生理学-第五章-呼吸课件

呼呼 吸吸 Respiration第五章第五章1.本章要点：本章要点：1.1.肺 通 气2.2.气体的交换3.3.气体在血液中的运输4.4.呼吸运动的调节2 概述概述v掌握呼吸的概念及呼吸的基本过程。掌握呼吸的概念及呼吸的基本过程。v熟悉呼吸器官的结构特点及功能意义。熟悉呼吸器官的结构特点及功能意义。本节学习目标本节学习目标3一、呼吸的四个过程？一、呼吸的四个过程？二、内呼吸、外呼吸的概念？二、内呼吸、外呼吸的概念？4 在新陈代谢过程中，机体需要消耗在新陈代谢过程中，机体需要消耗O2，并产生并产生CO2，为维持内环境中为维持内环境中O2和和CO2含含量的相对稳定，确保体内新陈代谢的正常量的相对稳定，确保体内新陈代谢的正常进行，机体必须不断地从外界环境中摄取进行，机体必须不断地从外界环境中摄取O2，并排出所产生的，并排出所产生的CO2。v 机体与外界环境之间的气体交换过程机体与外界环境之间的气体交换过程称为呼吸。称为呼吸。5鼻、咽、喉鼻、咽、喉鼻、咽、喉鼻、咽、喉气管气管气管气管主支气管主支气管主支气管主支气管 .呼吸性细支气管呼吸性细支气管呼吸性细支气管呼吸性细支气管 肺泡肺泡肺泡肺泡气体交气体交气体交气体交换场所换场所换场所换场所气体传送带气体传送带下呼吸道下呼吸道下呼吸道下呼吸道 上呼吸道上呼吸道上呼吸道上呼吸道6789呼吸全过程：呼吸全过程：1011呼吸包括三个相互衔接并同时进行的过程呼吸包括三个相互衔接并同时进行的过程1.1.外呼吸外呼吸：包括：包括肺通气肺通气和和肺换气肺换气2.2.气体在血液中的运输气体在血液中的运输3.3.内呼吸内呼吸：组织细胞与组织毛细血管之间：组织细胞与组织毛细血管之间 的气体交换以及组织细胞内的生物氧化过程。的气体交换以及组织细胞内的生物氧化过程。12 呼吸道黏膜：呼吸道黏膜：加温、加湿加温、加湿过滤、清洁过滤、清洁防感染、保护黏膜防感染、保护黏膜的完整性的完整性131、呼吸是指、呼吸是指_。2、呼吸的过程包括、呼吸的过程包括_、_、_、_。3、外呼吸是指、外呼吸是指_和和_。4、内呼吸是指、内呼吸是指_。5、呼吸道粘膜粘液的作用有、呼吸道粘膜粘液的作用有_、_、_。6、上呼吸道是指、上呼吸道是指_、_、_。7、气体传导区不能进行气体交换主要是因、气体传导区不能进行气体交换主要是因为管壁结构上没有为管壁结构上没有_。141、机体与外界环境之间的气体交换过程机体与外界环境之间的气体交换过程2、肺通气、肺换气、气血运输、组织换气、肺通气、肺换气、气血运输、组织换气3、肺通气、肺换气、肺通气、肺换气4、组织换气、组织换气5、加温和加湿、过滤和清洁、防止感染和、加温和加湿、过滤和清洁、防止感染和保护黏膜的完整性保护黏膜的完整性6、鼻、咽、喉、鼻、咽、喉7、肺泡、肺泡15三、肺通气原理三、肺通气原理（一）肺通气的动力（一）肺通气的动力呼呼 气气肺内压肺内压大气压大气压缩缩 小小肺肺 脏脏吸吸 气气肺内压肺内压大气压大气压胸胸 廓廓呼呼 吸吸 肌肌缩缩 小小收收 缩缩舒舒 张张扩扩 张张 原动力原动力:呼吸运动呼吸运动是肺通气的原动力。是肺通气的原动力。直接动力直接动力:肺内压肺内压与外界大气压间的压与外界大气压间的压力差。力差。扩扩 张张16呼吸运动：呼吸运动：呼吸肌的收缩和舒张呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩张与缩小。引起的胸廓节律性扩张与缩小。1.吸气肌：膈肌和肋间外肌吸气辅助肌：斜角肌、胸锁乳突肌等2.呼气肌:肋间内肌和腹肌171.1.呼吸运动呼吸运动 (1)(1)型式型式: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；按参与呼吸运动的主要肌群分按参与呼吸运动的主要肌群分:混合呼吸混合呼吸:正常成人。正常成人。腹式呼吸腹式呼吸:婴幼儿、胸膜炎、胸腔积液。婴幼儿、胸膜炎、胸腔积液。胸式呼吸胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、妊娠、严重腹水、腹腔有巨大肿块、妊娠、肥胖。肥胖。