醫(yī)學課件：第五章呼吸

1、第五章第五章 呼吸呼吸 respirationrespiration 目的要求：目的要求： 掌握：呼吸運動的三個過程和呼吸運動的調節(jié)。掌握：呼吸運動的三個過程和呼吸運動的調節(jié)。 熟悉：熟悉： 呼吸的三個環(huán)節(jié)，血紅蛋白與氧可逆性的呼吸的三個環(huán)節(jié)，血紅蛋白與氧可逆性的 結合，氧解離曲線及意義。結合，氧解離曲線及意義。 了解：肺通氣的結構基礎，胸膜腔和呼吸肌及其在了解：肺通氣的結構基礎，胸膜腔和呼吸肌及其在 呼吸中的作用。呼吸中的作用。 教學難點：教學難點： 肺通氣原理，胸內負壓形成及變化和意義；影響肺通氣原理，胸內負壓形成及變化和意義；影響 氣體交換的因素；氧解離曲線；動脈血氣體交換的因素；氧解離

2、曲線；動脈血COCO2 2分壓，分壓，O O2 2分分 壓下降，壓下降，H H+ +濃度變化時呼吸運動的影響及機制。呼吸濃度變化時呼吸運動的影響及機制。呼吸 運動的調節(jié)運動的調節(jié)。 概概 述述 呼吸：呼吸：機體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。機體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。 呼吸全過程：呼吸全過程： 第一節(jié)肺第一節(jié)肺 通通 氣氣 一、肺通氣的原理一、肺通氣的原理 （一）肺通氣的動力（一）肺通氣的動力 呼吸肌收縮舒張呼吸肌收縮舒張( (原動原動 力力) )胸廓擴大縮小胸廓擴大縮小 肺擴大縮小肺擴大縮小肺內壓肺內壓 變化變化肺泡與外界環(huán)肺泡與外界環(huán) 境之間的壓力差境之間的壓力差( (直接直接 動力

3、動力) ) 吸氣?。何鼩饧。弘跫『屠唠跫『屠?間外肌，使胸廓擴間外肌，使胸廓擴 大，產生吸氣運動大，產生吸氣運動。 呼氣肌：呼氣?。豪唛g內肌肋間內肌 和腹肌，使胸廓縮和腹肌，使胸廓縮 小，產生呼氣運動小，產生呼氣運動。 輔助吸氣?。狠o助吸氣?。盒劓i胸鎖 乳突肌和斜角肌。乳突肌和斜角肌。 1.1.呼吸運動呼吸運動 呼吸肌收縮和舒張引起的胸廓有節(jié)律地擴大與 縮小。包括吸氣運動和呼氣運動。 平靜狀態(tài)下的呼吸運動的發(fā)生過程平靜狀態(tài)下的呼吸運動的發(fā)生過程 用力呼吸時：用力呼吸時： 區(qū)別區(qū)別： 用力吸氣時，輔助吸氣肌也參加，用力吸氣時，輔助吸氣肌也參加，胸廓容積進一胸廓容積進一 步擴大。步擴大。 用力呼氣

4、時，除吸氣肌舒張外，呼氣?。ɡ唛g內用力呼氣時，除吸氣肌舒張外，呼氣?。ɡ唛g內 肌肌+ +腹壁?。┮彩湛s，腹壁?。┮彩湛s，胸廓容積進一步縮小。胸廓容積進一步縮小。 平靜呼吸時，吸氣是主動的，呼氣是被動的。平靜呼吸時，吸氣是主動的，呼氣是被動的。 用力呼吸時，吸氣和呼氣都是主動的用力呼吸時，吸氣和呼氣都是主動的。 膈肌膈肌舒縮引起的呼吸運動伴以腹壁的起伏，所以舒縮引起的呼吸運動伴以腹壁的起伏，所以 稱為腹式呼吸。稱為腹式呼吸。 由由肋間外肌肋間外肌舒縮使肋骨和胸骨運動產生的呼吸舒縮使肋骨和胸骨運動產生的呼吸 運動，伴有胸壁的起伏稱為胸式呼吸。運動，伴有胸壁的起伏稱為胸式呼吸。 (2)(2)呼吸運動

5、的形式呼吸運動的形式 平靜呼吸平靜呼吸 用力呼吸用力呼吸 2.2.肺內壓肺內壓 人工呼吸人工呼吸: : v基本原理基本原理: :使肺內與外界大使肺內與外界大 氣壓間產生壓力差。氣壓間產生壓力差。 v 方法方法: :負壓吸氣式負壓吸氣式( (壓胸法壓胸法) ) 正壓吸氣式正壓吸氣式( ( 口對口呼口對口呼 吸法，呼吸機吸法，呼吸機) 3.胸膜腔內壓胸膜腔內壓 （1）概念）概念: 胸內壓是指胸膜腔內的壓力。胸內壓是指胸膜腔內的壓力。 （2）測定方法）測定方法: 間接法間接法:氣囊測定下胸段食管內壓以間接反映胸內壓。氣囊測定下胸段食管內壓以間接反映胸內壓。 直接法直接法: （3）壓力壓力: 平靜吸氣

