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1、第五篇第五篇 呼呼 吸吸Chapter 5 Respiration2 2第十四章第十四章 肺通气肺通气第十六章第十六章 氧和二氧化碳的运输氧和二氧化碳的运输第十七章第十七章 呼吸运动的调节呼吸运动的调节第十五章第十五章 肺换气和组织换气肺换气和组织换气目目 录录3 3呼吸过程示意图呼吸过程示意图4 4呼吸过程的三个环节外呼吸气体在血液中的运输肺通气：外界空气与肺泡之间 的气体交换。肺换气：肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换。内呼吸（组织换气）：血液与组织细胞之间的气体交换过程。5 5第十四章 肺通气Pulmonary ventilation6 6第一节第一节 肺通气原理肺通气原理直接动力：肺泡
2、与大气之间的压力差。原动力：呼吸肌的收缩和舒张引起的节律性呼吸运动一、肺通气的动力一、肺通气的动力7 78 8（一）呼吸运动 呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小称为呼吸运动。p 吸气肌：膈肌和肋间外肌p 呼气肌：肋间内肌和腹肌p 辅助吸气肌：斜角肌、 胸锁乳突肌等9 9呼吸时肋骨和膈肌位置变化示意图呼吸时肋骨和膈肌位置变化示意图1010平静呼吸肺内压大气压，气体经呼吸道出肺胸廓容积缩小,肺被动缩小膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回位，缩小胸廓上下、前后、左右径肺内压大气压，气体经呼吸道入肺胸廓容积扩大，肺被动扩张 膈肌收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径肋间外肌收缩使肋骨上提,扩大胸廓前后、左右
3、径 吸 气 呼 气1111（二）肺内压（二）肺内压 (Intrapulmonary pressure) 1212p 用于自主呼吸停止时的一种急救方法。通过人为改变肺内压，建立肺内用于自主呼吸停止时的一种急救方法。通过人为改变肺内压，建立肺内压与大气压之间的压力差来维持肺通气。现场急救人工呼吸可采用口对口压与大气压之间的压力差来维持肺通气。现场急救人工呼吸可采用口对口(鼻鼻)方法，或使用简易呼吸囊。在医院内抢救呼吸骤停患者还可使用结构方法，或使用简易呼吸囊。在医院内抢救呼吸骤停患者还可使用结构更复杂、功能更完善的呼吸机。更复杂、功能更完善的呼吸机。人工呼吸 ( Artificial respir
4、ation)正压人工呼吸正压人工呼吸负压人工呼吸负压人工呼吸1313(三三) 胸膜腔内压胸膜腔内压(Intrapleural pressure)14141. 胸膜腔胸膜腔 (Pleural cavity)15152. 胸膜腔内压胸膜腔内压胸内负压的变化范围：平静呼吸 吸气末 -10 -5mmHg 呼气末 -5 -3mmHg1616直接测定胸膜腔负压的示意图1717间接测定胸膜腔负压的示意图18183. 形成原理形成原理迫使脏层胸膜外移 肺 内 压(大 气 压)迫使脏层胸膜回位 肺回缩力 （肺弹性回缩力）（肺泡表面张力）胸内压肺内压肺回缩力胸内压大气压肺回缩力 胸内压肺回缩力2020临床联系：临
5、床联系：气胸气胸：开放式气胸开放式气胸闭合式气胸闭合式气胸2121二、肺通气的阻力二、肺通气的阻力 Resistance of pulmonary ventilation气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关弹性阻力非弹性阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力粘滞阻力惯性阻力肺弹性回缩力: 1/3肺泡表面张力：2/3常态下可忽略不计70%70%30%30%2222（一）弹性阻力和顺应性（一）弹性阻力和顺应性p 弹性阻力（Elastic resistance)是指在外力作用下，弹性体所产生的对抗变形的力。p 顺应性（Compliance）是指弹性体的可扩张性，反映弹性体在外力
