生理学-第七章-呼吸--课件

生理学第七章呼吸PPT课件生理学 第七章 呼吸 PPT课件1呼吸呼吸:机体与外界环境之间的机体与外界环境之间的O2和和CO2的交换。的交换。呼吸的全过程包括呼吸的全过程包括外呼吸外呼吸、气体在血液中的、气体在血液中的运输运输和和内呼内呼吸吸三个环节。其中外呼吸是指外界空气与血液在肺部三个环节。其中外呼吸是指外界空气与血液在肺部进行的气体交换，分为肺通气与肺换气。进行的气体交换，分为肺通气与肺换气。呼吸是重要的生命体征。呼吸是重要的生命体征。呼吸:机体与外界环境之间的O2和CO2的交换。2第一节第一节 呼吸道与肺泡呼吸道与肺泡一、呼吸道的功能一、呼吸道的功能 上呼吸道上呼吸道 下呼吸道下呼吸道 呼吸道分支呼吸道分支呼呼 吸吸 系系 统统 概概 图图 (鼻鼻 腔腔)(鼻孔鼻孔)(咽咽)(气管气管)(口口 腔腔)(隆突位点隆突位点)(喉喉)(左肺左肺)(右侧初级右侧初级分支分支)(右肺右肺)(横隔膜横隔膜)第一节 呼吸道与肺泡一、呼吸道的功能呼 吸 系 3生理学-第七章-呼吸-课件4生理学-第七章-呼吸-课件5二二.肺泡肺泡肺泡的结构和功能肺泡的结构和功能肺泡是肺部气体交换的主要部位，也是肺的功能单位。肺泡是肺部气体交换的主要部位，也是肺的功能单位。肺泡壁：肺泡壁：单层上皮细胞单层上皮细胞 （I、II、III型）型）肺泡隔：肺泡隔：相邻两肺泡之间相邻两肺泡之间二.肺泡肺泡的结构和功能6表面活性物表面活性物质:来源：来源：肺泡肺泡型型细胞分泌，胞分泌，单分子分子层分布于肺泡分布于肺泡液液-气界面上，其密度随肺泡的气界面上，其密度随肺泡的张缩而改而改变。成分成分:二棕二棕榈酰卵磷脂卵磷脂(DPL或或DPPC)。作用：作用：a.降低肺泡表面降低肺泡表面张力力降低吸气阻力；降低吸气阻力；b.减少肺泡内液的生成减少肺泡内液的生成防肺水防肺水肿的的发生生;c.维持肺泡内持肺泡内压的的稳定性定性防肺泡破裂或萎防肺泡破裂或萎缩；表面活性物质:7 临床：床：成人肺炎、肺血栓等成人肺炎、肺血栓等表面活性物表面活性物质肺不肺不张。67个个月月胎胎儿儿才才开开始始分分泌泌表表面面活活性性物物质，故故早早产儿儿可可因因缺缺乏乏表表面面活活性性物物质而而发生生肺肺不不张和和新新生生儿儿肺肺透透明膜病明膜病呼吸窘迫呼吸窘迫综合征。合征。临床：8第二节第二节 呼吸运动与肺通气呼吸运动与肺通气呼吸运动：呼吸运动：由呼吸肌的收缩与舒张所引起的胸廓由呼吸肌的收缩与舒张所引起的胸廓节律性扩大与缩小节律性扩大与缩小肺通气肺通气:指外界空气与肺泡之间的气体交换指外界空气与肺泡之间的气体交换第二节 呼吸运动与肺通气呼吸运动：由呼吸肌的收缩与舒张所引起9肺通气结构肺通气结构 血管网血管网 粘液腺粘液腺 加湿、加温、过滤、清洁加湿、加温、过滤、清洁 纤纤 毛毛 迷走迷走NACh+M受体受体收缩收缩气道阻力气道阻力 平滑肌平滑肌 交感交感NNE+2受体受体舒张舒张气道阻力气道阻力 呼吸肌：呼吸肌：与肺通气的动力有关与肺通气的动力有关 胸膜腔：胸膜腔：其负压与肺扩张有关其负压与肺扩张有关 呼吸道呼吸道肺通气结构 血管网 呼吸道10一肺通气的动力一肺通气的动力（一）肺内压（一）肺内压（intrapulmonary pressure）肺泡内的压力肺泡内的压力吸气末吸气末 及及 呼气末为零呼气末为零平静呼吸：平静呼吸：(12mmHg)（12mmHg）用力呼吸：（用力呼吸：（30100mmHg）（）（60140mmHg）肺内压周期性肺内压周期性/造成压力差（肺内压大气压）造成压力差（肺内压大气压）是是推动推动气体进气体进/出肺的直接动力出肺的直接动力 临床意义：临床意义：人工呼吸人工呼吸 人工呼吸机人工呼吸机 口对口呼吸口对口呼吸一肺通气的动力（一）肺内压（intrapulmonary11肺通气的肺通气的动力力呼呼 气气肺内压肺内压大气压大气压缩 小小肺肺 脏吸吸 气气肺内压肺内压大气压大气压胸胸 廓廓呼呼 吸吸 肌肌缩 小小收收 缩缩舒舒 张扩扩 张张原原动力力:呼吸运呼吸运动是是肺通气的原肺通气的原动力。力。直接直接动力力:肺内肺内压与与外界大气外界大气压间的的压力差。力差。扩扩 张张肺通气的动力呼 气肺内压大气压缩 小肺 脏吸 气肺内12（二）呼吸运动（二）呼吸运动1.呼吸肌：呼吸肌：吸气肌吸气肌 膈肌膈肌 胸腔容积增加胸腔容积增加吸气吸气成人成人1cm 250ml平静呼吸下降平静呼吸下降12cm 500ml肋间外肌：收缩时，胸腔容积增加肋间外肌：收缩时，胸腔容积增加辅助吸气肌辅助吸气肌胸肌、背肌、胸锁乳突肌等收缩胸肌、背肌、胸锁乳突肌等收缩胸腔容积胸腔容积呼气肌呼气肌 肋间内肌肋间内肌 腹壁肌腹壁肌:肌纤维走向与肋间外肌走向相反肌纤维走向与肋间外肌走向相反 收缩时，胸腔容积减少收缩时，胸腔容积减少 （二）呼吸运动1.呼吸肌：13(1)(1)呼吸型式呼吸型式:按呼吸深度分按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸；平静呼吸和用力呼吸；按按动作部位分作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。混合呼吸混合呼吸:正常成人。正常成人。腹式呼吸腹式呼吸:婴儿、胸膜炎及胸腔儿、胸膜炎及胸腔积液患者。液患者。胸式呼吸胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大重腹水、腹腔有巨大肿块者。者。(2)(2)频率率:成人成人:12:121818次次/分分 婴儿儿:60:607070次次/分分妊娠、肥胖。妊娠、肥胖。(1)呼吸型式:妊娠、肥胖。14 2.平静呼吸平静呼吸 安静状态下的呼吸安静状态下的呼吸肺内肺内压大气大气压，气体气体经呼吸道出肺呼吸道出肺胸廓容胸廓容积缩小小,肺被肺被动缩小小膈肌和肋膈肌和肋间外肌舒外肌舒张，肋肋骨和膈肌骨和膈肌弹性回位，性回位，缩小小胸廓胸廓 上下、前后、左右径上下、前后、左右径肺内肺内压大气大气压，气体气体经呼吸道入肺呼吸道入肺胸廓容胸廓容积扩大，大，肺在胸膜腔肺在胸膜腔负压作用下被作用下被动扩张(因肺无主因肺无主动扩缩的的组织结构构)膈肌收膈肌收缩使膈使膈顶下移，下移，增大增大胸廓的上下径胸廓的上下径，肋肋间外肌收外肌收缩使肋骨上提使肋骨上提,扩大胸廓前后、大胸廓前后、左右径左右径 吸吸 气气 呼呼 气气 2.