生理学课件：第五章 呼吸

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1、第五章第五章 呼呼 吸吸（Respiration）生理教研室生理教研室 徐明锋徐明锋 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室第五章第五章 呼呼 吸吸概述：概述：定义：机体与外界环境之定义：机体与外界环境之间的气体交换过程，称为间的气体交换过程，称为呼吸（呼吸（respiration）呼吸系统：鼻、咽、喉、呼吸系统：鼻、咽、喉、 气管、肺。气管、肺。功能：摄功能：摄O2、排、排CO2鼻腔鼻腔咽喉咽喉肺肺气管气管 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室呼吸的呼吸的三个环节三个环节：1 1 外呼吸外呼吸2 2 气体在血液中的运输气体在血液中的运输3 3 内呼吸（组织换气）内呼

2、吸（组织换气）肺通气肺通气肺换气肺换气 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室第一节第一节 肺通气肺通气 (Pulmonary ventilation)一、肺通气的原理一、肺通气的原理 物理因素：动力和阻力物理因素：动力和阻力 压力差：大气压和压力差：大气压和肺内压肺内压的关系的关系（一）肺通气的动力（一）肺通气的动力1.呼吸运动：（吸气和呼气运动）呼吸运动：（吸气和呼气运动） 是是实现实现肺通气的原肺通气的原动动力。力。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（1）呼吸运动的）呼吸运动的过程过程吸气肌吸气肌：肋间外肌、膈肌：肋间外肌、膈肌呼气肌：腹肌、肋间内肌呼气肌：

3、腹肌、肋间内肌平静呼吸平静呼吸：呼气是被动过程，只有吸气肌的：呼气是被动过程，只有吸气肌的 活动。活动。用力呼吸：呼气是主动过程，有呼气肌主动用力呼吸：呼气是主动过程，有呼气肌主动 收缩。吸气有收缩。吸气有辅助吸气肌辅助吸气肌参与。参与。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（2）呼吸运动的型式）呼吸运动的型式Abdominal breathing：膈肌为主：膈肌为主Thoracic breathing：肋间外肌为主：肋间外肌为主混合式呼吸：腹式混合式呼吸：腹式+胸式胸式受限制时表现为单一形式的呼吸运动。受限制时表现为单一形式的呼吸运动。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室

4、理学教研室2. 肺内压肺内压图：吸气和呼气时，肺内压的变化图：吸气和呼气时，肺内压的变化吸吸 气气呼呼 气气肺内压肺内压+2+10-1-2压压力力（ mmHg ）大气压大气压 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室人工呼吸人工呼吸（artificial respiration）定义：用人工的方法建立起肺内压与大气压定义：用人工的方法建立起肺内压与大气压之间的压力差以维持肺通气，称为人工呼吸。之间的压力差以维持肺通气，称为人工呼吸。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室3.胸膜腔胸膜腔内压内压胸膜腔：肺和胸廓之间一个潜在的、封闭的腔隙。胸膜腔：肺和胸廓之间一个潜在的、封

5、闭的腔隙。两层胸膜构成：紧贴于肺表面两层胸膜构成：紧贴于肺表面脏层脏层胸膜；胸膜； 胸廓内壁的胸廓内壁的壁层壁层胸膜。胸膜。胸膜腔内胸膜腔内没有气体没有气体仅有少量仅有少量浆液浆液 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室胸膜腔胸膜腔内压内压图：吸气和呼气时，胸膜腔内压的变化图：吸气和呼气时，胸膜腔内压的变化吸吸 气气呼呼 气气胸内压胸内压-2-3-4-5-6压压力力（ mmHg ） 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室 胸膜腔内压胸膜腔内压= 肺回缩压肺回缩压 可见，胸膜腔负压是由肺的弹性可见，胸膜腔负压是由肺的弹性回缩力造成的。回缩力造成的。 吸气时，肺扩张，肺的弹

6、性回位吸气时，肺扩张，肺的弹性回位力增大，胸膜腔负压也更负。力增大，胸膜腔负压也更负。 呼气时，肺缩小，肺弹性回位力呼气时，肺缩小，肺弹性回位力也减小，胸膜腔负压也减少。也减小，胸膜腔负压也减少。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室胸膜腔负压胸膜腔负压平静呼吸平静呼吸吸气吸气肺扩张肺扩张胸膜腔负压胸膜腔负压呼气呼气肺回缩肺回缩胸膜腔负压胸膜腔负压用力呼吸用力呼吸用力吸气用力吸气胸膜腔负压胸膜腔负压 90mmHg用力呼气用力呼气胸膜腔正压胸膜腔正压 110mmHg 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室胸膜腔负压的生理意义胸膜腔负压的生理意义1.维持了肺扩张，保证了肺