(2)(2)频率频率:成人成人:12:121818次次/分分18(3)(3)过程过程：平静呼吸平静呼吸：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，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张(因肺无主动扩缩的组织结构)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、左右径 吸吸 气气 呼呼 气气19 用力呼吸用力呼吸：用用力力吸吸气气时时，辅辅助助吸吸气气肌肌也也参参加加，胸胸廓廓容容积积进进一步扩大。一步扩大。用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间内肌（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。人工呼吸人工呼吸:基本原理基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差使肺内与外界大气压间产生压力差 方法方法:负压吸气式负压吸气式(压胸法压胸法)正压吸气式正压吸气式(口对口呼吸法，呼吸机口对口呼吸法，呼吸机)(4)(4)特点特点：平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。平静呼吸时，肋间外肌所起的作用膈肌。平静呼吸时，肋间外肌所起的作用膈肌。202122根据参与呼吸运动的肌群不同分为：根据参与呼吸运动的肌群不同分为：v腹式呼吸腹式呼吸(abdominal breathing):以膈肌舒缩活以膈肌舒缩活 动为主的呼吸运动。动为主的呼吸运动。v胸式呼吸胸式呼吸(thoracic breathing):以肋间外肌舒缩以肋间外肌舒缩 活动为主的呼吸运动。活动为主的呼吸运动。混合式呼吸混合式呼吸23呼吸暂停、声带开放、呼吸道通畅时：呼吸暂停、声带开放、呼吸道通畅时：肺内压肺内压大气压大气压呼吸运动过程中肺内压的周期性交替升降呼吸运动过程中肺内压的周期性交替升降 肺肺内压和大气压之间的压力差内压和大气压之间的压力差 推动气体进出肺推动气体进出肺的直接动力的直接动力1.肺内压肺内压(intrapulmonary pressure)肺泡内的压力肺泡内的压力 （二）呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化（二）呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化24吸气初：肺内压吸气初：肺内压 大气压大气压 呼气开始呼气开始呼气末：肺内压呼气末：肺内压=大气压大气压 呼气停止呼气停止呼气末呼气末吸气末吸气末25（1）胸膜腔胸膜腔：位于脏层胸膜与壁层胸膜之间的潜在、密：位于脏层胸膜与壁层胸膜之间的潜在、密闭的腔隙，其内仅少量浆液闭的腔隙，其内仅少量浆液2.胸膜腔内压胸膜腔内压(intrapleural pressure)（2）胸膜腔胸膜腔内压内压：胸膜腔内的压力。：胸膜腔内的压力。测量：直接法测量：直接法 间接法间接法26 胸膜腔内压胸膜腔内压(intrapleural pressure)27以胸膜腔密闭且含浆液为条件以胸膜腔密闭且含浆液为条件胸廓生长胸廓生长肺生长肺生长胸廓容积胸廓容积肺容积肺容积 胸廓将肺拉大胸廓将肺拉大肺回缩肺回缩 胸内负压胸内负压胸膜腔负压的形成胸膜腔负压的形成28 胸膜腔内压胸膜腔内压=肺内压肺内压 肺回缩力肺回缩力 在吸气末或呼气末在吸气末或呼气末 胸膜腔内压胸膜腔内压=大气压大气压 肺回缩力肺回缩力 以大气压为以大气压为0，胸膜腔内压，胸膜腔内压=肺回缩力肺回缩力 （负压是指其低于大气压）（负压是指其低于大气压）呼气末：呼气末：-3 -5mmHg；吸气末：吸气末：-5 -10 mmHg为什么平静呼气末胸膜腔内压仍然为负为什么平静呼气末胸膜腔内压仍然为负29胸膜腔负压的生理意义：胸膜腔负压的生理意义：维持肺泡的扩张状态，有利于肺的扩张维持肺泡的扩张状态，有利于肺的扩张 有利于静脉血及淋巴液的回流有利于静脉血及淋巴液的回流气胸气胸30气胸气胸31二、肺通气的阻力二、肺通气的阻力 呼呼吸吸运运动动产产生生的的动动力力,在在克克服服肺肺通通气气所所遇遇到到的的阻阻力力后后,方方能能实实现现肺肺通通气气。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。