平静呼吸肺内压大气压，胸廓容积缩小,膈肌和肋间外153.用力呼吸：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（肋间内肌用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间内肌+腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。4.人工呼吸人工呼吸:基本原理基本原理:使肺内与外界大气使肺内与外界大气压间产生生压力差力差 方法方法:负压吸气式吸气式(压胸法胸法)正正压吸气式吸气式(口口对口呼吸法，呼吸机口呼吸法，呼吸机)5.呼吸特点：呼吸特点：平静呼吸平静呼吸时，吸气是主，吸气是主动的，呼气是被的，呼气是被动的。的。用力呼吸用力呼吸时，吸气和呼气都是主，吸气和呼气都是主动的。的。平静呼吸平静呼吸时，肋，肋间外肌所起的作用膈肌。外肌所起的作用膈肌。3.用力呼吸：16（三）胸膜腔与肺内压（三）胸膜腔与肺内压 胸膜腔胸膜腔(pleural cavity)：同肺贴紧的脏层同胸廓内同肺贴紧的脏层同胸廓内壁贴紧的壁层，两层膜之间有空隙，称为胸膜腔壁贴紧的壁层，两层膜之间有空隙，称为胸膜腔特点：特点：密闭、潜在腔隙、内无气体密闭、潜在腔隙、内无气体有少量浆液：（有少量浆液：（a）润滑（粘滞性），减少摩擦）润滑（粘滞性），减少摩擦(b)内聚力（壁脏两层紧贴、不易分离）内聚力（壁脏两层紧贴、不易分离）（三）胸膜腔与肺内压 胸膜腔(pleural cavity17胸内压（胸内压（intrapleural pressure）:胸膜内的压力胸膜内的压力形成原理：作用于胸膜上的力形成原理：作用于胸膜上的力脏层：紧贴于肺表面（壁薄柔软）脏层：紧贴于肺表面（壁薄柔软）肺内压：作用于肺泡的压力（与大气压相等）肺内压：作用于肺泡的压力（与大气压相等）肺内压肺内压 使肺扩张使肺扩张 肺回缩力肺回缩力扩张的回缩力扩张的回缩力胸内压肺内压肺回缩力胸内压肺内压肺回缩力呼气末、吸气末，大气压为呼气末、吸气末，大气压为0 胸内压胸内压0肺回缩力肺回缩力胸内压肺回缩力胸内压肺回缩力胸内压（intrapleural pressure）:胸膜18胸内胸内压测定方法定方法:间接法接法:气囊气囊测定食管内定食管内压以以间接反映胸内接反映胸内压 直接法直接法:将减将减压计的注射的注射针头刺入胸膜腔内刺入胸膜腔内胸内压测定方法:19胸廓扩大时肺随之扩大的原因胸廓扩大时肺随之扩大的原因(1)分子的内聚力分子的内聚力:存在于胸廓与肺之间的胸膜腔内存在于胸廓与肺之间的胸膜腔内存在少量的浆液，由于浆液分子的内聚力使脏壁两存在少量的浆液，由于浆液分子的内聚力使脏壁两层胸膜紧贴在一起，故胸廓扩大时紧贴于肺的脏层层胸膜紧贴在一起，故胸廓扩大时紧贴于肺的脏层胸膜也扩大，肺随之扩大。胸膜也扩大，肺随之扩大。(2)胸内压的作用：胸内压的作用：胸内压胸内压=肺内压肺回缩力肺内压肺回缩力,为负为负值值。由于它的负压吸引作用，维持了肺的扩张状态。由于它的负压吸引作用，维持了肺的扩张状态。胸内负压也能促进静脉血与淋巴液的回流。因此，胸内负压也能促进静脉血与淋巴液的回流。因此，临床上发生开放性气胸时，可造成肺萎陷和呼吸、临床上发生开放性气胸时，可造成肺萎陷和呼吸、循环衰竭循环衰竭胸廓扩大时肺随之扩大的原因20吸气和呼气时，肺内压、胸膜腔内压及呼吸气容积的吸气和呼气时，肺内压、胸膜腔内压及呼吸气容积的变化过程（右）和胸膜腔内压直接测量示意图（左）变化过程（右）和胸膜腔内压直接测量示意图（左）吸气和呼气时，肺内压、胸膜腔内压及呼吸气容积的变化过程（右）21吸气时：吸气时：肺扩张肺扩张 肺回缩力肺回缩力 胸膜腔的负值胸膜腔的负值（平（平吸吸510mmHg）呼气时呼气时：肺扩张：肺扩张 肺回缩力肺回缩力 胸膜腔的负值胸膜腔的负值（平（平呼呼35mmHg）平静呼吸中，呼气末、吸气末总为负值。平静呼吸中，呼气末、吸气末总为负值。生理意义生理意义：i.有利于肺扩张有利于肺扩张ii.有利于静脉血与淋巴液回流有利于静脉血与淋巴液回流胸膜腔破裂胸膜腔破裂 开放性气胸开放性气胸肺萎缩肺萎缩呼吸困难呼吸困难循环血量循环血量 血压血压（V回心血回心血）抢救措施：堵塞破口、抽气抢救措施：堵塞破口、抽气 恢复胸内负压恢复胸内负压吸气时：肺扩张 肺回缩力 胸膜腔的负值（平吸522肺通气的过程和动力肺通气的过程和动力当呼吸肌收缩或舒张，引起胸廓扩大或缩小使胸腔当呼吸肌收缩或舒张，引起胸廓扩大或缩小使胸腔容积增大或缩小，肺也随之扩大或缩小，导致肺泡容积增大或缩小，肺也随之扩大或缩小，导致肺泡内的压力即肺内压降低或升高。由于肺与外界直接内的压力即肺内压降低或升高。由于肺与外界直接相通，肺内压低于大气压时气体进肺即吸气；肺内相通，肺内压低于大气压时气体进肺即吸气；肺内压高于大气压时气体出肺即呼气。压高于大气压时气体出肺即呼气。肺内压与大气压的压力差是肺通气的肺内压与大气压的压力差是肺通气的直接动力直接动力（人工（人工呼吸的原理），而呼吸运动是肺通气的呼吸的原理），而呼吸运动是肺通气的原动力原动力。肺通气的过程和动力当呼吸肌收缩或舒张，引起胸廓扩大或缩小使23 吸气肌吸气肌 收缩收缩 （呼气肌）（呼气肌）舒张舒张胸廓胸廓 扩大扩大 缩小缩小肺内压肺内压降低降低 大气压大气压 呼气呼气肺肺 扩大扩大 缩小缩小浆液内聚力浆液内聚力 胸内负压胸内负压呼吸运动呼吸运动原动力原动力肺内压与大气压的压力差肺内压与大气压的压力差直接动力直接动力 吸气肌 收缩 胸廓 扩大 肺内压降低24三、肺通气功能的评价三、肺通气功能的评价（一）（一）基本肺容量基本肺容量 肺容纳的气体量为肺容纳的气体量为肺容量肺容量用肺量计可以测量和描记呼吸运动时吸入和呼出的气体容积，用肺量计可以测量和描记呼吸运动时吸入和呼出的气体容积，所描记的曲线称所描记的曲线称肺量图肺量图潮气量（潮气量（Tidal volume,VT）通常通常是指在静息状态是指在静息状态下每次吸入或呼下每次吸入或呼出的气量。