第五章 呼 吸 n目的要求： 1 明确肺通气和气体交换的原理 2 掌握胸内负压形成原因及生理意义3 掌握气体在血液中运输的形式以及肺 的牵张反射和化学性调节 4 呼吸节律的维持等作一般了解概 述一 呼吸的概念及意义1 概念：指机体与外界环境间的气体交换过程2 意义：维持机体正常新陈代谢和内环境的相对稳定二、呼吸的全过程（三个环节）呼吸的各个环节(外呼吸、气体运输、内呼吸)n1）外呼吸 肺通气：肺泡气与外界空气之间的气体交换 肺换气：肺泡气与肺毛细血管之间的气体交换n2）气体在血液中的运输 通过血液循环将从肺泡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n3）内呼吸细胞通过组织液与毛细血管间的气体交换第一节 肺通气n实现肺通气的结构基础包括：呼吸道、肺泡、胸廓、膈、呼吸肌、胸膜腔n呼吸道 气体通道n肺泡 肺换气的主要场所n胸廓、膈 肺通气的动力一、呼吸道的组成及功能1 组成 上呼吸道：鼻、咽、喉 下呼吸道 ：气管、支气管及分支2 功能 1保护功能 净化、温湿气体 2调节气道阻力 呼吸道平滑肌舒缩，引起气管管径变化，影响气流阻力 吸气肌：膈肌和肋间外肌呼吸肌 呼气肌：肋间内肌和腹肌 辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌等平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。
用力呼气时，呼气才是主动3 呼吸方式 腹式呼吸 胸式呼吸 胸腹式呼吸（二） 肺内压 推动气体进出肺的直接动力概念：肺或肺泡内的压力吸气初：肺内压大气压 呼气末肺内压=大气压（三） 胸内压1 概念：胸膜腔内的压力叫2 胸膜腔的形成：胸膜脏层和壁层间潜在的 密闭腔隙 腔内有少量的浆液，无气体 浆液的作用： 1起润滑作用 2浆液分子内聚力使两层胸 膜贴附在一起，不易分开 3 胸内压的形成： A、胸膜腔为密闭的腔隙 B、胸膜腔脏层压力间接形成 胸膜腔内压 =肺内压-肺回缩力 = -肺回缩力 （条件：在吸气末或呼气末，肺内压=大气压， 若大气压=0） 无论吸气还是呼气压力均为负，又叫胸内负压4 胸内压的测定 呼气时,绝对值减小；吸气时,绝对值增 大 5 胸膜腔负压的生理意义： A、保证和维持肺的扩张状态 B、促进静脉血和淋巴的回流作用 于胸腔内壁薄而扩张性大的腔静 脉和胸导管 C、有利于呕吐和逆呕6 气胸 刺破胸膜腔就会造成气胸刺破胸膜腔就会造成气胸三 肺通气的阻力 肺组织本身的弹性回缩力 1/3 肺弹性阻力 弹性阻力 肺泡内气-液界面的表面张力 2/3 70 胸廓的弹性阻力 气道阻力(为主) 8090非弹性阻力 30 粘滞阻力等 （一）弹性阻力和顺应 性 弹性阻力：弹性组织在外力作用下变形时，有 1 概念 （R） 对抗变形和弹性回位的倾向。
用顺 应性来度量 顺应性：在外力作用下，弹性组织的可扩张性 （C）2、 二者关系： 1 容积变化（V） C= 或 C= R 压力变化（P） （L/CmH2O）3、肺及胸廓顺应性和弹性阻力（1）肺及胸廓顺应性 肺容量变化（V）肺的顺应性（C）= 跨肺压变化（P） 胸腔容积的变化（V V）胸廓的顺应性（C）= 跨胸壁压的变化（P P）压力与肺容量之间的关系的变化可用压力容量曲线表示 肺静态顺应性曲线跨肺压(cmH2O)肺容积变化(升)（2）肺及胸廓弹性阻力 肺弹性阻力 肺组织本身的弹性回缩力 1/3 （图示见后） （弹性组织、胶原纤维对 抗肺扩张，受牵 拉而回缩的力量） 肺泡表面张力 2/3 （肺泡内表面液体分子层与肺泡内气体形 成液-气界面，液体层分子间相互吸引形 成表面张力，该力使肺泡趋于缩小） 2T(表面张力)（回缩力）P r（液泡半径） A、成分：二棕榈酰卵磷脂（DPPC） B、作用：降低肺泡液-气界面的表面张力 C、生理意义 维持肺泡的稳定性；（防止肺气肿） 减少肺间质和肺泡内的组织液生成，防止肺水肿； 减小肺回缩力，增大肺顺应性肺表面活性物质胸廓的弹性阻力： 来自于胸廓的弹性回缩力。