6、時平靜吸氣時:胸內壓胸內壓 大氣壓大氣壓=0.71.3kPa 呼氣時呼氣時:胸內壓胸內壓 肺肺 容積；容積； 壁層胸膜緊貼于壁層胸膜緊貼于 胸廓內壁胸廓內壁, 大氣壓大氣壓 對其影響極小。對其影響極小。 （4）成因）成因: 兩兩種方向相反作用力的代數和種方向相反作用力的代數和 胸膜腔內壓大氣壓肺回縮力胸膜腔內壓大氣壓肺回縮力 胸膜腔內壓胸膜腔內壓0肺回縮力肺回縮力 迫使臟層胸膜回位迫使臟層胸膜回位迫使臟層胸膜外移迫使臟層胸膜外移 使肺擴張使肺擴張 (肺彈性組織回縮力和肺彈性組織回縮力和 肺泡表面張力肺泡表面張力) 肺肺 回回 縮縮 力力 (大大 氣氣 壓壓) 肺肺 內內 壓壓 (5)生理意義生

7、理意義: 紐帶作用；紐帶作用； 維持肺處于擴張狀態(tài)；維持肺處于擴張狀態(tài)； 促進血液和淋巴液的回流。促進血液和淋巴液的回流。 結論：結論： 胸膜腔內負壓是臟層胸膜受到兩個相反作胸膜腔內負壓是臟層胸膜受到兩個相反作 用力相互抵消的代數和用力相互抵消的代數和, ,經臟層胸膜間接反映經臟層胸膜間接反映 在胸膜腔的壓力。在胸膜腔的壓力。 胸膜腔內壓的大小胸膜腔內壓的大小 平靜吸氣：平靜吸氣： -10 -5 mmHg 呼氣：呼氣： -5 -3 mmHg 用力吸氣：用力吸氣： -90 mmHg 呼氣：呼氣： 110 mmHg 氣胸氣胸 開放性氣胸開放性氣胸 小結：小結： （1 1）呼吸運動是肺通氣的原動力。

8、）呼吸運動是肺通氣的原動力。 （2 2）肺內壓與大氣壓之間的壓力差推動氣體）肺內壓與大氣壓之間的壓力差推動氣體 進出肺進出肺, ,是肺通氣的直接動力。是肺通氣的直接動力。 （3 3）胸膜腔內壓維持肺處于擴張狀態(tài)。）胸膜腔內壓維持肺處于擴張狀態(tài)。 胸膜腔封閉性被破壞，氣體進入胸膜腔，這種狀態(tài)稱胸膜腔封閉性被破壞，氣體進入胸膜腔，這種狀態(tài)稱 為為氣胸氣胸（pneumothoraxpneumothorax）。）。 外傷導致胸壁破損，胸膜腔與大氣直接接通，稱為外傷導致胸壁破損，胸膜腔與大氣直接接通，稱為開開 放性氣胸。放性氣胸。 2004、1991A 8.肺通氣的原動力是肺通氣的原動力是 A.氣體分壓

9、大小氣體分壓大小 B.肺內壓變化肺內壓變化 C.胸內壓變化胸內壓變化 D.肺本身的舒縮活動肺本身的舒縮活動 E.呼吸肌的舒縮活動呼吸肌的舒縮活動 2001A 12吸氣時膈肌收縮，胸內壓將吸氣時膈肌收縮，胸內壓將 A等于零等于零B負值減小負值減小C更負更負 D等于肺泡內壓等于肺泡內壓 E等于大氣壓等于大氣壓 1993X129胸內負壓的生理意義為胸內負壓的生理意義為 A維持肺的擴張狀態(tài)維持肺的擴張狀態(tài) B降低氣道阻力降低氣道阻力 C保持肺泡大、小的穩(wěn)定性保持肺泡大、小的穩(wěn)定性 D有利于靜脈血和淋巴液的回流有利于靜脈血和淋巴液的回流 （二）肺通氣的阻力（二）肺通氣的阻力 非彈性阻力非彈性阻力彈性阻力

10、彈性阻力 肺通氣阻力肺通氣阻力 胸廓彈性阻力：與胸廓所處的位置有關。胸廓彈性阻力：與胸廓所處的位置有關。 肺彈性阻力肺彈性阻力 氣道阻力：與氣體流動形式氣道阻力：與氣體流動形式+ +氣道半徑有關氣道半徑有關 粘滯阻力粘滯阻力 慣性阻力慣性阻力 肺彈性回縮力肺彈性回縮力: 1/3: 1/3 肺泡表面張力：肺泡表面張力：2/32/3 常態(tài)下可忽略不計常態(tài)下可忽略不計 彈性阻力在氣流停止狀態(tài)下仍存在，屬于靜態(tài)阻力。彈性阻力在氣流停止狀態(tài)下仍存在，屬于靜態(tài)阻力。 動態(tài)阻力動態(tài)阻力 （70%） （30%） 1.1.彈性阻力和順應性彈性阻力和順應性: : 順應性順應性(C(C):):在外力作用下，彈性在外

11、力作用下，彈性 組織的可變形性。同等大小外力組織的可變形性。同等大小外力 作用下，彈性阻力的大時，順應作用下，彈性阻力的大時，順應 性小，變形程度就小；彈性阻力性小，變形程度就?。粡椥宰枇?小時，順應性大，變形程度就大。小時，順應性大，變形程度就大。 順應性順應性=(1/=(1/彈性阻力彈性阻力) ) 順應性順應性= = 容積變化（容積變化（VV） 壓力變化（壓力變化（PP） L/cmHL/cmH2 2O O 彈性阻力彈性阻力(R(R):):彈性組織在外力作彈性組織在外力作 用下變形時，具有對抗變形的反用下變形時，具有對抗變形的反 作用力。作用力。 2) 2) 比順應性比順應性 （C CL L

