普通生物学-5 呼吸系统

,*,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,9,呼吸系统,呼吸（,respiration）,：,机体在新陈代谢过程中，不断从外界环境中摄取,O,2,并排出,CO,2,的气体交换的过程。,呼吸过程,包括三个相互联系的环节：,外呼吸（肺呼吸）；,气体在血液中的运输；,内呼吸（组织呼吸）,。,空气,呼吸道,肺泡,动脉,左心,室,肺静脉,外呼吸,组织细胞,肺通气,毛细血管,静脉,右心,室,肺动脉,肺毛细血管,肺换气,内呼吸,气体运输,O,2,CO,2,O,2,CO,2,呼吸过程的三个连续环节,肺,泡,内,的,气,体,交,换,外呼吸,流向肺静脉,HbCO,2,、,HbCO,2,组织内的气体交换 内呼吸,主要内容,9.1,呼吸系统的演化,9.2,人的呼吸系统,9.3,呼吸运动,9.4,呼吸的调节,9.5,有关呼吸的几个问题,9.1,呼吸系统的演化,9.1.1,无脊椎系统呼吸系统的演化,原生动物到环节动物均无专门的呼吸器官，,靠体表与外界环境进行交换,。,水生无脊椎动物多用,鳃,，如对虾。,陆生无脊椎动物：,气管或书肺,气管,：外胚层内陷，由,几丁质构,成的，插入组织之间。,气门,在体节两侧,成对出现,，有瓣膜。如蝗虫；,书肺：,腹部体表内陷形成的小囊，内有并列的小叶，如蜘蛛。,9.1.2,脊椎动物呼吸系统的演化,脊椎动物的呼吸器官都是,由消化管的前端分化而来的,。,1,、水生脊椎动物鱼，呼吸器官为,鳃,。,陆生脊椎动物用,肺,呼吸，胚胎期用鳃。肺来自内胚层。肺是自两栖动物出现的。,2,、两栖动物,囊状,肺，无气管的分支,肺只有不完全的隔膜，,呼吸机能差,，皮肤进行辅助呼吸,3,、爬行类,表皮角质化。,肺,结构复杂，有褶襞，呈,蜂窝状,。,出现了,胸廓（由胸骨、肋骨和脊柱及相关肌肉组成）,借肋间肌的收缩和松弛，改变胸廓的大小来进行呼吸，加强了呼吸动作。,4,、鸟类,肺,结构致密，是没有弹性的,海绵状,结构，与,气囊,相通。,薄而透明的囊，容积较大，位于内脏之间，能容纳大量的空气。降低体重和体积比，调节体温。,双重呼吸,：气囊的存在使鸟类在一呼一吸时，在肺内进行两次气体交换，鸟类所特有。,9.2,人的呼吸系统,9.2.1,呼吸系统的组成,分呼吸道和肺。,海绵状肺，表面包被光滑而湿润的胸膜。,肺的实质是反复分支的支气管树及大量的肺泡构成。,肺泡是实现肺气体交换的结构与功能的单位。,支气管树,包括小支气管、细支气管、终末细支气管和呼吸性细支气管，最后通入到肺泡管。,肺泡管,是肺泡和肺泡囊开口的管道。,肺泡囊,为数个肺泡的共同通道。,肺泡的结构,毛细管内皮,中间的空腔,肺泡上皮,表面的衬层,9.2.2,呼吸道,1,、鼻腔,预热和湿润空气。,鼻腔,分泌,粘液。,嗅觉功能。,2,、咽,3,、喉,软骨围成的气室，内有声带气体通过时可改变声带的张力。,4,、气管：粘膜上皮有纤毛,，,肋骨,气管,9.2.3,肺泡内的气体交换,肺泡为半球状囊泡，平均直径为250微米。,肺泡增加了气体交换的面积,，成人肺泡数目可达4亿，面积为100平方米。,肺泡壁薄，,仅由单层扁平上皮组成，外面密布毛细血管网和弹性纤维，,从而使肺泡有高效的气体交换效率。,肺中气体交换只是单纯的扩散，而无其他方式：,O,2,分压：空气中为13.32，高于动脉中5.53；,CO,2,分压,：,动脉中为6.15，而肺中为5.53，从而进行气体交换。,肺泡囊,支气管,肺泡管,9.3,呼吸运动,9.3.1,呼吸运动,肺位于由胸膜包围的胸膜腔内。胸膜的脏层与壁层彼此紧密相贴。因此，,肺随着胸腔的扩大或缩小进行变化,。