阻力增高是临床肺通气障碍的常见原因。32弹弹性性阻阻力力非非弹弹性性阻阻力力肺肺通通气气阻阻力力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力肺弹性阻力气道阻力气道阻力：与气体流动形式：与气体流动形式+气道半径有关气道半径有关粘滞阻力粘滞阻力惯性阻力惯性阻力肺弹性回缩力肺弹性回缩力:1/3肺泡表面张力：肺泡表面张力：2/3常态下可忽略不计常态下可忽略不计33（一）弹性阻力（一）弹性阻力 弹性阻力弹性阻力(R)：物体在外力作用下变形时所产生的：物体在外力作用下变形时所产生的对抗变形的力。包括肺弹性阻力（主）和胸廓弹性对抗变形的力。包括肺弹性阻力（主）和胸廓弹性阻力。阻力。肺的弹性阻力肺的弹性阻力肺组织的肺组织的弹性回缩力弹性回缩力(1/3)肺泡表面的表面张力肺泡表面的表面张力(2/3)34（1）肺泡表面张力和）肺泡表面张力和肺表面活性物质肺表面活性物质 肺泡表面张力肺泡表面张力(surface tension)肺泡的内表面覆盖一薄层液体，与肺泡内气体肺泡的内表面覆盖一薄层液体，与肺泡内气体形成液形成液-气界面，气界面，使液体表面积缩至最小的力。使液体表面积缩至最小的力。35表面张力的方向指向肺泡的中心，可使肺泡表面张力的方向指向肺泡的中心，可使肺泡回缩，构成了肺的回缩力回缩，构成了肺的回缩力36吸吸 气气肺泡表面积肺泡表面积DPLDPL分散分散降表面张力的作用降表面张力的作用肺泡表面张力肺泡表面张力肺泡回缩肺泡回缩防肺泡破裂防肺泡破裂 (呼气呼气)()(密集密集)()()(扩张扩张)(萎陷萎陷)肺泡表面活性物质肺泡表面活性物质(pulmonary surfactant)由肺泡由肺泡型细胞产生的型细胞产生的二棕榈酰卵磷脂二棕榈酰卵磷脂作用：作用：降低肺泡的表面张力降低肺泡的表面张力37生理意义：生理意义：降低肺的弹性阻力、减小降低肺的弹性阻力、减小吸气阻力，增加肺的顺应性吸气阻力，增加肺的顺应性避免肺毛细血管中的液体避免肺毛细血管中的液体渗入肺泡，防止肺水肿发生渗入肺泡，防止肺水肿发生有助于维持肺泡的有助于维持肺泡的稳定性稳定性肺表面活性物质减少肺表面活性物质减少 肺不张肺不张早产儿早产儿成人肺炎、肺血栓成人肺炎、肺血栓38（2）肺的弹性回缩力）肺的弹性回缩力 肺组织含弹性纤维，肺扩张时弹性纤维会产生肺组织含弹性纤维，肺扩张时弹性纤维会产生回缩力。回缩力。在一定范围内，肺被动扩张的越大，弹性回缩在一定范围内，肺被动扩张的越大，弹性回缩力越大，肺弹性阻力也越大。力越大，肺弹性阻力也越大。反之，越小反之，越小。39 肺弹性阻力增加，顺应性降低肺弹性阻力增加，顺应性降低 吸气困难吸气困难肺弹性阻力减小，顺应性增大肺弹性阻力减小，顺应性增大 呼气困难呼气困难 肺弹性阻力的大小难以测定，因此通常用顺肺弹性阻力的大小难以测定，因此通常用顺应性来表示。应性来表示。顺应性：在外力作用下，弹性物体扩张的难顺应性：在外力作用下，弹性物体扩张的难易程度。易程度。顺应性顺应性=1/=1/弹性阻力弹性阻力40（二）非弹性阻力（二）非弹性阻力 包括：惯性阻力、粘滞阻力、气道阻力（主）包括：惯性阻力、粘滞阻力、气道阻力（主）惯性阻力：气体在发动、变速、换向时因气体和惯性阻力：气体在发动、变速、换向时因气体和 组织的惯性所产生的阻力组织的惯性所产生的阻力粘滞阻力：来自呼吸时组织相对位移发生摩擦时粘滞阻力：来自呼吸时组织相对位移发生摩擦时 所产生的阻力所产生的阻力气道阻力：气道阻力：非弹性阻力的非弹性阻力的 80%90%，由，由气道管气道管 径、径、气流速度和气流形式决定。气流速度和气流形式决定。41为什么支气管哮喘病人呼气比吸气困难为什么支气管哮喘病人呼气比吸气困难气道阻力特点气道阻力特点:只在呼吸运动时产生；只在呼吸运动时产生；流速快流速快阻力大阻力大 与气体流动形式有关：与气体流动形式有关：层流层流阻力小阻力小 湍流湍流阻力大阻力大 与气道半径的与气道半径的4 4次方成反比：次方成反比：（R1R1r r4 4）42弹弹性性阻阻力力非非弹弹性性阻阻力力肺肺通通气气阻阻力力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力肺弹性阻力气道阻力气道阻力：与气体流动速度：与气体流动速度+形式形式+气道半径气道半径有关有关粘滞阻力粘滞阻力惯性阻力惯性阻力肺弹性回缩力肺弹性回缩力:1/3肺泡表面张力：肺泡表面张力：2/3常态下可忽略不计常态下可忽略不计43v1、潮气量潮气量 