出的气量。三、肺通气功能的评价（一）基本肺容量 潮气量（Tidal 25（二（二)评价肺通气功能的指标评价肺通气功能的指标 肺容量的指标肺容量的指标1.深吸气量深吸气量(inspiratory capacity，IC)指在平静呼气末作最大指在平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量，等于潮气量和补吸气量之和。深吸气吸气时所能吸入的气量，等于潮气量和补吸气量之和。深吸气量一般与肺活量呈平行关系，是衡量最大通气潜力的重要指标。量一般与肺活量呈平行关系，是衡量最大通气潜力的重要指标。胸廓、胸膜、肺组织和呼吸肌等发生病变时，肺通气功能下降，胸廓、胸膜、肺组织和呼吸肌等发生病变时，肺通气功能下降，深吸气量减少。深吸气量减少。2.功能余气量功能余气量(functional residual capacity,FRC)：指平静呼：指平静呼气末存留于肺内的气量，等于余气量与补呼气量相加。正常成气末存留于肺内的气量，等于余气量与补呼气量相加。正常成年人约为年人约为2500ml，功能余气量的生理意义是缓冲呼吸过程中，功能余气量的生理意义是缓冲呼吸过程中肺泡气中氧和二氧化碳分压肺泡气中氧和二氧化碳分压(Po2和和Pco2)的变化。的变化。（二)评价肺通气功能的指标 肺容量的指标26.肺总容量肺总容量(total lung capacity，TLC):指肺所能容纳的最大指肺所能容纳的最大气量，等于潮气量、补吸气量、补呼气量和余气量之和。也等气量，等于潮气量、补吸气量、补呼气量和余气量之和。也等于深吸气量与功能余气量之和。于深吸气量与功能余气量之和。成年男性平均约成年男性平均约5000ml，女性约，女性约3 500ml。4.肺活量肺活量(vital capacity，VC)：指最大吸气后作最大呼气所呼指最大吸气后作最大呼气所呼出的气量。肺活量等于潮气量、补吸气量和补呼气量之和，也出的气量。肺活量等于潮气量、补吸气量和补呼气量之和，也等于肺总容量减去余气量。等于肺总容量减去余气量。正常成年男性平均约正常成年男性平均约3 500ml，女性约，女性约2 500ml。肺活量反映。肺活量反映了肺一次通气的最大能力，一般来说肺活量越大，肺的通气功了肺一次通气的最大能力，一般来说肺活量越大，肺的通气功能越好。能越好。.肺总容量(total lung capacity，TLC275.用力呼气量用力呼气量(forced expiratory volume，FEV)：是指最大是指最大吸气后以最快速度用力呼气时在一定时间内所呼出的气量吸气后以最快速度用力呼气时在一定时间内所呼出的气量.用用FEVt/FVC%表示表示第第1秒钟内呼出的气量称为秒钟内呼出的气量称为1秒用力呼气量秒用力呼气量,是临床反映肺通气是临床反映肺通气功能最常用的指标功能最常用的指标.正常值：正常值：FEV1/FVC%约为约为80。FEV1FVC是评定慢性阻塞性肺病的常用指标，也常用于是评定慢性阻塞性肺病的常用指标，也常用于鉴别阻塞性肺病和限制性肺病。鉴别阻塞性肺病和限制性肺病。5.用力呼气量(forced expiratory volu28通气量的指标通气量的指标1.每分通气量每分通气量(minute ventilation volume)：指每分钟吸入指每分钟吸入或呼出的气量，等于潮气量乘以呼吸频率。或呼出的气量，等于潮气量乘以呼吸频率。2.最大随意通气量最大随意通气量(maximal voluntary ventilation):也称为最也称为最大通气量，指以最大的力量、最快的速度每分钟吸入或呼出大通气量，指以最大的力量、最快的速度每分钟吸入或呼出的气量。它反映单位时间内充分发挥全部通气能力所能达到的气量。它反映单位时间内充分发挥全部通气能力所能达到的通气量，最大通气量一般可达的通气量，最大通气量一般可达70120L。3.肺泡通气量肺泡通气量(alveolar ventilation)：指每分钟吸入肺泡的指每分钟吸入肺泡的新鲜空气量或每分钟能与血液进行气体交换的量，新鲜空气量或每分钟能与血液进行气体交换的量，=(潮气量潮气量-无效腔气量无效腔气量)呼吸频率。呼吸频率。通气量的指标29基本肺容基本肺容积和肺容量和肺容量（Basic Pulmonary Volume and Pulmonary Capacity）静静态肺功能指肺功能指标肺肺 总 容容 量量肺肺 活活 量量深深 吸吸 气气 量量机机 能能 余余 气气 量量补吸吸 气量气量补呼呼 气量气量余气量余气量潮气量潮气量基本肺容积和肺容量 静态肺功能指标肺 肺 深 机 补吸 补呼30（三）生理无效腔（三）生理无效腔 1.解剖无效腔解剖无效腔(anatomical dead space)从鼻腔到呼吸性细支从鼻腔到呼吸性细支气管的呼吸道因管壁厚而不能进行气体交换，这一段称为解气管的呼吸道因管壁厚而不能进行气体交换，这一段称为解剖无效腔剖无效腔2.肺泡无效腔肺泡无效腔(alveolar dead space)进入肺泡内的气体未与进入肺泡内的气体未与血液进行气体交换的部分称为肺泡无效腔血液进行气体交换的部分称为肺泡无效腔3.生理无效腔生理无效腔(physiological dead space)肺泡无效腔与解剖肺泡无效腔与解剖无效腔一起。正常人的生理无效腔等于或接近于解剖无效腔。无效腔一起。正常人的生理无效腔等于或接近于解剖无效腔。病理情况下，如支气管扩张时解剖无效腔增大；肺动脉部分病理情况下，如支气管扩张时解剖无效腔增大；肺动脉部分梗塞时肺泡无效腔增大。梗塞时肺泡无效腔增大。（三）生理无效腔 1.