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1、第六章 呼 吸 Chapter 6 Respiration,呼吸定义： Respiration 人体与外界环境之间的气体交换的过程,外呼吸 External respiration 肺通气 肺换气 气体在血液中的运输 内呼吸 Internal respiration 组织换气,第一节 肺 通 气 pulmonary ventilation 肺与外界环境之间的气体交换过程,一、肺通气的结构 Structure of pulmonary ventilation,(一)呼吸道 Respiratory tract： 上呼吸道： 鼻、咽、喉 下呼吸道 ： 气管、支气管、终末细支气管,结构与功能特点： 呼
2、吸道粘膜 mucosa具保护作用 平滑肌的舒缩作用调节气道阻力 迷走NACh+M受体收缩气道阻力 平滑肌 (故哮喘病人夜间发作较多) 交感NNE+2受体舒张气道阻力 (拟交感药物治疗哮喘) 注:体液因素(组织胺、5-HT、缓激肽等)强烈收缩,(二) 肺泡 呼吸膜:平均厚度1m,呼吸膜的组成： 1.毛细血管内皮层Capillary endothelium 2.毛细血管基膜层Capillary basement membrane 3.间隙 Interstitial space： 弹力纤维 胶原纤维 4.上皮基底膜Epithelial basement membrane 5.肺泡上皮层Alveola
3、r epithelium I型肺泡上皮细胞 II型肺泡上皮细胞：合成和分泌表面活性物质,6.液体和表面活性物质层 Fluid and surfactant layer (1)液体层：表面张力Surface tension,表面张力:分子间的吸引力或内聚力, 液-气界面液体 分子各自受力不均匀的表现 肺泡表面张力:肺泡表面液-气界面产生表面张力 液体分子间的吸引力液体与气体分子间的吸引力 (曲面液-气界面的合力) 液体表面回缩，驱使肺泡缩小的力,表面张力对呼吸的不良影响： 使肺泡不易扩张，增加吸气阻力 使肺泡内压不稳定 Laplace公式：P=2T/r,(2)表面活性物质(surfactant)
4、: 成分: 二软酯酰卵磷脂 (dipalmityl phosphatidyl lipid ) 来源: 肺泡型细胞，以单分子层覆盖于肺泡液体 分子表面 作用：与肺泡内气体形成界面,减少肺泡内液-气界 面积，降低肺泡表面张力。,生理意义: 维持肺泡的稳定性 防止肺水肿:肺泡表面张力促进肺泡毛细血管内液体滤入肺泡，肺泡内表面活性物质降低表面张力，防止液体滤出。 降低吸气阻力。,二、肺通气的动力 Driving force of pulmonary ventilation 原动力:呼吸运动 直接动力:肺内压与外界大气压间的压力差,呼吸肌,A，直立人体前面观，显示了吸气过程中由于膈肌收缩导致的膈肌下降以
5、及下部肋骨的张开 B，侧面观，显示了当膈肌收缩变短以及向下移动时腹壁的向外膨胀。,(一)、呼吸运动 分类: 按呼吸深度:平静呼吸和用力呼吸； 按动作部位:胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸 正常:混合式呼吸 婴儿:常为腹式呼吸 异常:严重腹水、腹腔有巨大肿块等为胸式呼吸。 频率:成人:12-18次/分 婴儿:60-70次/分,1.平静呼吸 吸气:膈肌收缩，膈顶下移，增大胸廓的上下径 肋间外肌收缩，肋骨上提，扩大胸廓前后、左右径 胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压下被动扩张 肺内压大气压，气体入肺(吸气) 呼气:膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回位， 胸廓上下、前后、左右径缩小 胸廓容积缩小,肺被动缩小
