《生理学课件呼吸》PPT课件.ppt

呼 吸 (respiration)： 机 体 与 外 界 环 境之 间 的 气 体 交 换 过 程 。第 五 章 呼 吸 第 五 章 呼 吸第 一 节 肺 通 气第 二 节 肺 换 气 和 组 织 换 气第 三 节 气 体 在 血 液 中 的 运 输第 四 节 呼 吸 运 动 的 调 节 第 一 节 肺 通 气 （ pulmonary ventilation）（ 一 ） 肺 通 气 的 动 力直 接 动 力 ： 肺 内 压 与 大 气 压 之 间 的 压 力 差原 动 力 ： 呼 吸 运 动 吸 气 肌 收 缩 胸 廓 扩 大 肺 扩 张 肺 内 压 大 气 压 呼 气 吸 气 肌 ： 膈 肌 肋 间 外 肌 呼 气 肌 ： 肋 间 内 肌 腹 肌 辅 助 呼 吸 肌 ： 斜 角 肌 胸 锁 乳 突 肌 胸 肌 背 肌1.呼 吸 运 动 (respiratory movement)是 指 呼 吸 肌 收 缩 、 舒 张 造 成 的 胸 廓 扩 大 和 缩 小 。呼 吸 肌 （ 1） 呼 吸 运 动 的 过 程 1） 平 静 呼 吸 时 吸 气 运 动 （ 主 动 过 程 ） 膈 肌 和 肋 间 外 肌 收 缩 膈 顶 下 降 、 肋 骨 和 胸骨 上 举 、 肋 骨 下 缘 外 翻 胸 腔 上 下 径 、 前 后 径 、 左右 径 胸 腔 容 量 肺 被 动 扩 张 肺 容 积 肺内 压 大 气 压 外 界 气 体 进 入 肺 泡 。 呼 气 运 动 （ 被 动 过 程 ） 膈 肌 、 肋 间 外 肌 舒 张 膈 顶 上 升 、 肋 骨 和 胸 骨复 位 胸 廓 回 位 胸 腔 容 积 肺 弹 性 回 缩 肺 容积 肺 内 压 并 大 于 大 气 压 气 体 由 肺 排 出 。 2） 用 力 呼 吸 用 力 吸 气 时 ， 辅 助 吸 气 肌 也 参 加 ， 胸 廓 容积 进 一 步 扩 大 。 用 力 呼 气 时 ， 除 吸 气 肌 舒 张 外 ， 呼 气 肌 也参 加 （ 肋 间 内 肌 +腹 肌 收 缩 ） ， 胸 廓 容 积 进 一 步缩 小 。 特 点 ： 吸 气 和 呼 气 都 是 主 动 运 动 。 腹 式 呼 吸 和 胸 式 呼 吸 腹 式 呼 吸 ： 膈 肌 活 动 为 主 胸 式 呼 吸 ： 肋 间 外 肌 活 动 为 主 平 静 呼 吸 和 用 力 呼 吸(2)呼 吸 运 动 的 形 式 2.肺 内 压 (intrapulmonary pressure) 是 指 肺 泡 内 的 压 力 。 吸 气 胸 廓 扩 大 肺 扩 张 肺 容 积 肺 内 压 气 体 入 肺 肺 内 压 渐 增 肺 内 压 =大 气压 吸 气 停 止 呼 气 吸 气 肌 舒 张 胸 廓 、 肺 回 位 肺 容 积 肺 内 压 气 体 出 肺 肺 内 压 渐 减 肺内 压 =大 气 压 呼 气 停 止 吸 气 初 ： 肺 内 压 大 气 压 呼 气 开 始 呼 气 末 ： 肺 内 压 = 大 气 压 呼 气 停 止 3.胸 膜 腔 内 压 (intrapleural pressure)测 量 ： 直 接 法 间 接 法 平 静 呼 吸 时 ， 胸 膜腔 内 压 始 终 低 于 大 气压 ， 即 为 负 值 。概 念 ： 胸 膜 腔 内 的 压 力 。 胸 膜 腔 内 负 压 的 形 成 前 提 条 件 : 有 少 量 浆 液 的 密 闭 腔 ； 肺 和 胸 廓 是 弹 性 组 织 ； 胸 廓 自 然 容 积 肺 自 然 容 积 ； 壁 层 胸 膜 紧 贴 于 胸 廓 内 壁 , 大 气 压 对 其 影 响 极 小 。胸 内 压 =肺 内 压 肺 回 缩 压 =大 气 压 肺 回 缩 压 = 肺 回 缩 压 呼 气 末 :(-5 -3mmHg) 吸 气 末 :(-10 -5mmHg) 胸 内 负 压 的 作 用 ： 维 持 肺 泡 扩 张状 态 ， 使 肺 随胸 廓 运 动 而 运动 。 