其方向视胸 廓的位置而定（胸廓的自然位置的肺容 量，相当于肺总量的67%）二）非弹性阻力 气道阻力、惯性阻力、粘滞阻力 （气道阻力是主要成分，约占80-90%） 影响气道阻力的因素： 1）流速 2）气流形式 3）气道口径 四、肺容积与肺容量（一）肺容积： （1）潮气量 （2）补吸气量 （3）补呼气量 （4）余气量（二）肺容量 （1）深吸气量 （2）功能余气量 （3）肺活量 （4）肺总量五、肺通气量1、每分通气量：每分钟吸入或呼出的肺内气体 的总量 每分通气量=潮气量呼吸频率2、肺泡通气量=（潮气量-无效腔量） 呼吸频率 解剖无效腔（上呼吸道至呼吸性细支气管） 肺泡无效腔 生理无效腔深而慢的呼吸比浅而快的呼吸肺通气效率高：第二节 肺换气和组织换气回顾肺换气和组织换气的含义气体交换原理：气体分子不停地进行着无定向的运动，其结果是气体分子从高分压向低分压扩 散 一、气体交换的动力-分压差影响气体扩散速率的因素 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.温度二、气体交换过程1 血液与肺泡间的气体交换（肺换气）n呼吸膜肺交换的组织结构（6层影响肺部气体交换因素 呼吸膜的厚度、通透性、表面积 换气肺泡的数量 每分钟肺泡通气量VA 通气/血流比值( ) 每分钟血流 Q A.比值=0.84 气体交换充分 B.比值0.84 肺泡无效腔增大 C.比值影响组织换 气的因素 组织代谢水平 血流量第四节 气体在血液中的运输气体运输是指循环血液对O2和CO2的运输，是实现气体交换的重要环节。
物理溶解 O2占总运输量的1.5%运输形式 （很少） CO2占总运输量的5-6% 化学结合 O2占总运输量的98.5% CO2占总运输量的94-95%一、氧的运输1 物理溶解形式的运输2 化学结合形式的运输氧合血红蛋白(HbO2) Hb氧容量:100ml血液中Hb所能结合氧的最大量 Hb氧含量：100ml血液中Hb实际结合氧的量 Hb氧饱和度： Hb氧含量占Hb氧容量的百分数 当物理溶解忽略时，三个名词变为：血氧容量、血氧含量和血氧饱和度1 氧合血红蛋白的生成与解离Hb的组成：1个珠蛋白（2条链，2条链） 4个血红素（Fe2+和吡咯基） Hb与O2结合特征A. 反应快，可逆， 受PO2影响 O2 + Hb HbO2鲜红B. Fe2+ +O2 Fe2+O2 ，氧合C. 结合量: Hb结合4个O2，1g Hb1.34mlO2D. Hb与O2结合曲线为S型,因Hb的变构效应 O2 +紧密型 疏松型 (T型) (R型) 一个亚单位与O2结合后其他亚单 位易与O2结合反之，一个亚 单位与O2解离，其他亚单位更 易释放O2 肺P O2O2高组织P CO2O2高 紫绀：因缺氧造成当皮肤或粘膜表层毛细血管中HHb含量增加到较高水平时，皮肤或粘膜会出现青紫色，称。
2 氧离曲线及其生理意义 氧离曲线：以氧分压为横坐标，氧饱和度为 纵坐标，绘制出氧分压对Hb结合 氧量的函数曲线上段:PO2在60100mmHg 平坦，表明PO2的变化对氧饱和度影响不大例 PO2为100mmHg，HbO2饱和度为97.4%（动脉血PO2） PO2为150mmHg，HbO2饱和度为100%，上升2.6% PO2为70mmHg，HbO2饱和度为94%，下降3.4%因此，即使吸入气的PO2有所下降，如在高原、高空，但只要PO2不低于60mmHg，Hb氧饱和度仍能保持在90%以上这样血液仍可携带足够量的氧，不致于发生机体缺氧中段: PO2在6040mmHg 陡直， HbO2释放O2PO2 40mmHg，相当于混合静脉血中PO2 ，此时Hb氧饱和度约为75%血氧含量14.4ml /100ml ,(而动脉血PO2 100mmHg,氧含量19.4ml /100ml ),即100ml血液流过组织时释放5ml O2.下段: 氧离曲线的位移及其影响因素 Hb对氧的亲和力：血氧饱和度为50时的PO2，用 P50表示正常P50 3.5Kpa若需要更高的才能达到50的血氧饱和度，表明Hb对氧的亲和力下降，曲线右移；反之，左移。