12、）= V/P= V/P 正常人肺順應性約為正常人肺順應性約為0.2 L/cmH0.2 L/cmH2 2O O。 跨肺壓的改變（肺內壓跨肺壓的改變（肺內壓 與胸內壓差）與胸內壓差） 肺容量的改變肺容量的改變 1) 1) 肺靜態(tài)順應性曲線肺靜態(tài)順應性曲線 (1) (1) 肺的彈性阻力和順應性肺的彈性阻力和順應性 1）肺的靜態(tài)順應性曲線：）肺的靜態(tài)順應性曲線：測定肺順應性時，一般采用分步吸測定肺順應性時，一般采用分步吸 氣（或向肺內充氣）或分步呼氣（或從肺內抽氣），每步吸氣氣（或向肺內充氣）或分步呼氣（或從肺內抽氣），每步吸氣 或呼氣后，在受試者屏氣并保持氣道通暢的情況下測定肺容積或呼氣后，在受試者

13、屏氣并保持氣道通暢的情況下測定肺容積 和胸內壓，可算出跨肺壓。根據和胸內壓，可算出跨肺壓。根據 每次測得的數據繪制成的壓力每次測得的數據繪制成的壓力 -容積曲線，即為肺的順應性容積曲線，即為肺的順應性 曲線。曲線。 在呼吸道無氣流情況下所測得的在呼吸道無氣流情況下所測得的 的順應性也稱肺的靜態(tài)順應性。的順應性也稱肺的靜態(tài)順應性。 特點：特點：曲線呈曲線呈:“S”型，表現型，表現 為在較大或較小肺容積處曲線較平坦，而在中等肺容積處曲線為在較大或較小肺容積處曲線較平坦，而在中等肺容積處曲線 較平坦，而在中等肺容積處曲線較平坦，而在中等肺容積處曲線 陡直。陡直。斜率越大，順應性越大，彈性阻力越小。斜

14、率越大，順應性越大，彈性阻力越小。 2 2）肺總量對肺順應性的影響：）肺總量對肺順應性的影響： 功能余氣量（功能余氣量（L L） 平靜呼吸的順應性平靜呼吸的順應性 （L/cmH2O） 肺總量較大者與較小者相比，在吸入同樣容積的肺總量較大者與較小者相比，在吸入同樣容積的 氣體后，由于增量所占氣體后，由于增量所占背景容量背景容量的不同，所產生的跨的不同，所產生的跨 壁壓不同，即肺總量較大者產生的跨壁壓較小，而肺壁壓不同，即肺總量較大者產生的跨壁壓較小，而肺 總量較小者產生的跨壁壓較大?？偭枯^小者產生的跨壁壓較大。 為了排出為了排出背景容量（即肺總量）背景容量（即肺總量）的影響，因而提的影響，因而提

15、 出出比順應性的概念。比順應性的概念。 比順應性比順應性= = 3)3)肺彈性阻力的來源：肺彈性阻力的來源： 肺的彈性阻力肺的彈性阻力 . .肺泡表面張力肺泡表面張力 肺泡內的液肺泡內的液- -氣界面，因界面層的液體分子氣界面，因界面層的液體分子 受力不均勻，表現的內聚力（表面張力）方向受力不均勻，表現的內聚力（表面張力）方向 是向中心的是向中心的使肺泡縮小。使肺泡縮小。 肺彈性組織回縮肺彈性組織回縮 力力:1/3:1/3 肺泡表面張力肺泡表面張力:2/3:2/3 肺泡表面張力肺泡表面張力:2/3:2/3 滯后現象：滯后現象：向動物向動物 離體肺注入與抽出離體肺注入與抽出 氣體時的肺順應性氣體

16、時的肺順應性 曲線不重疊。曲線不重疊。 根據根據LaplaceLaplace定律，定律，P P（壓力）（壓力）=2T=2T（表面張力）（表面張力）/r/r .表面活性物質表面活性物質 ( DPL( DPL或或DPPC )DPPC ) 肺泡肺泡型細胞分泌型細胞分泌的一種復的一種復 雜的脂蛋白復合物，主要成雜的脂蛋白復合物，主要成 分為二棕櫚酰卵磷脂和表面分為二棕櫚酰卵磷脂和表面 活性物質結合蛋白活性物質結合蛋白。 作用：作用： a.a.降低肺泡表面張力降低肺泡表面張力 降低吸氣阻力；降低吸氣阻力； b.b.減少肺泡內液的生成減少肺泡內液的生成 防肺水腫的發(fā)生；防肺水腫的發(fā)生； c.c.維持肺泡內

