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1、第五章第五章第五章第五章 呼吸系统呼吸系统呼吸系统呼吸系统呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。呼吸的全过程包括：呼吸的全过程包括： 1 外呼吸肺通气外呼吸肺通气+肺换气肺换气 2 气体在血中的运输气体在血中的运输 3 内呼吸组织换气内呼吸组织换气+细胞内氧化细胞内氧化 第一节第一节 肺肺 通通 气气肺通气肺通气是指肺与外界环境之间的气体交换。是指肺与外界环境之间的气体交换。一、肺通气的动力一、肺通气的动力v原动力呼吸运动原动力呼吸运动v直接动力直接动力肺内压与大气压的压力差肺内压与大气压的压力差呼吸运动：呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律呼吸运动：呼吸
2、肌的收缩和舒张引起的胸廓节律呼吸运动：呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律呼吸运动：呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩张与缩小。性扩张与缩小。性扩张与缩小。性扩张与缩小。呼吸肌呼吸肌呼气肌呼气肌吸气肌吸气肌腹壁肌腹壁肌肋间内肌肋间内肌肋间外肌肋间外肌膈肌膈肌一呼吸运动一呼吸运动呼吸运动是肺通气的原动力呼吸运动是肺通气的原动力平静呼吸：平静呼吸：吸气：主动过程吸气：主动过程呼气：被动过程呼气：被动过程用力呼吸：用力呼吸：吸气：主动过程吸气：主动过程呼气：主动过程呼气：主动过程胸式呼吸和腹式呼吸胸式呼吸和腹式呼吸一呼吸运动一呼吸运动吸气初：肺内压吸气初：肺内压 大气压大气压 呼气开始呼气开始呼气末：
3、肺内压呼气末：肺内压 = 大气压大气压 呼气停止呼气停止二肺内压及其周期性变化二肺内压及其周期性变化呼吸暂停、声带开放、呼吸道通畅时：呼吸暂停、声带开放、呼吸道通畅时： 肺内压肺内压大气压大气压肺内压和大气压之间的压力差肺内压和大气压之间的压力差:直接动力直接动力三胸膜腔内压三胸膜腔内压 胸膜腔内压胸膜腔内压 = 肺内压肺内压 肺回缩力肺回缩力 = 大气压大气压 肺回缩力肺回缩力 =肺回缩力肺回缩力 负压是指其低于大气压负压是指其低于大气压 呼气末：呼气末：-3 -5mmHg； 吸气末：吸气末：-5 -10mmHg胸膜腔负压及其生理意义：胸膜腔负压及其生理意义： 维持肺泡的扩张状态，有利于肺的
4、扩张维持肺泡的扩张状态，有利于肺的扩张 有利于静脉血及淋巴液的回流有利于静脉血及淋巴液的回流气胸气胸 吸气肌吸气肌 收收缩 呼气肌呼气肌 舒舒张胸廓胸廓 扩大和大和 缩小小肺内肺内压降低降低大气大气压 呼气呼气肺肺扩大和大和缩小小浆液内聚力液内聚力 胸内胸内负压呼吸运动呼吸运动原动力原动力肺内压与大气压的压力差肺内压与大气压的压力差直接动力直接动力二、肺通气的阻力二、肺通气的阻力弹性阻力和非弹性阻力弹性阻力和非弹性阻力弹性阻力：弹性阻力：70%肺的弹性回缩力肺的弹性回缩力(1/3)肺泡外表张力肺泡外表张力(2/3)：液体分子间的引力。液体分子间的引力。肺泡内压与外表张力的关系：肺泡内压与外表张