400600 mlv2、补吸气量补吸气量 15002000 mlv3、补呼气量补呼气量 900 1200 mlv4、残气量残气量 10001500 ml二、肺通气功能的评价二、肺通气功能的评价(evaluation of function of pulmonary ventilation)(evaluation of function of pulmonary ventilation)（一）肺容量（一）肺容量指四种互不重叠的呼吸气量指四种互不重叠的呼吸气量 v 功能残气量功能残气量 2500ml、2000mlv5、肺活量肺活量 3500ml、2500mlv 用力呼气量用力呼气量v6、肺总量肺总量 50006000ml 35004500ml444546用力呼气量（用力呼气量（forced expiratory volume，FEV）：）：v最大吸气后以最快速最大吸气后以最快速度用力呼气，在一定度用力呼气，在一定（单位）时间内所能（单位）时间内所能呼出的最大气量。呼出的最大气量。v 第第1秒末秒末:83%v 第第2秒末秒末:96%v 第第3秒末秒末:99%。测定方法：测定方法：作一次深吸气后，以最快作一次深吸气后，以最快的速度用力呼气，同时分的速度用力呼气，同时分别记录第别记录第1，2，3秒末所呼秒末所呼出的气量，计算其所占肺出的气量，计算其所占肺活量的百分比。活量的百分比。47用力呼气量示意图用力呼气量示意图生理情况下生理情况下气道狭窄时气道狭窄时48（二）（二）肺通气量肺通气量指单位时间内进出肺的气体量。指单位时间内进出肺的气体量。v（一）每分通气量v（二）肺泡通气量491、每分通气量、每分通气量 每分钟吸入或呼出肺的气体量每分钟吸入或呼出肺的气体量v每分通气量潮气量每分通气量潮气量呼吸频率呼吸频率v正常人呼吸频率为正常人呼吸频率为1218次次/min，每分通，每分通气量约气量约69L/min，每分最大通气量约，每分最大通气量约70120L/min 50v解剖无效腔：指从上呼吸道至终末细支气管部解剖无效腔：指从上呼吸道至终末细支气管部分的气道，该部分不参与气体交换过分的气道，该部分不参与气体交换过程，称为，正常成年人约程，称为，正常成年人约150ml。v肺泡无效腔：指进入肺泡的气体有部分未能与肺肺泡无效腔：指进入肺泡的气体有部分未能与肺毛细血管血液之间进行气体交换，这部毛细血管血液之间进行气体交换，这部分气体所占的肺泡容量称为。分气体所占的肺泡容量称为。v生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔。生理无效腔解剖无效腔肺泡无效腔。v一般肺泡无效腔很小，生理无效腔一般肺泡无效腔很小，生理无效腔解剖无效腔。解剖无效腔。2、肺泡通气量、肺泡通气量51v肺泡通气量：指每分钟吸入或呼出肺泡的气肺泡通气量：指每分钟吸入或呼出肺泡的气量，是衡量肺部气体交换有效率的量，是衡量肺部气体交换有效率的指标。指标。v肺泡通气量（潮气量无效腔气量）肺泡通气量（潮气量无效腔气量）呼吸频率呼吸频率52支气管扩张支气管扩张 解剖无效腔解剖无效腔肺肺A A部分梗塞部分梗塞 肺泡无效腔肺泡无效腔53呼吸形式呼吸形式肺泡通气量肺泡通气量 (毫升毫升/分分)呼吸频率呼吸频率(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250 32 8000 3200 深慢呼吸深慢呼吸1000 8 8000 68005600 不同呼吸频率、潮气量时的肺通气量及肺泡通气量不同呼吸频率、潮气量时的肺通气量及肺泡通气量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：54 第二节第二节 气体的交换气体的交换 肺换气：肺泡与肺毛细肺换气：肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换血管血液之间的气体交换从高分压点从高分压点流向低分压点流向低分压点组织换气：组织细组织换气：组织细胞与组织毛细血管血胞与组织毛细血管血液之间的气体交换液之间的气体交换55（一）气体交换的原理（一）气体交换的原理形式形式：单纯扩散：单纯扩散动力动力：气体分压（张力）差：气体分压（张力）差动脉血动脉血混合静脉血混合静脉血 组织组织PO213.3(100)5.3(40)4.0(30)PCO25.3(40)6.1(46)6.6(50)一一、决定气体交换的因素、决定气体交换的因素56（二）气体的扩散速率（二）气体的扩散速率单位时间内气体扩散的容积。