生理学--第五章-呼吸课件

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呼吸道：沟通肺泡与外界环境的,2.,肺通气原理,气体进出肺取决于两方面因素的相互作用：,一是推动气体流动的动力；,二是阻止其流动的阻力。,前者必须克服后者，才能实现肺通气。,第一节 肺通气,2.肺通气原理气体进出肺取决于两方面因素的相互作用：第一节,一、肺通气的动力,原动力,：,呼吸运动,直接动力,： 肺内压与大气压的压力差,肺通气,第一节 肺通气,一、肺通气的动力 原动力： 呼吸运,（一）呼吸运动：,呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小,包括吸气运动和呼气运动。,参与呼吸的肌肉,主要吸气肌,：膈肌和肋间外肌,主要呼气肌,：肋间内肌和腹肌,辅助吸气肌,：斜角肌、胸锁乳突肌等,第一节 肺通气,（一）呼吸运动：呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小,1.,吸气运动：,吸气肌收缩胸廓扩张肺扩张肺容量增加肺内压暂时下降气体进入肺,2.,呼气运动,：,膈肌和肋间外肌舒张肺回缩胸廓回缩肺内压升高气体被呼出,3.,呼吸的类型,a.,平静呼吸和用力呼吸,b.,腹式呼吸和胸式呼吸：一般男性以腹式呼吸为主，女性以胸式呼吸为主。,第一节 肺通气,1.吸气运动：吸气肌收缩胸廓扩张肺扩张肺容量增加肺内,（二）呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化,肺泡内的压力。,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,肺内压,（,intrapulmonary pressure,）,在呼吸运动中，肺内压随胸腔容积的变化而发生,周期性变化。,第一节 肺通气,（二）呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化肺泡内的压力。吸气初：肺,胸膜腔,：,位于两层胸膜之间的潜在、密闭的腔隙，其内仅少量浆液。,第一节 肺通气,胸膜腔内的压力。,胸膜腔内压,（,Intrapleural pressure,）,胸膜腔：第一节 肺通气胸膜腔内的压力。胸膜腔内压（ In,胸膜腔负压的,产生原理,:,胸膜腔内压,=,肺内压肺回缩压,在吸气末或呼气末,肺内压,=,大气压：,胸膜腔内压,=,大气压肺回缩压,若将大气压视为零，则：,胸膜腔内压,=,肺回缩压,第一节 肺通气,胸膜腔负压的产生原理:胸膜腔内压=肺内压肺回缩压第一节 肺,胸膜腔负压的生理意义,维持肺的扩张状态,并使肺随胸廓运动而被动运动,;,促进静脉血和淋巴液的回流,.,气胸的危害,第一节 肺通气,胸膜腔负压的生理意义维持肺的扩张状态,并使肺随胸廓运动而被动,二、肺通气的阻力,弹性阻力,非弹性阻力,肺通气阻力,胸廓弹性阻力,：,与胸廓所处的位置有关,肺弹性阻力,（回位力）,气道阻力,：与气体流动形式和气道半径有关,粘滞阻力,惯性阻力,肺弹性回缩力,: 1/3,肺泡表面张力,：,2/3,常态下可忽略不计,第一节 肺通气,二、肺通气的阻力弹性阻力非弹性阻力肺通气阻力胸廓弹性阻力：与,肺泡表面张力与肺泡表面活性物质,肺泡壁内表面覆盖着一薄层液体，与肺泡直接形成液,-,气界面，产生了表面张力，称为肺泡表面张力。,液层表面张力沿曲面的切线分向拉紧液面，指向肺泡中心，使肺泡趋于缩小，构成肺的回缩力，约占总回缩力的,2/3,。