奥赛动物生理学5

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1、第五章 呼 吸,第一节 肺 通 气,第三节 气 体 运 输,第四节 呼吸运动的调节,第二节 气 体 交 换,概 述,解剖基础,呼吸（Respiration ）: 机体与外界环境之间的气体交换过程。,肺与外界环境之间的气体交换过程。,第一节 肺 通 气,肺通气（pulmonary ventilation）:,一、肺通气原理 （一）肺通气的动力,呼 气,肺内压大气压,缩 小,肺 脏,吸 气,肺内压大气压,胸 廓,呼 吸 肌,缩 小,收 缩,舒 张,扩 张,原动力:呼吸运动是肺通气的原动力。 直接动力:肺内压与外界大气压间的压力差。,扩 张,1、呼吸运动（respiratory movement）,

2、 由呼吸肌收缩、舒张起的胸廓有节律地扩大与缩小（包括吸气运动和呼气运动）,吸气肌：膈肌、肋间外肌,呼气肌：肋间内肌、腹壁肌,辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌,1）吸气运动（主动过程）,膈肌收缩：增大胸腔上.下径 (占4/5),肋间外肌收缩：增大胸腔前后、左右径,2）呼气运动,平静呼吸（被动过程）：吸气肌舒张,（ 1）呼吸运动的过程,（ 2）呼吸运动的形式 1)形式: 按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸； 按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。 混合呼吸:正常成人。 腹式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。 胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、 2)频率: 成人:1218次/分,妊娠、肥胖。,（2

3、）呼吸型式,腹式呼吸和胸式呼吸,腹式呼吸:(Abdominal breathing):膈肌舒缩引起的呼吸运动伴以腹壁的起伏。 胸式呼吸: (Thoracic breathing):由肋间肌舒缩使肋骨和胸骨运动所产生的呼吸运动。 混合式呼吸,2、肺内压（intrapulmonary pressure),肺泡内的压力（随呼吸而变化）,吸气初 : 大气压； 吸气末: 大气压。 呼气初 : 大气压； 呼气末: 大气压。,实现肺通气的条件：,肺内压与大气压之间产生差值（动力）,保持呼吸道通畅 人工呼吸: 用人为的方法改变 肺内压，建立肺内压和大气压之间压力差来维持肺通气。,方法: 负压吸气式(压胸法)

4、正压吸气式( 口对口呼吸法，呼吸机),3、胸膜腔内压（intrapleural pressure),(1)概念： 胸膜腔内的压力 （胸内压）。,（2）测定方法: 间接法:气囊测定食管内压以间接反映胸内压 直接法:,（3）压力: 平静吸气时:胸内压 大气压= 10 5mmHg 呼气时:胸内压 大气压= 5 3mmHg,特点: 平静呼吸时胸内压始终为负压； 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)。 吸气末 90 mmHg 呼气末 110 mmHg,（4）成因:,两种方向相反作用力的代数和 胸内压肺内压肺回缩力 胸内压0肺回缩力,迫使脏层胸膜回位,迫使脏层胸膜外移使肺扩张,(肺

5、弹性组织回缩力和肺泡表面张力),肺 回 缩 力,(大 气 压),肺 内 压,(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。,结论： 胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相互抵消的代数和,经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压力。,气胸,胸膜腔破裂，胸膜腔与大气相通，空气将立即进入胸膜腔内，形成开放性气胸。,危害,抢救措施： 堵塞破口、抽气 恢复胸内负压,肺通气的动力,原动力,呼吸肌的收缩舒张,胸廓、肺的张缩,肺泡与大气间的压力差,直接动力,（二）肺通气的阻力,非弹性阻力（30%）,呼吸道阻力（为主） 惯性阻力 粘滞阻力,弹性阻力（70%）,胸廓的弹性阻力,肺的弹性阻力