17、壓的穩(wěn)定維持肺泡內壓的穩(wěn)定 性性防肺泡破裂或萎縮。防肺泡破裂或萎縮。 Laplace定律：定律：P=2T/r P: 肺泡內壓力肺泡內壓力 T：表面張力：表面張力 r：半徑：半徑 肺泡表面活性物質肺泡表面活性物質 影響彈性阻力的因素影響彈性阻力的因素: : 肺充血、表面活性物質減少、肺纖維化肺充血、表面活性物質減少、肺纖維化 和感染等原因和感染等原因肺彈性阻力肺彈性阻力( (肺順應性肺順應性 )吸氣困難。吸氣困難。 肺氣腫時肺氣腫時肺彈性成分破壞肺彈性成分破壞肺回縮力肺回縮力 肺彈性阻力肺彈性阻力( (肺順應性肺順應性)呼氣困難。呼氣困難。 故肺順應性加大并不一定表示肺通氣功故肺順應性加大并不一

18、定表示肺通氣功 能好。能好。 臨床臨床： 成人肺炎、肺血成人肺炎、肺血 栓等栓等表面活性物質表面活性物質 肺不張。肺不張。 6 67 7個月胎兒才個月胎兒才 開始分泌表面活性物開始分泌表面活性物 質，故早產兒可因缺質，故早產兒可因缺 乏表面活性物質而發(fā)乏表面活性物質而發(fā) 生肺不張和新生兒肺生肺不張和新生兒肺 透明膜病透明膜病呼吸窘迫呼吸窘迫 綜合征。綜合征。 吸吸 氣氣 肺泡表面積肺泡表面積 DPLDPL分散分散 降表面張力的作用降表面張力的作用 肺泡表面張力肺泡表面張力 肺泡回縮肺泡回縮 防肺泡破裂防肺泡破裂 ( (呼氣呼氣) ) ( () ) ( (密集密集) ) ( () ) ( ()

19、) ( (擴張擴張) ) ( (萎陷萎陷) ) （2）胸廓的彈性阻力和順應性）胸廓的彈性阻力和順應性 即胸廓的彈性回位力即胸廓的彈性回位力, , 來自胸廓的彈來自胸廓的彈 性成分。性成分。 方向方向 肺容量肺容量67%肺總容量肺總容量 向內向內 吸氣的阻力，呼氣的動力吸氣的阻力，呼氣的動力 胸廓的彈性阻力既可是吸氣的動力，也可以胸廓的彈性阻力既可是吸氣的動力，也可以 是吸氣的阻力是吸氣的阻力 平靜呼氣末平靜呼氣末 肺容量肺容量=40%肺總容量肺總容量 肺內向回縮力肺內向回縮力=胸廓外向回位力胸廓外向回位力 肺容量肺容量40%肺總容量肺總容量 肺回縮力肺回縮力胸廓回位力胸廓回位力 向內向內 向外

20、向外 用力呼氣用力呼氣 肺容量肺容量40%肺總容量肺總容量 肺內向回縮力肺內向回縮力 o o2 2與與HbHb親和力親和力 250 250 倍；倍； coco與與HbHb的結合位點與的結合位點與o o2 2相同；相同； coco與與HbHb的某亞基結合后，將增加其余三個亞基的某亞基結合后，將增加其余三個亞基 對對o o2 2的親和力。的親和力。 注意：注意： HbHb與與coco結合后呈櫻桃紅色結合后呈櫻桃紅色 COCO中毒時，血液中毒時，血液POPO2 2可能是正常的，可能是正常的， 機體雖缺氧，但不會刺激呼吸運動而增機體雖缺氧，但不會刺激呼吸運動而增 加肺通氣，相反卻可能抑制呼吸中樞，加肺

21、通氣，相反卻可能抑制呼吸中樞， 加重缺氧。加重缺氧。 5 5. Hb. Hb本身的性質本身的性質 HbHb的的FeFe2+ 2+ FeFe3+ 3+ : : HbHb失去結合失去結合o o2 2的能力的能力（如亞硝酸（如亞硝酸 鹽）鹽） 異常異常HbHb：HbHb的運的運o o2 2能力能力（如地中海貧血）（如地中海貧血） 胎兒胎兒HbHb：與：與o o2 2親和力成人，這與胎兒所處的低親和力成人，這與胎兒所處的低 氧環(huán)境是相適應的。氧環(huán)境是相適應的。 三、二氧化碳的運輸三、二氧化碳的運輸carbon dioxide transportcarbon dioxide transport 1 1、

22、物理溶解、物理溶解physical dissolutionphysical dissolution 每每100ml100ml靜脈血，物理溶解的靜脈血，物理溶解的COCO2 2僅僅2.91ml2.91ml， 約占總運輸量的約占總運輸量的5%5%。 （一）二氧化碳的運輸形式（一）二氧化碳的運輸形式 2 2、化學結合、化學結合chemical combinationchemical combination（紅細胞）（紅細胞）95%95% 碳酸氫鹽碳酸氫鹽 88%88% 氨基甲酸血紅蛋白氨基甲酸血紅蛋白 7%7% 碳酸氫鹽的形式碳酸氫鹽的形式 碳酸酐酶碳酸酐酶 H H2 2COCO3 3 HCOHCO