6、作用下发生变形的难易程度。压力在空腔器官C L/cmH2O PV顺应性可用单位跨壁压的变化所引起的容积变化来表示。顺应性与弹性阻力呈反变关系顺应性与弹性阻力呈反变关系23231. 肺的弹性阻力肺的弹性阻力肺的弹性回缩力：吸气的阻力，呼气的动力。跨肺压：肺内压与胸膜腔内压之差肺的顺应性（肺的顺应性（C CL L）= =肺容积的变化（肺容积的变化（V V）跨肺压的变化（跨肺压的变化（P P） L/cmH L/cmH2 2O O2424肺的弹性阻力的来源：肺泡表面张力(alveolar surface tension)（2/3） 在肺泡内壁覆盖有一薄层液体，它与肺泡内气在肺泡内壁覆盖有一薄层液体，它
7、与肺泡内气体形成了液体形成了液- -气交界面。由于液体分子之间存在相互气交界面。由于液体分子之间存在相互吸引力，因而产生了一种力图减小液吸引力，因而产生了一种力图减小液- -气界面的力，气界面的力，即为肺泡表面张力。其合力指向肺泡中央，使肺泡即为肺泡表面张力。其合力指向肺泡中央，使肺泡趋于缩小。趋于缩小。肺弹性回缩力(pulmonary elastic recoil)（1/3）2525气-液交界面表面张力肺弹性组织回缩力弹性阻力的来源2626充空气和充生理盐水时的静态顺应性曲线充空气和充生理盐水时的静态顺应性曲线肺泡表面张力对肺顺应性的影响肺泡表面张力对肺顺应性的影响2727Laplace定律
8、：定律：P=2Tr28282. 肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质 (Pulmonary surfactant)二棕榈酰卵磷脂（Dipalmitoyl phosphatidyl choline, DPPC）29293030DPPC有何功能？1. 降低肺泡表面张力降低肺泡表面张力(Surface tension) ，减少吸气阻力；，减少吸气阻力；2. 调节肺泡表面张力，稳定肺泡内压，维持肺泡容积相对调节肺泡表面张力，稳定肺泡内压，维持肺泡容积相对 稳定；稳定；3. 减少肺组织液的生成，防止肺水肿。减少肺组织液的生成，防止肺水肿。3131呼吸窘迫综合征呼吸窘迫综合征2012年年2月月19日，湖北襄阳
9、市区的孕妇陈某因身体原因流产分娩了一名女婴。日，湖北襄阳市区的孕妇陈某因身体原因流产分娩了一名女婴。患儿出生时不仅为流产儿、极低出生体重儿，且患有患儿出生时不仅为流产儿、极低出生体重儿，且患有呼吸窘迫综合征呼吸窘迫综合征并呼吸并呼吸衰竭衰竭. 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) 3232p 单位肺容量下的肺顺应性。p 一般肺容量以功能余气量来计算。p 适用于不同肺容积个体顺应性进行比较。比顺应性（Specific compliance）肺顺应性肺顺应性肺容积肺容积比顺应性比顺应性成人成人0.22.5
10、L0.08新生儿新生儿0.0060.08L0.07533333. 胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力p当肺容量约为肺总量的 67%时，胸廓处于自然位置，胸廓无变形，胸廓不表现出弹性阻力；p当肺容量小于肺总量的67%时，胸廓被牵引向内而缩小，胸廓的弹性阻力成为吸气的动力，呼气的阻力；p当肺容量大于肺总量的67%时，胸廓被牵引向外而扩大，胸廓的弹性阻力成为吸气的阻力，呼气的动力。3434（二）非弹性阻力（二）非弹性阻力(non-elastic resistance)非弹性阻力=惯性阻力粘滞阻力气道阻力（80%90%）3535上呼吸道与下呼吸道Upper respiratory tract and low
11、er respiratory tract3636气管树 3737气道阻力气道阻力影响因素有：1. 气体流速：流速越大，阻力越大；气体流速：流速越大，阻力越大；2. 气流形式：层流阻力小，湍流阻力大；气流形式：层流阻力小，湍流阻力大；3. 气道口径：口径减小，阻力增大；气道口径：口径减小，阻力增大；4. 肺肺 容容 积：积： 肺容积增大，阻力减小肺容积增大，阻力减小 。气道阻力（气道阻力（R R）= =大气压大气压- - 肺内压（肺内压（cmH2OcmH2O）气体流量（气体流量（L/sL/s）3838支气管哮喘 Asthma3939第二节第二节 肺通气能力评价肺通气能力评价Evaluation
