生理学呼吸气体交换运输调节

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第五章 呼 吸,respiration,呼吸运动的调节,概述,肺通气,肺换气和组织换气,气体在血液中的运输,呼吸生理,主要,内容,肺换气和组织换气,气体交换的原理,气体扩散：,气体分子从分压高处向分压低处发生净转移的过程。,分压差,是气体分子扩散的动力。,p,：分压差,T,：温度,A,：扩散面积,s,：溶解度,d,：扩散距离,MW,：分子量,气体扩散速率,D,：单位时间气体扩散的容积。,气体扩散速率,气体分压：,在混合气体中某种气体所占有的压力。,气体分压,=,总压力,该气体的容积百分比,气体的分压,CO,2,O,2,CO,2,O,2,动脉血,:,PO,2,:100mmHg,PCO,2,:40mmHg,组织,:,PO,2,:30mmHg,PCO,2,:50mmHg,静脉血,:,PO,2,:40mmHg,PCO,2,:46mmHg,肺泡气,:,PO,2,:104mmHg,PCO,2,:,40mmHg,肺泡,静脉血,动脉血,组织,Po,2,104,40,100,30,Pco,2,40,46,40,50,不同部位的,PO,2,和,PCO,2,(mmHg),气体的分压差,P,大，扩散快。,气体的分压差是气体交换的动力，决定气体扩散方向。,为扩散系数,血浆溶解度,: O,2,CO,2,分子量：,O,2,32,CO,2,44,CO,2,的扩散系数是,O,2,的,20,倍。,气体的分子量和溶解度,临床联系：缺,O,2,比,CO,2,潴留给容易发生。,扩散速率与扩散面积,(A),呈正比；,与距离,(d),呈反比。,扩散速率与温度,(T),呈正比。,气体的扩散面积、距离和温度,肺 换 气,肺泡,血液,O,2,CO,2,静脉血,动脉血,特点,:,迅速,，不到即可达气体交换平衡。,组织换气,组织细胞,血液,O,2,CO,2,静脉血,动脉血,呼吸膜,呼吸膜的厚度,呼吸膜的面积,通气,/,血流比值（,V/Q,比值）,影响肺换气的因素,通气,/,血流比值（,V/Q,比值）,通气,/,血流比值：,每分钟肺泡通气量,(V,A,),与每分钟肺血流量,(Q),的比值。,正常值成人安静时,：,5L/min,肺泡通气量不变，肺血流量减少,则,:,V,A,Q, ,1.68,4.2,2.5,V/Q,比值增大,意味着部分肺泡气未能与血液充分交换,相当于,肺泡无效腔增大。,3L/min,5L/min,肺泡通气量下降，而肺血流量不变,则,:,V/Q,比值减小,通气不足,V,血中的气体不能充分更新,犹如发生了,动,-,静脉短路,。,支气管痉挛,肺栓塞,V/Q=0.84,通气血流匹配正常,V/Q95%,， 混合静脉血,75%,血氧指标,HbO,2,呈鲜红色,Hb,呈紫蓝色；,当体表毛细血管中去氧,Hb,含量,5g/100ml,时，皮肤、粘膜呈青紫，称,紫绀。,紫绀可能提示有缺氧。,注意：缺氧不一定紫绀,如：严重,贫血，,CO,中毒,紫绀不一定缺氧,如：高原性红细胞增多症,氧解离曲线：,指反映,PO,2,与,Hb,氧饱和度关系的曲线。,氧解离曲线,氧离曲线上段,PO,2,60,100mmHg,曲线较平坦,反映,Hb,与,O,2,的结合,生理意义,:,P0,2,在这一范围内变化对,Hb,饱和度影响不大。只要动脉血,PO,2,不低于,60mmHg,，,Hb,氧饱和度便不会低于,90%,，组织就不会明显缺氧。,氧离曲线中段,PO,2,40-60mmHg,曲线较陡,反映,HbO,2,释放,O,2,的部分,生理意义：,血液流经组织时能够释放较多的氧，满足安静状态下组织代谢需求。,安静时，血液流经组织时释放出的氧仅占动脉血氧含量,25%,左右。,氧离曲线下段,PO,2,15,40mmHg,曲线最陡,反映,HbO,2,最易释放,O,2,的部分,生理意义：,代表血液释放氧的贮备，保证代谢增强时组织得到更多的氧。,代谢加强时，血液流经组织时释放出的氧可达动脉血氧含量,75%,。,通常以,P,50,作为,Hb,与,O,2,亲和力的指标，,P,50,是,Hb,氧饱和度达到,50%,时血液的,P0,2,正常值是,，,P,50,增大，表明,Hb,与,O,2,亲和力下降,曲线右移；,P,50,减小，表明,Hb,与,O,2,亲和力增大，曲线左移。,氧解离曲线移位,血液,pH,、,PCO,2,Hb,与,O,2,亲和力氧离曲线右移；相反时左移。,血液,pH,和,PCO,2,对氧离曲线的影响，称波尔效应。,波尔效应的意义：即有利于肺毛细血管血液氧的结合，也有利于组织处氧的释放。