动物生理学呼吸2张铭

动物生理学 CAI课件 第七章 呼 吸 华中师范大学生命科学学院 张铭（ PhD）编制 第四节 气体在血液中的运输 O2和 CO2在血液中的运输形式有两种 : 物理溶解 和 化学结合 . 一 . O2的运输 物理溶解的量决定于分压的大小 动脉血 : Pa,o2 = 100 mmHg 物理溶解 : 0.3ml O2 /100ml血 化学形式结合 : 20ml O2 /100ml血 O2的运输主要靠化学结合 O2的化学结合形式是 O2和血红蛋白 (Hb)的结合 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 1.O2与 Hb的可逆结合 肺 Po2高 Hb + O2 HbO2 (去氧血红蛋白 ) 组织 Po2低 (氧合血红蛋白 ) 健康成人 : 100ml血液中 , 最多可结合 O2 1.34mlO2/1gHb 15gHb/100ml 20ml 血红蛋白 氧容量 : 100ml血液中 Hb能结合 O2的 最大量 ; 血红蛋白 氧含量 : 100ml血液中 Hb实际结合 O2的量 ; 血红蛋白 氧饱和度 = Hb氧含量 /Hb氧容量 100 % 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 2.氧离曲线及其影响因素 1). 氧离曲线 反映血红蛋白氧饱和度与血液 O2分压的关系曲线 2). 影响氧离曲线的因素 a. H+ 和 CO2 的影响 b. 温度的影响 c. 2,3 二磷酸甘油酸 (2,3-DPG ) 的影响 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 胎儿 母亲 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 二 .CO2的运输 血液中物理溶解的 CO2量占总量的 6 % , 故 CO2 主要也是以化学结合形式存在于血液之中 . 1. HCO3-的形式运输 (排出量占总排除量 74%) 碳酸酐酶 CO2 + H2O H2CO3 HCO3- + H+ H+ + HbO2 H Hb + O2 组织 : CO2 HCO3- 有利于 O2解离 ; 肺部 : O2与 Hb结合 促进 CO2释放 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 碳酸酐酶 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 二 .CO2的运输 2. 氨基甲酸血红蛋白的形式 (排出量占总排除量 18%) HbNH2+CO2 HbNHCOOH HbNHCOO- + H+ 此反应可逆 , 无需酶催化 ; 同一 PCO2下 , Hb比 HbO2能结合更多的 CO2; 调节这一反应的主要因素是氧合作用 . 碳酸血红蛋白 组织 肺 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 3.CO2的解离曲线及其影响因素 生理范围内 , CO2含量与 PCO2呈 线性关系 影响因素 a. PCO2 b. Hb性质 100ml 血液 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 正常呼吸运动是在中枢神经系统参 与下，通过多种传入冲动的作用，反射 性地调节呼吸的频率和深度而完成的。 适应机体代谢需要的呼吸运动是一 种非意识性节律活动。清醒状态下，呼 吸运动还受大脑皮层意识性控制。 第五节 呼吸运动的调节 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 一 .呼吸中枢和呼吸节律活动 中枢神经系统中产生和调节呼吸运动的神经细 胞群分布在包括大脑皮层、间脑、脑桥、延髓 和脊髓等部位，统称为 呼吸中枢 。而各部位在 调节呼吸运动中作用不同。 动物实验证明，保留延髓和脊髓的完整，就能 维持一定型式的节律呼吸，故一般认为 呼吸节 律基本上起源于延髓或低位脑干 。 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 1.脑干呼吸相关神经元的定位与联系 延髓呼吸神经元 背侧呼吸群 DRG: 孤束核 NTS腹外侧部 腹侧呼吸群 VRG: 疑核 NA、后疑核 NRA、 包氏复合体 脑桥前端背外侧部的结合背旁内侧核 (NPBM 核 )和 Kolliker-Fuse核 (K-F核 )，也有较密集 的呼吸相关神经元。脑桥前 1/3区内存在有 调整延髓呼吸中枢节律性活动 的神经结构， 通常将这一部位称为 呼吸调整中枢 。 