解剖无效腔(anatomical d311502500解剖无效腔解剖无效腔吸气呼气末1502500 150350500呼气吸气末1502500呼气末1503501502500解剖无效腔吸气呼气末1502500 1503532被被测者者肺泡通气量肺泡通气量(毫升毫升/分分)呼吸呼吸频率率(次次/分分)肺通气量肺通气量(毫升毫升/分分)潮气量潮气量(毫升毫升)正常安静正常安静168000500浅快呼吸浅快呼吸2503280003200深慢呼吸深慢呼吸10008800068005600不同呼吸不同呼吸频率、潮气量率、潮气量对肺通气量及肺泡通气量的影响肺通气量及肺泡通气量的影响在一定的呼吸频率范围内在一定的呼吸频率范围内 深而慢深而慢的呼吸比的呼吸比浅而快浅而快的呼吸更为有效。的呼吸更为有效。结论：结论：被测者肺泡通气量 呼吸频率 肺通气量 潮气量 正常安静16833四、肺通气的阻力四、肺通气的阻力 非弹性阻力非弹性阻力（30%）肺弹性阻力肺弹性阻力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力肺组织本身回缩力肺组织本身回缩力表面张力表面张力弹性阻力弹性阻力（70%）气道阻力气道阻力组织粘滞性阻力组织粘滞性阻力通通气气阻阻力力呼吸运动产生的动力呼吸运动产生的动力,在克服肺通气所遇到的阻力后在克服肺通气所遇到的阻力后,方能实方能实现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。现肺通气。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。四、肺通气的阻力 非弹性阻力肺弹性阻力胸廓弹性阻力肺组织本身34(一一)弹性阻力弹性阻力 1.肺的弹性阻力肺的弹性阻力 度量法度量法：=顺应性顺应性=(1/弹性阻力弹性阻力)顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。顺应性大顺应性大=易扩张易扩张=弹性阻力小弹性阻力小 顺应性小顺应性小=不易扩张不易扩张=弹性阻力大弹性阻力大(一)弹性阻力35 肺容肺容积变化化(V)肺肺顺应性性(CL)=0.2L/cmH2O 跨肺跨肺压变化化(P)肺内肺内压与胸膜腔内与胸膜腔内压之差之差 因肺因肺顺应性性还受肺受肺总量的影响，所以量的影响，所以应测单位肺容位肺容量下的量下的顺应性，即比性，即比顺应性。性。测得的肺得的肺顺应性（性（L/cmH2O）比比顺应性性=肺肺总量（量（L）肺容36 肺的肺的弹性阻力性阻力.肺泡表面张力肺泡表面张力 说说明明肺肺泡泡内内液液-气气界界面面（表表面面张张力力）是是否否存存在在，与与肺肺的的弹弹性阻力有着密切关系。性阻力有着密切关系。肺泡内的液肺泡内的液-气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，表现气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向中心的的内聚力（表面张力）方向是向中心的使肺泡缩小。使肺泡缩小。肺肺弹性性组织回回缩力力:1/3肺泡表面肺泡表面张力力:2/3 离体肺在充气和充水时（扩离体肺在充气和充水时（扩张肺至相同容积），可见充气张肺至相同容积），可见充气所需的压力充水。所需的压力充水。来源：来源：肺的弹性阻力.肺泡表面张力 肺泡内的液-气界面37 根据根据Laplace定律定律:P(N/cm)肺泡内肺泡内压力力(P):与表面与表面张力力(T)成正比成正比,与肺泡半径与肺泡半径(r)成反比。成反比。肺泡表面肺泡表面张力的作用：力的作用：a.肺泡回肺泡回缩肺通气（吸气）肺通气（吸气）阻力阻力 b.肺泡内肺泡内压不不稳定定肺泡破裂或萎肺泡破裂或萎缩 c.促肺泡内液生成促肺泡内液生成产生肺水生肺水肿 2T(N/cm)r(cm)根据Laplace定律:肺泡表面张力的作用：2T(38.表面活性物表面活性物质:来源：来源：肺泡肺泡型型细胞分泌，胞分泌，单分子分子层分布于肺泡液分布于肺泡液-气气界面上，其密度随肺泡的界面上，其密度随肺泡的张缩而改而改变。成分成分:二棕二棕榈酰卵磷脂卵磷脂(DPL或或DPPC)。作用：作用：a.降低肺泡表面降低肺泡表面张力力降低吸气阻力；降低吸气阻力；b.减少肺泡内液的生成减少肺泡内液的生成防肺水防肺水肿的的发生生;c.维持肺泡内持肺泡内压的的稳定性定性防肺泡破裂或萎防肺泡破裂或萎缩；.表面活性物质:39生理学-第七章-呼吸-课件40 2.胸廓的胸廓的弹性阻力性阻力 肺容量肺容量变化化(P)胸廓胸廓顺应性性 =0.2L/cmH2O 跨壁跨壁压(P)胸廓的胸廓的弹性阻力性阻力则是由胸廓的是由胸廓的弹性性组织所形成。胸廓的所形成。胸廓的弹性性阻力的作用方向，阻力的作用方向，则视胸廓胸廓扩大的程度而异大的程度而异:胸廓胸廓处于自然位置于自然位置时(肺容量肺容量67)，不表，不表现有有弹性回性回缩力；力；胸廓胸廓缩小小时(肺容量肺容量67)，胸廓的，胸廓的弹性回性回缩力向外力向外=吸气吸气的的动力，呼气的阻力；力，呼气的阻力；胸廓胸廓扩大大时(肺容量肺容量67)，胸廓的，胸廓的弹性回性回缩力向内力向内=吸气吸气的阻力，呼气的的阻力，呼气的动力。力。2.胸廓的弹性阻力 413.影响影响弹性阻力的因素性阻力的因素:肺充血、肺不肺充血、肺不张、表面活性物、表面活性物质减少、肺减少、肺纤维化和感染等原因化和感染等原因肺肺弹性阻力性阻力(肺肺顺应性性)吸气困吸气困难。肺气肺气肿时肺肺弹性成分破坏性成分破坏肺回肺回缩力力肺肺弹性阻力性阻力(肺肺顺应性性)呼气困呼气困难。故肺故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好。性加大并不一定表示肺通气功能好。肥肥胖胖、胸胸廓廓畸畸形形、胸胸膜膜增增厚厚、腹腹内内占占位位病病变等等原原因因弹性性阻阻力力(顺应性性)但但引引起起通通气气障障碍碍的的情情况况较少。少。3.影响弹性阻力的因素:42（二）非（二）非弹性阻力性阻力气道阻力气道阻力 1.气道阻力特点气道阻力特点:只在呼吸运只在呼吸运动时产生；生；流速快流速快阻力大阻力大 与气体流与气体流动形式有关：形式有关：层流流阻力小阻力小 湍流湍流阻力大阻力大 与气道半径的与气道半径的4次方成反比：次方成反比：（R1r4）（二）非弹性阻力气道阻力 432.