6、 肺内压大气压，气体出肺( 呼气) 平静呼吸时：吸气主动，呼气被动。,2.用力呼吸 辅助吸气肌也参加，肋间内肌收缩+腹壁肌肉收缩， 用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。 3.人工呼吸 基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差 方法:正压吸气式呼吸(正压呼吸) 负压吸气式呼吸(负压呼吸),(二)、肺内压 肺内气道和肺泡内气体的压力。 平静吸气初:肺内压 大气压=0.3-0.4kPa气出肺 呼气末:肺内压 = 大气压气流停 用力呼吸时:肺内压的升降变化有所增加 如故意闭住声门而作剧烈呼吸运,(三)、胸内压 1.概念: 胸膜腔内的压力。 2.压力:平静吸气时:胸内压 大气压=0.7 -1.3kPa 呼
7、气时:胸内压 大气压=0.4 -0.7kPa 特点:平静呼吸时胸内压均为负压 用力呼吸时负压变动更大 有时可为正压(如紧闭声门用力呼吸时),4.成因: 前提条件: a.有少量浆液的密闭腔 b.肺和胸廓是弹性组织 c.胸廓自然容积远大于肺容积 d.壁层胸膜紧贴于胸廓内壁，大气压对其影响极小 形成因素: 脏层胸膜受到两个相反作用力,相互抵消，间接反映 在胸膜腔的压力。 5. 生理意义: 纽带作用 维持肺处于扩张状态 促进血液和淋巴液的回流,三、肺通气的阻力 Resistance of pulmonary ventilation 阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。 (一)、弹性阻力:占70 吸气时
8、阻力（阻碍肺扩张） 呼气时动力 包括肺的弹性阻力和胸廓的弹性阻力。,肺的弹性阻力 Elastic resistance 肺弹性组织回缩力：1/3 肺的弹性阻力 肺泡表面张力:2/3 据Laplace公式:P(N/cm)2T(N/cm)/r(cm) 肺泡回缩力(P)与表面张力(T)成正比,2、胸廓的弹性阻力 胸廓的弹性阻力由胸廓的弹性组织形成，其作用方向，视胸廓扩大的程度而异。 胸廓处于自然位置 (肺容量67)，无弹性回缩力； 胸廓缩小 (肺容量67)，胸廓的弹性回缩力向外，为吸气的动力，呼气的阻力； 胸廓扩大 (肺容量67)，胸廓的弹性回缩力向内，成为吸气的阻力，呼气的动力。,3. 肺和胸廓的
9、顺应性 compliance 弹性阻力的大小反映肺扩张的难易程度。 顺应性: 外来压力克服弹性阻力所引起的容量变化, 指扩张的难易程度。反映压力、弹性阻力和胸、 肺扩张度三者之间的关系。,压力不变时: 1 顺应性(C) 弹性阻力(R) 单位压力变化时: 容量变化(V) 顺应性(C) L/cmH2O 压力变化(P) 顺应性包括: 肺容量变化(V) 肺顺应性 =0.2L/cmH2O 跨肺压(P) (P跨肺压:肺内压与胸内压之差) 肺容量变化(V) 胸廓顺应性 =0.2L/cmH2O 跨壁压(P) (P跨壁压:大气压与胸内压之差) 1 1 1 总顺应性: + 总顺应性 肺顺应性 胸廓顺应性,影响因素
10、: 肺的顺应性可因肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维化和感染等原因而减退。肺气肿时，肺顺应性因肺弹性成分破坏而增大。 胸廓的顺应性可因肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚等原因而减低。,(二) 非弹性阻力 Non-elastic resistance 惯性阻力: 包括 粘滞阻力: 气道阻力:气体流经呼吸道时，气体分子间、 气体分子与管壁间产生的摩擦力。 特点: 呼吸运动时产生，动态阻力。 气 与气道半径的4次方成反比。 道 与气体的流速呈正相关: 呼吸愈急促，气道阻力愈大。 阻 气流速度过快呼吸道内涡流更多，气道阻力增大。 力 高气压(如深潜水)环境下, 气体密度大,气道阻力增大 。,在气管树中，主