12、of pulmonary ventilation4040（一）肺容积（一）肺容积（Pulmonary volume）p潮气量 (Tidal volume, TV)：每次呼吸时，吸入或呼出的气量。 400600 mlp补吸气量 (Inspiratory reserve volume, IRV )：平静吸气末再尽力吸气，所能吸入的气量。 15002000 mlp补呼气量 (Expiratory reserve volume, ERV)：平静呼气末再尽力呼气，所能呼出的气量。 9001200 mlp余气量 (Residual volume, RV)：最大呼气后，肺内仍残留不能呼出的气量。100015
13、00 ml一、肺容积和肺容量一、肺容积和肺容量4141p深吸气量（Inspiratory capacity, IC）：TV+IRVp功能余气量 (Functional residual capacity, FRC)：平静呼气末，肺内所余留的气量。ERV+RV。2500ml（二）肺容量（二）肺容量（Lung capacity）4242p肺活量（Vital capacity, VC） ：尽力吸气后从肺内所能够呼出的最大气量。是肺功能测定的常用指标。男性3500ml，女性2500ml。p用力肺活量（Forced vital capacity, FVC）：做最大深吸气后尽力尽快地呼气，所能呼出的最大气
14、体量。 4343p用力呼气量（Forced expiratory volume, FEV）：最大深吸气后再尽力尽快呼气，测定在1秒钟、2秒钟、3秒钟内呼出的气体量分别占其肺活量的百分数（FEV/FVC），正常情况下约为83，96， 99。p肺总量 (Total lung capacity, TLC)：肺所能容纳的最大气体量。男性5L，女性约3.5L。4444正常人用力呼气量示意图正常人用力呼气量示意图4545限制型与阻塞型通气功能障碍限制型与阻塞型通气功能障碍p 限制型通气功能障碍：限制型通气功能障碍：吸气时肺吸气时肺膨胀受限制。常见于肺纤维化、气膨胀受限制。常见于肺纤维化、气胸、胸腔积液等。
15、患者主要表现为胸、胸腔积液等。患者主要表现为肺活量、深吸气量降低，而肺通气肺活量、深吸气量降低，而肺通气功能和功能和FEV1可正常或增加。可正常或增加。p 阻塞型通气功能障碍：阻塞型通气功能障碍：由于气道由于气道阻塞而引起的通气功能障碍。常见阻塞而引起的通气功能障碍。常见于慢性支气管炎、晚期支气管哮喘、于慢性支气管炎、晚期支气管哮喘、肺气肿等。患者最大通气量、用力肺气肿等。患者最大通气量、用力肺活量和肺活量和FEV1降低，而肺活量一般降低，而肺活量一般不降低。不降低。4646二、二、 肺通气量和肺泡通气量肺通气量和肺泡通气量p每分通气量：是指每分钟吸入或呼出的气体总量，等于潮气量和呼吸频率的乘
16、积。6-9L1. 肺通气量（肺通气量（Pulmonary ventilation ）p最大通气量：最快速度、尽可能深的幅度呼吸时的每分通气量。 150L47472. 肺泡通气量（肺泡通气量（Alveolar ventilation ） 肺泡通气量 =（潮气量无效腔气量）呼吸频率肺泡无效腔（alveolar dead space） 解剖无效腔（anatomical dead space）生理无效腔（physiological dead space） 4848潮气量潮气量 (ml)频率频率（次（次/min)每分通气量每分通气量（ml/min)肺泡通气量肺泡通气量（ml/min)平静平静呼吸呼吸50