6、,呼吸运动产生的动力,在克服肺通气所遇到的阻力后,方能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。,肺弹性回缩力: 1/3,肺泡表面张力：2/3,1、弹性阻力和顺应性：,弹性阻力（R）,物体对抗外力作用所引起的变形的力。 (使物体有回位倾向),顺应性（compliance；C）,在外力作用下弹性组织扩张的难易程度。,（即单位压力变化引起的单位容积变化）,(1)肺的弹性阻力 度量法：顺应性 =(1/弹性阻力) 顺应性大= 易扩张 =弹性阻力小 顺应性小=不易扩张=弹性阻力大,肺容积变化(V) 肺顺应性(CL)= = 0.2L/cmH2O 跨肺压变化(P) 肺内压与胸膜腔内压之差,1、正常成年

7、人全肺平均CL0.2 L/cmH2O 2、肺纤维、肺不张时，曲线变平、右移。 CL下降，弹性阻力呼吸困难 3、弹性成分大量破坏，曲线左移。表示： CL增加，弹性阻力呼吸困难 肺气量肺气肿 因此临床上CL常用作衡量肺弹性阻力变化的指标。,肺顺应性曲线的临床意义（了解）：,图 正常及几种异常的肺顺应性曲线,测得的肺顺应性（L/cmH2O） 比顺应性= 肺的功能残气量（L）,因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应测单位肺容量下的顺应性，即比顺应性。,肺弹性阻力的来源：,a 肺组织的弹性回缩力： 弹性纤维、胶原纤维,b 肺泡表面张力：,1/3,2/3,（液气界面）,.肺泡表面张力 离体肺在充气和充水时（扩

8、张肺至相同容积），可见充气所需的压力充水。 说明肺泡内液-气界面（表面张力）是否存在，与肺的弹性阻力有着密切关系。,肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向中心的使肺泡缩小。,Laplace定律,.表面活性物质: 来源：肺泡型细胞分泌，单分子层分布于肺泡液-气界面上，其密度随肺泡的张缩而改变。 成分:二软脂酰卵磷脂( DPL或DPPC )。 作用： a.降低肺泡表面张力降低吸气阻力； b.减少肺泡内液的生成防肺水肿的发生;,c.维持肺泡内压的稳定性防肺泡破裂或萎缩；,临床： 成人肺炎、肺血栓等表面活性物质肺不张。 67个月胎儿才开始分泌表面活性物质，故

9、早产儿可因缺乏表面活性物质而发生肺不张和新生儿肺透明膜病呼吸窘迫综合征。,吸 气,肺泡表面积,DPL分散,降表面张力的作用,肺泡表面张力,肺泡回缩,防肺泡破裂,(呼气),(),(密集),(),(),(扩张),(萎陷),（2）胸廓的弹性阻力,胸腔容量变化(P) 胸廓顺应性 = 0.2L/cmH2O 跨壁压(P),（胸内压与大气压之差）,（3）肺和胸廓的总弹性阻力和顺应性：,R = RL + Rchw,影响弹性阻力的因素（了解）: 肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤维化和感染等原因肺弹性阻力(肺顺应性)吸气困难。 肺气肿时肺弹性成分破坏肺回缩力肺弹性阻力(肺顺应性)呼气困难。 故肺顺应性加大并

10、不一定表示肺通气功能好。 肥胖、胸廓畸形、胸膜增厚、腹内占位病变等原因胸廓弹性阻力(胸廓顺应性)但引起通气障碍的情况较少。,2、非弹性阻力：,（1）惯性阻力,气体在发动、变速、换向时， 因气流惯性所遇到的阻力。,（2）粘滞阻力,呼吸时 ，胸廓、肺等组织移位 发生摩擦形成的阻力(1020%),（3）气道阻力（airway resistance）,气体流经呼吸道时，气体分子 之间、气体分子与气道之间的 摩擦（8090%）。,特点,气流形式：层流、湍流,气体流速：正变关系,（3）气道阻力（airway resistance）,影响气道阻力的因素： 跨壁压：跨壁压大管径被动扩大阻力。 肺实质对气道壁的