单位时间内气体扩散的容积。分压差分压差扩散面积扩散面积溶解度溶解度温度温度扩散距离扩散距离分子量的平方根分子量的平方根D=57CO2溶解度：溶解度：51.5/100ml51.5/100mlO2溶解度：溶解度：2.14/100ml2.14/100ml溶解度溶解度(solubility)(solubility)：在：在1 1个大气压下，个大气压下，3737时，时，每每100ml100ml液体中所溶解的气体液体中所溶解的气体mlml数。数。CO2的扩散速率约为的扩散速率约为O2的的2倍倍58结构基础：呼吸膜结构基础：呼吸膜动力：气体的分压差动力：气体的分压差（一）肺换气过程（一）肺换气过程O O2 2COCO2 2二、肺换气和组织换气二、肺换气和组织换气59Please enter your text here.Please enter your text here图文混排使用技巧6 6层层1m1m厚厚60 CO2和和O2的扩散仅需的扩散仅需0.3秒即达到平衡秒即达到平衡 血液流经肺毛细血管耗时血液流经肺毛细血管耗时0.7秒秒61换气动力换气动力：分压差：分压差换气方向换气方向：分压高分压高分压低分压低换气结果换气结果：肺血肺血 组织血组织血 血血 血血CO2O262（二）（二）影响肺换气的因素影响肺换气的因素1.呼吸膜的厚度：呼吸膜的厚度：肺纤维化、尘肺、肺水肿肺纤维化、尘肺、肺水肿呼吸膜厚度呼吸膜厚度通透性通透性气体交换气体交换；特别在运动时，特别在运动时，耗氧量耗氧量肺血流速肺血流速(=(=气体交换时间气体交换时间），），呼吸膜厚度呼吸膜厚度气体交换气体交换 。63气体扩散率与膜面积呈正相关气体扩散率与膜面积呈正相关毛细血管开放数量及开放程度与扩散面积有关毛细血管开放数量及开放程度与扩散面积有关 双侧肺呼吸膜的总面积双侧肺呼吸膜的总面积 70m2 平静呼吸平静呼吸=40m2 贮备面积贮备面积 30m2 肺实变、肺气肿及肺不张肺实变、肺气肿及肺不张 呼吸膜面积呼吸膜面积2.呼吸膜的面积呼吸膜的面积643.通气通气/血流比值血流比值(Ventilation/perfusion ratio)每分每分肺泡肺泡通气量通气量与与每分每分肺血肺血流量流量之间之间的比值。的比值。0.8465 组织中气体交换的原理与在肺中交换相组织中气体交换的原理与在肺中交换相似，但该处交换在液相中进行，且扩散膜两似，但该处交换在液相中进行，且扩散膜两侧的侧的O2、CO2分压差随细胞内氧化代谢强度分压差随细胞内氧化代谢强度和组织血流量而异。和组织血流量而异。三、组织换气三、组织换气66血液与组织细胞之间的气体交换过程。血液与组织细胞之间的气体交换过程。结构基础：毛细结构基础：毛细血管壁、细胞膜血管壁、细胞膜动力：气体的分动力：气体的分 压差压差静脉血静脉血 动脉血动脉血6768第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输学习目标：学习目标：1、掌握、掌握O2和和CO2的主要运输方式的主要运输方式2、熟悉、熟悉O2和和CO2在血液中的化学结合运输过程在血液中的化学结合运输过程69 运输形式运输形式:（一）（一）物理溶解物理溶解:气体直接溶解于血浆中。气体直接溶解于血浆中。特征特征:量小量小,起桥梁作用；起桥梁作用；溶解量与分压呈正比：溶解量与分压呈正比：（二）（二）化学结合化学结合:气体与某些物质进行化学结合。气体与某些物质进行化学结合。特征特征:量大量大,主要运输形式。主要运输形式。