,第一节 肺通气,肺泡表面张力与肺泡表面活性物质 液层表面张力沿曲面的切,肺泡表面张力造成的负面影响：,（1）阻碍肺泡的扩张，增加吸气阻力,（2）使相通的大小肺泡内压不稳定,（3）促近肺部组织液生成，易产生肺水肿,第一节 肺通气,肺泡表面张力造成的负面影响：第一节 肺通气,肺表面活性物质（,pulmonary surfactant),由肺泡型细胞分泌,主要成分为,二棕榈酰卵磷脂,。,作用：降低肺泡表面张力,第一节 肺通气,肺表面活性物质（pulmonary surfactant),生理意义：,（,1,）降低吸气阻力，有利于肺的扩张，使吸气省力。,（,2,）维持大小肺泡容积的稳定性。,（3）减少肺间质和肺泡内组织液的生成，防止肺水肿。,第一节 肺通气,第一节 肺通气,气道阻力,气体通过呼吸道时气体分子之间及气体分子与气道壁之间的摩擦力。,约占非弹性阻力,80-90%,。,影响气道阻力的因素,:,（,1,）呼吸道口径大小,（,2,）气流速度,（,3,）气流形式,第一节 肺通气,气道阻力第一节 肺通气,三、肺通气功能的评价,（一）肺容积,1.,潮气量,(TV),：每次吸入或呼出的气量。平静，,500mL,。,2.,补吸气量,（,IRV,）：平静吸气末，尽力吸气所能吸入的气量。,1500-2000mL,3.,补呼气量,（,ERV,）：平静呼气末，尽力呼气所能呼出的气量。,900-1200mL,4.,余气量,（,RV,） ：最大呼气末存留于肺内不能再呼出的气量。,1000-1500mL,第一节 肺通气,三、肺通气功能的评价（一）肺容积第一节 肺,潮气量,400600ml,补吸气量,(,吸气储备量,),15002000ml,补呼气量,(,呼气储备量,),9001200ml,余气量,10001500ml,深吸气量,功能余气量,肺活量,肺总量,第一节 肺通气,潮气量补吸气量(吸气储备量)补呼气量(呼气储备量)余气量深吸,(,二,),肺通气量,1.,每分通气量,:,指每分钟吸入或呼出的气体总量。,肺通气量,=,潮气量,呼吸频率,平静呼吸时,正常成人约为,:,500ml(1218),次,/,分,69L/min,第一节 肺通气,(二) 肺通气量第一节 肺通气,2.,无效腔与肺泡通气量,无效腔,-,从鼻到肺泡,凡没有参与肺泡与血液间的气体交换的容积,.,解剖无效腔,:,从鼻到终末细支气管的呼吸道容积,正常成人,约,150ml,。,第一节 肺通气,肺泡通气量,-,每分钟在肺泡中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,2. 无效腔与肺泡通气量第一节 肺通气肺泡通气量-每分,不同呼吸频率和幅度的每分肺通气量和肺泡通气量,呼吸形式,呼吸频率,(,次,/min),潮气量,(ml),肺通气量,(ml/min),肺泡通气量,(ml/min),平静呼吸,12 500 6000,4200,浅快呼吸,24 250 6000,2400,深慢呼吸,6 1000 6000,5100,表明,:1.,在一定范围内深而慢的呼吸更有效。,2.,肺泡通气量比每分通气量更能反应肺通气的真实效能。,第一节 肺通气,不同呼吸频率和幅度的每分肺通气量和肺泡通气量呼吸形式呼吸频率,一、气体交换的原理,气体分子不停的进行着无定向的运动，其结果是气体分子从分压高处向分压低处移动，这一过程称为气体扩散。,肺换气和组织换气就是物理性的扩散过程。