17、01250012=6000(500-150)12=4200浅快浅快呼吸呼吸2502425024=6000(250-150)24=2400深慢深慢呼吸呼吸1000610006=6000(1000-150)6=5100不同呼吸频率和潮气量时的每分通气量和肺泡通气量不同呼吸频率和潮气量时的每分通气量和肺泡通气量为什么深慢呼吸比浅快呼吸的气体交换效率高？为什么深慢呼吸比浅快呼吸的气体交换效率高？为什么深慢呼吸比浅快呼吸的气体交换效率高？为什么深慢呼吸比浅快呼吸的气体交换效率高？4949第十五章第十五章 肺换气和组织换气肺换气和组织换气Gas exchange in lungs and in tissu
18、e5050一、一、 气体交换原理气体交换原理Principles of gas exchange分压：混合气体中各组成气体所具有的压力。分压：混合气体中各组成气体所具有的压力。 PO276020.96%159mmHg PCO27600.04%0.3mmHgp分压差：指某同一气体在不同部位分压不相等而产生的压分压差：指某同一气体在不同部位分压不相等而产生的压力差。是促使气体由分压高处向分压低处扩散的动力，即力差。是促使气体由分压高处向分压低处扩散的动力，即为气体交换的动力为气体交换的动力.5151体内不同部位的气体分压体内不同部位的气体分压5252二、气体交换的过程二、气体交换的过程Proced
19、ure of gas exchange肺换气肺换气组织换气组织换气5353 呼吸膜呼吸膜 (Respiratory membrane)5454分泌表面活性物质（分泌表面活性物质（分泌表面活性物质（分泌表面活性物质（pulmonary pulmonary surfactantsurfactant） 又称二棕榈酰卵磷脂（又称二棕榈酰卵磷脂（又称二棕榈酰卵磷脂（又称二棕榈酰卵磷脂（DPPCDPPC）呼吸膜结构示意图呼吸膜结构示意图 5555三、影响气体交换的因素三、影响气体交换的因素Factors affecting gas exchange分压差分压差温度温度气体溶解度气体溶解度扩散面积扩散面积扩
20、散距离扩散距离分子量分子量气体扩散速率气体扩散速率5656（一）气体的分压差（一）气体的分压差p 同一海平面，肺泡气体分压主要受肺泡气更新率的影响。同一海平面，肺泡气体分压主要受肺泡气更新率的影响。p 肺泡气更新率肺泡气更新率=（潮气量（潮气量- -无效腔气量）无效腔气量）/ / 功能余气量。功能余气量。p 通常状态下肺泡更新率约为通常状态下肺泡更新率约为14%。57571. 呼吸膜面积呼吸膜面积2. 呼吸膜厚度（通透性）呼吸膜厚度（通透性）p 正常成年人两肺的总扩散面积：正常成年人两肺的总扩散面积：70m2，p 安静状态下用于气体扩散的呼吸膜面积约占安静状态下用于气体扩散的呼吸膜面积约占60
21、%，p 疾病状态（肺不张、肺气肿、肺实变、肺叶切除等）扩散面积：减小疾病状态（肺不张、肺气肿、肺实变、肺叶切除等）扩散面积：减小p 呼吸膜增厚或扩散距离增加的疾病，如肺纤维化、肺水肿等，都会降呼吸膜增厚或扩散距离增加的疾病，如肺纤维化、肺水肿等，都会降低气体扩散速率。低气体扩散速率。（二）呼吸膜（二）呼吸膜5858每每分分钟钟肺肺泡泡通通气气量量(VA)和和每每分分钟钟肺肺血血流流量量(Q)之之间间的的比比值值。正正常常成成人人在在安安静静时时VA 约为约为4.2L/min，Q 约为约为5L/min，因此，因此VA /Q约为约为0.84。（三）通气血流比值（三）通气血流比值（ VA/Q ）通气
22、/血流比值及其变化示意图5959第十六章第十六章 气体在血液中的运输气体在血液中的运输Gas transport in the blood6060肺与组织之间的气体运输是联络外呼吸和内呼吸的中间环节肺与组织之间的气体运输是联络外呼吸和内呼吸的中间环节6161一、气体在血液中的运输方式一、气体在血液中的运输方式Transport forms of gas in the blood化学结合化学结合动态平衡动态平衡物理溶解物理溶解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O20.3120.0020.310.1115.2015.31