化学结合化学结合动态平衡动态平衡1atm1atm：O O2 2物理溶解量物理溶解量=0.3ml=0.3ml3atm3atm：O O2 2物理溶解量物理溶解量=6.3ml=6.3ml（即（即2020倍，是高压氧治疗的理论基础倍，是高压氧治疗的理论基础)物理溶解物理溶解70（一）物理溶解（一）物理溶解 1.5%100ml血液只溶解血液只溶解0.3ml的的O2，占血液运输占血液运输O2总量的总量的1.5%一、氧的运输一、氧的运输（二）化学结合（二）化学结合 98.5%1.O2与与Hb的可逆性结合的可逆性结合 血液中的氧主要以氧合血液中的氧主要以氧合Hb（HbO2）形式运输形式运输712、化学结合的特点、化学结合的特点（1）可逆、快速、不需要酶催化、受）可逆、快速、不需要酶催化、受O2分压的分压的影响影响 Hb+O2 HbO2（2）O2与与Hb结合为结合为氧合作用氧合作用，不是，不是氧化作用氧化作用（3）HbO2呈鲜红色，去氧呈鲜红色，去氧Hb呈暗红色呈暗红色PO2高的肺部高的肺部PO2低的肺部低的肺部72（4）1分子分子Hb可结合可结合4分子分子O2Hb氧容量氧容量(Oxygen capacity of Hb)：100ml血液中血液中Hb所所能结合的最大能结合的最大O2量。取决于量。取决于Hb的浓度。的浓度。Hb氧含量氧含量(Oxygen content of Hb)：100ml血液中血液中Hb实实际结合的际结合的O2量。取决于量。取决于PO2。Hb 氧饱和度：氧饱和度：Hb氧含量氧含量(Oxygensaturation of Hb)Hb氧容量氧容量紫绀：去氧紫绀：去氧Hb 5 0g/L（体表表浅毛细血管血液中）（体表表浅毛细血管血液中）100%73二、二、CO2的运输的运输 （一）（一）物理溶解物理溶解 100ml血液溶解血液溶解3ml的的CO2，占血液运输占血液运输CO2总量总量的的5%（二）（二）化学结合化学结合 95%碳酸氢盐碳酸氢盐 88%氨基甲酸氨基甲酸Hb 7%741.碳酸氢盐（碳酸氢盐（88%）红细胞：红细胞：CO2+H2O H2CO3 HCO3+H+特点：特点：反应反应快速、可逆、快速、可逆、反应方向取决反应方向取决PCOPCO2 2差；差；碳酸酐酶能加速反应碳酸酐酶能加速反应5000倍倍 碳酸酐酶碳酸酐酶7576 氨基甲酸血红蛋白的形式：氨基甲酸血红蛋白的形式：7 7 (1)(1)反应过程反应过程：HbNH HbNH2 2O O2 2+H+H+CO+CO2 2 (2)(2)反应特征反应特征:在组织在组织在肺脏在肺脏HHbNHCOOHHHbNHCOOHO O2 2 反应迅速且可逆，无需酶催化；反应迅速且可逆，无需酶催化；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:HbOHbO2 2的酸性高的酸性高,难与难与COCO2 2结合结合,反应向左进行反应向左进行 HHb HHb的酸性低的酸性低,易与易与COCO2 2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COCO2 2有有2020是此释放的。是此释放的。7778一、呼吸中枢与呼吸节律的形成一、呼吸中枢与呼吸节律的形成（一）（一）呼吸中枢呼吸中枢 中枢神经系统内，产生和调节呼吸运动的神经细胞中枢神经系统内，产生和调节呼吸运动的神经细胞群，称为呼吸中枢群，称为呼吸中枢(Respiratory center)。分布在。分布在脊髓、延髓、脑桥、间脑、大脑皮质等部位。脊髓、延髓、脑桥、间脑、大脑皮质等部位。第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节79abcd迷走神经完整迷走神经完整切断双侧切断双侧迷走神经迷走神经PBKF80A平面平面：在中脑和脑桥之间横切，呼吸无明显变化在中脑和脑桥之间横切，呼吸无明显变化D平面平面：在延髓和脊髓之间横切，呼吸运动停止在延髓和脊髓之间横切，呼吸运动停止B平面平面：在脑桥上、中部之间横切，呼吸将变慢变在脑桥上、中部之间横切，呼吸将变慢变 深，如切断双侧迷走神经，则出现长吸式深，如切断双侧迷走神经，则出现长吸式 呼吸呼吸C平面平面：脑桥和延髓之间横切，长吸式呼吸消失，脑桥和延髓之间横切，长吸式呼吸消失，出现喘息样呼吸出现喘息样呼吸 81 1.脊髓：不能产生节律性的呼吸运动，只是脊髓：不能产生节律性的呼吸运动，只是联系上位中枢和呼吸肌的中继站和整合某些呼联系上位中枢和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸反射的初级中枢吸反射的初级中枢 2.延髓：是产生节律性呼吸运动的基本中枢延髓：是产生节律性呼吸运动的基本中枢823.