23、3 3- -H H+ + COCO2 2H H2 2O O 氨基甲酰血紅蛋白氨基甲酰血紅蛋白 7 7 lHbOHbO2 2與與COCO2 2結合形成氨基甲酰血紅蛋白的能力比去氧血紅蛋結合形成氨基甲酰血紅蛋白的能力比去氧血紅蛋 白小。當動脈血流經組織時，白小。當動脈血流經組織時，HbOHbO2 2釋放出釋放出O O2 2， ，去氧血紅蛋白 去氧血紅蛋白 與與COCO2 2的結合能力強，結合的結合能力強，結合COCO2 2就多，可形成大量的氨基甲酰就多，可形成大量的氨基甲酰 血紅蛋白。血紅蛋白。 l 肺部排出的肺部排出的COCO2 2中有中有17.5%17.5%是由氨基甲酰血紅蛋白釋出的。是由氨基

24、甲酰血紅蛋白釋出的。 HbNHHbNH2 2O O2 2+H+H+ +CO+CO2 2 在肺臟在肺臟 在組織在組織 HHbNHCOOHHHbNHCOOHO O2 2 ( (二二)CO)CO2 2解離曲線解離曲線 COCO2 2解離曲線解離曲線是表示血液中是表示血液中COCO2 2含量與含量與PCOPCO2 2間關系間關系 的曲線。的曲線。 血液中血液中COCO2 2含量隨含量隨PCOPCO2 2 的的而而，幾乎成線性關，幾乎成線性關 系系( (非非S S形曲線形曲線) )，且無飽，且無飽 和點。和點。 V V血血A A點點COCO2 2的含量為的含量為52ml/100ml,52ml/100ml

25、, 而而A A血血B B點點COCO2 2的含量降為的含量降為48ml/10048ml/100 ml,ml,說明血液流經肺臟時，每說明血液流經肺臟時，每100ml100ml 血液釋放出血液釋放出4mlCO4mlCO2 2 。 當血當血POPO2 2時，時， COCO2 2解離曲線下移。解離曲線下移。 ( (三三) ) O O2 2與與HbHb的結合對的結合對COCO2 2運輸的影響運輸的影響 1.O1.O2 2與與HbHb結合的氧合作用對結合的氧合作用對COCO2 2運輸的影響運輸的影響 HbNHHbNH2 2O O2 2+H+H+ +CO+CO2 2 Hb Hb與與O O2 2的結合可促進的

26、結合可促進COCO2 2的釋放，而釋放的釋放，而釋放O O2 2之后的之后的HbHb則容易與則容易與 COCO2 2結合，這一現象稱為何爾登效應結合，這一現象稱為何爾登效應。 HbOHbO2 2的酸性高的酸性高, ,難與難與COCO2 2結合結合, ,反應向左進行；反應向左進行； 在組織中，在組織中，HbOHbO2 2釋放出釋放出O O2 2而成為而成為HHbHHb，何爾登效應促使血液，何爾登效應促使血液 攝取并結合攝取并結合COCO2 2 。 。 HHbHHb的酸性低的酸性低, ,易與易與COCO2 2結合結合, ,反應向右進行；反應向右進行； 在肺中，在肺中，HbHb與與O O2 2結合，

27、促使結合，促使COCO2 2釋放。釋放。 在肺臟在肺臟 在組織在組織 HHbNHCOOHHHbNHCOOHO O2 2 由此可見，由此可見， O O2 2和和COCO2 2的運輸不是孤立進的運輸不是孤立進 行的，而是相互影響的。行的，而是相互影響的。 COCO2 2通過波爾通過波爾 效應影響效應影響O O2 2的運輸，而的運輸，而O O2 2通過何爾登效通過何爾登效 應影響應影響COCO2 2的運輸。的運輸。 第四節(jié)第四節(jié) 呼吸運動的調節(jié)呼吸運動的調節(jié) Regulation of respiration 19231923年英國生理學家年英國生理學家LumsdenLumsden實驗：實驗： 橫切

28、部位橫切部位 呼吸運動形式呼吸運動形式 切斷迷走神經切斷迷走神經 后呼吸運動形式后呼吸運動形式 腦橋與中腦之間腦橋與中腦之間 基本正?；菊?變深變慢變深變慢 腦橋中部腦橋中部 基本正?；菊?長吸式呼吸長吸式呼吸 腦橋與延髓之間腦橋與延髓之間 不規(guī)則呼吸不規(guī)則呼吸 喘式呼吸喘式呼吸 延髓與脊髓之間延髓與脊髓之間 呼吸停止呼吸停止 呼吸停止呼吸停止 小結：小結： 腦橋上部腦橋上部呼吸調整中樞呼吸調整中樞 腦橋下部腦橋下部長吸中樞（長吸中樞（? ?） 延髓延髓基本呼吸中樞（喘息中樞）基本呼吸中樞（喘息中樞） 脊髓脊髓初級呼吸中樞初級呼吸中樞 1、脊髓、脊髓:脊髓中有支配呼吸肌的運動神經元。在

29、相應脊脊髓中有支配呼吸肌的運動神經元。在相應脊 髓前角運動神經元的支配下，呼吸肌發(fā)生節(jié)律性收縮和髓前角運動神經元的支配下，呼吸肌發(fā)生節(jié)律性收縮和 舒張。舒張。 在動物實驗中，如果在延髓和脊髓之間做一橫切，在動物實驗中，如果在延髓和脊髓之間做一橫切， 呼吸運動立即停止。呼吸運動立即停止。 這些現象表明，脊髓本身以及呼吸肌和支配呼吸肌這些現象表明，脊髓本身以及呼吸肌和支配呼吸肌 的傳出神經不能產生呼吸節(jié)律，脊髓的呼吸運動神經元的傳出神經不能產生呼吸節(jié)律，脊髓的呼吸運動神經元 是聯系高位中樞和呼吸肌的中繼站。是聯系高位中樞和呼吸肌的中繼站。 一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成