11、外向放射状牵引作用. 气道管壁平滑肌舒缩活动： 迷走NAch + M受体收缩气道阻力 交感NNE +2受体舒张气道阻力 化学因素的影响： 儿茶酚胺、 PGE2 气道平滑肌舒张。 组胺、PGF2、吸入气CO2、内皮素气道平滑肌 收缩。,功能残气量,二、肺通气功能的指标,二、肺容量和肺容量,1.肺容积,深吸气量,功能残气量（functional residual capacity;FRC）,1.肺容量,（inspiratory capacity;IC）,肺活量（vital capacity,VC） ： 尽力吸气后，从肺内所能呼出的最大气量。3500ml 2500ml VC=TV+IRV+ERV,用

12、力呼气量（时间肺活量）=用力吸气后再用力并快速呼出的气体量占肺活量的百分数。 正常值：t1末=83，t2末=96, t3末=99 。 意义：反映肺活量容量的大小、呼吸所遇阻力的变化，是评价肺通气功能较好指标，阻塞性肺疾患的时间肺活量。,肺总量（total lung capacity, TLC ）,（二）肺通气量,1.每分通气量 ( minute ventilation volume ),指每分钟进或出肺的气体总量（69Lmin)。,每分通气量=潮气量呼吸频率,最大（随意）通气量（maximal voluntary ventilation),尽力作深快呼吸时每分钟吸入或呼出的最大气量 （70 1

13、20 Lmin)。,反映通气功能的贮备能力（正常93%）,2.肺泡通气量(潮气量-无效腔量)呼吸频率 解剖无效腔：无气体交换能力的腔（从上呼吸道呼吸性细支气管）。 肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔。 生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔,肺泡通气量是反映肺通气效率的重要指标。在一定的呼吸频率范围内深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效。,第二节 气体交换 一、气体交换的原理 原理：扩散。 动力：膜两侧的气体分压差。 速率：= 扩散速率（D）,D ,P T A S,d MW,扩散系数：SMW CO2 : O2 = 20 : 1,二、肺换气,（一）肺换气过程,肺泡,肺毛细血管,104,O2

14、,CO2,40,（100 ),46,40,（40 ）,1、呼吸膜的厚度（d）,呼吸膜的6层结构 （0.21.0 m）,（二）影响肺换气的因素,2、呼吸膜的面积（A）,3亿肺泡的总面积约70（安静时约40）,肺毛细血管的总血量约60140ml，分布在40的面积上,肺毛细血管的直径 8 m，RBC能与血管壁接触,3、通气/血流比值（ventilation/perfusion ratio ),每分肺泡通气量和每分肺血流量的比值（VA/Q）,几点说明： VA/Qor换气效率缺O2和CO2潴留的症状;但以缺O2为主，原因： A-V血间PO2PCO2 功能性A-V短路时，A血PO2的程度V血PCO2； C

15、O2 的扩散系数是O2的20倍，CO2的扩散速O2，不易出现CO2潴留的症状； A血PO2和PCO2时，可刺激呼吸，增加肺泡通气量，有助于CO2的排出，而几乎无助于O2的摄取（O2和CO2解离曲线的特点所决定的）。,整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标；但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性，故临床上更应测肺脏各局部的VA/Q：,人体直立时肺局部的VA/Q 肺上区 肺下区 VA（L/min）0.24 0.82 Q（L/min）0.07 1.29 VA/Q 3.4 0.64,（四）肺扩散容量（DL） 概 念：指气体在单位分压差作用下每分钟通过呼吸膜扩散的气体的毫升数。 意 义：肺扩散容量是测定呼吸气通过呼吸膜的能力的一种指标。,DL,V,PA,PB,三、组织换气,血液,O2,CO2,O2,CO2,组织液,细胞内液,100 mmHg,40 mmHg,30 mmHg,40mmHg,46 mmHg,50mmHg,(40 mmHg),(46m