11、要阻力存在于大支气管，小呼吸道对支气管树总体阻力的贡献非常小。 原因： 有效截面积增加 ，气流速度减小， 大呼吸道的截面积较小。 呼吸道相互平行 ，总阻力的倒数为各部分阻力倒数之和。,肺容量是影响呼吸道阻力的最为重要的因素。 呼吸道口径随肺容量的增大而增大,四、肺功能评价（肺容量和肺通气量） (一)、肺容量(pulmonary capacity) 潮气量(tidal volume)： 补吸气量(inspiratory reserve volume)： 补呼气量(expiratory reserve volume)： .肺活量补吸气量潮气量补呼气量,用力呼气量（时间肺活量） ： 用力吸气后，再用
12、力并以最快的速度呼气， 在头几秒钟所呼出的气体量占肺活量的百分数 正常值：第一秒末占83 第二秒末占96 第三秒末占99 评价肺通气功能的指标，阻塞性肺疾患时间肺活量。,余气量(residual capacity)： 用最大力量呼出之后残留的气量。 机能余气量(functionalresidual capacity)： 平静呼气之后残存的气量余气量补呼气量 肺总容量(total lung capacity)： 肺所能容纳的最大气量肺活量余气量,(二) 肺通气量 Ventilation ： 单位时间内进出肺的气体量，更好地反映肺的通气功能。 每分通气量：每分钟呼出或吸入的气体量： 每分通气量潮气
13、量呼吸频率(次/分) 2.肺泡通气量： 肺泡通气量(潮气量-无效腔量)呼吸频率 解剖无效腔：原本不能进行气体交换的腔 肺泡无效腔：无血流经过不能进行气体交换的肺泡。 生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔,第二节 气体交换 一、气体交换的原理 分压：各种气体在大气压中所占有的压力 张力：溶解于液体的气体分子从液体中逸出的力 气体交换动力：膜两侧的气体分压差， 决定气体扩散的 方向和速率 气体交换条件：气体的理化特性、膜通透性和面积、分压差,二、肺换气与组织换气 换气方向：分压高分压低 换气结果：肺静脉动脉血，组织静脉静脉血,肺换气,组织换气,三、影响气体交换的因素 Factors affecting
14、gas exchange (一) 气体扩散的速度(理化特性) 气体的溶解度.分压差.温度.扩散面积 气体扩散的速度 气体分子量的平方根 在肺中CO2扩散速度约为O2的2倍, 肺功能衰竭患者往往缺O2显著，CO2潴留不明显。,(二)、呼吸膜 正常呼吸膜非常薄(1m)，通透性极大，且 面积大(70-80m2)。 呼吸膜通透性： 肺纤维化 尘 肺呼吸膜厚度通透性换气 肺 炎 呼吸膜面积： 肺气肿肺泡融合面积气换,(三)通气/血流比值ventilation-perfusion ratio 通气量 / 血流量配比适当，肺换气效率最好 4.2L/min 5L/min 0.84 通气/血流值:通气过度或肺血
15、流减少 增大生理无效腔 (心衰、肺动脉栓塞) 通气/血流值:通气不良增大功能性A-V短路 （支哮、肺气肿、支气管栓塞）,第三节 气 体 运 输 运输形式 Forms of gas transport : 物理溶解:气体直接溶解于血浆中 特征:量小,起桥梁作用 溶解量与分压呈正比 O2 1atm-0.3ml 3atm-6.3ml -20倍 (是高压治疗的理论基础) 化学结合:气体与某些物质进行化学结合 特征:量大,主要形式,肺 泡 血 液 组 织 O2 溶解 结合 溶解 O2 CO2 溶解 结合 溶解 CO2,一、氧的运输 Transport of oxygen (一)物理溶解： (二)化学结合 Hb与O2的可逆结合 : (氧合) PO2 Hb + O2 HbO2 PO2 暗红 (氧离) 鲜红,(1)几个概念: 氧合与氧离: 氧容量:Hb最大结合的氧量 氧含量:Hb实际结合的氧量 血氧饱和度:氧含量占氧容量的百分数 紫绀:皮肤、甲床或粘膜呈紫蓝色,表示毛细血管 血液中还原血红蛋白 5g以上，是缺O2的标志。,
