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1、第五章第五章 呼呼 吸吸第1页，共72页。呼吸呼吸:机体与外界机体与外界环境之境之间的气体交的气体交换过程。程。第2页，共72页。呼吸的三个基本环节呼吸的三个基本环节呼吸的三个基本环节呼吸的三个基本环节组织呼肺呼吸 (1)、外呼吸（肺呼吸）(2)、气体运输 (3)、内呼吸（细胞呼吸）第3页，共72页。第4页，共72页。第一节肺通气肺通气(pulmonary ventilation)：指肺与外界环境间的气体交换过程。第5页，共72页。第6页，共72页。一、肺通气的原理一、肺通气的原理（一）、（一）、肺泡的肺泡的结构和功能构和功能第7页，共72页。型型型型肺泡上皮细胞占多数分泌表面活性物质1、肺、
2、肺泡泡第8页，共72页。第9页，共72页。呼吸膜肺泡上皮毛细血管基膜毛细血管基膜毛细血管内皮毛细血管内皮上皮基底膜组织间隙2、呼吸膜含表面活性物质的液体第10页，共72页。第11页，共72页。肺泡表面活性物肺泡表面活性物质：是由肺泡是由肺泡型型细胞分泌的一种胞分泌的一种复复杂的脂蛋白，主要成分的脂蛋白，主要成分为二棕二棕榈酰卵磷脂，以卵磷脂，以单分分子子层分布在肺泡的液体分布在肺泡的液体层表面。表面。3、肺泡表面活性物质第12页，共72页。肺泡表面活性物肺泡表面活性物质的作用的作用是降低肺泡表是降低肺泡表面面张力，因而：力，因而：（1）减少肺的）减少肺的弹性阻力；性阻力；（2）防止肺水）防止肺
3、水肿的的发生；生；（3）维持肺泡的持肺泡的稳定性。定性。第13页，共72页。（二）、肺通气的（二）、肺通气的动力力直接直接动力：力：肺泡气与大气之肺泡气与大气之间压力差；力差；原原动力：力：呼吸运呼吸运动。第14页，共72页。1、呼吸运呼吸运动呼吸运呼吸运动(respiratory movement)：呼吸肌收呼吸肌收缩、舒、舒张所造成的胸廓所造成的胸廓扩大和大和缩小。小。第15页，共72页。第16页，共72页。第17页，共72页。第18页，共72页。第19页，共72页。第20页，共72页。平静平静平静平静呼吸呼吸呼吸呼吸主要由膈肌和（或）肋间外肌的收缩和舒张来完成。吸气主动，呼气被动呼吸加深
4、、加快；吸气和呼气都是主动过程。以肋间外肌收缩、舒张为主的呼吸；以膈肌收缩、舒张为主的呼吸。用力用力用力用力呼吸呼吸呼吸呼吸胸式胸式胸式胸式呼吸呼吸呼吸呼吸腹式腹式腹式腹式呼吸呼吸呼吸呼吸第21页，共72页。肺内肺内压（intrapulmonary pressure)：是指肺泡内的是指肺泡内的压力。力。吸吸气气初初，肺肺容容积肺肺内内压低低于于大大气气压时空空气气入入肺肺泡泡肺肺内内压渐吸吸气气末末时，肺内，肺内压等于大气等于大气压，气流停止。，气流停止。2、肺内、肺内压第22页，共72页。呼气初，呼气初，肺容肺容积肺内肺内压高于大高于大气气压时，肺内气体出肺，肺内气体出肺 肺内肺内压渐呼气末
5、呼气末时，肺内，肺内压等于大气等于大气压，气流停止。，气流停止。第23页，共72页。胸膜腔：胸膜腔：由胸膜的由胸膜的脏层和壁和壁层所构成所构成的的密密闭的、潜在的腔隙。的、潜在的腔隙。胸膜腔内胸膜腔内压（intrapleural pressure)：指胸膜腔内的指胸膜腔内的压力。力。3、胸膜腔内、胸膜腔内压第24页，共72页。第25页，共72页。第26页，共72页。胸膜腔内胸膜腔内压随随呼吸周期呼吸周期而而变化。化。平静吸气末平静吸气末约为-1.33-0.67kPa(-10-5mmHg)；平静呼气末平静呼气末约为-0.67-0.4kPa（-5-3mmHg）。）。第27页，共72页。第28页，共
6、72页。由此可见，胸膜腔内负压是肺泡回缩力所造成。第29页，共72页。胸膜腔内胸膜腔内负压的形成：的形成：胸膜腔内胸膜腔内压=肺内肺内压（肺回（肺回缩压）在吸气末和呼气末在吸气末和呼气末肺内肺内压=大气大气压若以大气若以大气压值为零，零，则：胸膜腔内胸膜腔内压=肺回肺回缩压第30页，共72页。第31页，共72页。胸膜腔内负压的生理意义有利于肺扩张促进血液和淋巴液回流第32页，共72页。（三）、肺通气的阻力（三）、肺通气的阻力第33页，共72页。1、弹性阻力和性阻力和顺应性性弹性阻力：性阻力：指物体指物体对抗外力作用所引起的抗外力作用所引起的变形的力。形的力。肺肺的的弹性性阻阻力力：来来自自肺肺