23、CO22.5346.4048.932.9150.0052.916262二、氧的运输二、氧的运输Transport of oxygenp 物理溶解占血液总氧含量的约物理溶解占血液总氧含量的约1.5%p 化学结合占血液总氧含量的约化学结合占血液总氧含量的约98.5%6363Hb + O2 HbO2（氧合血红蛋白）（氧合血红蛋白）PO2 低（组织低（组织）PO2 高（肺）高（肺）血红蛋白（血红蛋白（血红蛋白（血红蛋白（Hemoglobin, HbHemoglobin, Hb）血红蛋白的分子特点血红蛋白的分子特点：Hb的两和构型：的两和构型：T型（紧密型）型（紧密型） R型（疏松型）型（疏松型）当当O
24、2与与Hb结合后，结合后，Hb分子中的盐键逐步断裂，分子中的盐键逐步断裂，分子构型逐步由分子构型逐步由T型转变为型转变为R型。型。64646565（一）（一） Hb与与O2的结合特点的结合特点p 反应快，可逆，不需要酶的催化，受反应快，可逆，不需要酶的催化，受O2分压的影响。分压的影响。p Fe2+与与O2的结合是氧合，不是氧化。的结合是氧合，不是氧化。p 1分子的分子的Hb可以结合可以结合4分子的分子的O2。HbO2呈鲜红色，去氧呈鲜红色，去氧Hb呈紫蓝色。当体表表浅毛细血管床血液中去氧呈紫蓝色。当体表表浅毛细血管床血液中去氧Hb含量达含量达5g/100ml血液以上时，皮肤、粘膜呈浅蓝色，称
25、血液以上时，皮肤、粘膜呈浅蓝色，称紫绀紫绀(cyanosis)。Hb氧容量氧容量Hb氧含量氧含量Hb氧饱和度氧饱和度血氧容量血氧容量 血氧饱和度血氧饱和度 血氧含量血氧含量p O2与与Hb的结合或解离影响的结合或解离影响Hb对对O2的亲和力。的亲和力。(氧解离曲线氧解离曲线)p HbO2和去氧合和去氧合Hb的颜色不同。的颜色不同。6666（二）氧解离曲线（二）氧解离曲线（Oxygen dissociation curve）表表示示PO2与与Hb氧氧结结合合量量或或Hb氧氧饱饱和和度度关关系系的的曲曲线线。该该曲曲线线既既表表示示不不同同PO2下下，O2与与Hb的的分分离离情情况况，也也反反映映
26、不不同同PO2时时，O2与与Hb的结合情况。的结合情况。Hb氧容量氧容量Hb氧含量氧含量Hb氧饱和度氧饱和度血氧容量血氧容量 血氧饱和度血氧饱和度 血氧含量血氧含量6767上段：上段：PO2 10060mmHg中段：中段： PO2 6040mmHg下段：下段： PO2 4015mmHg1. 氧解离曲线特点及意义氧解离曲线特点及意义“S”形形6868p 表明：表明：氧饱和度受氧饱和度受PO2变化影响小。变化影响小。是是Hb与与O2的结合阶段。的结合阶段。p 意意义义: 当当外外环环境境或或吸吸入入气气中中的的O2分分压压下下降降，造造成成血血PO2降降低低时时，仍仍能能为为机机体体摄摄取取和和携
27、携带带足足够够的的O2。对对高高空空高高原原或或呼呼吸吸系系疾疾病病的的人人抗抗低低氧血症有利。氧血症有利。上段：坡度较平坦上段：坡度较平坦血血红红蛋蛋白白氧氧饱饱和和度度6969p 表表明明：PO2降降低低能能促促进进大大量量氧氧离离，血血氧氧饱饱和和度度下下降降显显著著。是是HbO2释放释放O2的部分。的部分。 p 意意义义: 当当动动脉脉血血流流经经组组织织时时，可可释释放放出出适适量量的的O2 ，满满足足机机体体安静状态下对安静状态下对O2 的需求。的需求。血血红红蛋蛋白白氧氧饱饱和和度度中段：坡度较陡中段：坡度较陡7070p 表明：表明：PO2稍有下降稍有下降,血氧饱和血氧饱和度就急
28、剧大幅度下降。也是度就急剧大幅度下降。也是Hb与与O2的解离阶段。的解离阶段。p 意意义义: 当当动动脉脉血血流流经经活活动动增增强强的的组组织织时时，可可释释放放足足够够的的O2 ，满满足足活活动动增增强强组组织织对对O2需需求求。代代表表O2的贮备。的贮备。下段：坡度更陡下段：坡度更陡血血红红蛋蛋白白氧氧饱饱和和度度71712. 影响氧解离曲线的因素影响氧解离曲线的因素P50，Hb对对O2亲和力亲和力，曲线右移，曲线右移P50 ，Hb对对O2亲和力亲和力，曲线左移，曲线左移7272PCO2和和pH的影响的影响p pH 降低或降低或PCO2升高，升高，P50增大，曲线右移。增大，曲线右移。p