影响影响气道阻力的因素气道阻力的因素：跨壁压：呼吸道内压力高跨壁压：呼吸道内压力高跨壁压大跨壁压大管径被动扩大管径被动扩大阻阻力力。肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用：小气道的弹性组肺实质对气道壁的外向放射状牵引作用：小气道的弹性组织对无软骨支持的细支气管保持通畅。织对无软骨支持的细支气管保持通畅。气道管壁平滑肌舒缩活动：气道管壁平滑肌舒缩活动：迷走迷走NACh+M受体受体收缩收缩气道阻力气道阻力 交感交感NNE+2受体受体舒张舒张气道阻力气道阻力 非非NE非非ACh共存递质的调制共存递质的调制(如神经肽）如神经肽）高高气气压压：如如深深潜潜水水环环境境下下,由由于于气气体体密密度度增增大大,气气道道阻阻力力增增大大,呼吸减慢加深呼吸减慢加深,增加了呼吸肌作功和能量消耗。增加了呼吸肌作功和能量消耗。2.影响气道阻力的因素：44化学因素的影响：化学因素的影响：儿茶酚胺儿茶酚胺气道平滑肌舒气道平滑肌舒张。PGF2气道平滑肌收气道平滑肌收缩；PGE2气道平滑肌舒气道平滑肌舒张。过敏反敏反应时肥大肥大细胞胞释放的放的组胺胺气道平滑肌收气道平滑肌收缩。吸入气吸入气CO2反射性支气管收反射性支气管收缩。哮喘病人的气道上皮合成、哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮素放肺内皮素气道平滑肌收气道平滑肌收缩。化学因素的影响：45 第三第三节气体交气体交换一、气体交一、气体交换的原理的原理 原理原理：扩散。散。动力力：膜两：膜两侧的气体分的气体分压差。差。条件条件：气体的理化特性、膜通透性和面：气体的理化特性、膜通透性和面积、分、分压差。差。速率速率：=扩散速率（散速率（D）扩散速率散速率与分与分压差、温度、气体溶解度、差、温度、气体溶解度、扩散面散面积呈正比呈正比；与；与扩散距离、分子量的平方根散距离、分子量的平方根呈反比呈反比。气体的溶解度气体的溶解度/分子量的平方根之比分子量的平方根之比为扩散系数散系数。扩散系数散系数大，大，扩散速率快散速率快。扩散距离扩散距离分子量分子量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=46二、肺二、肺换气与气与组织换气气 换气气动力力：分：分压差差 换气方向气方向：分分压高高分分压低低 换气气结果果：肺血肺血 组织血血 血血 血血二、肺换气与组织换气 换气动力：分压差 47三、影响气体交三、影响气体交换的因素的因素(一一)气体气体扩散速率散速率 分分压差差温度温度气体溶解度气体溶解度扩散面散面积扩散距离散距离分子量分子量=三、影响气体交换的因素分压差温度气体溶解度扩散面积扩散48 O2、CO2扩散速率（扩散速率（D）的比较）的比较 分子量分子量 血血浆溶解度溶解度 肺泡气肺泡气 A血血 V血血 D O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 CO2的的扩散系数是散系数是O2的的20倍倍,在同等条件下，在同等条件下，CO2的的扩散速率是散速率是O2的的20倍；但在肺中，由于肺泡气和倍；但在肺中，由于肺泡气和V血血间分分压差的不同，差的不同，CO2的的扩散速率散速率实际约为O2的的2倍。倍。肺功能衰竭患者往往缺肺功能衰竭患者往往缺O2显著，著，CO2潴留不明潴留不明显。(ml/L)（KPa）（KPa （KPa）O2、CO2扩散速率（49(二二)呼吸膜呼吸膜 正常呼吸膜非常薄，通透性与面正常呼吸膜非常薄，通透性与面积极大极大(70-80m2)。血液流血液流经肺毛肺毛细血管全血管全长约需需0.7s，而完成气体交，而完成气体交换的的时间仅需需0.3s(前前1/3段段)=气体交气体交换的的时间储备；安静状安静状态时仅有有40m2参与气体交参与气体交换=气体交气体交换的面的面积储备。1.厚度厚度：肺：肺纤维化、化、尘肺、肺水肺、肺水肿呼吸膜厚度呼吸膜厚度通透性通透性气体交气体交换；特特别在运在运动时，耗氧量耗氧量肺血流速肺血流速（=气体气体交交换时间），呼吸膜厚度），呼吸膜厚度气体交气体交换。2.面面积：肺肺气气肿、肺肺不不张、肺肺叶叶切切除除呼呼吸吸膜膜面面积气气体体交交换。(二)呼吸膜 1.厚度：肺纤维化、尘肺、肺水肿呼吸膜50(三三)通气通气/血流比血流比值 每分肺通气量（每分肺通气量（VA）/每分肺血流量（每分肺血流量（Q）1.VA/Q肺通气肺通气或肺血流或肺血流增大生理无效腔增大生理无效腔换气效率气效率(如心衰、肺如心衰、肺动脉栓塞脉栓塞)2.VA/Q肺通气肺通气增大功能性增大功能性A-V短路短路换气效率气效率（如支（如支哮、肺气哮、肺气肿、支气管栓塞）、支气管栓塞）(5L/min)VA/Q 0.84(4.2L/min)(三)通气/血流比值 1.VA/Q肺通51几点几点说明明：VA/Qor换气效率气效率缺缺O2和和CO2潴留潴留但以缺但以缺O2为主，原主，原因：因：A-V血血间PO2PCO2 功能性功能性A-V短路短路时，A血血PO2的的程度程度V血血PCO2；CO2 的的扩散系数是散系数是O2的的20倍，倍，CO2的的扩散速散速O2，不易出不易出现CO2潴留的症状；潴留的症状；A血血PO2和和PCO2时，可可刺刺激激呼呼吸吸，增增加加肺肺泡泡通通气气量量，有有助助于于CO2的的排排出出，而而几几乎乎无无助助于于O2的的摄取取（O2和和CO2解解离离曲曲线的特点所决定的）。的特点所决定的）。几点说明：52整整个个肺肺脏的的VA/Q=0.84,是是衡衡量量肺肺换气气功功能能的的指指标；但但因因肺肺脏各各局局部部的的肺肺泡泡通通气气量量和和血血流流量量的的不不均均性性，故故临床床上上更更应测肺肺脏各局部的各局部的VA/Q：人体直立人体直立时肺局部的肺局部的VA/Q 肺上区肺上区 肺下区肺下区 VA（L/min）0.24 0.82 Q（L/min）0.07 1.29 VA/Q 3.4 0.64整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标；但因53（四）肺（四）肺扩散容量（散容量（DL）概概 念念：指气体在：指气体在单位分位分压差作用下每分差作用下每分钟通通过呼吸膜呼吸膜扩散散的体的体积。