30、（一）呼吸中樞（一）呼吸中樞 2、低位腦干：呼吸節(jié)律產生于低位腦干、低位腦干：呼吸節(jié)律產生于低位腦干 三級呼吸中樞假說三級呼吸中樞假說 延髓是呼吸的基本中樞延髓是呼吸的基本中樞 腦橋上部有呼吸調整中樞腦橋上部有呼吸調整中樞 腦橋中下部有長吸中樞腦橋中下部有長吸中樞 呼吸中樞呼吸中樞 通過電刺激腦干、記錄腦干神經細胞放電，同位素示蹤、通過電刺激腦干、記錄腦干神經細胞放電，同位素示蹤、 放射免疫等發(fā)現：放射免疫等發(fā)現： 延髓網狀結構：延髓網狀結構： 吸氣神經元（吸氣神經元（ININ）放電在吸氣動作之前出現，終止與吸）放電在吸氣動作之前出現，終止與吸 氣動作之末。氣動作之末。 呼氣神經元（呼氣神經元

31、（ENEN）放電始于吸氣動作之后，延續(xù)到呼氣）放電始于吸氣動作之后，延續(xù)到呼氣 的終末。的終末。 v吸呼氣神經元（吸呼氣神經元（IENIEN）吸氣相放電延續(xù)至呼氣相，轉）吸氣相放電延續(xù)至呼氣相，轉 相時放電頻率最高。相時放電頻率最高。 v呼吸氣神經元（呼吸氣神經元（EINEIN）呼氣相放電延續(xù)至吸氣相，轉）呼氣相放電延續(xù)至吸氣相，轉 相時放電頻率最高。相時放電頻率最高。 v這類神經元分布特點：相對集中但交錯存在這類神經元分布特點：相對集中但交錯存在 2. 2. 延髓呼吸中樞延髓呼吸中樞 根據呼吸神經元在延髓相對集中的部位，可分兩組根據呼吸神經元在延髓相對集中的部位，可分兩組 （1）背側群（背側

32、群（DRGDRG）位于孤束核腹外側）位于孤束核腹外側，多多 數為數為IN 閂前交叉閂前交叉 支配對側脊髓的膈肌運支配對側脊髓的膈肌運 動神經元動神經元 膈肌運動膈肌運動 （2 2）腹側群（）腹側群（VRGVRG）位于延髓的腹外側部。）位于延髓的腹外側部。 包括疑核、后疑核和面神經后核等。包括疑核、后疑核和面神經后核等。 疑核疑核 IN IN 舌咽神經舌咽神經 EN EN 迷走神經迷走神經 同側咽喉部同側咽喉部 的呼吸肌的呼吸肌 后后 疑疑 核核 上部上部 對側肋間肌對側肋間肌 運動神經元（運動神經元（9090） 閂前交叉閂前交叉 （部分發(fā)出側支支配膈?。ú糠职l(fā)出側支支配膈?。?同側下行（同側

33、下行（5 51010）支配吸氣?。┲湮鼩饧?（ININ） 下部下部 （ENEN） 胸腰胸腰3 3呼氣肌運動神經元呼氣肌運動神經元 閂前方交叉閂前方交叉 3. 3. 腦橋呼吸中樞腦橋呼吸中樞 （1 1）呼吸調整中樞呼吸調整中樞位于腦橋前段位于腦橋前段1/31/3集中在臂旁集中在臂旁 內側核（內側核（NPBMNPBM）和相鄰）和相鄰KFKF核，合稱核，合稱PBKFPBKF核群。核群。 電刺激電刺激PBKFPBKF核核 吸氣轉向呼氣，對延髓吸氣轉向呼氣，對延髓 吸氣神經元有抑制作用，防止過深過長吸氣，吸氣神經元有抑制作用，防止過深過長吸氣， 調整呼吸頻率。調整呼吸頻率。 切斷雙側迷走神經切斷雙側迷

34、走神經 損毀損毀PBKFPBKF核核 長吸氣長吸氣 （2 2）長吸中樞位于腦橋下部）長吸中樞位于腦橋下部 ININ ENEN EINEIN 功能：加強延髓吸氣神經元的活動長吸功能：加強延髓吸氣神經元的活動長吸 長吸中樞的否定：長吸中樞的否定： 但有認為仍存在加強延髓吸氣神經元的活動的作但有認為仍存在加強延髓吸氣神經元的活動的作 用，并沒有結構上特定的長吸中樞。用，并沒有結構上特定的長吸中樞。 腦橋以上部位特別是大腦皮層腦橋以上部位特別是大腦皮層。 大腦皮層對呼吸的調節(jié)系統(tǒng)是通過軀體運動神大腦皮層對呼吸的調節(jié)系統(tǒng)是通過軀體運動神 經，是隨意的呼吸調節(jié)系統(tǒng)。經，是隨意的呼吸調節(jié)系統(tǒng)。 下位腦干的呼

