量PGF2、组织胺、5-HT、过敏性慢反应物质、缓激肽、CO2、内皮素 保护和防御作用：加温、湿润、过滤、清洁吸入气体的作用,支气管纤毛,肺 泡,胸 廓,组成：脊柱、肋骨、胸骨、肋间肌,作用：吸气时胸廓扩大，呼气时胸廓缩小,正面,侧面,1、肺通气的动力,1) 呼吸运动：呼吸肌收缩、舒张所造成的胸廓扩大和缩小 定义：呼吸肌舒缩造成胸廓缩扩的过程。 呼吸肌： 吸气肌：膈肌、肋间外肌； 呼气肌：腹肌、肋间内肌； 辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌

4、、胸背部肌肉 形式 2) 肺内压 定义：肺泡内的压力称为肺内压 特征：周期性变化 结论：肺通气的直接动力是肺内压与大气压的差值。 正常值: 平静呼吸时，肺内压0.266+0.266kPa（-2+2 mmHg）用力呼吸时，肺内压 13.3 +18.62kPa（-100+140 mmHg） 人工呼吸：用人工方式造成肺内压与大气压之差，进行肺通气的呼吸 3) 胸内负压,呼吸运动的几种方式, 平静呼吸：安静状态下的呼吸运动。吸气：吸气肌收缩胸廓肺容积肺内压吸气。呼气：吸气肌舒张胸廓肺容积肺内压（+2 mmHg）呼气。平静呼吸的特点：吸气是主动过程；呼气是被动过程。平静呼吸频率：1218次/分。 用力呼

5、吸：CO2、O2时，呼吸加深、加快的呼吸运动。吸气：吸气肌、辅助吸气肌收缩胸廓肺容积肺内压吸气呼气：呼气肌收缩、吸气肌和辅助吸气肌舒张胸廓肺容积肺内压呼气用力呼吸的特点：吸气和呼气都是主动过程。 胸式呼吸：以肋间外肌舒缩，引起胸廓变化为主的呼吸运动称为胸式呼吸。 腹式呼吸：以膈肌舒缩，引起腹壁变化为主的呼吸运动称为腹式呼吸。,肺内压,肺内压的周期性变化,3) 胸内负压, 定义：胸膜腔内压称为胸内压 测量方法： 检压计的直接测量； 食管导管气囊的间接测量。 特点： 胸内压是负压； 呈周期性变化：吸气时，负压；呼气时，负压。 构成胸内负压的前提条件：胸膜腔的密闭性。 正常值：平静呼吸时，胸内压-1

6、.33-0.399kPa（-10-3mmHg）；用力呼吸时，胸内压11.97+14.63kPa（-90+110 mmHg）。 形成原因：胸内压肺内压肺回缩力 生理作用： 有利肺扩张 有利静脉血液和淋巴液的回流 便于理解气胸的形成,胸内（负）压,胸内负压的形成,胸内压的形成：胸内压肺内压肺回缩力在呼吸末， 肺内压大气压（大气压为零标准）即：胸内压肺回缩力,气胸,2、肺通气阻力,1）弹性阻力 定义：在外力作用下，弹性组织抗变形的回位力 衡量指标顺应性 肺弹性阻力 胸廓弹性阻力 2）非弹性阻力惯性阻力粘滞阻力气道阻力,肺通气阻力,弹性阻力 非弹性阻力（占2/3） （占1/3）,肺弹性阻力 胸廓弹性阻

7、力,粘滞力 惯性阻力 气道阻力,肺弹性纤维回缩力表面张力（占2/3）,弹性阻力的衡量指标, 顺应性（Compliance, C）（容积变化）定义式： CP（压力变化）L/cmH2O关系式： C即顺应性（C）与弹性阻力（R）呈反比关系 静态顺应性曲线：跨肺压与肺容积的关系曲线斜率=顺应性，弹性阻力R，呼气困难：肺气肿斜率=顺应性，弹性阻力R，吸气困难：肺充血、肺纤维化、表面活性物质 比顺应性：单位(每升)肺容量的顺应性。顺应性比顺应性肺总容量,静态顺应性曲线,142页，图5-3,滞后曲线,斜率 顺应性弹性阻力 吸气困难（如：肺充血、肺纤维化、表面活性物质 ）,斜率 顺应性 弹性阻力 呼气困难（如

8、：肺气肿）,肺弹性阻力, 组成:,充气时，液-气界面存在， 肺弹性阻力肺表面张力肺弹性纤维回缩力充盐水时，液-气界面不存在， 肺弹性阻力肺弹性纤维回缩力 结论：在同等容积变化时，注水压力注气压力，表面张力占2/3，肺弹性纤维回缩力占1/3 表面张力的问题, 证据：充气-充盐水实验,肺弹性阻力肺表面张力肺弹性纤维回缩力,表面张力,（表面张力） （肺泡压力） （半径）, 肺表面活性物质： ）化学本质：二棕榈酰卵磷脂（二软脂酰卵磷脂） ）合成、释放场所：肺泡型细胞 ）分布特点：肺泡半径，肺表面活性物质密度 ）生理作用：A）维持肺泡稳定性；B）降低肺泡表面张力和吸气阻力；C）防止肺水肿；D）调节肺泡回