7、的的弹性性纤维和和肺肺泡泡内内层液体的表面液体的表面张力。力。第34页，共72页。胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力肺和胸廓的顺应性：肺和胸廓的顺应性：指肺和胸廓扩张的难易程度。指肺和胸廓扩张的难易程度。顺应性=弹性阻力1第35页，共72页。2、非、非弹性阻力性阻力主要是指气道阻力，它受气道口径和气主要是指气道阻力，它受气道口径和气流速度的影响甚大。流速度的影响甚大。第36页，共72页。（一）、肺容（一）、肺容积和肺容量和肺容量1、肺容、肺容积潮气量潮气量(tidal volume,TV)：每次吸入或呼出的气量。平每次吸入或呼出的气量。平静静呼呼吸吸时约400600ml。补吸气量吸气量(inspirat
8、ory reserve volume,IRV)：是指平静吸气末，再尽力吸入的气体量。正常成人是指平静吸气末，再尽力吸入的气体量。正常成人约15002000ml。二、肺通气功能的二、肺通气功能的评价价第37页，共72页。补呼气量呼气量(expiratory reserve volume,ERV)：是指平静呼气末，再尽力呼出的气体量。是指平静呼气末，再尽力呼出的气体量。正常成人正常成人约9001200ml。余气量余气量(residual volume,RV)：是指用全力呼气后，肺内所留的气体量。是指用全力呼气后，肺内所留的气体量。正常成人正常成人约10001500ml。第38页，共72页。第39页
9、，共72页。（二）、肺容量（二）、肺容量 深吸气量深吸气量(inspiratory capacity,IC)：从平静呼气末作最大吸气从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气体量。所能吸入的气体量。深吸气量深吸气量=潮气量潮气量+补吸气量吸气量功能余气量功能余气量(functional residual capacity,FRC)：平静呼气末，肺内存留的气体量。平静呼气末，肺内存留的气体量。功能余气量功能余气量=补呼气量呼气量+余气量余气量第40页，共72页。肺活量肺活量(vital capacity,VC)：最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气量。最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气量。肺活量肺活量补
10、吸气量吸气量+潮气量潮气量+补呼气量呼气量正常成年男：正常成年男：约3.5L正常成年女：正常成年女：约2.5L第41页，共72页。用力肺活量：用力肺活量：最大吸气后，尽力尽快从肺内所能呼出最大吸气后，尽力尽快从肺内所能呼出的最大气体量。的最大气体量。用力呼气量：用力呼气量：指在一次深吸气后，用力尽快呼气，指在一次深吸气后，用力尽快呼气，计算算前前3秒呼出气量占用力肺活量的百分数。秒呼出气量占用力肺活量的百分数。正常人正常人在第在第1、2、3秒秒应分分别呼出其用力呼出其用力肺活量的肺活量的80%，96%和和99%。第42页，共72页。肺肺总量：量：肺所能容肺所能容纳的最大气体量。的最大气体量。肺
11、肺总量量=肺活量肺活量+余气量余气量正常成年男：正常成年男：约5.0L正常成年女：正常成年女：约3.5L第43页，共72页。（二）、肺通气量和肺泡通气量（二）、肺通气量和肺泡通气量肺通气量：肺通气量：指每分指每分钟进肺或出肺的气体肺或出肺的气体总量。正常成人：量。正常成人：69L。肺通气量肺通气量潮气量潮气量呼吸呼吸频率率肺泡通气量：肺泡通气量：每分肺泡通气量每分肺泡通气量=（潮气量（潮气量-无效腔气量）无效腔气量）呼吸呼吸频率率第44页，共72页。第二节第二节 肺换气和组织换气肺换气和组织换气第45页，共72页。肺肺换气：气：肺泡与肺毛肺泡与肺毛细血管之血管之间的气体交的气体交换过程。程。组