利 于 静 脉 血 及组 织 液 回 流 呼 吸 运 动 （ 原 动 力 ） 胸 膜 腔 的 存 在 肺 随 胸 廓 张 缩 而 张 缩 建 立 肺 内 压 与 大 气 压 之间 的 压 力 差 （ 直 接 动 力 ） 肺 通 气小 结 ： 弹 性 阻 力 （ 70%， 静 态 阻 力 ） ：肺 、 胸 廓非 弹 性 阻 力 （ 30%， 动 态 阻 力 ） ：气 道 阻 力 、 惯 性 阻 力 、 粘 滞 阻 力 1.弹 性 阻 力 （ R） 和 顺 应 性 （ C）弹 性 阻 力 ： 物 体 对 抗 外 力 作 用 引 起 变 形 的 力 。顺 应 性 ： 弹 性 组 织 在 外 力 作 用 下 的 可 扩 展 性 。 C V/ P 顺 应 性 与 弹 性 阻 力 成 反 变 关 系 ： C=1 R肺 顺 应 性 （ CL） 肺 容 积 的 变 化 （ V）跨 肺 压 的 变 化 （ P）（ 1） 肺 的 弹 性 阻 力 和 顺 应 性 肺 弹 性 阻 力 的 来 源 肺 本 身 的 弹 性 回 缩 力 (弹 性 纤 维 及 胶 原 纤 维 ) 占 1/3 肺 扩 张 肺 弹 性 纤 维 ， 胶 原 纤 维 被 牵拉 肺 的 弹 性 回 缩 力 弹 性 阻 力 肺 顺应 性 液 气 界 面 表 面 张 力 占 2/3 根 据 Laplace定 律 : P(N/m2) 肺 泡 液 -气 界 面 的 压 强 (P):与 表 面 张 力 系 数 (T)成正 比 与 肺 泡 半 径 (r)成 反 比 。 2T(N/m)r(m) 液 气 界 面 表 面 张 力 的 作 用 表 面 活 性 物 质 (pulmonary surfactant) 由 肺 泡 型 细 胞 产 生 ， 主 要 成 分 是 二 棕 榈 酰 卵磷 脂 （ DPPC） 和 表 面 活 性 物 质 结 合 蛋 白 （ SP） 。作 用 降 低 表 面 张 力 。 肺 泡 表 面 活 性 物 质 作 用 ： 降 低 肺 泡 液 气 界 面 表 面 张 力 生 理 意 义 : 维 持 大 小 肺 泡 容 积 稳 定 (小 肺 泡 DPPC密 度 大 ， 降 T较 大 ) 减 小 肺 间 质 和 肺 内 的 组 织 液 生 成 ， 防 止 肺 水 肿 的 发 生 。 降 低 吸 气 阻 力 ， 减 少 吸 气 做 功 。 （ 吸 ） 气肺 泡 表 面 积 DPPC（ 分 散 ）降 表 面 张 力 的 作 用 肺 泡 表 面 张 力 肺 泡 （ 回 缩 ）防 肺 泡 （ 破 裂 ） (萎 陷 )(呼 )( )(密 集 )( )( )(扩 张 ) 临 床 ： 成 人 肺 炎 、 肺 血栓 等 表 面 活 性 物 质 肺 不 张 。 6 7个 月 胎 儿 才开 始 分 泌 表 面 活 性 物 质 ，故 早 产 儿 可 因 缺 乏 表 面活 性 物 质 而 发 生 肺 不 张和 新 生 儿 肺 透 明 膜 病 呼 吸 窘 迫 综 合 征 。 （ 2） 胸 廓 的 弹 性 阻 力 和 顺 应 性 肺 容 量 = 67%肺 总 量 时 不 表 现 出 弹 性 阻 力 肺 容 量 67%肺 总 量 时 弹 性 阻 力 向 内 呼 气 动 力 ； 吸 气 阻 力 肥 胖 、 胸 廓 畸 形 胸 膜 增 厚 胸 廓 顺 应 性 腹 内 占 位 病 变2） 胸 廓 顺 应 性 Cchw V（ 胸 腔 容 积 ） P（ 跨 胸 壁 压 ） （ 3） 肺 和 胸 廓 的 总 弹 性 阻 力 和 顺 应 性1CL chw = +1 1CL Cchw 2.非 弹 性 阻 力 惯 性 阻 力 粘 滞 阻 力 气 道 阻 力 （ 8090%） 气 道 阻 力 流 速 快 、 湍 流 、 管 径 小 气 道 阻 力 大 流 速 慢 、 层 流 、 管 径 大 气 道 阻 力 小 影 响 气 道 管 径 的 主 要 因 素（ 1） 跨 壁 压 （ 2） 肺 实 质 对 气 道 壁 的 外 向 放 射 状 牵 引 作 用 （ 3） 自 主 神 经 对 气 道 平 滑 肌 舒 缩 活 动 的 调 节 （ 4） 化 学 因 素 的 影 响 二 、 肺 通 气 功 能 的 评 价 （ 一 ） 肺 容 积 和 肺 容 量（ 1） 潮 气 量 （ tidal volume， TV） 400 600ml（ 2） 补 吸 气 量 （ inspiratory reserve volume， IRV） 1500 2000ml（ 3） 补 呼 气 量 （ expiratory reserve volume ， ERV） 900 1200ml（ 4） 余 气 量 （ residual volume， RV） 1000 1500ml 1.