29、 波尔效应（波尔效应（Bohr effect)：指酸度对：指酸度对Hb氧亲和力的影响。当氧亲和力的影响。当PCO2升高或升高或酸度增大时，酸度增大时，Hb对氧的亲和力下降，氧解离曲线右移。对氧的亲和力下降，氧解离曲线右移。p 生理意义：生理意义：既可促进肺毛细血管血液既可促进肺毛细血管血液的氧合，又有利于组织毛细血管血液中的氧合，又有利于组织毛细血管血液中氧气的释放。氧气的释放。p H+与与Hb氨基酸残基结合氨基酸残基结合盐键盐键T型型Hb Hb对对O2的亲和力的亲和力1904年年.丹麦科学丹麦科学家家Christian Bohr7373p TH+的活度的活度 Hb与与O2亲和力亲和力Hb释放
30、释放O2 Hb构型变为构型变为T型型 氧离曲线右移氧离曲线右移氧离易。氧离易。 如：组织代谢如：组织代谢局部局部 T+CO2H+曲线右移曲线右移氧离易氧离易 p TH+的活度的活度Hb与与O2亲和力亲和力Hb结合结合O2 Hb构型变为构型变为R型型 氧离曲线左移氧离曲线左移氧离难氧离难 如：低温麻醉时，应防组织缺如：低温麻醉时，应防组织缺氧氧 冬天，末梢循环冬天，末梢循环+氧离难氧离难局部红、局部红、 易冻伤易冻伤温度的影响温度的影响7474p DPG 氧离曲线右移；氧离曲线右移；DPG 氧离曲线左移氧离曲线左移 p DPG 能与能与Hb结合形成盐键结合形成盐键Hb构型变为构型变为T型型p D
31、PG H+波尔效应。波尔效应。p 高原缺氧高原缺氧 RBC无氧代谢无氧代谢 DPG氧离曲线右移氧离曲线右移氧离易氧离易 p 大量输入冷冻血大量输入冷冻血DPG氧离曲线左移氧离曲线左移氧离难，应注意缺氧。氧离难，应注意缺氧。2 , 3- -二磷酸甘油酸的影响二磷酸甘油酸的影响2 , 3-DPG 7575煤气中毒的机理、症状有哪些？如何预防？煤气中毒的机理、症状有哪些？如何预防？7676（三）（三） Hb与与CO的结合的结合p Hb与与CO的亲合力强于与的亲合力强于与O2的亲和力约的亲和力约250倍。当倍。当Hb与与 CO结合会造结合会造成机体缺氧。称为煤气中毒。成机体缺氧。称为煤气中毒。p Hb
32、CO使血液呈樱桃红色，煤气中毒的患者不出现发绀。使血液呈樱桃红色，煤气中毒的患者不出现发绀。Hb + CO HbCO（一氧化碳血红蛋白）（一氧化碳血红蛋白）7777三、二氧化碳的运输三、二氧化碳的运输Transport of carbon dioxidep 物理溶解物理溶解 ( physical dissolution)p 化学结合化学结合 (chemical combination) 碳酸氢盐碳酸氢盐 88% 氨基甲酰血红蛋白氨基甲酰血红蛋白 7% 每每100ml100ml静脉血，物理溶解的静脉血，物理溶解的COCO2 2仅为仅为2.91ml2.91ml，约占总运输量的，约占总运输量的5%5
33、%。78781. 形成碳酸氢盐形成碳酸氢盐7979HbNH2O2+H+CO2 HbNHCOOH+O2组织肺2. 2. 形成氨基甲酰血红蛋白形成氨基甲酰血红蛋白8080（一）（一）CO2的解离曲线的解离曲线（carbon dioxide dissociation curve）8181何尔登效应（何尔登效应（Haldane effect)： O2与与Hb结合将促使结合将促使CO2释放。释放。（二）（二）O2与与Hb的结合对的结合对CO2运输的影响运输的影响相同的相同的PCO2下，动脉血携带的下，动脉血携带的CO2比静脉血少。比静脉血少。Haldane, J B S(1892-1964) 8282在
34、在组组织织氧氧与与二二氧氧化化碳碳运运输输形形式式8383在在肺肺脏脏氧氧与与二二氧氧化化碳碳运运输输形形式式8484第十七章第十七章 呼吸运动的调节呼吸运动的调节Regulation of respiration8585节律性的呼吸运动由支配呼吸肌的躯体运动神经所引起呼吸运动以中枢性节律或送为基础，在一定程度上能进行随意调节8686一、呼吸中枢与呼吸节律一、呼吸中枢与呼吸节律Respiratory center and rhythmic breathing（一）呼吸中枢（一）呼吸中枢（一）呼吸中枢（一）呼吸中枢（respiratory centerrespiratory center）1.