12、织换气：气：组织细胞与胞与组织毛毛细血管之血管之间的气体交的气体交换过程。程。第46页，共72页。第47页，共72页。CO2O2第48页，共72页。气体气体扩散速率：散速率：气体气体扩散速率与其溶解度成散速率与其溶解度成正比，与其分子量的平方根成反比。正比，与其分子量的平方根成反比。气体的分气体的分压差差呼吸膜：呼吸膜：呼吸膜的通透性、厚度和面呼吸膜的通透性、厚度和面积均影均影响气体交响气体交换的效率。的效率。影响肺泡气体交影响肺泡气体交换的因素的因素第49页，共72页。通气/血流比值（VA/Q）每分肺泡通气量（VA）=每分肺血流量（Q）正常成人安静时，VA/Q=4.2/5=0.84，此比值表
13、示肺换气效率最高。V VA A/Q/Q肺泡无效腔肺泡无效腔 V VA A/Q/Q功能性动一静脉短路。功能性动一静脉短路。以上两者均使肺换气效率降低。以上两者均使肺换气效率降低。第50页，共72页。第51页，共72页。第52页，共72页。第53页，共72页。第三节气体在血液中的运输第54页，共72页。化学结合动态平衡物理溶解 化学结合化学结合:气体与某些物质进行化学结合气体与某些物质进行化学结合 特征特征:量大量大 主要运输形式。主要运输形式。一、氧和二氧化碳的运一、氧和二氧化碳的运输形式形式物理溶解：物理溶解：气体直接溶解于血气体直接溶解于血浆中中 特征：特征：量小；量小；溶解量与分溶解量与分
14、压呈正比呈正比第55页，共72页。O2的运的运输PO2高（肺）高（肺）Hb+O2HbO2PO2低（低（组织）二、氧的运二、氧的运输物理溶解：约占1.5%化学结合：约占98.5%POPO2 2(氧合氧合)POPO2 2(氧离氧离)鲜红色暗红色第56页，共72页。（二）（二）Hb与与O2结合的特征合的特征反反应快、可逆、不需快、可逆、不需酶的催化、受的催化、受PO2的影响结合是氧合（合是氧合（oxygenation），不是氧化），不是氧化（oxidation）。）。1分子的分子的Hb可以可以结合合4分子的分子的O2。Hb与与O2的的结合或解离曲合或解离曲线呈呈S型，与型，与Hb的的变构效构效应有关
15、。有关。HbHb结合的最大结合的最大O O2 2量量氧容量氧容量100ml100ml血血 HbHb实际结合的实际结合的O O2 2量量氧含量氧含量 氧含量氧含量氧容量的氧容量的%氧饱和度氧饱和度第57页，共72页。（三）氧解离曲（三）氧解离曲线概念：概念：氧解离曲氧解离曲线或称氧合血或称氧合血红蛋白解离曲蛋白解离曲线是是表示表示Po2与与Hb氧氧结合量或合量或Hb氧氧饱和度关和度关系的曲系的曲线。第58页，共72页。上段上段:60-100mmHg60-100mmHg，坡度较平。坡度较平。中段中段:404060mmHg60mmHg，坡度较陡。坡度较陡。下段下段:151540mmHg40mmHg，
16、坡度更陡。坡度更陡。通气通气/血流比值不匹配时，肺泡通气量增加几乎无助于血流比值不匹配时，肺泡通气量增加几乎无助于氧的摄取。氧的摄取。氧解离曲线的特征及生理意义表明表明:POPO2 2变化大时，变化大时，血氧饱和度变化小血氧饱和度变化小 90909898。意义意义:保证低氧分压保证低氧分压 时的高载氧能力。时的高载氧能力。中段中段:404060mmHg60mmHg；坡度较陡。坡度较陡。表明：表明：POPO2 2降低能促进降低能促进 大量氧离，血氧饱和大量氧离，血氧饱和 度下降显著。度下降显著。757590 90 释放氧释放氧5ml/100ml5ml/100ml。意义意义:维持正常时组织维持正常时组织 的氧供。的氧供。O O2 2利用系数：利用系数：血液流经组织时释放出的血液流经组织时释放出的O O2 2容容 积占动脉血积占动脉血O O2 2含量的百分数。安静时约含量的百分数。安静时约25%25%。下段下段:151540mmHg40mmHg，坡度更陡。坡度更陡。表明：表明：POPO2 2稍有下降稍有下降,血氧饱和度就急剧下血氧饱和度就急剧下 降。降。22227575释放释放 氧氧15ml
