机体与外界环境之间的气体交换过程称为呼吸医学课件

定义：机体与外界环境之间的气体交换过程称为呼吸(respiration)呼吸的三个环节：外呼吸 气体在血液中的运输 内呼吸：血液与组织细胞之间的气体交换过程 肺通气外界空气与肺之间的气体交换 肺换气肺泡与肺毛细血管之间的气体交换 呼吸呼吸 1 定义：机体与外界环境之间的气体交换过程称为呼吸(res 第一节 肺通气 一、肺通气动力 原动力呼吸运动 直接动力肺内压与大气压之间的压差 肺内压大气压：气体出肺（一）呼吸运动 呼吸肌的舒缩引起胸廓节律地扩大和缩小的运动，称为呼吸运动。1平静呼吸和用力呼吸 2 第一节 肺通气 一、肺通气动力 平静呼吸：吸气：主动主动 呼气：被动被动 膈肌、肋间外肌收缩胸廓上下,前后,左右径扩大胸廓、肺容积扩大肺内压大气压（12mmHg）气体出肺 用力呼吸（深呼吸）：主动主动 吸气：除膈肌、肋间外肌收缩外，胸锁乳突肌等也收缩 呼气：除膈肌、肋间外肌舒张外，肋间内肌和腹肌等也收缩 3 平静呼吸：吸气：主动 呼气：被动 膈肌、2胸式呼吸和腹式呼吸?肋间外肌为主的呼吸运动 胸式呼吸。?膈肌舒缩为主的呼吸运动 腹式呼吸。?正常人为混合式。3呼吸频率 正常成人安静时呼吸频率为 1218次/min。4 2胸式呼吸和腹式呼吸?肋间外肌为主的呼吸运动胸（二）肺内压和胸膜腔内压（二）肺内压和胸膜腔内压?吸气初肺内压大气压，气体出肺。?吸气末或呼气末，肺内压大气压。?在用力呼吸时，肺内压升降幅度增大。1、肺内压 5（二）肺内压和胸膜腔内压?吸气初肺内压大气压60110mmHg 胸膜腔负压的生理意义 维持肺的扩张状态，不致因肺的回缩力而萎缩；降低心房、腔静脉和胸导管内的压力，有利于静脉 血和淋巴液的回流。7 平静吸气末，胸内压为105mmHg 平静呼二、肺通气阻力二、肺通气阻力 胸廓弹性阻力（胸廓弹性回缩力）弹性阻力 肺组织弹性纤维回缩力（占1/3）肺通气阻力（占 70%）肺弹性阻力 （肺回缩力）肺泡表面张力（占2/3）非弹性阻力（呼吸道阻力）（占 30%）8 二、肺通气阻力 胸廓弹性阻力（胸廓弹性回缩力）弹性阻力（一）弹性阻力 占70%弹性组织在外力作用下变形时，具有对抗变形和回位 的力弹性阻力。肺弹性纤维回缩力（占1/3）肺泡表面张力（占2/3）肺泡表面张力 概念概念:肺泡表面张力是肺泡内表面液体层,与肺泡气体形成 液气界面。作用作用:使肺泡回缩，构成吸气阻力。肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质:是肺泡型上皮细胞合成和释放的一种 脂蛋白(二棕榈酰卵磷脂)作用：降低肺泡表面张力,减小吸气阻力，利于肺的扩张。防止肺水肿:(肺泡表面张力有吸引肺毛细血管中液体渗入肺泡)。维持大小肺泡容积稳定性：(通过肺泡张缩调节密度大小)病理：肺表面活性物质不足可造成肺不张、肺水肿等新生儿透明膜病。1肺弹性阻力 （肺回缩力）9（一）弹性阻力 占70%弹性组织在外力作用下?案例四：案例四：?某产妇，孕31周顺产一活胎，新生儿出生后出现口唇发绀，呼吸困难。?请你用所学的呼吸生理学知识分析该患儿出现呼吸困难可能的原因。10?案例四：?某产妇，孕31周顺产一活胎，新生儿出生后出现2胸廓弹性阻力 自然位置（深吸气状态）：回位力向内，吸阻力，呼动力 胸廓 自然位置（平静吸气末，肺容量67%）：回位力吸阻力，呼动力 自然位置（平静呼气末）：回位力向外，吸动力，呼阻力 肺弹性回缩力 是肺组织内弹性纤维被拉长而回缩的作用力,吸气阻力.双向性变化，胸廓自然位置肺容量约为肺总容量的67%：11 2胸廓弹性阻力 自然位置（深吸气状态）：回位力向内，吸 3肺和胸廓的顺应性 胸廓和肺的弹性阻力通常用顺应性来表示。