5、力的关系：P=2T/r肺泡外表活性物质：肺泡外表活性物质：脂蛋白，肺泡脂蛋白，肺泡型上皮细胞分泌。型上皮细胞分泌。二棕榈酰卵磷脂二棕榈酰卵磷脂(DPPC)，位于液体分子层，位于液体分子层外表。外表。作用：降低肺泡外表张力作用：降低肺泡外表张力降低弹性阻力。降低弹性阻力。维持大小肺泡容积的相对稳定。维持大小肺泡容积的相对稳定。防止肺水肿。防止肺水肿。防止肺不张。防止肺不张。非弹性阻力：30%气道阻力主要：8090%, R = 8L/r4。惯性阻力粘滞阻力肺容量肺容量潮气量潮气量(TV)：500ml补吸气量补吸气量(IRV)：1.52L补呼气量补呼气量(ERV)：0.91.2L残气量残气量(RV)
6、：1.01.5L功能残气量功能残气量(FRV) : RV+ERV三、肺通气功能的评价肺活量肺活量：TV+IRV+ERV;3.5L(M),2.5L(F);反映肺一次通气的最大能力反映肺一次通气的最大能力时间肺活量时间肺活量：一次最大吸气后一次最大吸气后,用力尽快呼气用力尽快呼气,在一定时间内所能呼出的最大气量在一定时间内所能呼出的最大气量.反映肺活反映肺活量和呼吸阻力的变化量和呼吸阻力的变化肺总量肺总量: VCRVv 第第1秒末秒末: 83%v 第第2秒末秒末: 96% v 第第3秒末秒末: 99%肺通气量肺通气量每分通气量每分通气量=潮气量潮气量 呼吸频率。呼吸频率。69L最大通气量，反映肺通
7、气功能的最大潜力。最大通气量，反映肺通气功能的最大潜力。150L肺泡通气量肺泡通气量=潮气量潮气量-无效腔气量无效腔气量 呼吸呼吸频率频率生理无效腔生理无效腔=解剖无效腔解剖无效腔+肺泡无效腔肺泡无效腔呼吸效率：慢、深呼吸效率：慢、深快、浅快、浅 第二节第二节 呼吸气体的交换呼吸气体的交换气体交换的形式气体交换的形式:扩扩 散散气体交换的动力气体交换的动力:分压差分压差肺换气：肺泡与肺毛细血肺换气：肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换。管血液之间的气体交换。组织换气：组织细胞与组织组织换气：组织细胞与组织毛细血管血液之间的气体交毛细血管血液之间的气体交换。换。结构根底结构根底: :呼吸膜呼吸膜(
8、6(6层结构层结构) )功能功能: :静脉血静脉血 动脉血动脉血一、肺换气过程一、肺换气过程O O2 2COCO2 2液体层液体层肺泡上皮细胞肺泡上皮细胞基膜基膜间质间质Cap.基膜基膜Cap.内皮内皮细胞细胞呼吸膜的面积和厚度呼吸膜的面积和厚度正常面积约正常面积约40m2 运动运动(Cap.开放开放) 面积面积 肺实变、肺气肿及肺不张肺实变、肺气肿及肺不张面积面积正常厚度正常厚度0.2 1.0m 肺纤维化与肺水肿肺纤维化与肺水肿呼吸膜厚度呼吸膜厚度二、影响肺换气的因素二、影响肺换气的因素通气通气/血流比值血流比值Va/Q：概念概念:每分肺泡通气量与每分肺血流量之每分肺泡通气量与每分肺血流量之
9、间的比值。间的比值。正常值正常值:0.84(4.2L/5L/min)生理意义生理意义:Va/Q =0.84气体交换效率最高气体交换效率最高Va/Q增大增大 无效腔气量增加：心衰、无效腔气量增加：心衰、肺栓塞肺栓塞Va/Q减小减小 功能性动静脉短路：肺泡功能性动静脉短路：肺泡通气不良通气不良三、组织换气三、组织换气结构根底结构根底: :毛细血管壁、细胞膜毛细血管壁、细胞膜功能功能: :动脉血动脉血 静脉血静脉血第三节第三节 气体在血液中运输气体在血液中运输物理溶解物理溶解化学结合化学结合气体气体 物理溶解物理溶解 化学结合化学结合一、一、氧的运输氧的运输物理溶解：物理溶解：0.3ml/dl，1.