35、脊髓脊髓2. 低位脑干（脑桥和延髓）低位脑干（脑桥和延髓）3. 高位脑高位脑三级呼吸中枢假说三级呼吸中枢假说延髓是呼吸的基本中枢延髓是呼吸的基本中枢脑桥上部有脑桥上部有呼吸调整中枢呼吸调整中枢脑桥中下部有长吸中枢脑桥中下部有长吸中枢8787脑干呼吸神经元分布及不同平面横断后呼吸活动变化脑干呼吸神经元分布及不同平面横断后呼吸活动变化切断双侧迷走神经切断双侧迷走神经迷走神经完整迷走神经完整8888呼吸相关神经元呼吸相关神经元Respiratory related neuron8989呼吸相关神经元呼吸相关神经元Respiratory related neuron前包钦格复合体前包钦格复合体是哺乳动
36、物呼吸节律起源的关键部位。呼吸调整中枢位于是哺乳动物呼吸节律起源的关键部位。呼吸调整中枢位于PBKF核群核群。9090（二）呼吸节律的形成（二）呼吸节律的形成 节律性呼吸是由延髓节律性呼吸是由延髓内内-前包钦格复合体前包钦格复合体中具有起步样活动的中具有起步样活动的神经元的节律性兴奋神经元的节律性兴奋引起的。其被认为是引起的。其被认为是呼吸节律发源部位。呼吸节律发源部位。1.起步细胞学说起步细胞学说：9191p 节律性呼吸依赖于中节律性呼吸依赖于中枢神经网络中不同神经枢神经网络中不同神经元之间复杂的相互联系元之间复杂的相互联系和相互作用。和相互作用。p 吸气活动发生器。吸气活动发生器。p 吸气
37、切断器。吸气切断器。2. 神经元网络学说神经元网络学说：9292二、呼吸运动的机械性反射调节二、呼吸运动的机械性反射调节Mechanical reflex regulation of respiration9393（一）肺牵张反射（一）肺牵张反射(pulmonary stretch reflex)p由肺扩大或肺缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射。由肺扩大或肺缩小引起的吸气抑制或兴奋的反射。p又称黑又称黑-伯反射伯反射(Hering-Breuer reflex)Carl Ewald Hering1834-1918 Josef Breuer1842-192594941. 肺扩张反射（肺扩张反射（Inf
38、lation reflex）p 感受器：位于从气管到细支气管的平滑肌中，是牵张感受器。感受器：位于从气管到细支气管的平滑肌中，是牵张感受器。p意义：防止吸气过深，促进吸气向呼气转化，调节呼吸频率和深度。意义：防止吸气过深，促进吸气向呼气转化，调节呼吸频率和深度。吸气吸气(肺扩张肺扩张)肺牵张感受器兴奋肺牵张感受器兴奋迷走神经迷走神经延髓延髓 抑制吸抑制吸气中枢活动，促使吸气向呼气转化气中枢活动，促使吸气向呼气转化p 过过 程：程：2. 肺萎陷反射（肺萎陷反射（Deflation reflex）肺缩小肺缩小感受器感受器 呼吸中枢呼吸中枢呼气停止，转为吸气呼气停止，转为吸气p 意意 义：义： 该反
39、射阈值较高，防止呼吸过深或肺不张。该反射阈值较高，防止呼吸过深或肺不张。 p 过过 程：程：9595（二）呼吸肌的本体感受性反射（二）呼吸肌的本体感受性反射由呼吸肌本体感受器由呼吸肌本体感受器-肌梭肌梭 (Muscle spindle) 的传入冲动引起的反射性呼吸变的传入冲动引起的反射性呼吸变化。当肌梭兴奋时，传入冲动到达脊髓中枢，使化。当肌梭兴奋时，传入冲动到达脊髓中枢，使 运动神经元兴奋，引起该运动神经元兴奋，引起该运动神经元控制的梭外肌收缩或收缩增强。运动神经元控制的梭外肌收缩或收缩增强。意义：当呼吸肌负荷增强时，吸气运动也相应增强。意义：当呼吸肌负荷增强时，吸气运动也相应增强。肌梭肌梭
40、 (Muscle spindle)9696（三）防御性呼吸反射（三）防御性呼吸反射1. 咳嗽反射（咳嗽反射（Cough reflex）p 过过 程：深短吸气程：深短吸气声门紧闭声门紧闭呼气肌强烈收缩呼气肌强烈收缩肺内压和胸膜腔肺内压和胸膜腔内压内压 声门开放，气体高速冲出声门开放，气体高速冲出p 感受器：喉、气管和支气管粘膜感受器：喉、气管和支气管粘膜p 传入神经：迷走神经传入神经：迷走神经p 中中 枢：延髓枢：延髓97972. 喷嚏反射（喷嚏反射（Sneeze reflex）p过过 程：深短吸气程：深短吸气腭垂下降腭垂下降舌压向软腭舌压向软腭呼出气从鼻腔喷呼出气从鼻腔喷出出p 感受器：鼻粘膜