7、通气。维持了肺扩张，保证了肺通气。2.扩张胸腔内静脉和胸导管，有利于静脉血扩张胸腔内静脉和胸导管，有利于静脉血和淋巴液回流。和淋巴液回流。保持负压的前提保持负压的前提封封闭闭的腔隙的腔隙 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室气胸（气胸（pneumothorax）闭合性气胸闭合性气胸开放性气胸开放性气胸 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室症状：肺萎缩，呼吸活动度降低，呼吸困难，气症状：肺萎缩，呼吸活动度降低，呼吸困难，气 促，发绀，循环障碍等临床表现。促，发绀，循环障碍等临床表现。处理：减压排气，胸膜腔穿刺及处理：减压排气，胸膜腔穿刺及胸腔闭式引流胸腔闭式引流。 广

8、东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室胸腔闭式引流胸腔闭式引流 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力通气阻力的组成：通气阻力的组成： 弹性阻力（静态阻力，弹性阻力（静态阻力，70%）：）： 肺弹性阻力和胸廓弹性阻力肺弹性阻力和胸廓弹性阻力 非弹性阻力（动态阻力，非弹性阻力（动态阻力，30%）：）： 气道阻力、惯性阻力和组织黏滞阻力气道阻力、惯性阻力和组织黏滞阻力 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室1.弹性阻力（弹性阻力（70%）（1）顺应性（）顺应性（compliance） 定义：指弹性组织在外力作用下发生变形的能力。

9、定义：指弹性组织在外力作用下发生变形的能力。 顺应性越大顺应性越大弹性阻力越小弹性阻力越小 顺应性越小顺应性越小弹性阻力越大弹性阻力越大 C=VP 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（2）肺弹性阻力和肺顺应性）肺弹性阻力和肺顺应性 1）肺顺应性）肺顺应性 平静呼吸时肺弹性阻力小，容易扩张，顺平静呼吸时肺弹性阻力小，容易扩张，顺应性大。应性大。图：图： 肺的顺应性曲线（肺压力肺的顺应性曲线（肺压力- -容积曲线）容积曲线）静态顺应性静态顺应性 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室3）肺弹性阻力的来源）肺弹性阻力的来源肺的弹性成分（弹力纤维、胶原纤维）肺的弹性成分（弹

10、力纤维、胶原纤维）肺泡表面张力肺泡表面张力（surface tension）液液-气界面气界面液体分子之液体分子之间间的引力的引力表面表面张张力力 肺通气的阻力肺通气的阻力限制肺泡限制肺泡扩张扩张液液体体气气体体2/31/3 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室表面张力的大小表面张力的大小根据根据Laplace定律：定律：肺泡表面张力与肺泡半径成反比关系肺泡表面张力与肺泡半径成反比关系P=2Tr 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室肺表面活性物质肺表面活性物质来源：来源：肺泡肺泡型上皮型上皮细胞分泌细胞分泌作用：降低作用：降低肺泡表面张力肺泡表面张力，减少肺回缩力。

11、，减少肺回缩力。P值小值小密度低密度低P值大值大密度大密度大 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室肺表面活性物质的生理意义肺表面活性物质的生理意义1. 降低吸气阻力降低吸气阻力2. 维持肺泡稳定性维持肺泡稳定性3. 防止肺水肿防止肺水肿缺乏活性物质缺乏活性物质新生儿呼吸窘迫综合征新生儿呼吸窘迫综合征(neonatal respiratory distress syndrome，NRDS)肺充血，肺纤维化肺充血，肺纤维化肺顺应性肺顺应性吸气困难吸气困难哮喘，肺气肿哮喘，肺气肿肺顺应性肺顺应性呼气困难呼气困难 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室3) 胸廓弹性阻力和顺应

12、性胸廓弹性阻力和顺应性=67%肺总量时肺总量时 67%肺总量时肺总量时 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室2. 非弹性阻力非弹性阻力 （30%）惯性阻力惯性阻力黏滞阻力黏滞阻力气道阻力：气体分子之间和气体分子与气道气道阻力：气体分子之间和气体分子与气道 管壁之间的摩擦。管壁之间的摩擦。气流呈湍流、气流呈湍流、气道口径气道口径越小越小气道阻力越大气道阻力越大肿肿瘤、异物、黏液、渗出物、狭窄瘤、异物、黏液、渗出物、狭窄气道阻力与气道阻力与临临床床 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室影响气道口径因素影响气道口径因素（1）跨肺压：）跨肺压：（2）肺实质对气道壁的牵引：）