意意 义：肺：肺扩散容量是散容量是测定呼吸气通定呼吸气通过呼吸膜的能力的一种呼吸膜的能力的一种指指标。正常正常值：O2的的DL=21mLmin-1mmHg-1 剧烈运烈运动时O2的的DL可增加到可增加到60mLmin-1mmHg-1。因因为：肺血流量肺血流量原关原关闭状状态的肺泡毛的肺泡毛细血管开放血管开放 换气面气面积换气量气量；肺通气量肺通气量肺泡的通气肺泡的通气-血流血流变得更加匹配得更加匹配 换气效率气效率。CO2的的DL=400450mLmin-1mmHg-1 每分耗氧量为每分耗氧量为21mLmin-1mmHg-111mmHg=230mLmin-1（四）肺扩散容量（DL）CO2的DL=400450mL54生理学-第七章-呼吸-课件55第四节第四节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输肺泡 血液 细胞第四节 气体在血液中的运输肺泡 56一、运一、运输形式形式:（一）物理溶解（一）物理溶解:气体直接溶解于血气体直接溶解于血浆中。中。特征特征:量小量小,起起桥梁作用；梁作用；溶解量与分溶解量与分压呈正比：呈正比：（二）化学（二）化学结合合:气体与某些物气体与某些物质进行化学行化学结合。合。特征特征:量大量大,主要运主要运输形式。形式。物理溶解物理溶解 化学化学结合合动态平衡平衡一、运输形式:动态平衡57(一一)物理溶解：物理溶解：(1.5%)(二二)化学化学结合合:(98.5%)O2与与Hb的可逆性的可逆性结合合:Hb+O2 当表浅毛当表浅毛细血管床血液中血管床血液中去氧去氧Hb达达5g/100ml以上，以上，呈呈蓝紫色紫色称称紫紫绀（一般是缺（一般是缺O2的的标志）。志）。PO2(氧合氧合)PO2(氧离氧离)HbO2鲜红色鲜红色暗红色暗红色二、氧的运二、氧的运输(一)物理溶解：(1.5%)当表浅毛细血管床血液中去氧H58 1分子分子Hb可与可与4分子分子O2可逆可逆结合（合（4个个亚基各基各结合合1个个O2）Hb+O2结合的最大量合的最大量氧容量氧容量 100ml血血 Hb+O2结合的合的实际量量氧含量氧含量 氧含量氧含量 氧容量的氧容量的%氧氧饱和度和度 反反应快、可逆、受快、可逆、受PO2的影响、不需的影响、不需酶的催化；的催化；是氧合，非氧化是氧合，非氧化:Hb-Fe2+O2 Fe2+-HbO2 （因（因O2结合在合在Hb的的Fe2+上上时，无，无电荷的荷的转移）移）2.O2与与Hb结合的特征合的特征:1分子Hb可与4分子O2可逆结合（4个亚基各结合1个O59 Hb+O2的的结合或解离曲合或解离曲线呈呈S形形 机制机制：与与Hb 的变构有关：的变构有关：氧合氧合Hb 为疏松型（疏松型（R型）型）去氧去氧Hb 为紧密型（密型（T型）型）当当O2与与Hb的的Fe2+结合后合后 Hb4个个亚基基间的的盐键逐步断裂逐步断裂 Hb分子由分子由T型型R型型（即（即对O2 的的亲和力逐步和力逐步）R型的型的亲O2力力为T型的数百倍型的数百倍即：即：当当Hb某某亚基基与与O2结合合或或解解离离后后Hb变构构其其他他亚基基的的亲O2力力orHb4个个亚基基的的协同同效效应便便呈呈现S形形的的氧氧离离曲曲线特特征。征。Hb+O2的结合或解离曲线呈S形 601.上段上段:PO28.013.3kPa(80100mmHg）坡度）坡度较平坦。平坦。表明表明：PO2变化大化大时，血氧，血氧饱和度和度变化小。化小。意意义:保保证低氧分低氧分压时的高的高载氧能力。氧能力。2.中段中段:PO28.05.3kPa(4080mmHg)坡度坡度较陡。陡。表明：表明：PO2降低能促降低能促进大量氧离，血氧大量氧离，血氧饱和度下降和度下降显著。著。意意义:维持正常持正常时组织的氧供。的氧供。3.下段下段:PO25.32.0kPa(1540mmHg)坡度更陡。坡度更陡。表明：表明：PO2稍有下降稍有下降,血氧血氧饱和度就急和度就急剧下降。下降。意意义:维持活持活动时组织的氧供。的氧供。（三）氧离曲（三）氧离曲线特征及生理意特征及生理意义1.上段:PO28.013.3kPa(80100mmHg61 P50：指：指Po2 为26.5mmHg时Hb氧氧饱和度达到和度达到50%。P50表示氧表示氧离曲离曲线的正常位置。的正常位置。P50:表明表明 Hb 对o2的的亲和力和力（氧离易），需更高的（氧离易），需更高的Po2才能使才能使Hb氧氧饱和度达到和度达到50%。即即曲曲线右移（下移）：右移（下移）：Pco2 PH2,3-DpG T P50:表明表明 Hb 对o2的的亲和力和力（氧离（氧离难）,较低的低的Po2便能使便能使Hb氧氧饱和度达到和度达到50%。即即曲曲线左移（上移）左移（上移）:Pco2 PH 2,3-DpG （四）影响（四）影响氧离曲氧离曲线的因素的因素T Pco P50：指Po2 为26.5mmHg时Hb氧饱和度达到562 1.Pco2 PH Pco2PH氧离曲氧离曲线右移右移 Pco2PH氧离曲氧离曲线左移左移 CO2+H2OHCO3-+H+H+当当H+与与Hb的的某某些些A-的的残残基基基基团结合合，促促进Hb盐键形形成成Hb构构型型变氧氧离曲离曲线位移。如：位移。如：(1)组织：H+促促进Hb盐键形成形成Hb构型构型变为T型型 Hb与与o2亲和力和力氧离曲氧离曲线右移右移氧离易氧离易。这种酸度种酸度对Hb与与o2亲和力的影响，称和力的影响，称为波波尔效效应(Bohr effect)，其意其意义：在肺在肺脏促促进氧合氧合在在组织促促进氧离氧离。(2)肺脏肺脏：H+促进促进Hb盐键断裂盐键断裂Hb构型变为构型变为R型型 Hb与与o2亲和力亲和力氧离曲线左移氧离曲线左移氧合易氧合易。1.Pco2 PH (1)组织：H+促63 2.