肺 容 积 pulmonary volume 2.肺 容 量 (pulmonary capacity)尽 力 吸 气 后 ， 从 肺 内 所 能 呼 出 的 最 大 气 体 量 。 男 性 均 约 3500ml， 女 性 均 约 2500ml意 义 ： 反 映 肺 一 次 通 气 的 最 大 能 力(1)深 吸 气 量 （ inspiratory capacity ， IC）(2)功 能 余 气 量 （ functional residual capacity， FRC）(3)肺 活 量 （ vital capacity ， VC） 用 力 肺 活 量 （ forced vital capacity ， FVC） 一 次 最 大 吸 气 后 ， 尽 力 尽 快 呼 气 所 能 呼 出 的 最 大气 体 量 。 用 力 呼 气 量 （ forced expiratory volume， FEV） 一 次 最 大 吸 气 后 ， 尽 力 尽 快 呼 气 ， 第 1、2、 3秒 末 呼 出 气 量 。 FEV/FVC 100%(4)肺 总 量 （ total lung capacity， TLC） 肺 所 能 容 纳 的 最 大 气 体 量 。 （ 二 ） 肺 通 气 量 和 肺 泡 通 气 量 1.肺 通 气 量 (pulmonary ventilation) 每 分 钟 吸 入 或 呼 出 的 气 体 总 量 ， 6 9L 。 最 大 随 意 通 气 量 ： 在 尽 力 作 深 、 快 呼 吸 时 ， 每 分钟 所 能 吸 入 或 呼 出 的 最 大 气 体 量 。 150L反 映 通 气 的 贮 备 能 力 ， 正 常 值 应 93% 。 通 气 储 量百 分 比 最 大 通 气 量 每 分 平 静 通 气 量 最 大 通 气 量 100 2、 无 效 腔 和 肺 泡 通 气 量 解 剖 无 效 腔 肺 泡 无 效 腔 生 理 无 效 腔 肺 泡 通 气 量 ： 每 分 钟 吸 入 肺 泡 的 新 鲜 空 气 量 。 =（ 潮 气 量 无 效 腔 气 量 ） 呼 吸 频 率 呼 吸 频 率 潮 气 量 肺 通 气 量 肺 泡 通 气 量（ 次 /min） （ ml） （ ml/min） （ ml/min） 16 500 8000 5600 8 1000 8000 6800 32 250 8000 3200不 同 呼 吸 频 率 和 潮 气 量 时 的 肺 通 气 量 和 肺 泡 通 气 量 深 慢 呼 吸 利 于 气 体 交 换 正 常 人 和 小 气 道 阻 塞 患 者 的 最 大 呼 气 流 速 - 容 积 曲 线 一 、 肺 换 气 和 组 织 换 气 的 基 本 原 理第 二 节 肺 换 气 和 组 织 换 气扩 散 距 离 分 子 量 平 方 根分 压 差 温 度 扩 散 面 积 溶 解 度D =（ 一 ） 气 体 的 扩 散形 式 ： 气 体 单 纯 扩 散动 力 ： 气 体 分 压 （ 张 力 ） 差 O2、 CO2扩 散 速 率 （ D） 的 比 较 分 子 量 血 浆 溶 解 度 肺 泡 气 A血 V血 D O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2(ml/L) （ KPa） （ KPa） （ KPa） 扩 散 系 数 ： 溶 解 度 与 分 子 量 平 方 根 之 比 ; 扩 散 系 数 ： CO2 20 O2 分 压 差 ： 10 （ 二 ） 呼 吸 气 体 和 人 体 不 同 部 位 气 体 的 分 压各 种 气 体 分 压 差 (单 位 ： mmHg） 空 气 肺 泡 气 动 脉 血 静 脉 血 组 织 Po2 158.4 103.4 100 40 30 PCO2 0.3 40.3 40 46 50肺 换 气 组 织 换 气 (一 ) 肺 换 气 过 程 单 位 : mmHg 气 体 交 换肺 部 :肺 泡 气 中 O2的 分 压 大 于 肺毛 细 血 管 O2 的 分 压 ,O2进 入 血 管 .