13、肺实质对气道壁的牵引：（3）自主神经的调节：）自主神经的调节： 交感神经交感神经舒舒张张；副交感神经；副交感神经收收缩缩（4）化学因素的影响：过敏反应、哮喘）化学因素的影响：过敏反应、哮喘 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室二、肺通气功能的评价二、肺通气功能的评价1.肺容积肺容积（1）潮气量）潮气量（2）补吸气量或）补吸气量或 吸气储备量吸气储备量（3）补呼气量或）补呼气量或 呼气储备量呼气储备量（4）余气量）余气量2. 肺容量肺容量深吸气量深吸气量=（1）+（2）功能余气量功能余气量=（3）+（4）肺活量（肺活量（vital capacity,VC）=（1）+（2）+（3）肺

14、总量肺总量=（1）+（2）+（3）+（4） 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室肺活量和用力肺活量肺活量和用力肺活量肺活量（肺活量（VC）：尽力吸气后，肺内所能呼出）：尽力吸气后，肺内所能呼出的最大气体量。由于不限定时间，无法充分的最大气体量。由于不限定时间，无法充分反映肺通气功能的状况。反映肺通气功能的状况。用力肺活量（用力肺活量（forced vital capacity, FVC）：）：尽力吸气后，尽力尽快的呼出所能呼出的最尽力吸气后，尽力尽快的呼出所能呼出的最大气体量。大气体量。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室用力呼气量（用力呼气量（FEV）用力呼气量

15、（用力呼气量（forced expiratory volume，FEV）：）：尽力吸气后，尽力尽快的呼气，一定时间内所能呼出尽力吸气后，尽力尽快的呼气，一定时间内所能呼出的最大气体量。的最大气体量。1秒用力呼气量（秒用力呼气量（FEV1）测定肺通气的指标：测定肺通气的指标：FEV1/FVC； FEV2/FVC； 用以用以 鉴别鉴别 阻塞性肺疾病阻塞性肺疾病 和和 限制性肺疾病限制性肺疾病 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（二）肺通气量和肺泡通气量（二）肺通气量和肺泡通气量1.肺通气量：每分钟吸入或呼出气体总量。肺通气量：每分钟吸入或呼出气体总量。 潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率

16、 500ml(1218次次) /分分=69L/min 最大随意通气量：尽力作深快呼吸时，每最大随意通气量：尽力作深快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大气量。分钟所能吸入或呼出的最大气量。150L/min 通气储备能力：通气储量百分比来表示通气储备能力：通气储量百分比来表示 正常值正常值 93% 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室2. 肺泡通气量肺泡通气量解剖无效腔解剖无效腔：残留在呼：残留在呼吸道内，不参与肺泡与吸道内，不参与肺泡与血液之间气体交换。这血液之间气体交换。这部分传导性呼吸道容积部分传导性呼吸道容积约为约为150ml。肺泡无效腔肺泡无效腔：进入肺泡：进入肺泡内气体因

17、血流分布不均，内气体因血流分布不均，未能进行气体交换。未能进行气体交换。正常人肺泡无效腔接近正常人肺泡无效腔接近于于0ml。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 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室2. 肺泡通气量肺泡通气量肺泡通气量：每分钟进入肺泡内的新鲜空气量。肺泡通气量：每分钟进入肺泡内的新鲜空气量。 =（潮气量生理无效腔）（潮气量生理无效腔）呼吸频率呼吸频率 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)/min) (ml) (ml/min) (

18、ml/min) 16 500 8000 5600 16 500 8000 5600 8 1000 8000 6800 8 1000 8000 6800 32 250 8000 3200 32 250 8000 3200 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（五）呼吸功（五）呼吸功 哮喘，肺气肿哮喘，肺气肿呼吸道口径呼吸道口径气道阻力气道阻力 深而慢的呼吸（呼气困难）深而慢的呼吸（呼气困难） 肺水肿，肺纤维化肺水肿，肺纤维化肺顺应性肺顺应性肺弹性阻力肺弹性阻力 浅而快的呼吸（吸气困难）浅而快的呼吸（吸气困难） 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室第二节第二节 肺换气和

19、组织换气肺换气和组织换气一、气体交换的基本原理一、气体交换的基本原理肺换气和组织换气均以扩散的方式进行。肺换气和组织换气均以扩散的方式进行。（一）气体的扩散（一）气体的扩散气体扩散速率（气体扩散速率（diffusion rate，D）D PTASd MWP：分压差：分压差 d：扩散距离：扩散距离T：温度：温度 MW：分子量：分子量A：扩散面积：扩散面积S：气体分子溶解度：气体分子溶解度 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室气体扩散系数气体扩散系数S MW扩散系数扩散系数S：溶解度，气体在单位分压下溶解于单位容积：溶解度，气体在单位分压下溶解于单位容积溶液中的气体量。溶液中的气体量