,影响氧解离曲线的因素, 温度,Hb,与,O,2,亲和力氧离曲线右移；,反之，,氧离曲线左移。,2,3-,二磷酸甘油酸,(2,3-DPG),Hb,与,O,2,亲和力氧离曲线右移；反之曲线左移。,2,3-DPG,是RBC无氧酵解的产物；,慢性缺氧、贫血、高原低氧等情况，,2,3-DPG,；,血库长期保存的血液，糖,酵解停止，,2,3-DPG,。,生理意义：氧的解离要与组织细胞的新陈代谢过程相适应。,氧解离曲线及其变化的生理意义,（一）物理溶解：,5%,（二）化学结合：,95%,CO,2,的运输,碳酸氢盐,:88%,氨基甲酸血红蛋白,:7%,C0,2,碳酸氢盐形式,的运输形式,不需酶催化,受,Hb,含,O,2,量影响,.,组织,CO,2,CO,2,+HbNH,2,HbNHCOOH,HbN H,2,+,CO,2,CO,2,红细胞,肺泡,C0,2,氨基甲酸血红蛋白,的运输形式,二氧化碳的化学结合运输形式,O,2,及,CO,2,的运输过程是相互影响的。,CO,2,通过波尔效应影响Hb与,O,2,的结合和释放，,O,2,又通过霍尔登效应影响Hb与,CO,2,的结合和释放。,PCO,2,升高促进,O,2,的释放,-,波尔效应,PO,2,的升高促进,CO,2,的释放,-,霍尔登效应,呼吸运动的调节,呼吸中枢:,指中枢内产生和调节呼吸运动的神经细胞群。,呼吸中枢与呼吸节律的形成,脑,桥,延,髓,低位脑干横断实验,低位脑干,(,指脑桥和延髓,),延髓有产生呼吸节律的,基本中枢,。,脑桥上部有呼吸,调整中枢。,高位脑,(,指大脑皮层、边缘系统、下丘脑等,),大脑皮层对呼吸的调节系统是,随意的调节系统,。,脊髓,是联系脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸反射的,初级中枢,。,脑干图,呼吸节律的形成（了解）,呼吸运动的反射性调节,化学感受性呼吸反射（重点）,肺牵张反射,呼吸肌本体感受性反射,防御性呼吸反射,化学感受性反射,化学感受器,:,适宜刺激,:,A,血,或,脑脊液,中的,CO,2,、,O,2,和,H,+,浓度的变化。,外周化学感受器,:,颈动脉体和主动脉体,中枢化学感受器,:,延髓腹外侧浅表部位,外周化学感受器,颈,A,体,主,A,体,(+),(+),PCO,2,PO,2,H,+,（,A,血中）,位于延髓腹外侧浅表部,中枢化学感受器,生理性刺激物：,脑脊液和局部细胞外液中的,H,+,动脉血,CO,2,通过血脑屏障进入脑脊液，在碳酸酐酶作用下与,H,2,O,生成,H,2,CO,3,，解离出,H,+,，间接刺激中枢化学感受器兴奋。,中枢化学感受器反应特点：,1,）对血液中,CO,2,反应慢,2,）对血液,H,+,反应慢且弱,3,）不感受血液中低,O,2,刺激,CO,2,、,H,+,和,O,2,对呼吸的调节,P,CO,2,在一定范围内升高，呼吸加深加快，肺通气量；,吸入气,CO,2,超过,7%,时，肺通气不能相应增加，出现中枢抑制现象，称,CO,2,麻醉。,一定水平的,P,CO,2,是维持呼吸中枢正常兴奋性所必需的生理刺激物，过低可出现呼吸暂停；,CO,2,对呼吸运动的调节,CO,2,的,作用途径,A,血,P,CO,2,外周化学感受器,窦,N,迷走,N,延髓呼吸中枢,呼吸加深、加快,CO,2,进入脑组织,(,CO,2,+H,2,OH,2,CO,3,+H,+,),中枢化学感受器,(,主要途径,),（+）,（+）,（+）,H,+,对呼吸的调节,A,血中,H,+,外周化学感受器途径,呼吸加强,血液中的,H,不易通过血脑屏障,故对中枢化学感受器的影响很弱。,低,O,2,对呼吸的调节,当A血中,PO,2,6,0mmHg,时：,呼吸无明显变化,;,当,A,血中,40mmHg,PO,2,60mmHg,时，,呼吸加深加快,;,当,A,血中,PO,2,40mmHg,时,称重度缺氧，呼吸抑制。,呼吸中枢,外周化学,感受器,呼吸,中枢,呼吸加强,动脉血中,PO,2,低氧对呼吸的影响机制,:,(+),(+),(-),轻中度缺氧，刺激外周化学感受器兴奋呼吸中枢作用强于直接抑制作用，表现为呼吸加强；,重毒缺氧，对呼吸中枢的直接抑制作用更强，表现为呼吸抑制。,低,O,2,对呼吸的调节,严重肺气肿、肺心病,肺换气障碍导致血,Po,2,和,Pco,2,，长时间,CO,2,潴留使中枢化学感受器对,CO,2,刺激作用发生适应，而外周化学感受器对低氧刺激适应很慢，这时低,Po,2,对外周化学感受器的刺激成为驱动呼吸的主要刺激，此时吸入纯氧会引起呼吸暂停，需引起注意。,临床联系,:,严重肺气肿、肺心病患者,吸氧时为什么不能给予高浓度的纯氧？,