,第二节 呼吸气体的交换,一、气体交换的原理 第二节 呼吸气体的交换,肺泡气 动脉血,混合静脉血,组织,PO,2,13.6 13.3,(102) (100),5.3,(40),4.0,(30),PCO,2,5.3 5.3,(40) (40),6.1,(46),6.6,(50),在肺部,O,2,的分压差为,62mmHg,，,CO,2,分压差为,6mmHg,第二节 呼吸气体的交换,肺泡气 动脉血混合静脉血组织PO213.6,气体的分子量与溶解度,分压差*溶解度,D,分子量,气体的扩散速率与溶解度成正比,气体的扩散速率与分子量的平方根成反比,第二节 呼吸气体的交换,气体的分子量与溶解度 第二节 呼吸气体的交换,肺换气与组织换气,换气动力,:,分压差,换气方向,:,分压高分压低,换气结果,:,肺血 组织血, ,血 血,CO,2,组织细胞,二、气体交换的过程,O,2,（,30,）,CO,2,（,50,）,第二节 呼吸气体的交换,O,2,肺泡,肺换气与组织换气 换气动力:分压差CO2,(,二,),影响肺换气的因素：,1.,呼吸膜的厚度,:,反比；,(0.21,m,),2.,呼吸膜的面积,:,正比,;,(70,安静时仅用,40 ),3.,通气,/,血流比值,(V,A,Q),6,层,1m,厚,第二节 呼吸气体的交换,(二)影响肺换气的因素：6层1m厚 第二节 呼吸气体的,通气,/,血流比值：,每分钟肺泡,通气量与肺血流量的比值,正常时：,V/Q = 0.84,表明,此时气体交换的效率最高。,第二节 呼吸气体的交换,通气/血流比值：每分钟肺泡 第二节 呼吸气体的交换,V/Q,比值,0.84,肺血管栓塞,通气过度，血流不足,肺泡无效腔增大,第二节 呼吸气体的交换,V/Q比值0.84 第二节 呼吸气体的交换,V/Q,比值,0.84,支气管痉挛,通气不足，血流过多,功能性,A-V,短路,第二节 呼吸气体的交换,V/Q比值0.84 第二节 呼吸气体的交换,一、氧的运输,运输形式,:,(1),物理溶解：占,1.5%,；,(2),化学结合：占,98.5%,与红细胞内的,血红蛋白,(Hb),结合成,氧合血红蛋白,(,HbO,2,).,第三节 气体在血液中的运输,O,2,和,CO,2,在血液中运输的形式,:,物理溶解和化学结合,(,主要,),一、氧的运输第三节 气体在血液中的运输 O2和CO2在,(,一,) Hb,与,O,2,结合的特征,1.,反应快、可逆、不需酶的催化,受,PO,2,的影响,(PO,2,高时结合, PO,2,低时解离,),2.,是,氧合,而不是,氧化,:,Hb,的,Fe,2+,与,O,2,结合后仍是二价铁。,第三节 气体在血液中的运输,3. 1,分子,Hb,可结合,4,分子,O,2,(一) Hb与O2结合的特征第三节 气体在血液中的运输3.,Hb,的氧容量,(,血氧容量,),每升血液中,Hb,所,能结合的最大,O,2,量。,Hb,的氧含量,(,血氧含量,),每升血液中,Hb,实,际结合的,O,2,量。,Hb,的氧饱和度,(,血氧饱和度,)Hb,氧含量占,Hb,氧容量的百分比,.,第三节 气体在血液中的运输,Hb的氧容量(血氧容量)每升血液中Hb所第三节 气体,生理学-第五章-呼吸课件,二、,CO,2,的运输,(,一,) CO,2,的运输形式,(1),物理溶解,(5%),；,(2),化学结合,(95%) :,碳酸氢盐,(87%);,氨基甲酸血红蛋白,(7%).,第三节 气体在血液中的运输,二、CO2的运输第三节 气体在血液中的运输,H,2,CO,3,H,2,O+CO,2,碳酸酐酶,CO,2,CO,2,HCO,3,-,+,H,+,HCO,3,-,+,Na,+,NaHCO,3,Cl,Cl,血浆,红细胞,组织,+,H,b,H,b,-CO,2,第三节 气体在血液中的运输,1.,碳酸氢盐,H2CO3 H2O+CO2碳酸酐,在肺脏氧与二氧化碳运输形式,在肺脏氧与二氧化碳运输形式,2.,氨基甲酸血红蛋白,(HHbNHCOOH),在组织,HbNH,2,O,2,+H,+CO,2,HHbNHCOOH+O,2,在肺,特点,:,(1),无需酶的催化,反应迅速可逆,;,(2),主要受氧合作用的调节,.,第三节 气体在血液中的运输,2.