20、。1个大气压下，个大气压下，100ml血液中血液中O2和和CO2的溶解的量的溶解的量分别为分别为2.14ml和和51.5ml。CO2的扩散系数是的扩散系数是O2的的20倍倍。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（二）呼吸气体和人体不同部位气体的分压（二）呼吸气体和人体不同部位气体的分压1. 呼吸气和肺泡气成分和分压呼吸气和肺泡气成分和分压 空气空气 肺泡气肺泡气PO2 158mmHg 102mmHgPCO2 0.3mmHg 40mmHg2. 血液气体和组织气体的分压血液气体和组织气体的分压 动脉血动脉血 混合静脉血混合静脉血 组织组织PO2 100mmHg 40mmHg 30m

21、mHgPCO2 40mmHg 46mmHg 50mmHg 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室二、肺换气二、肺换气肺泡和血液之间肺泡和血液之间气体交换的过程气体交换的过程46mmHg40mmHg102mmHg40mmHgCO2O2摄摄O2 250ml排排CO2 200ml 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室影响肺换气的影响肺换气的因素因素1. 呼吸膜呼吸膜的厚度的厚度 肺水肿、肺纤维化时增厚肺水肿、肺纤维化时增厚2. 呼吸膜的面积呼吸膜的面积 肺不张、肺实变、肺血管阻塞时面积减小肺不张、肺实变、肺血管阻塞时面积减小3. 肺通气肺通气/血流比值血流比值 广东医科大学

22、广东医科大学 生生理学教研室理学教研室3. 通气通气/血流血流比值比值定义：指每分钟肺泡通气量（定义：指每分钟肺泡通气量（VA）和每分钟）和每分钟 肺血流量（肺血流量（Q）的比值，）的比值， VA/ Q的正常的正常 值为值为0.84。VA/ Q比值增大：通气过度或血流相对不足。比值增大：通气过度或血流相对不足。VA/ Q比值减小：通气不足或血流比值减小：通气不足或血流相对相对过多。过多。机体缺机体缺O2、CO2滞留（缺滞留（缺O2 为主）为主） 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室VA/ Q比值导致缺比值导致缺O2的原因的原因PO2 分压差分压差 PCO2 分压差分压差CO2 扩

23、散系数扩散系数 O2 扩散系数扩散系数机体代偿性调节机体代偿性调节呼吸加深加快呼吸加深加快 VA/ Q增大增大 无效腔无效腔 缺缺O2 VA/ Q减小减小 A-V短路短路 缺缺O2 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室( (三三) )肺扩散容量肺扩散容量 定义：每分钟通过呼吸膜扩散的气体毫定义：每分钟通过呼吸膜扩散的气体毫升数，可作评价肺换气功能的指标。升数，可作评价肺换气功能的指标。三、三、组织换气组织换气 气体交换发生在液相，气体分压差受细气体交换发生在液相，气体分压差受细胞代谢强度及组织血流量影响。胞代谢强度及组织血流量影响。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教

24、研室（四）正常肺功能维持机体酸碱平衡中的作用（四）正常肺功能维持机体酸碱平衡中的作用调节手段：调节手段： 通过改变肺泡通气量来控制通过改变肺泡通气量来控制CO2的排出量，进的排出量，进 而影响机体酸碱浓度。而影响机体酸碱浓度。 CO2+H2O H+HCO3- 酸碱平衡的呼吸性调节酸碱平衡的呼吸性调节血气分析：血气分析：动脉血动脉血pH、PCO2、PO2 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输 O2、CO2 均以均以物理溶解和化学结合物理溶解和化学结合两种形两种形式进行运输。（物理溶解起着式进行运输。（物理溶解起着“桥梁桥梁”作用）作

25、用）一、氧的运输一、氧的运输形式形式: 物理溶解物理溶解(1.5%) 化学结合化学结合(98.5%) 氧合血红蛋白氧合血红蛋白（一）（一）Hb的的分子结构分子结构：珠蛋白：珠蛋白+血红素血红素 Hb构型：紧密型构型：紧密型T；疏松型；疏松型R 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（二）（二）Hb和和O2结合结合的特征的特征1.迅速可逆（迅速可逆（ PO2 ，HbO2）2.氧合氧合Hb非氧化（非氧化（Fe2+）3.Hb结合结合O2的量的量 Hb氧容量氧容量、氧含量、氧饱和度、氧含量、氧饱和度4. 氧解离曲线呈氧解离曲线呈S形（协同效应）形（协同效应） Hb （紧密型，对（紧密型，对