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 背侧呼吸群 DRG 腹侧呼吸群 VRG 调整中枢 孤束核 NTS 后疑核 NRA 疑核 NA 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 2.节律性呼吸活动的形成 迷 走 神 经 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 二 .呼吸的神经反射调节 肺牵张反射 (Hering-Breuer反射 ), 1868年发现 . 肺扩张反射 : 肺扩张 抑制吸气 , 促使吸气 呼气 ; 肺缩反射 : 肺缩很小 抑制呼气 , 促使呼气 吸气 . 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 1.肺吸气抑制反射 (肺扩张反射 , 充气反射等 ) 感受器 ： 牵张感受器，位于支气管、细支气管 的平滑肌内 传入纤维 ：沿迷走神经上行进入延髓，终止于孤 束核附近 功能作用 ：阻抑吸气过长过深，促使吸气及时转 入呼气，加速吸、呼气的交替，调节 呼吸的频率和深度 . 种族差异 ：兔、豚鼠最强 , 人最弱 . 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 2.肺缩反射 肺萎缩 (气胸 , 抽出气体 ) 反射性引起吸气动作； 感受器位于细支气管和肺泡，传入纤维沿迷走神 经上行，感受器阈值高； 不参加平静呼吸运动的调节，阻止呼气过深，防 止肺不张等 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 三 .呼吸的化学调节 呼吸运动 肺通气 肺泡 Po2, Pco2 维持相对稳定 肺换气 动脉血 Po2, Pco2 维持相对稳定 呼吸的化学调节 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 1.化学感受器 外周化学感受器 颈动脉体 主动脉体 窦神经 主动脉神经 延髓 适宜刺激 : 流速慢 , Po2, Pco2, H+ 舌咽 N 迷走 N 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 中枢化学感受器 位置 : 延髓腹侧表面化学敏感区 敏感 : 脑脊液中 H+ H+ + HCO3- 血液中 CO2浓度 CO2 + H2O = H2CO3 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 2.CO2对呼吸的影响 CO2对呼吸有强烈的刺激作用 , 是维持正常呼吸的重要生理性刺激 吸入气 CO2含量 : 适当增加 1% 4% 10% 40% 肺通气量 : 呼吸加强 增强 加倍 810倍 呼吸中枢麻 头昏头痛 痹 ,呼吸抑制 CO2对呼吸刺激作用通过两条途径 : 外周化学感受器 刺激 延髓呼吸中枢兴奋 呼吸加深加快 中枢化学感受器 主要 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 3.H+对呼吸的影响 血液中 H+ , 呼吸加强 ; H+ , 呼吸抑制 作用途径与 CO2相似 , 但对外周化学感受器刺 激作用较大 , 因为 H+不易通过血 -脑屏障 血液中 H+ 呼吸加强 排出 CO2过多 Pa,co2 血液中 H+ 对呼吸刺激作用较小 Pa,co2 对呼吸刺激作用大 , 明显 - 抑制 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 4.缺 O2对呼吸的影响 1). 吸入气中 Po2(一定范围内 ) Pa,o2, 可以 刺激呼吸 作用途径 : 外周化学感受器 (以颈动脉体为主 ) 2). 缺 O2 外周化学感受器 呼吸中枢 呼吸加强或减弱 至停止 血液 H+, Pco2 _ + _ + 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 3). Pco2 H+ Po2 呼吸刺激作用 大 小 中 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 周期性呼吸 (比奥 ) (Cheyne -Stokes) 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 四 .运动时呼吸运动的调节 现象 f: 12 18/min 50/min VT: 500ml 2,000ml 通气量 /min 20倍 , 达 100L以上 机制 化学性刺激 温度的改变 神经系统影响 华中师范大学生命科学学院 张铭编制 华中师范大学生命科学学院 张铭编制