35、吸調節(jié)系統(tǒng)則是通過植物神經，下位腦干的呼吸調節(jié)系統(tǒng)則是通過植物神經， 是不隨意的自主呼吸節(jié)律調節(jié)系統(tǒng)。它們的下行通是不隨意的自主呼吸節(jié)律調節(jié)系統(tǒng)。它們的下行通 路是分開的。路是分開的。 3 3、高位腦、高位腦 （二）呼吸節(jié)律（二）呼吸節(jié)律( respiratory rhythm) 二、呼吸運動的反射性調節(jié)二、呼吸運動的反射性調節(jié) 化化 學學 感感 受受 性性 呼呼 吸吸 反反 射射 中樞化學感受器中樞化學感受器延髓腹外側淺表延髓腹外側淺表 外周化學感受器外周化學感受器頸動脈體、主動脈體頸動脈體、主動脈體 POPO2 2 、PCOPCO2 2 、 H H+ + H H+ + 竇神經竇神經 主動脈

36、神經主動脈神經 延髓呼吸中樞延髓呼吸中樞 1 1、化學感受器、化學感受器 （1）外周化學感受器）外周化學感受器 頸動脈體（解剖位置便于研究）：頸動脈體（解剖位置便于研究）： 主要參與呼吸調節(jié)主要參與呼吸調節(jié) 主動脈體：在循環(huán)調節(jié)方面較為重要。主動脈體：在循環(huán)調節(jié)方面較為重要。 對外周化學感受器的研究主要集中在對外周化學感受器的研究主要集中在 頸動脈體。頸動脈體。 研究結果：研究結果：當灌流液當灌流液POPO2 2 PCO PCO2 2 H H+ + 竇竇N N放電頻率放電頻率 呼吸運動增強增快呼吸運動增強增快 肺通氣量肺通氣量 若保持灌流液若保持灌流液POPO2 2于于100mmHg100mm

37、Hg，僅減少灌流量，僅減少灌流量 竇竇N N放放 電頻率（頸動脈體從單位體積血液中攝取的電頻率（頸動脈體從單位體積血液中攝取的O O2 2量相對量相對 細胞外液細胞外液POPO2 2 ） ） 在貧血或在貧血或COCO中毒時，血液中毒時，血液O O2 2下降，但下降，但POPO2 2正常，只要血正常，只要血 流量不減少，化學感受器傳入神經放電頻率并不增加。流量不減少，化學感受器傳入神經放電頻率并不增加。 結論：結論：當機體缺氧時，外周化學感受器所感受的刺激是其當機體缺氧時，外周化學感受器所感受的刺激是其 所處環(huán)境所處環(huán)境POPO2 2的下降，而不是動脈血的下降，而不是動脈血O O2 2的降低。的

38、降低。 當血液中當血液中PCOPCO2 2 或 或H H濃度濃度+ + 外周化學感受器傳外周化學感受器傳 入入N N放電頻率放電頻率 呼吸運動增快。呼吸運動增快。 COCO2 2對外周化學感受器的刺激作用較對外周化學感受器的刺激作用較H H+ +強。（因強。（因 COCO2 2較容易擴散進入外周化學感受器細胞）較容易擴散進入外周化學感受器細胞） 三種因素有相互協(xié)同作用。三種因素有相互協(xié)同作用。 （2）中樞化學感受器：中樞化學感受器：摘除動物外周化學感受器或切斷其傳摘除動物外周化學感受器或切斷其傳 入入N N后，吸入后，吸入COCO2 2仍能增加肺通氣；增加腦脊液仍能增加肺通氣；增加腦脊液COC

39、O2 2和和H H+ +濃度，濃度， 也能刺激呼吸。也能刺激呼吸。 位于延髓腹外側淺表部位。位于延髓腹外側淺表部位。 生理刺激：腦脊液和局部細胞外液中的生理刺激：腦脊液和局部細胞外液中的H H+ +, ,而不是而不是COCO2 2：但：但 血液中的血液中的COCO2 2能迅速透過血能迅速透過血- -腦屏障。腦屏障。 由于腦脊液中碳酸酐酶含量很少，由于腦脊液中碳酸酐酶含量很少，COCO2 2與水的水合反應很與水的水合反應很 慢，所以對慢，所以對COCO2 2的通氣反應有一定的時間延遲。的通氣反應有一定的時間延遲。 適應現象：適應現象：腎對血液腎對血液pH值具有調節(jié)作用。值具有調節(jié)作用。 血液中的

40、血液中的HCO3-也可緩慢透過血也可緩慢透過血-腦屏障和腦屏障和 血血-腦脊液屏障，使腦脊液和局部細胞外液的腦脊液屏障，使腦脊液和局部細胞外液的pH值回升，減弱值回升，減弱 H+對呼吸運動的刺激作用。對呼吸運動的刺激作用。 故：血液中的故：血液中的COCO2 2對呼吸運動的急性驅動作用較強，而慢性對呼吸運動的急性驅動作用較強，而慢性 刺激作用則較弱。刺激作用則較弱。 中樞化學感受器與外周化學感受器作用特點的比較中樞化學感受器與外周化學感受器作用特點的比較 1 1）對）對H H+ +的變化敏感；的變化敏感； 中樞中樞外周外周 無明顯潛伏期；無明顯潛伏期；2 2）潛伏期長；）潛伏期長； 對對POP