26、O2亲和力低）亲和力低） HbO2 （疏松型，对（疏松型，对O2亲和力高）亲和力高） 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（三）氧解离曲线（三）氧解离曲线Hb氧饱和度氧饱和度（%）PO2（mmHg）反应的是反应的是不同不同PO2下，下，Hb和和O2的结合的结合以及解离以及解离的情况。的情况。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（三）氧解离曲线（三）氧解离曲线变化趋势和功能意义：变化趋势和功能意义：呈呈S型，分上中下三段。型，分上中下三段。（1）上段（）上段（ PO2 在在60100mmHg）（2）中段（）中段（ PO2 在在4060mmHg）（3）下段（）下段（

27、PO2 在在1540mmHg） 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（1）上段（）上段（ 60100mmHg ）特点：平坦特点：平坦生理意义：生理意义： 反映的是反映的是Hb与与O2的结合的结合情况，在一定范围内情况，在一定范围内PO2的改变对血氧饱和度的改变对血氧饱和度影响不大。影响不大。动脉血动脉血PO260mmHg，不，不引起明显的低氧血症。引起明显的低氧血症。Hb氧饱和度氧饱和度（%）PO2（mmHg） 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室Hb氧饱和度氧饱和度（%）PO2（mmHg）（2）中段（）中段（ 4060mmHg ）特点：较陡特点：较陡生理意义：生理

28、意义： 反映的是反映的是安静时安静时，Hb释放释放O2的情况，即机的情况，即机体的供体的供O2情况。情况。氧利用系数：氧利用系数：25% 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（3）下段（）下段（ 1540mmHg ）特点：最陡特点：最陡生理意义：生理意义： 当组织代谢增强时，当组织代谢增强时，Hb对对O2的亲和力下降，的亲和力下降，进一步释放进一步释放O2 属于机体血液的供属于机体血液的供O2储备能力。储备能力。Hb氧饱和度氧饱和度（%）PO2（mmHg） 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（四）影响（四）影响O2运输的因素运输的因素 通常用通常用P50来表示来表

29、示Hb对对O2的亲和力的亲和力 定义：是使定义：是使Hb氧饱和度达氧饱和度达50%时的时的PO2。 P50亲亲和力和力曲曲线线右移右移 P50亲亲和力和力曲曲线线左移左移 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室影响影响氧解离曲线氧解离曲线的主要因素的主要因素1.血液血液pH和和PCO22.温度温度3.红细胞红细胞内内2,3-DPG4.CO的影响的影响5.其他因素其他因素 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室1. 血液血液pH和和PCO2影响：影响： PCO2 或或pH Hb对对O2的的亲亲和力和力 P50 PCO2 或或pH Hb对对O2的的亲亲和力和力 P50 波波

30、尔尔效效应应：pH和和PCO2对对Hb与与O2的的亲亲和力的影响，和力的影响， 称称为为波波尔尔效效应应（Bohr effect）。）。原因：原因：H+与与Hb蛋白的多肽链结合蛋白的多肽链结合Hb分子分子转转向向T型型 Hb对对O2的的亲亲和力和力重要的生理意重要的生理意义义：既促：既促进进肺部血管肺部血管摄摄取取O2； 也利于也利于组织组织血管血管释释放放O2。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室2. 温度的影响温度的影响影响：影响： T Hb对对O2的的亲亲和力和力 P50 T Hb对对O2的的亲亲和力和力 P50 原因：原因： T H+活活动动度增加度增加H+和和Hb结结

31、合合 Hb构型构型转转向向T型型 Hb对对O2的的亲亲和力和力意义：组织活动代谢意义：组织活动代谢 T O2 释释放放临床：低温麻醉临床：低温麻醉 T Hb对对O2的的亲亲和力和力 机体缺氧，但机体缺氧，但HbO2饱饱和度仍正常。和度仍正常。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室3. 红细胞内红细胞内23-DPG影响：影响： 红细胞内红细胞内23-DPG Hb对对O2的的亲亲和力和力 P50红细胞内红细胞内23-DPG Hb对对O2的的亲亲和力和力 P50 原因：原因： 23-DPG H+ 与与Hb结结合合 Hb构型构型 转转向向T型型 Hb对对O2的的亲亲和力和力意义：在慢性缺