氨基甲酸血红蛋白(HHbNHCOOH)第三节 气体在血,一、呼吸中枢与呼吸节律的形成,(,一,),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群,广泛分布在脊髓、延髓、脑桥、间脑、大脑皮层,。,第四节 呼吸运动的调节,一、呼吸中枢与呼吸节律的形成(一) 呼吸中枢 中枢神经,第四节 呼吸运动的调节,动物脑干横切实验,延髓是呼吸基本中枢,脑桥是呼吸调整中枢。,第四节 呼吸运动的调节动物脑干横切实验 延髓是呼吸基本中,第四节 呼吸运动的调节,二、呼吸的反射性调节,(,一,),机械感受性调节,肺牵张反射：肺扩张或缩小而引起的呼吸的反射性变化。,（平静呼吸时不参与调节）,第四节 呼吸运动的调节二、呼吸的反射性调节(一) 机械感,切断双侧迷走神经，呼吸有何变化？,第四节 呼吸运动的调节,1,）机制：,肺扩张肺牵感器兴奋迷走,N,延髓,吸气,N,元抑制吸气转为呼气,2,）作用：,使吸气不至于过长过深，防止肺通气过度,吸气切断机制,呼吸变得深而慢,切断双侧迷走神经，呼吸有何变化？第四节 呼吸运动的调节1,（二）化学感受性反射,1.,化学感受器,(1),外周化学感受器,颈动脉体,主动脉体,PO,2,H,PCO,2,（,+,）,窦,N,迷走,N,延髓,呼吸加深加快,第四节 呼吸运动的调节,（二）化学感受性反射 1.化学感受器(1) 外周化学感受器,(2),中枢化学感受器,延髓腹外侧浅表区,脑脊液和局部组织外液中的,H,+,有效刺激 ：,第四节 呼吸运动的调节,(2)中枢化学感受器延髓腹外侧浅表区脑脊液和局部组织外液中的,2. CO,2,、,H,+,、,O,2,对呼吸的调节,CO,2,：,是调节呼吸的最重要的体液因素,P,CO,2,在一定范围内升高，可加强对呼吸的刺激；超过,一定限度，抑制呼吸，起麻醉效应,中枢化学感受器途径是主要的，比外周敏感（,80%,）,外周化学感受器在快速反应中起作用（,20%,）,第四节 呼吸运动的调节,2. CO2 、H+ 、O2对呼吸的调节CO2 ：是调节呼,H,+,中枢化学感受器对,H,+,的敏感性较外周化学感受,器高，脑脊液中的,H,+,是中枢化学感受器的最有,效刺激,血中,H,+,（不易通过血脑屏障），以刺激,外周,化学感受器为主,第四节 呼吸运动的调节, H+ 中枢化学感受器对H+ 的敏感性较外周化学感受第,O,2,缺氧完全通过外周化学感受器实现对呼吸的刺激,作用,严重缺氧对呼吸中枢的直接作用表现为抑制效应,PO,2,60mmHg,时，才出现反射效应，对正常呼,吸调节意义不大。,第四节 呼吸运动的调节, O2 缺氧完全通过外周化学感受器实现对呼吸的刺激,PCO,2,、H,+,和,PO,2,影响呼吸的相互关系,1）在正常呼吸调节中,PCO,2,起主导作用，其次是,H,+,，最弱是,O,2,。,2）三个因素中任一改变，可引起其它两个因素的继发性改变。,第四节 呼吸运动的调节,PCO2、H+和PO2影响呼吸的相互关系第四节 呼吸运动,生理学-第五章-呼吸课件,