41、感受器：鼻粘膜p 传入传入 N：三叉神经：三叉神经p 中中 枢：延髓枢：延髓9898三、呼吸运动的化学性反射调节三、呼吸运动的化学性反射调节Chemical reflex regulation of respiration99991. 化学感受器化学感受器（Chemoreceptor）p 外周化学感受器外周化学感受器 (Peripheral chemoreceptors)颈动脉体颈动脉体 (Carotid body)主动脉体主动脉体 (Aortic body)100100p 中枢化学感受器中枢化学感受器 ( Central chemoreceptors ) 感受器的适宜刺激是脑脊液和局部细胞外
42、液中的感受器的适宜刺激是脑脊液和局部细胞外液中的H，而不是，而不是CO2。位于延髓腹外侧浅表部位位于延髓腹外侧浅表部位n在体内，血液中的在体内，血液中的CO2能迅速通过能迅速通过血脑屏障血脑屏障(Blood-brain barrier)，使中，使中枢化学感受器周围液体中的枢化学感受器周围液体中的H+升高，升高，从而刺激中枢化学感受器，再引起呼从而刺激中枢化学感受器，再引起呼吸中枢的兴奋。吸中枢的兴奋。n血液中的血液中的H+几乎不能通过血脑屏几乎不能通过血脑屏障，对中枢化学感受器的作用较小。障，对中枢化学感受器的作用较小。n不能感受缺不能感受缺O2的刺激。的刺激。1011012. CO2对呼吸的
43、影响对呼吸的影响p 吸入气吸入气CO2增加增加 1% 肺通气量增加肺通气量增加 4% 肺通气量增加肺通气量增加1倍倍7% CO2 麻醉现象麻醉现象p 当吸入气CO2含量超过一定水平时,肺通气量不能相应增加,致使肺泡气和动脉血PCO2陡升, CO2积聚, 抑制中枢神经系统包括呼吸中枢的活动,引起呼吸困难、头痛头晕甚至昏迷，称为CO2麻醉。 PCO2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（有效刺激是（有效刺激是H+ ）呼吸中枢呼吸中枢呼吸加深，加快呼吸加深，加快102102CO2对中枢化学感受器的作用对中枢化学感受器的作用103103p 陈陈-施呼吸（施呼吸（Cheyne-Sto
44、kes breathing）：呼吸运动逐渐增强增快再逐渐减）：呼吸运动逐渐增强增快再逐渐减弱减慢甚至暂停，出现周期性的呼吸增强和减弱，弱减慢甚至暂停，出现周期性的呼吸增强和减弱， p比奥呼吸（比奥呼吸（Biot breathing）：一次或多次强呼吸后继以长时间呼吸停止，）：一次或多次强呼吸后继以长时间呼吸停止，之后又再次出现数次强呼吸。在脑损伤、脑脊液压力之后又再次出现数次强呼吸。在脑损伤、脑脊液压力、脑膜炎等出现。、脑膜炎等出现。 周期性呼吸型式示意图周期性呼吸型式示意图1041043. H+对呼吸的影响对呼吸的影响pH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呼吸中枢呼吸中
45、枢呼吸加深，加快呼吸加深，加快p 中枢化学感受器对H+的敏感性较外周化学感受器高25倍。p 血液中的H+透过血脑屏障的速度很慢。p 血液中的H+主要通过外周化学感受器调节呼吸105105p 当当40mmHgPO280mmHg呼吸加深加快呼吸加深加快p 当当PO240mmHg呼吸抑制呼吸抑制4. 低低O2对呼吸的影响对呼吸的影响PO2外周化学感受器外周化学感受器窦窦N、迷走、迷走N呼吸中枢呼吸中枢106106严重急性呼吸综合征严重急性呼吸综合征Severe acute respiratory syndrome, SARS107107小结（小结（ Summary）掌握：掌握：p 肺通气，肺换气的原理肺通气，肺换气的原理;p 气体在血液中运输的形式气体在血液中运输的形式;p 呼吸节律的产生呼吸节律的产生;p 呼吸运动的调节。呼吸运动的调节。108108本课件的许多素材和动画来自网络、本课件的许多素材和动画来自网络、相关书籍、同行交流，在此谨表谢意！相关书籍、同行交流，在此谨表谢意！