32、氧、贫血、高山低氧环境下红细胞意义：在慢性缺氧、贫血、高山低氧环境下红细胞无氧糖酵解增强，无氧糖酵解增强， 23-DPG 有利于有利于O2的释放。的释放。临床：库存血临床：库存血 23-DPG Hb对对O2的的亲亲和力和力 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室4. CO的影响的影响CO与与Hb结合的特征：结合的特征：1.CO与与Hb的亲和力是的亲和力是O2的的250倍。倍。2.HbCO阻碍阻碍HbO2的解离，影响的解离，影响O2释放。释放。CO中毒：既妨碍中毒：既妨碍Hb与与O2的结合，的结合， 同时也妨碍同时也妨碍Hb与与O2的解离的解离。临床：临床：HbCO呈樱桃色，机体严重

33、缺氧但发绀现象呈樱桃色，机体严重缺氧但发绀现象 不明显，缺氧但不明显，缺氧但PO2正常。正常。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室二、二氧化碳的运输二、二氧化碳的运输（一）（一）CO2运输的形式运输的形式物理溶解（物理溶解（5%）化学结合（化学结合（95%） 1. 碳酸氢盐碳酸氢盐（ 88%）：）： 2. 氨基甲酰血红蛋白氨基甲酰血红蛋白（ 7%）：）： 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（二）（二）CO2解离曲线解离曲线特点：特点：CO2含量随含量随PCO2升高而增升高而增加，几乎成线性，加，几乎成线性，没有饱和点。没有饱和点。 广东医科大学广东医科大学 生生

34、理学教研室理学教研室（三）影响（三）影响CO2运输的因素运输的因素何尔登效应：何尔登效应： O2与与Hb结合可促使结合可促使CO2释释 放，去氧放，去氧Hb则容易和则容易和CO2结合。结合。把把Hb与与O2结合对结合对CO2运输的影响，称为何尔运输的影响，称为何尔 登效应（登效应（Haldane effect）。）。与与波尔效应波尔效应相互作用，在肺促进氧合，而在相互作用，在肺促进氧合，而在组织则促进氧离（组织则促进氧离（O2、CO2运输相互影响）。运输相互影响）。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节一、呼吸中枢与呼吸节律的形成一、呼吸

35、中枢与呼吸节律的形成（一）（一）呼吸中枢呼吸中枢 喘息中枢喘息中枢延髓延髓基本呼吸节律基本呼吸节律 长吸中枢长吸中枢脑桥下部脑桥下部兴奋吸气兴奋吸气 呼吸调整中枢呼吸调整中枢脑桥上部脑桥上部促进吸气转为呼气促进吸气转为呼气（二）呼吸节律（二）呼吸节律 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室 使吸气肌收缩使吸气肌收缩使呼气肌收缩使呼气肌收缩限制吸气限制吸气, ,向呼气转换向呼气转换包钦格复合体包钦格复合体 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室二、呼吸的反射性调节二、呼吸的反射性调节（一）化学感受性呼吸反射（一）化学感受性呼吸反射感受器感受器中枢中枢效应器效应器感受器：外

36、周化学感受器感受器：外周化学感受器 中中枢化学感受器枢化学感受器适宜刺激：适宜刺激：PO2、PCO2，H+（血（血- -脑屏障）脑屏障） 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室外周化学感受器外周化学感受器部位部位：主动脉体和颈动脉体：主动脉体和颈动脉体反射调节：反射调节：动脉血动脉血PO2、PCO2或或H+ 窦神经、迷走神窦神经、迷走神经经中枢中枢反射性呼吸加深加快反射性呼吸加深加快外周化学感受器的特点：外周化学感受器的特点： （1）对）对PO2敏感，而不是血液中敏感，而不是血液中O2含量；含量；（2）CO2对感受器刺激作用大于对感受器刺激作用大于H+ ； （3）PO2、PCO2、

37、H+ 三者互相有协同效应。三者互相有协同效应。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室中枢化学感受器中枢化学感受器部位部位：延髓腹外侧浅外侧部：延髓腹外侧浅外侧部反射调节：反射调节：脑脊液脑脊液 H+ 中枢感受器兴奋中枢感受器兴奋呼吸中枢呼吸中枢反射性呼吸加深加快反射性呼吸加深加快中枢化学感受器特点：中枢化学感受器特点：（1）对脑脊液）对脑脊液 H+敏感，维持中枢敏感，维持中枢pH值稳定；值稳定；（2）CO2通过碳酸酐酶生成通过碳酸酐酶生成H+ 实现对感受器的刺激实现对感受器的刺激（3） 不感受不感受PO2的刺激的刺激 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室2. CO2