肺 泡 气 中 CO2 的 分 压 小 于 肺 毛细 血 管 CO2 的 分 压 ,CO2进 入 肺 泡 . 组 织 :组 织 中 O2的 分 压 小 于 毛 细血 管 O2 的 分 压 , O2进 入 组 织 .组织 中 CO2 的 分 压 大 于 毛 细 血 管CO2 的 分 压 , CO2进 入 血 管 . 60mmHg呼 吸 减 弱 =CO2麻 醉 。 在 一 定 范 围 内 ， co2 呼 吸 加 深 加 快机 制 : 呼 吸 加 深 加 快延 髓 呼 吸 中 枢 + 外 周 化 学 感 受 器 +中 枢 化 学 感 受 器 +CO2透 过 血 脑 屏 障 进 入 脑 脊 液 : CO2 H2OH2CO3H+ HCO3- co2 特 点 ： CO2以 中 枢 途 径 为 主 (80%)兴 奋 呼 吸 ； CO2通 过 H+间 接 兴 奋 呼 吸 中 枢 ； 当 Pco2突 然 增 高 或 中 枢 化 学 感 受 器 对 CO2 的 敏 感 性 降 低 时 ， 则 主 要 通 过 外 周 途 径 兴 奋 呼 吸 。 H+呼 吸 加 深 加 快 H+呼 吸 运 动 受 抑 制机 制 ：特 点 : 主 要 通 过 刺 激 外 周 化学 感 受 器 而 引 起 的 ； H+对 呼 吸 的 调 节 作用 Pco2。（ 2） H+对 呼 吸 运 动 的 调 节 (3) 低 氧 对 呼 吸 运 动 的 调 节 o2 80mmHg 呼 吸 加 深 加 快 机 制 ： 呼 吸 加 深 加 快延 髓 呼 吸 中 枢 +外 周 化 学 感 受 器 + o2 特 点 : Po2 对 正 常 呼 吸 运 动 的 调 节 作 用 不 大 。 低 氧 对 中 枢 的 直 接 作 用 是 抑 制 性 的 。 低 氧 对 呼 吸 运 动 的 刺 激 作 用 完 全 是 通 过外 周 化 学 感 受 器 实 现 的 。 当 长 期 高 CO2和 低 氧 状 态 时 ， 中 枢 化 学感 受 器 对 高 CO2发 生 适 应 低 氧 对 外 周 化 学 感受 器 的 刺 激 成 为 驱 动 呼 吸 的 主 要 刺 激 。 3 CO2、 H+、 低 氧 在 呼 吸 调 节 中 的 相 互 作 用 （ 二 ） 肺 牵 张 反 射 (pulmonary stretch reflex) 由 肺 扩 张 或 肺 萎 陷 引 起 的 吸 气 抑 制 或 吸气 兴 奋 的 反 射 ， 也 称 黑 伯 反 射 (Hering Breuer reflex) 。肺 扩 张 反 射肺 萎 陷 反 射包 括 ： 1 肺 扩 张 反 射 (pulmonary inflation reflex ) 肺 扩 张 牵 张 感 受 器 + 迷 走 神 经 延 髓吸 气 转 为 呼 气 。 意 义 ： 加 速 吸 气 过 程 向 呼 气 过 程 的 转 换 ， 使 呼 吸 频 率 增 加 。 特 征 : 敏 感 性 有 种 属 差 异 ； 平 静 呼 吸 时 不 参 与 呼 吸 运 动 的 调 节 ； 肺 顺 应 性 降 低 时 起 重 要 作 用 。 2.肺 萎 陷 反 射 (pulmonary deflation reflex) 肺 萎 陷 较 明 显 时 引 起 吸 气 的 反 射 ， 对 阻 止呼 气 过 深 和 肺 不 张 等 可 能 起 一 定 作 用 。 反 射 弧 示 意 图 ：感 受 器 -肌 梭传 入 神 经 -脊 神 经传 出 神 经 -脊 神 经 胸 段效 应 器 -呼 吸 肌意 义 ： 维 持 正 常 呼 吸（ 三 ） 呼 吸 肌 的 本 体 感 受 性 反 射 （ 四 ） 防 御 性 反 射 咳 嗽 反 射 ： 感 受 器 位 于 喉 、 气 管 、 支 气 管 黏 膜 ，为 防 御 反 射 喷 嚏 反 射 ： 感 受 器 位 于 鼻 黏 膜 ， 为 防 御 反 射 ，以 清 除 鼻 腔 中 刺 激 物 。