顺应性在外力作用下，弹性体的扩张性。与弹性阻力成反比关系。C=1/R?OcmHLkPaLPV2/?压力变化容积变化顺应性 胸廓顺应性肺顺应性胸廓顺应性肺顺应性胸廓和肺的总顺应性111?=kPaLkPaLkPaL/01/021/021?通常以单位压力引起的容积变化来表示:12 3肺和胸廓的顺应性 胸廓和肺的弹性阻力通(二)非弹性阻力 占30%非弹性阻力包括：1）气道阻力；2）惯性阻力；3）粘滞阻力。影响气道阻力因素 1）气道口径：(主要)R=1/r4 (反比)气道阻力占非弹性阻力的80-90%，是气流通过呼吸道时产生的摩擦力。2）气流方式 3）气流速度 (正比)13(二)非弹性阻力 占30%非弹性阻力包括：1）气道气道口径大小受神经,体液调节:交感神经 儿茶酚胺 气道平滑肌舒张(口径大)迷走神经 组织胺 慢反应物质 气道平滑肌收缩(口径小)14 气道口径大小受神经,体液调节:交感神经 儿茶酚胺 气道平滑三、肺容量与肺通气量三、肺容量与肺通气量 （一）肺容量?肺容量是指肺容纳气体的量。?肺总容量是指肺所能容纳的最大气量。?正常成人男性为50006000ml，女性为35004500 ml。补吸气量 15002000 ml 深吸气量 肺活量 潮气量 400600 ml 补呼气量 9001200 ml 肺总容量 残气量 10001500 ml 功能残气量约 2500 ml 15 三、肺容量与肺通气量（一）肺容量?肺容量是指肺容纳气体的水 气体 肺活量 肺容量 补呼气量 潮气量 功能残气量 残气量 补吸气量 静息时 呼气位 基本肺容积和肺容量基本肺容积和肺容量 16 水 气体 肺活量 肺容量 补呼气量 潮气量 功能残气量 残气1.潮气量:每次吸入或呼出的气量,平均500ml。2.肺活量:作一次最大吸气,尽力呼气所能呼出的最大气量。肺活量=潮气量+补吸气量+补呼气量 肺活量反映一次呼吸的最大通气能力。正常成年男性约为3500 ml，女性约为2500 ml。3.时间肺活量（用力呼气量）:概念：深吸气后，用力尽快呼气，计算第1、2、3秒末呼出 的气量占肺活量的百分数。正常：第1秒末呼出的气量占肺活量83%。60%为异常 第2秒末呼出的气量占肺活量96%第3秒末呼出的气量占肺活量99%。呼吸道狭窄或肺弹性时间肺活量（肺活量正常）是评价肺通气功能的较好的指标。17 1.潮气量:每次吸入或呼出的气量,平均500ml。2.肺活（二）肺通气量二）肺通气量 1每分肺通气量 单位时间内吸入或呼出肺的气体总量每分通气量。每分通气量=潮气量呼吸频率 =500 12=6L?正常成人安静时，每分通气量为 69升/min。?作深而快的呼吸，每分钟吸入或呼出的气量最大随意通气量。?健康成人一般可达70120升/min。?最大随意通气量作为估计一个人进行多大运动量的指标。18（二）肺通气量 1每分肺通气量 单位时间内吸入或呼2肺泡通气量 每分钟吸入肺泡的新鲜空气量 肺泡通气量 它是与血液进行气体交换的有效通气量。肺泡通气量=（潮气量无效腔气量）呼吸频率 =（500 150）124.2 L 从鼻部到终末细支气管的管腔解剖无效腔（150ml）解剖无效腔+肺泡无效腔=生理无效腔 19 2肺泡通气量 每分钟吸入肺泡的新鲜空气量肺 每分肺泡通气量=(潮气量-无效腔量)呼吸频率 （500150）12 4200mL 表51 呼吸形式 每分肺通气量（ml/min）每分肺泡通气量（ml/min）平静呼吸 500 12=6000 (500-150)12=4200 浅快呼吸 250 24=6000 (250-150)24=2400 深慢呼吸 1000 6=6000 (1000-150)6=5100 深慢呼吸比浅快呼吸的气体交换效率高。