温度温度 T氧离曲氧离曲线右移右移 T氧离曲氧离曲线左移左移 T变化化H+的活度的活度变化化Hb与与O2亲和力和力变化化Hb构型改构型改变氧氧离曲离曲线位移。位移。如如：(1)TH+的活度的活度 Hb与与o2亲和力和力Hb释放放o2 Hb构型构型变为R型型氧离曲氧离曲线右移右移氧离易氧离易 如：如：组织代代谢局部局部 T+CO2H+曲曲线右移右移氧离易氧离易 (2)TH+的活度的活度Hb与与O2亲和力和力Hb结合合O2 Hb构型构型变为T型型氧离曲氧离曲线左移左移氧离氧离难 如：低温麻醉如：低温麻醉时，应防防组织缺缺O2 冬天，末梢循冬天，末梢循环+氧离氧离难局部局部红、易、易冻伤 2.温度 (1)TH+的活度 Hb与o2643.2,3-DpG DpG 氧离曲氧离曲线右移右移 DpG 氧离曲氧离曲线左移左移 DpG 能与能与Hb结合形成合形成盐键 Hb构型构型变为T型；型；DpG H+波波尔效效应。(1)高原缺氧高原缺氧 RBC无氧代无氧代谢 DpG氧离曲氧离曲线右移右移氧离氧离易易。注：注：这一效一效应是机体是机体对低低o2适适应的重要机制；的重要机制；但此但此时肺泡肺泡Po2，RBC无氧代无氧代谢产生生过多的多的DpG，也防碍了在肺部的氧合，故是否也防碍了在肺部的氧合，故是否对机体有利尚无定机体有利尚无定论。(2)大量大量输入冷入冷冻血血DpG氧离曲氧离曲线左移左移氧离氧离难。（冷冷冻血血3周后，周后，RBC无氧代无氧代谢停止停止DpG）故：故：应注意缺氧。注意缺氧。3.2,3-DpG(1)高原缺氧 RBC无氧代谢 65 Pco曲曲线左移左移氧离氧离难 CO与与Hb亲和力和力 O2与与Hb亲和力和力 250 倍；倍；CO与与Hb的的结合位点与合位点与O2相同；相同；CO与与Hb的某的某亚基基结合后，将增加其余三个合后，将增加其余三个亚基基对 O2的的亲和力和力。异常异常Hb：Hb的运的运O2能力能力（如地中海（如地中海贫血）血）胎胎儿儿Hb：胎胎儿儿Hb的的4条条肽链为22(成成人人为22)构构成成，其其Hb与与O2亲和力成人，和力成人，这与胎儿所与胎儿所处的低氧的低氧环境是相适境是相适应的。的。Hb的的Fe2+Fe3+:Hb失去失去结合合O2的能力（如的能力（如亚硝酸硝酸盐）5.Hb本身的性本身的性质4.Pco Pco曲线左移氧离难 CO与H66三、三、CO2的运的运输(一一)物理溶解：物理溶解：5(二二)化学化学结合：合：95 HCO3-的形式：的形式：88 (1)反反应过程：程：CO2H2O(2)反反应特征特征:碳酸酐酶碳酸酐酶H2CO3HCO3-H+反反应速极快且可逆，反速极快且可逆，反应方向取决方向取决PCO2差；差；RBC膜上有膜上有Cl-和和HCO3-特异特异转运运载体，体，Cl-转移移维持持电平衡平衡,促促进CO2化学化学结合的运合的运输；需需酶催化催化:碳酸碳酸酐酶加速反加速反应0.5万倍万倍,双向作用；双向作用；在在RBC内反内反应,在血在血浆内运内运输。三、CO2的运输 碳酸酐酶H2CO3HCO3-H+反应速67 氨基甲酰血红蛋白的形式：氨基甲酰血红蛋白的形式：7 (1)反应过程：反应过程：HbNH2O2+H+CO2 (2)反应特征反应特征:反应迅速且可逆，无需酶催化；反应迅速且可逆，无需酶催化；CO2与与Hb的结合较为松散；的结合较为松散；反应方向主要受氧合作用的调节反应方向主要受氧合作用的调节:HbO2的酸性高的酸性高,难与难与CO2结合结合,反应向左进行反应向左进行 HHb的酸性低的酸性低,易与易与CO2结合结合,反应向右进行反应向右进行 虽不是主要运输形式虽不是主要运输形式,却是高效率运输形式，却是高效率运输形式，因肺部排出的因肺部排出的CO2有有20是此释放的。是此释放的。带满带满O2的的Hb仍可带仍可带CO2。在组织在组织在肺脏在肺脏HHbNHCOOHO2 氨基甲酰血红蛋白的形式：7在组织在肺脏HHbNHCOO68(三三)CO2解离曲线解离曲线 CO2解离曲线是表示血解离曲线是表示血液中液中CO2含量与含量与PCO2间间关系的曲线。关系的曲线。从图中可见：从图中可见：血血 液液 中中 CO2含含 量量 随随PCO2的的而而，几乎成，几乎成V血血A点点CO2的的含含量量为为52ml/100ml,而而A血血B点点CO2的的含含量量降降为为48ml/100ml,说说明明血血液液流流经经肺肺脏脏时时，每每100ml血血液液释释放放出出4mlCO2。当血当血PO2时，时，CO2解离曲线下移。解离曲线下移。线性关系线性关系(非非S形曲线形曲线)，且无饱和点。，且无饱和点。(三)CO2解离曲线 V血A点CO2的含量为52ml/1069 为什么血什么血PO2，CO2解离曲解离曲线会下移？会下移？这是是由由于于O2与与Hb的的结合合促促使使了了CO2的的释放放，这一一效效应称称何何尔登效登效应（Haldane effect)；其；其机制机制：Hb与与O2结合合后后酸酸性性增增强，与与CO2的的亲和和力力下下降降，使使结合合于于Hb的的O2释放出来；放出来；酸酸性性的的HbO2释放放出出H+，H+与与HCO3-结合合成成H2CO3，进一一步解离成步解离成CO2和和H2O。为什么什么V血血CO2的含量的含量A血？血？HHb 酸酸性性弱弱，与与CO2的的亲和和力力高高，易易与与CO2结合合，生生成成HHbNHCOOH，也也容容易易与与H+结合合，使使H2CO3解解离离过程程中中产生生的的H+被被及及时移移去去，有有利利于于反反应向向右右进行行，提提高高CO2运运输的的量。量。为什么血PO2，CO2解离曲线会下移？70(四四)影响影响CO2运输的因素运输的因素 1.O2与与Hb结合的氧合作用对结合的氧合作用对CO2运输的影响运输的影响 HbNH2O2+H+CO2 HbO2的酸性高的酸性高,难与难与CO2结合结合,反应向左进行；反应向左进行；在组织中，在组织中，HbO2释放出释放出O2而成为而成为HHb，何尔登效，何尔登效 应促使血液摄取并结合应促使血液摄取并结合CO2。HHb的酸性低的酸性低,易与易与CO2结合结合,反应向右进行；反应向右进行；在肺中，在肺中，Hb与与O2结合，促使结合，促使CO2释放。