脑桥：上部有呼吸调整中枢脑桥：上部有呼吸调整中枢 中下部有长吸中枢中下部有长吸中枢 4.高位脑高位脑大脑皮层、边缘系统、下丘脑大脑皮层、边缘系统、下丘脑大脑皮层：随意呼吸调节系统大脑皮层：随意呼吸调节系统 三级呼吸中枢理论：脑桥上部有呼吸调三级呼吸中枢理论：脑桥上部有呼吸调整中枢，中下部有长吸中枢，延髓有呼吸节整中枢，中下部有长吸中枢，延髓有呼吸节律基本中枢。但目前尚未证实存在结构上特律基本中枢。但目前尚未证实存在结构上特定的长吸中枢。定的长吸中枢。83（一）化学感受性反射（一）化学感受性反射潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率呼呼吸吸中中枢枢效应器效应器（呼吸肌）（呼吸肌）动脉血动脉血PCO2PO2H+化学感受器化学感受器二、呼吸运动的反射性调节二、呼吸运动的反射性调节84主动脉体(aortic bodies)颈动脉体颈动脉体(carotid bodies)外周化学感受器外周化学感受器(peripheral Chemoreceptor)化学感受器化学感受器(chemoreceptor)中枢化学感受器中枢化学感受器(central Chemoreceptor)迷迷走走神神经经窦窦神神经经呼吸中枢呼吸中枢85（1 1）中枢化学感受器）中枢化学感受器适宜刺激适宜刺激pH 延髓中枢化学感受器延髓中枢化学感受器通过血液中的通过血液中的CO2透过血脑屏障发挥透过血脑屏障发挥作用作用868788（2 2）外周化学感受器）外周化学感受器（peripheral chemorecptor)peripheral chemorecptor)动脉动脉PO2 、PCO2、pH 刺激颈动脉体和主动脉体刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器（化学感受器（+）延髓延髓呼吸中枢（呼吸中枢（+）呼吸加呼吸加深加快深加快 颈动脉体主要调节呼吸颈动脉体主要调节呼吸892.CO2、H+、缺缺O2 对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节90COCO2 21%1%COCO2 24%4%COCO2 27%7%COCO2 2呼呼吸吸明明显显增增强强P PCOCO2 2 CO2对维持呼吸和呼吸中枢兴奋性是必要的，是调呼对维持呼吸和呼吸中枢兴奋性是必要的，是调呼吸活动的生理性因素，是经常起作用的重要化学刺激。吸活动的生理性因素，是经常起作用的重要化学刺激。91时间过长时间过长过度通气过度通气PCO2过低过低对呼吸对呼吸兴奋作用解除兴奋作用解除呼吸暂停呼吸暂停92呼吸中枢呼吸中枢P PCOCO2 2COCO2 27%7%P PCOCO2 2过过高高直直接接抑抑制制呼呼吸吸中中枢枢COCO2 2但但CO2 过度积聚，压抑中枢神经系统，出过度积聚，压抑中枢神经系统，出现呼吸困难、头昏，甚至昏迷，称为现呼吸困难、头昏，甚至昏迷，称为CO2 麻麻醉醉93颈动脉体颈动脉体灌流液灌流液颈动脉体对颈动脉体对PCO2的反应的反应记录电极记录电极PCO2颈动脉体颈动脉体放电频率放电频率94 H H+不变不变 P PCOCO2 2人工人工脑脊液脑脊液中枢化学感受器对中枢化学感受器对PCO2的反应的反应95脑脊液中脑脊液中PCO2脑脊液中脑脊液中H H+浓度浓度中枢化学感受器中枢化学感受器分分析析96H2O碳酸酐酶碳酸酐酶H H2 2COCO3 3中枢中枢化学化学感受器感受器H H+HCOHCO3 3动脉血中动脉血中PCO2升高升高CO2血脑屏障血脑屏障97COCO2 2的的两两条条作作用用途途径径中枢化学感受器中枢化学感受器动脉血中动脉血中PCO2升高升高H H+外周化学感受器外周化学感受器98呼吸加深加快呼吸加深加快延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢+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+COCO2 2透过血脑屏障进入脑脊液透过血脑屏障进入脑脊液:COCO2 2H H2 2OHOH2 2COCO3 3H H+HCOHCO3 3-COCO2 299动脉血中动脉血中H+呼吸加深加快呼吸加深加快 肺通气量增多肺通气量增多中枢化学感受器对中枢化学感受器对H+的敏感性较外周化学感受器大的敏感性较外周化学感受器大 25倍，倍，H+透过血脑屏障的速度较慢，限制其作用。