每次呼吸 肺泡内气体的更新率为1/7。20 每分肺泡通气量=(潮气量-无效腔量)呼吸频率 一、气体交换的原理?气体交换方式：扩散?气体交换动力：气体分压差，决定气体的扩散方向、速率。1、气体分压与张力 分压：指混合气体中，某种气体的压力。分压总压力该气体的容积百分比 气体可以溶解于液体中，气体从液体中逸出的力张力（分压张力）见表52 第二节 气体的交换 21 一、气体交换的原理?气体交换方式：扩散?气体交换动力：2、气体的分子量和溶解度 扩散速率（D）与分压差（P）、温度（T）、扩散面积（A）、溶解度（S）成正比；与扩散距离（d）、分子量（MW）的平方根成反比。扩散速率（D）=?P?T?A?S d?MW 溶解度:CO2/O2（51.5ml/2.14ml 1)（100ml)=24倍 分压差:PO2 PCO2 10倍,肺泡内CO2扩散速度为O2 的2倍,故临床先缺O2比CO2潴留更明显.22 2、气体的分子量和溶解度 扩散速率（D）与分压差（P）、温二 、气体交换过程 1.肺换气?肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换 肺换气?肺换气的结果：静脉血变成动脉血 呼吸膜 肺泡腔 肺毛细血管(静脉血)O2 静脉血动脉血 CO2 23 二 、气体交换过程 1.肺换气?肺泡与肺毛细血管血2.组织换气?血液与组织细胞之间的气体交换 组织换气。?组织换气的结果：动脉血变为静脉血。毛细血管壁 组织毛细血管(动脉血)组织液、组织细胞 O2 动脉血静脉血 CO2 24 2.组织换气?血液与组织细胞之间的气体交换组织换气。三三.影响肺换气的因素 1气体扩散速度 气体分子量气体溶解度气体分压差气体扩散速度?呼吸膜厚度呼吸膜面积气体扩散量?2呼吸膜的厚度和面积 25 三.影响肺换气的因素 1气体扩散速度 气体分子量气体溶 3通气/血流比值（V/Q）定义：每分肺泡通气量与每分肺血流量之间的比值。正常=0.84时，肺换气效率最高 0.84肺泡无效腔增大 800ml时,肺顺应性下降，呼吸道牵张较大，引 起肺扩张反射 1）外周负反馈调节。2）动物差异 39 意义：防止吸气过长过深,促进吸气转呼气调节呼吸频 （二）化学感受器反射 指颈动脉体和主动脉体化学感受器 外周化学感受器 化学感受器 感受血中 O2分压、CO2分压和 H+浓度的变化 位于延髓腹外侧表浅部位 中枢化学感受器 感受脑脊液中 H+浓度的变化 40（二）化学感受器反射 指颈动脉体和主动脉体化学感受器 1CO2对呼吸的影响 CO2是维持呼吸中枢正常兴奋性的生理性刺激。CO24，呼吸加深加快。CO2 7，头昏、头痛。CO2 1520，惊厥、昏迷，呼吸麻痹。PCO2 S 呼吸加深加快 为主 中枢化学感受器 外周化学感受器 41 1CO2对呼吸的影响 CO2是维持呼吸中枢正常兴奋性2）H+的影响 外周化学感受器 H+呼吸加深加快 3）低氧对呼吸的影响 PO2 外周化学感受器 呼吸加深加快 临床上，某些严重的慢性呼吸机能障碍（慢支、肺气肿、肺心病）病人应给予低浓度持续氧疗。直接抑制呼吸中枢 呼吸麻痹停止 42 2）H+的影响 外周化学感受器 H+呼吸加深（三）呼吸肌本体感受性反射 感受器肌梭.呼吸肌受到牵拉时，通过本体感 受性反射，使受牵拉的肌肉发生收缩。意义：在运动时或气道阻力在过大时，呼吸肌受到较强刺激，使收缩加强，以克服气道阻力。43（三）呼吸肌本体感受性反射 感受器肌梭.呼吸肌受到牵