9、缩力。 ）临床意义：肺炎、肺血栓、呼吸窘迫综合症表面活性物质肺不张,胸廓弹性阻力, 特点：方向可变性, 指标：胸廓顺应性Cchw胸廓容积变化（胸内压大气压）0.2 L / cmH2O 关系： 胸廓弹性阻力与肺弹性阻力是串联关系R总RLchw即总弹性阻力是肺和胸廓的弹性阻力的代数和1/C 1/CL 1/Cchw即总顺应性是肺和胸廓的顺应性倒数之和,非弹性阻力,惯性阻力 2）非弹性阻力 粘滞阻力气道阻力：约占非弹性阻力的8090 气道阻力 气道阻力（大气压肺内压）气体流量 13 cmH2O/L/s 主要产生部位：鼻占50、声门占25、气管和支气管占15 影响因素： 气流阻力； 气流形式； 气道管径

10、：跨壁压，肺对气道向外牵拉，副交感神经和交感神经，体液物质（儿茶酚胺、PGE2、组织胺、PGF2、内皮素、CO2）,肺 容 量,1）潮气量：平静呼吸时，每次吸入或呼出的气量称为潮气量。正常值400600 ml 2）补吸气量：平静吸气末，再尽力吸入的最大气量。正常值 15002000 ml。 3）补呼气量：平静呼气末，再用力呼出的最大气量。正常值 9001200 ml。 4）余气量：最大呼气末，尚存于肺的气量。正常值 10001500 ml。 5）深吸气量：平静呼气末,再尽力吸入的最大气量。深吸气量潮气量补吸气量。 6）功能余气量：平静呼气末，尚存于肺的气量。功能余气量余气量补呼气量。其生理意义

11、是缓冲呼吸过程中肺泡的O2和CO2分压大幅度变化。 7）肺活量：最大吸气后，能呼出最大气量。平均正常值男：3500ml，女：2500ml。 肺活量潮气量补吸气量补呼气量深吸气量补呼气量肺总容量余气量 8）时间肺活量（FVC）：最大吸气后单位时间（秒）内最快呼出的气体量占总呼出气体量的百分数，又称用力肺活量意义：反映一次呼吸的最大通气量及肺通气的动态功能正常第秒末约为80；当阻塞性肺疾病时，FVC降低 9）肺总容量：肺能容纳的最大气量为肺总容量。平均正常值 男：5000ml，女：3500ml肺总容量肺活量余气量 深吸气量功能余气量潮气量补吸气量补呼气量余气量,肺通气量,1）每分通气量 定义：每分

12、钟进或出肺的气体量。每分通气量=潮气量呼吸频率=69 L/min 影响因素：性别、年龄、身材、活动量等。 标准化：L/min/体表面积（m2）最大通气量 每分平静通气量 通气储量百分比 100最大通气量最大通气量：每分钟进或出肺的最大气体量。70120L/min 2）肺泡通气量：每分钟吸入肺泡实际进行气体交换的气量。肺泡通气量（潮气量生理无效腔）呼吸频率 4.26.3 L/min生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔正常时，解剖无效腔=150ml；肺泡无效腔=0,三、气体交换, 原理：依靠气体分压差进行单纯扩散1气体分压总压力该气体容积百分比2大气、吸入气、呼出气、肺泡气的分压情况 过程 衡量指标1气

13、体扩散量2肺扩散容量 影响因素 1扩散速率 2通气/血流比值（V/Q比值）,大气、吸入气、呼出气、肺泡气的分压情况,在呼吸过程中，N2，H2O无变化， 由吸入气与呼出气之差得出：吸入O2，呼出CO2， 随呼吸道分级，PO2，PCO2,分压 kPa (mmHg),肺换气的部位,组织换气,气体交换过程,肺换气过程中氧气和二氧化碳的变化,气体交换的衡量指标,1气体扩散量：ADPV （Fick法则） MWA：扩散面积， d：扩散距离， ：分压差，D（扩散系数）s（溶解度）/（MW）1 / 2 ， MW：分子量DCO2 51.5/(44)1/2= = 20 即CO2扩散系数是O2扩散系数的20倍。DO2

14、 2.14/(32)1/2 2肺扩散容量：1）定义式： V ml/minDl mmHg 即: 1mmHg分压差作用下，每分钟通过呼吸膜的气体量。2）关系式：Dl（A/d）,气体交换的影响因素,1扩散速率(A/d)sT(MW)1/2 T：温度 2通气/血流比值（V/Q比值） 1）定义：每分肺泡通气量与每分肺血流量的比值正常值0.84（4.2/5） 2）意义：气泵与血泵相匹配的动态平衡，即血-气平衡的衡量指标。 3）当V/Q比值改变的情况 V/Q比值（肺血管栓塞）时，产生肺泡无效腔 V/Q比值（支气管痉挛）时，产生动-静脉短路 4）V/Q比值的不均匀分布在肺部自下而上，肺通气量，肺血流量，V/Q比值,例表,V/Q 比值,肺动脉栓塞肺泡血流量V/Q比值肺泡无效腔,支气管痉挛肺泡通气量V/Q比值功能性动-静脉短路,V/Q比值增加,V/Q比值减少,P151图5-10,四、气体运输, 氧气的运输1物理溶解：占1.5% 2化学结合： （占98.5%） CO2运输 1物理溶解：占5%2化学结合：占95%1）碳酸氢盐方式2）氨基甲酸血红蛋白3）CO2解离曲线 4）何尔登效应,