41、O2 2 、PCOPCO2 2和和H H+ +敏感敏感 3 3）維持中樞神經系）維持中樞神經系 統(tǒng)統(tǒng) pH pH 穩(wěn)定穩(wěn)定 機體低氧時，維持對呼機體低氧時，維持對呼 吸的驅動吸的驅動 (1)CO2對呼吸的影響對呼吸的影響 PCO2 外周化學感受器外周化學感受器 中樞化學感受器中樞化學感受器 （有效刺激是（有效刺激是H H+ +） 、 呼吸中樞呼吸中樞 呼吸加深，加快呼吸加深，加快 吸入氣吸入氣CO2增加增加 1% 肺通氣量增加肺通氣量增加 4% 肺通氣量增加肺通氣量增加1倍倍 7% CO2 麻醉現象麻醉現象 2 2、COCO2 2、H H+ +和和O O2 2對呼吸的影響對呼吸的影響 COCO

42、2 2是調節(jié)呼吸的最重要的生理性化學因素。是調節(jié)呼吸的最重要的生理性化學因素。 當吸入氣當吸入氣COCO2 2含量超過一定水平時含量超過一定水平時, ,肺通氣量不能相應增加肺通氣量不能相應增加, ,致使肺泡致使肺泡 氣和動脈血氣和動脈血PCOPCO2 2陡升陡升, CO, CO2 2積聚積聚, , 抑制中樞神經系統(tǒng)包括呼吸中樞的活動抑制中樞神經系統(tǒng)包括呼吸中樞的活動, , 引起呼吸困難、頭痛頭暈甚至昏迷，稱為引起呼吸困難、頭痛頭暈甚至昏迷，稱為COCO2 2麻醉麻醉。 在去除外周化學感受器的作用后。在去除外周化學感受器的作用后。CO2CO2引起的通氣反應引起的通氣反應 僅下降僅下降20%20%

43、左右：動脈血左右：動脈血PCO2PCO2只需升高只需升高2mmHg2mmHg就能刺激中就能刺激中 樞化學感受器，引起肺通氣增強的反應。樞化學感受器，引起肺通氣增強的反應。 刺激外周化學感受器，動脈血刺激外周化學感受器，動脈血PCOPCO2 2需升高需升高10mmHg10mmHg。 中樞化學感受器在中樞化學感受器在COCO2 2引起的通氣反應中起主要作用。引起的通氣反應中起主要作用。 但因中樞化學感受器的反應較慢，當動脈血但因中樞化學感受器的反應較慢，當動脈血PCOPCO2 2突然突然 增高時，外周化學感受器在引起快速呼吸反應中具有重增高時，外周化學感受器在引起快速呼吸反應中具有重 要作用。要作

44、用。 當中樞化學感受器對當中樞化學感受器對COCO2 2的敏感性降低或產生適應后，的敏感性降低或產生適應后， 外周化學感受器的作用就顯得很重要。外周化學感受器的作用就顯得很重要。 機制機制: : pH pH 外周化學感受器外周化學感受器 中樞化學感受器中樞化學感受器 、 呼吸中樞呼吸中樞呼吸加深，加快呼吸加深，加快 (2) H+對呼吸的影響對呼吸的影響 HH+ +呼吸加強呼吸加強 HH+ +呼吸抑制呼吸抑制 中樞化學感受器對中樞化學感受器對H H+ +的敏感性是外周化學感受器的的敏感性是外周化學感受器的2525 倍，但倍，但H H+ +通過血腦屏障的速度較慢，限制了它對中樞化學通過血腦屏障的速

45、度較慢，限制了它對中樞化學 感受器的作用。因此，血液中的感受器的作用。因此，血液中的H H+ +主要通過刺激外周化學主要通過刺激外周化學 感受器而起作用。感受器而起作用。 (3)(3)低低O O2 2對呼吸的影響對呼吸的影響 PO2 外周化學感外周化學感 受器受器 呼吸中樞呼吸中樞 + - 當當40mmHgPO280mmHg 呼吸加深加快呼吸加深加快（動脈血（動脈血POPO2 2的的 改變對正常呼吸運動的調節(jié)改變對正常呼吸運動的調節(jié) 作用不大，當機體嚴重缺氧作用不大，當機體嚴重缺氧 時才有重要意義。）時才有重要意義。） 當當PO240mmHg呼吸抑制（嚴重缺氧）呼吸抑制（嚴重缺氧） 嚴重肺氣腫、肺心病患者嚴重肺氣腫、肺心病患者 肺換氣功能障礙肺換氣功能障礙 機體慢性缺機體慢性缺O(jiān) O2 2和和COCO2 2 中樞化學感受器對中樞化學感受器對COCO2 2的刺激作用產生的刺激作用產生 適應，而外周化學感受器對低氧刺激的適應很慢，此時低適應，而外周化學感受器對低氧刺激的適應很慢，此時低 氧對外周化學感受器的刺激成為驅動呼吸運動的主要刺激氧對外周化學感受器的刺激成為驅動呼吸運動的主要刺激 因素。（氧療時應注意）因素。（氧療時應注意） 由圖中可見，當由圖中可見，當 只 改 變 一 個 因 素 時只 改 變 一 個 因 素 時 （其