透过血脑屏障的速度较慢，限制其作用。脑脊液中的脑脊液中的H+才是中枢化学感受器的最有效的刺才是中枢化学感受器的最有效的刺 激。激。(2).H+对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节100H H+浓度浓度中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器脑脊液脑脊液中的中的H H+H H+101颈动脉体颈动脉体灌流液灌流液H H+浓度浓度切除迷走神经、窦神经切除迷走神经、窦神经H H+浓度浓度颈动脉体灌流液中颈动脉体灌流液中H H+浓度浓度 对呼吸的影响对呼吸的影响102（3）低）低O2对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节 呼吸气中的呼吸气中的PO2 呼吸加深加快呼吸加深加快 肺通气量肺通气量 仅当仅当PO2 低于低于10.64kPa（80mmHg）才有调节作用，）才有调节作用，对正常呼吸的调节作用不大。对正常呼吸的调节作用不大。PO2 下降主要作用于外周化学感受器，缺氧对呼吸中下降主要作用于外周化学感受器，缺氧对呼吸中 枢的直接作用是抑制枢的直接作用是抑制103v 轻度缺氧时轻度缺氧时:通过外周化学感受器的传入冲动兴奋通过外周化学感受器的传入冲动兴奋呼吸中枢的作用呼吸中枢的作用,能对抗缺氧对中枢的直接抑制作用，能对抗缺氧对中枢的直接抑制作用，表现为呼吸增强。表现为呼吸增强。v 严重缺氧时严重缺氧时:来自外周化学感受器的传入冲动，对来自外周化学感受器的传入冲动，对抗不了缺氧对呼吸中枢的抑制作用，因而可使呼吸抗不了缺氧对呼吸中枢的抑制作用，因而可使呼吸减弱，甚至停止。减弱，甚至停止。v 特特点点:缺缺氧氧对对呼呼吸吸的的刺刺激激作作用用远远不不及及PCOPCO2 2和和HH+作作用用明明显显，仅仅在在动动脉脉血血POPO2 280mmHg80mmHg以以下下时时起起作用；作用；v 当当长长期期高高COCO2 2和和低低O O2 2状状态态（严严重重肺肺水水肿肿、肺肺心心病病），中中枢枢化化学学感感受受器器对对高高COCO2 2发发生生适适应应，此此时时低低O O2 2对对外外周周化化学学感感受受器器的的刺刺激激成成为为驱驱动动呼呼吸吸的的主主要要刺激。若给予高刺激。若给予高O O2 2吸入会导致呼吸停止。吸入会导致呼吸停止。为什么低氧时不能吸入纯氧为什么低氧时不能吸入纯氧104P PO O2 2P PO O2 2切除迷走神经、窦神经切除迷走神经、窦神经颈动脉体颈动脉体灌流液灌流液颈动脉体灌流液中颈动脉体灌流液中P PO O2 2对呼吸的影响对呼吸的影响105P PCOCO2 2中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器P PO O2 2H H+浓度浓度小结：小结：106PCO2、H+及及PO2的相互关系的相互关系 PCO2 H+，两者均刺激通气两者均刺激通气 H+通气通气 CO2 抵消一部分抵消一部分由由 H+的刺激作用的刺激作用 PO2 通气通气 PCO2 和和 H+减减弱了弱了PO2的刺激作用的刺激作用 107（二）（二）肺牵张反射肺牵张反射 指肺扩张或缩小引起的反射指肺扩张或缩小引起的反射 1、肺扩张反射：肺扩张时引起吸气抑制的反射。肺扩张反射：肺扩张时引起吸气抑制的反射。肺扩张肺扩张 刺激了气道平滑肌的牵张感受器刺激了气道平滑肌的牵张感受器 延髓延髓 吸气切断机制吸气切断机制 切断吸气切断吸气 呼气呼气 2、肺萎陷反射：肺萎陷到一定程度时反射性地引肺萎陷反射：肺萎陷到一定程度时反射性地引 起吸气的反射。起吸气的反射。108（三）呼吸肌的本体感受性反射（三）呼吸肌的本体感受性反射（四）防御性反射（四）防御性反射1、咳嗽反射：激惹气道粘膜感受器、咳嗽反射：激惹气道粘膜感受器 呼吸肌呼吸肌 强烈收缩强烈收缩+会厌关闭会厌关闭 肺内压急剧上升肺内压急剧上升 会厌突然开放会厌突然开放 从肺内涌出爆发性气流从肺内涌出爆发性气流 2、喷嚏反射：激惹鼻粘膜、喷嚏反射：激惹鼻粘膜 气体急剧地通过气体急剧地通过 鼻腔喷出（会厌持续开放）鼻腔喷出（会厌持续开放）109110