,胸腔的扩大或缩小主要依靠呼吸肌的收缩。,（肋间外肌和横隔肌）,吸气时,肋间外肌,收缩，,横隔肌,收缩；胸腔的前后左右和上下径增大。,呼气时,肋间外肌,松弛；,横隔肌,也松弛；胸腔恢复。,平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。,在深呼吸时，全是主动的,9.3.2,肺通气,肺通气,是指肺与外界环境之间进行气体交换的过程。,是否吸气和呼气，主要看肺内气压和外界大气压的差值,(266.64-399.96,Pa),。,胸膜内压,是胸膜脏层和胸膜壁层之间的胸膜腔的压力。,比大气压略小，是由于胸廓的生长速度大于肺的发育速度形成的。,胸膜内压是肺具有回复力的一个原因。,肺泡表面的薄层液体具有表面张力。,肺容量,：是肺伸展到最大时肺内气体容量。,分4个部分潮气量、补吸气量、补呼气量和残气量。,潮气量,：平和呼吸时，每次吸入或呼出的气体量，一般成人为,500mL,。,补吸气量,：平和吸气之末再尽力吸入的最大气量，一般为2000,mL,。,补呼气量,：平和呼气之末再尽最大力量呼出的气量，一般为900,mL,。,残气量,：在尽最大努力呼气之后，肺内尚遗留的不能呼出的气体量，为1000,mL,。,肺活量:,不限时间的情况下做一次最大的吸气后，再尽最大力量呼气时所能呼出的气体量。包括潮气量、补吸气量和补呼气量。,每分通气量,：每分钟进或出肺的气体总量。,通气量=潮气量呼吸频率,（次/,min）,肺泡通气量（有效通气量）：,真正参加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,无效腔气量,：停留在呼吸道内气体量，约为,150,mL,。,气体交换的动力是气体的分压差。,气体运输：血液中的,O,2,和,CO,2,的运输有物理溶解和化学结合两种形式。,化学结合是主要的方式。,O,2,主要是以氧合血红蛋白的方式运输，,CO,2,主要是碳酸氢盐和氨甲酰血红蛋白的方式运输。,氧气和二氧化碳的分压在吸入气和呼出气体以及全身各处的变化,9.4,呼吸的调节,呼吸运动是节律运动。呼吸的深度和频率是随着机体的活动水平发生相应的改变。,呼吸作用主要受中枢神经和体液中化学物质调节。,呼吸中枢包括脊髓、脑干、间脑和大脑皮层，主要是脑干。,延髓呼吸中枢,功能上分吸气神经元群和呼气神经元群。在功能上相互拮抗，它们在,CO,2,和氢离子,的刺激下，交替发生兴奋和抑制。,血液中,CO,2,和氢离子浓度对呼吸的影响。,在延髓有,中枢化学感受器,，对脑脊液中氢离子浓度的变化特别敏感。,血浆中,CO,2,很容易通过,血脑屏障,进入,脑脊液,从而刺激延髓的化学感受区，再通过神经联系，使延髓的呼吸神经元兴奋，呼吸便加强。,9.5,有关呼吸的几个问题,高山效应：,红细胞和血红蛋白,的增加。,高空飞翔时，7000米是飞翔的极限，血红蛋白含氧量只有平时的,50%,，必须吸入加压的动气。在潜水时，必须吸入加压的空气，并防止氮麻醉。,潜水兽类：,血液的含氧量较高70%（51%）。肌红蛋白含氧量高。潜水时，血液调集到敏感的部位。,呼吸系统疾病,感冒：,病毒引起的,鼻炎：,过敏性鼻炎,哮喘：,过敏性疾病,支气管炎：,气管、支气管粘膜及其周围组织的慢性非特异性炎症。细菌、病毒的持续感染引起的。,肺炎：,病原体中最常见的为细菌，主要有需氧革兰氏染色阳性球菌，如肺炎双球菌,肺结核：,结核分支杆菌和卡介苗。,肺癌：,吸烟、大气污染、化学因素和肺部慢性疾病，,几个应注意的问题,肺活量、逆流交换、双重呼吸、呼吸,呼吸系统的演化过程,人的呼吸系统的结构和功能,高等动物代谢所需要的氧气是如何到达组织细胞内的。,