10、5%。化学结合：化学结合：19.5ml/dl，98.5%。 可逆、快速、不需要酶催化，受可逆、快速、不需要酶催化，受PO2影响影响是氧合而非氧化是氧合而非氧化Hb中的中的Fe 2+ 始终为亚铁状始终为亚铁状态态紫绀：去氧紫绀：去氧Hb5g/100ml，皮肤黏膜呈浅蓝色。，皮肤黏膜呈浅蓝色。Hb + O2PO2 （肺）（肺）PO2 （组织）组织）HbO2（氧合血红蛋白）（氧合血红蛋白）二、二、二氧化碳的运输二氧化碳的运输物理溶解：物理溶解：3ml, 6%化学结合：化学结合：碳酸氢盐：碳酸氢盐：87%CO2 + H2O H2CO3 HCO 3- +H+CA: Carbonic Anhydrase氨
11、基甲酸血红蛋白：氨基甲酸血红蛋白：7%HbNH2 + CO2 HbNHCOOH第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节呼吸中枢呼吸中枢包括脊髓、延髓、脑桥、间脑、大脑皮层。包括脊髓、延髓、脑桥、间脑、大脑皮层。脊髓：初级中枢脊髓：初级中枢脊髓前角运动神经元脊髓前角运动神经元 膈膈N、肋间、肋间N 呼吸肌呼吸肌延髓：根本中枢，包括吸气神经元和呼气延髓：根本中枢，包括吸气神经元和呼气神经元。神经元。脑桥：呼吸调整中枢，抑制吸气。脑桥：呼吸调整中枢，抑制吸气。大脑皮层：高级中枢大脑皮层：高级中枢呼吸的反射性调节呼吸的反射性调节化学感受性反射化学感受性反射机械感受性反射机械感受性反射防御性呼吸反射防
12、御性呼吸反射化学感受性反射化学感受性反射化学感受器化学感受器外周化学感受器：颈动脉体、主动脉体外周化学感受器：颈动脉体、主动脉体 动脉血中动脉血中pH 、Po2 、Pco2 颈动颈动脉体和主动脉体化学感受器脉体和主动脉体化学感受器+ 延延髓呼吸中枢髓呼吸中枢+ 呼吸加深加快。呼吸加深加快。颈动脉体主要调节呼吸颈动脉体主要调节呼吸中枢化学感受器：延髓腹外侧浅表处的神中枢化学感受器：延髓腹外侧浅表处的神经元经元, 感受脑脊液中感受脑脊液中pH CO2对呼吸的调节对呼吸的调节效应：一定范围内效应：一定范围内, 动脉血动脉血PCO2呼吸深快；呼吸深快； PCO2过高过高 CO2麻醉麻醉;PCO2过低过
13、低 呼吸暂停。呼吸暂停。机制：中枢化学感受器机制：中枢化学感受器(主要主要,反响慢反响慢) 外周化学感受器外周化学感受器(次要次要,反响快反响快)H+对呼吸的调节对呼吸的调节效应：效应：H+ 呼吸深快呼吸深快机制：机制：脑脊液脑脊液H+ 中枢化学感受器中枢化学感受器 动脉血动脉血H+ 外周化学感受器外周化学感受器低低O2对呼吸的调节对呼吸的调节效应：动脉血效应：动脉血PO2 (80mmHg ) 呼吸深快呼吸深快; 严重低严重低O2 呼吸障碍呼吸障碍.机制：机制：外周化学感受器外周化学感受器 缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制缺氧对呼吸中枢的直接作用是抑制为什么低氧时不能吸入纯氧为什么低氧时不能吸入
14、纯氧当中枢化学感受器对当中枢化学感受器对CO2 产生适应时，产生适应时，PO2 对外对外周化学感受器的刺激在呼吸调节上起重要作用周化学感受器的刺激在呼吸调节上起重要作用P PCOCO2 2中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器P PO O2 2H H+ +浓度浓度小结：小结：机械感受性反射机械感受性反射肺牵张反射：肺牵张反射：牵张感受器位于气管和支气管肌层中。传入神经牵张感受器位于气管和支气管肌层中。传入神经为迷走神经。为迷走神经。肺扩张反射：肺扩张反射：肺扩张时引起吸气抑制的反射。肺扩张时引起吸气抑制的反射。 肺扩张肺扩张 牵张感受器牵张感受器延髓延髓吸气切断机制吸气切断机
15、制切断吸气切断吸气呼气呼气肺萎陷反射：肺萎陷反射：肺萎陷到一定程度时反射性地引肺萎陷到一定程度时反射性地引起吸气的反射。起吸气的反射。本体感受性反射本体感受性反射气体交换的动力气体交换的动力:分压差分压差 血液及组织中的气体分压血液及组织中的气体分压kPammHg动脉血动脉血混合静脉血混合静脉血 组织组织PO213.3(100)5.3(40)4.0(30)PCO25.3(40)6.1(46)6.6(50)呼吸频率呼吸频率 潮气量潮气量 肺通气量肺通气量 肺泡通气量肺泡通气量 (次次/min) (ml) (ml/min) (ml/min) 16 500 8000 5600 8 1000 8000 6800 32 250 8000 3200肺通气量和肺泡通气量肺通气量和肺泡通气量外周化学感受器外周化学感受器中枢化学感受器中枢化学感受器H2O碳酸酐酶碳酸酐酶H2CO3中枢中枢化学化学感受器感受器H H+HCO3动脉血中动脉血中PCO2升高升高CO2血脑屏障血脑屏障血血H H+ +浓度浓度中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器脑脊液脑脊液中的中的H+