38、、H+和低氧对呼吸运动的调节和低氧对呼吸运动的调节（1）CO2对呼吸运动调节：对呼吸运动调节：外周化学感受器（外周化学感受器（20%）：通气反应小，调节迅速）：通气反应小，调节迅速中枢化学感受器（中枢化学感受器（80%）：通气反应大，调节延迟）：通气反应大，调节延迟 中枢化学感受器的适应现象中枢化学感受器的适应现象 血液中血液中PCO2在一定范围内升高可加强呼吸运在一定范围内升高可加强呼吸运动，但超过一定限度则起呼吸抑制作用。动，但超过一定限度则起呼吸抑制作用。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室2. CO2、H+和低氧对呼吸运动的调节和低氧对呼吸运动的调节（2）H+对呼吸运动

39、调节：对呼吸运动调节：外周化学感受器：起主要作用外周化学感受器：起主要作用中枢化学感受器：主要感受脑脊液中的中枢化学感受器：主要感受脑脊液中的H+ 血液中血液中H+浓度升高主要通过外周化学感受器使呼浓度升高主要通过外周化学感受器使呼吸加深加快，增加肺通气。吸加深加快，增加肺通气。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室2. CO2、H+和低氧对呼吸运动的调节和低氧对呼吸运动的调节（3）低氧对呼吸运动调节：）低氧对呼吸运动调节：外周化学感受器（兴奋）：只有体内严重缺氧时，外周化学感受器（兴奋）：只有体内严重缺氧时，PO2低于低于80mmHg时，肺通气才有增加的表现。时，肺通气才有增加

40、的表现。呼吸中枢（抑制）呼吸中枢（抑制）一定范围内血的一定范围内血的PO2降低，引起呼吸加深快（兴奋降低，引起呼吸加深快（兴奋抑制）；但严重低抑制）；但严重低O2 可致呼吸障碍（抑制可致呼吸障碍（抑制兴奋）。兴奋）。生理意义与临床：慢阻肺患者吸氧生理意义与临床：慢阻肺患者吸氧 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室3. CO2、H+和低氧在呼吸运动调节中的相互作用和低氧在呼吸运动调节中的相互作用 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（二）肺牵张反射（二）肺牵张反射定义：由肺扩张或肺萎缩导致吸气抑制或吸气兴奋定义：由肺扩张或肺萎缩导致吸气抑制或吸气兴奋的反射，称为肺牵张

41、反射（的反射，称为肺牵张反射（pulmonary stretch reflex）,也叫黑也叫黑-伯反射。伯反射。肺扩张反射肺扩张反射：肺扩张：肺扩张牵张感受器牵张感受器迷走神经迷走神经 中枢中枢吸气抑制，转为呼气吸气抑制，转为呼气生理意义：加速吸气向呼气转换，使呼吸频率增加。生理意义：加速吸气向呼气转换，使呼吸频率增加。种属差异：人潮气量种属差异：人潮气量1500ml1500ml时，才引出反射。时，才引出反射。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室肺萎缩反射肺萎缩反射定义：肺萎陷时增强吸气或者促进呼气转换定义：肺萎陷时增强吸气或者促进呼气转换为吸气的反射。为吸气的反射。生理意义：

42、平静呼吸时，并不参与呼吸调生理意义：平静呼吸时，并不参与呼吸调节，只有在阻止呼气过深和肺不张时起作用。节，只有在阻止呼气过深和肺不张时起作用。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室（四）防御性呼吸反射（四）防御性呼吸反射1.咳嗽反射咳嗽反射2.喷嚏反射喷嚏反射 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室呼吸运动呼吸运动肺内压肺内压肺扩张或缩小肺扩张或缩小胸廓扩张或回缩胸廓扩张或回缩呼吸肌收缩或舒张呼吸肌收缩或舒张 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室图：图：呼吸肌呼吸肌的收缩与舒张的收缩与舒张肋间外肌肋间外

43、肌膈肌膈肌 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室平静平静呼吸过程呼吸过程 吸气肌收缩吸气肌收缩胸廓胸廓扩扩大大肺容肺容积积（inspiration）吸气吸气 大气大气压压肺内肺内压压 吸气肌舒吸气肌舒张张胸廓胸廓缩缩小小肺容肺容积积（expiration） 呼气呼气 大气大气压压肺内肺内压压肺内压肺内压大气压大气压 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室图：呼吸困难图：呼吸困难- -三凹征三凹征 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室图：图：胸膜腔胸膜腔内压内压产生示意图产生示意图直接法直接法 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室浆液浆液的作