释放。CO2通过波尔效应影响通过波尔效应影响O2的结合合释放，的结合合释放，O2通过何尔登效应影响通过何尔登效应影响CO2的结合和释放。的结合和释放。2.PCO2差对差对CO2运输的影响运输的影响 因因HCO3-运输形式的反应方向取决于运输形式的反应方向取决于PCO2差。差。在肺脏在肺脏在组织在组织HHbNHCOOHO2(四)影响CO2运输的因素 在肺脏在组织HHbNHCOOH71第五节呼吸运动的调节第五节呼吸运动的调节一、呼吸中枢一、呼吸中枢 呼吸中枢是指产生和调节呼吸运动的神经细胞群。呼吸中枢是指产生和调节呼吸运动的神经细胞群。正常呼吸运动是在各呼吸中枢的相互配合下进行的。正常呼吸运动是在各呼吸中枢的相互配合下进行的。呼吸中枢包括呼吸中枢包括大脑皮层大脑皮层、间脑间脑、脑桥脑桥、延髓延髓、脊髓脊髓等部位等部位分段横切脑干等研究发现：分段横切脑干等研究发现：延髓是呼吸基本中枢延髓是呼吸基本中枢,脑脑桥是呼吸调整中枢。桥是呼吸调整中枢。第五节呼吸运动的调节一、呼吸中枢 72横切实验横切实验横切实验73引导实验引导实验引导实验74生理学-第七章-呼吸-课件75 微电极等技术研究发现：微电极等技术研究发现：CNS内有些内有些N元呈节律性放电，并元呈节律性放电，并且放电节律与呼吸周期有关，其类型有且放电节律与呼吸周期有关，其类型有:吸气吸气N元元(I-N元元)：在吸气相放电：在吸气相放电 呼气呼气N元元(E-N元元):在呼气相放电在呼气相放电 跨时相跨时相N元元 I-EN元元:吸气相放电并延续到呼气相吸气相放电并延续到呼气相 E-IN元元:呼气相放电并延续到吸气相呼气相放电并延续到吸气相(一一)脑干呼吸神经元脑干呼吸神经元 微电极等技术研究发现：CNS内有些N元呈节律性放电，并且放76(二二)呼吸神呼吸神经元的分布元的分布 1.脑桥呼吸神呼吸神经元元组：主要集中于旁臂内主要集中于旁臂内侧核和核和Kolliker-Fuse核，前者存在核，前者存在E-N元元和跨和跨时相相N元；后者存在元；后者存在I-N元。元。脑桥呼吸呼吸N元与延髓背元与延髓背侧、腹、腹侧呼吸呼吸N元之元之间存在双向存在双向联系，系，部分部分N元元轴突突还投射到脊髓膈肌运投射到脊髓膈肌运动N元群。元群。脑桥呼吸呼吸N元的作用元的作用为限制吸气，促使吸气向呼气限制吸气，促使吸气向呼气转换。相。相当于早先研究当于早先研究发现的呼吸的呼吸调整中枢。整中枢。2.延髓背延髓背侧呼吸神呼吸神经元元组(DRG)：主要集中于孤束核的腹外主要集中于孤束核的腹外侧部，大多数属部，大多数属I-N元，元，E-N元元仅占占56，轴突投射到膈肌和肋突投射到膈肌和肋间外肌运外肌运动N元，引起吸气。元，引起吸气。(二)呼吸神经元的分布77 3.延髓腹延髓腹侧呼吸神呼吸神经元元组(VRG)：按功能又分如下区域：按功能又分如下区域：后疑核尾段后疑核尾段：面面N后核后核头段段：疑核中段疑核中段：疑核疑核头段段：主含主含E-N元，元，轴突投射到肋突投射到肋间内肌和腹肌运内肌和腹肌运动N元，元，引起主引起主动呼气；呼气；又称包又称包钦格复合体，主含格复合体，主含E-N元，元，轴突投射到突投射到脊髓和延髓内脊髓和延髓内侧部，抑制部，抑制I-N元的活元的活动；主含主含I-N元，支配膈肌和肋元，支配膈肌和肋间外肌运外肌运动N元，引起吸气；元，引起吸气；还含有直接支配咽喉部含有直接支配咽喉部辅助呼吸肌的助呼吸肌的I-N元和元和E-N元；元；是是含含有有各各类呼呼吸吸性性中中间N元元的的过度度区区，称称为前前包包钦格复合体，被格复合体，被认为是呼吸是呼吸节律律发源部位源部位。3.延髓腹侧呼吸神经元组(VRG)：78(三三)呼吸呼吸节律形成的机制律形成的机制吸气活吸气活动发生器生器：当当H H+CO CO2 2 等作用下等作用下兴奋并引起并引起:向下向下兴奋延延髓髓I-NI-N元元脊髓吸气肌脊髓吸气肌运运动N N元元吸气吸气；向向上上兴奋脑桥呼吸呼吸调整中整中枢枢;兴奋吸气切断机吸气切断机制制N N元。元。吸吸气气切切断断机机制制：当当接接受受到到吸吸气气活活动发生生器器、延延髓髓I-NI-N元元、脑桥呼呼吸吸调整整中中枢枢和和肺肺牵张感感受受器器的的冲冲动，兴奋总和和达达到到某某一一阈值，反反馈抑抑制制延延髓髓I-NI-N元元,切切断断吸吸气气，从从而而使使吸吸气气转化化为呼气。呼气。H+CO2(三)呼吸节律形成的机制吸气活动发生器：当H+CO2 等79二、呼吸运二、呼吸运动的反射性的反射性调节(一一)肺肺牵张反射反射(黑黑-伯反射伯反射)指肺指肺扩张或萎陷引起的吸气抑制或或萎陷引起的吸气抑制或兴奋的反射。包括肺的反射。包括肺扩张、肺肺缩小反射。小反射。1.肺萎陷反射肺萎陷反射(肺肺缩小反射小反射)肺萎陷肺萎陷较明明显时引起吸气的反射。引起吸气的反射。在在平平静静呼呼吸吸调节中中的的意意义不不大大，但但对阻阻止止呼呼气气过深深和和肺肺不不张等可能起一定作用。等可能起一定作用。二、呼吸运动的反射性调节 80 2.肺肺扩张反射：反射：过程：程：肺肺扩张肺肺牵感器感器兴奋迷走迷走N延髓延髓兴奋吸气切吸气切断机制断机制N元元吸气吸气转化化为呼气呼气。意意义:加速吸气和呼气的交替，使呼吸加速吸气和呼气的交替，使呼吸频率增加。率增加。与呼吸与呼吸调整中枢共同整中枢共同调节呼吸呼吸频率和深度。率和深度。特征特征:敏感性有种属差异；敏感性有种属差异；正常成人平静呼吸正常成人平静呼吸时这种反射不明种反射不明显，深呼吸，深呼吸时可能可能起作用；起作用；病病理理情情况况下下(肺肺充充血血、肺肺水水肿等等)肺肺顺应性性降降低低时起起重重要作用。要作用。2.肺扩张反射：81 1.外周化学感受器外周化学感受器 存在于存在于颈动脉体和主脉体和主动脉体，前者主要参入呼吸脉体，前者主要参入呼吸调节，后者后者则在循在循环调节方面方面较为重要。重要。颈动脉体内含脉体内含型型细胞和胞和型型细胞，周胞，周围包包绕以毛以毛细血血管管窦，血供丰富。，血供丰富。功能上功能上型型细胞起着感受器的作用，胞起着感受器的作用，型型细胞胞