影响氧离曲线移位的因素： PH和CO2当pH 或PCO2 ，Hb对氧的亲和力下降，曲线右移 有利于Hb释放O2 波尔效应： pH下降或PCO2增加引起Hb对氧的亲和力下降，曲线右移，这种现象称 意义：促进肺毛细血管血液的氧合；利于组织血液中氧的释放 温度（升高，曲线右移） 2,3-DPG 能与Hb结合，降低Hb对氧的亲和力，曲线右移 Hb自身性质的影响 当Fe2+ Fe3+ 失去运氧，曲线右移二、二氧化碳的运输 两种形式运输，其中化学结合占95（以碳酸氢盐形式占88，氨基甲酸血红蛋白形式占7）血浆溶解的CO2 扩散入红细胞中以这两种形式存在1 以碳酸氢盐形式运输 （1）CO2来源：依分压差透过细胞膜及毛细血管壁进入血液中n在血浆中 特点：可逆、反应方向决定PCO2 ；由于碳酸酐 酶（CA）少，反应速度慢 （2）大部分CO2在PCO2作用下进入红细胞，红细胞中含有大量CA，使反应较血浆中快50.00 倍，H2CO3迅速解离为H+HCO3-（3）由于红细胞膜上负离子易于通过，所以HCO3- 依浓度差扩散进入血浆，还有一部分HCO3- +K+KHCO3H+被脱氧血红蛋白所缓冲：（4）氯转移：HCO3-大部分扩散入血浆，使红细胞内负离子减少小于血浆中，血浆中最多负离子Cl-依电位差向红细胞,称氯转移。
n有利于HCO3-移入血浆，上述反应继续， CO2不断从组织进入血液5）进入血浆中HCO3-与Na+结合形成NaHCO3（6）进入血液CO2以KHCO3和NaHCO3形成运输到鳃（肺）处，由于外界PCO2PCO2血液，血液中CO2逸出，反应逆向进行2 以氨基甲酸血红蛋白形式运输 CO2进入红细胞后，可与血红蛋白自由氨基结合，形成氨基甲酸血红蛋白 HbNH2CO2 HbNHCOOH HbNHCOOHn反应特点：可逆反应，无需酶作用n决定因素：是Hb存在状态 氧合血红蛋白与CO2结合力小 脱氧血红蛋白与CO2结合力强在组织细胞氧合血红蛋白脱O2结合CO2 肺（鳃）处氨基甲酸血红蛋白结合O2第四节 呼吸运动的调节呼吸运动分为随意运动和自主运动随意运动受大脑皮层的控制，自主运动受低位脑干的控制呼吸运动受神经和体液的调节一、神经调节（一）呼吸中枢1 概念：中枢神经系统内产生和调节 呼吸运动的神经细 胞群，称2 分布：大脑皮层、间脑、脑桥、延髓、脊髓等部位，在呼吸节律的产生和调节中所起的作用不同正常的呼吸运动是在各级呼吸中枢的相互配合下完成的1）脊髓 初级呼吸中枢，是联系脑和呼吸 肌的中继站2）延髓 产生节律性呼吸的基本中枢。
存 在吸气和呼气的神经元（3）脑桥 呼吸调整中枢可限制吸气，控 制吸气的深度4）高位中枢 大脑皮层、边缘系统、下丘脑等 随意调节呼吸麻醉下不同平面横切脑干后呼吸的变化Lumsden:1923年首先证实:自主呼吸节律起源于延髓和脑桥横断位置现象机制中脑和脑桥之间（A平面）无明显改变呼吸节律产生于低位脑干，高位脑对节律的产生不是必需的延髓和脊髓之间（D平面）呼吸停止脑桥上中部之间（B平面）呈深慢呼吸，如再切断双侧迷走神经，呈长吸式呼吸脑桥上部有抑制吸气的中枢结构呼吸调整中枢；迷走神经传入冲动也有抑制吸气的作用脑桥和延髓之间（C平面）喘息样呼吸脑桥中下部可能存在一个能兴奋吸气活动的长吸中枢（二）呼吸节律形成的假说吸气切断机制脑桥 延髓 脊髓 迷走神经传经传 入纤维纤维（三）呼吸的反射性调节 1 肺的牵张 反射 1868年伯劳（Breuer）和黑林（Hering）分别发现概念：由肺的扩张或肺缩小引起的吸气的抑制或 兴奋的反射 （1）肺扩张 反射：肺充气或扩张时 抑制吸气的 反射 （2）肺缩小反射：肺缩小时引起吸气的反射 （1） 肺扩张 反射刺激性质 扩张感受器部位 支气管、细支气管平滑肌传入神经 迷走神经 神经中枢 延髓神经元兴奋，触发吸气切 断机制传出神经 膈神经、肋间神经 效应器 膈肌、 。