44、用：的作用： 一、润滑作用，减少摩擦。一、润滑作用，减少摩擦。 二、浆液分子内聚力使两层胸膜贴二、浆液分子内聚力使两层胸膜贴 附在一起，使肺随胸廓运动而运动。附在一起，使肺随胸廓运动而运动。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室图：离体肺的图：离体肺的压力压力- -容积容积曲线曲线 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室图：图： 肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质产生机制产生机制 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室图：图：肺泡表面张力肺泡表面张力与肺内压示意图与肺内压示意图 广东医科大学广东医科大学 生

45、生理学教研室理学教研室图：肺容积和图：肺容积和肺容量肺容量构成图构成图 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室图：用力肺活量和用力呼气量图：用力肺活量和用力呼气量示意图示意图 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室阻塞性肺疾病和限制性肺疾病阻塞性肺疾病和限制性肺疾病区别区别阻塞性阻塞性限制性限制性肺总量肺总量TLC（RV） TLC（IRV ）肺活量肺活量VC或正常或正常VCFEV1/FVCFEV1 FEV1 / FVC肺顺应性肺顺应性静态顺应性静态顺应性静态顺应性静态顺应性常见疾病常见疾病哮喘、肺气肿哮喘、肺气肿肺纤维化、肺纤维化、NRDS 广东医科大学广东医科大学 生

46、生理学教研室理学教研室 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室图：图：通气通气/血流比值血流比值变化示意图变化示意图肺泡无效腔肺泡无效腔A-VA-V短路短路 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室VA/Q异常主要表现为缺异常主要表现为缺O2原因原因（1）动静脉血动静脉血PO2分压差远大于分压差远大于PCO2（2）CO2扩散速度远大于扩散速度远大于O2（3） 机体缺机体缺O2、CO2滞留滞留呼吸加深加快呼吸加深加快 肺通气肺通气CO2很快被排出体外，但是很快被排出体外，但是O2的的摄摄取增加并不明取增加并不明显显缺缺O2

47、没有得到改善没有得到改善 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室Hb氧容量氧容量 100ml血血液中，液中，Hb所能结合的所能结合的 最大最大氧量。氧量。 Hb氧含量氧含量 100ml血的血的Hb实际实际结合的氧量。结合的氧量。 Hb氧饱和度氧饱和度 Hb氧含量和氧含量和Hb氧容量的氧容量的 百分比百分比。 当血液中当血液中去氧去氧Hb含量达含量达5g/100ml以上以上时，皮肤、粘膜呈暗紫色，称为发绀。时，皮肤、粘膜呈暗紫色，称为发绀。 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室

48、理学教研室图：图：氧解离曲线氧解离曲线及及影响因素影响因素示意图示意图PCO2pHT 2,3-DPG 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室喘息中枢喘息中枢呼吸调整中枢呼吸调整中枢长吸中枢长吸中枢三级呼吸中枢三级呼吸中枢 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室图：图：主动脉体和颈动脉体主动脉体和颈动脉体 化学感受器示意图化学感受器示意图主动脉体主动脉体颈动脉体颈动脉体颈动脉窦颈动脉窦窦神经窦神经迷走神经迷走神经主动脉弓主动脉弓 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室图：图： 中枢中枢化学感受器示意图化学感受器示意图 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理

49、学教研室图：图：肺牵张反射肺牵张反射的示意图的示意图 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室表表5-3 血液中血液中O2和和CO2的含量的含量 动脉血动脉血 混合静脉血混合静脉血 物理溶解物理溶解 化学结合化学结合 合计合计 物理溶解物理溶解 化学结合化学结合 合计合计O2CO2 0.31 20.0 20.31 2.53 46.4 48.93 2.91 50.0 52.91 0.11 15.2 15.31 广东医科大学广东医科大学 生生理学教研室理学教研室环境变化环境变化对氧分压以及肺换气的影响对氧分压以及肺换气的影响一、高原环境：一、高原环境：海平面海平面760mmHg珠穆朗玛峰（珠穆朗玛峰（8848m）大气压大气压250mmHg海拔海拔5500m380mmHg二、潜水环境二、潜水环境海水深度每增加海水深度每增加10m，环境压力增加，环境压力增加1个大气压。个大气压。高海拔环境下呼吸的变化高海拔环境下呼吸的变化潜水时呼吸的调节潜水时呼吸的调节潜水时：加压空气潜水时：加压空气防止肺泡塌陷防止肺泡塌陷出水时：防止压力性损伤（气胸），防止出水时：防止压力性损伤（气胸），防止减压病减压病。