呼吸科呼吸系統(tǒng)課件8綜述

1、5.4 5.4 呼吸運動的調(diào)節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié) l呼吸是一種至關(guān)重要的穩(wěn)態(tài)過程，為機體的代謝提供充足的氧氣，并將代謝產(chǎn)生的二氧化碳排出體外。2022-4-51呼吸調(diào)節(jié)的基本需求呼吸調(diào)節(jié)的基本需求2022-4-52l呼吸調(diào)節(jié)必須是自主的（autonomic）l氧氣和二氧化碳水平的維持不應(yīng)依賴于意識和清醒程度l必須能夠滿足機體的代謝需求l當(dāng)機體的氧需求或二氧化碳產(chǎn)生增加時，呼吸必須加以代償l在必要時，呼吸必須接受隨意控制（voluntary control）l呼吸控制機制在特定狀態(tài)下必須可謂隨意意志所控制呼吸中樞（respiratory centers）和基本呼吸中樞（basic respirato

2、ry center）l呼吸中樞呼吸中樞l(wèi)腦和脊髓中與呼吸節(jié)律產(chǎn)生和呼吸運動控制有關(guān)的神經(jīng)元核團l呼吸中樞位于脊髓、腦干、皮層和丘腦等腦部位l基本呼吸中樞基本呼吸中樞l(wèi)參與基本呼吸節(jié)律形成的腦部位l位于低位腦干（延髓）Lumsden的經(jīng)典實驗（1923年）橫切部位 呼吸形式 切斷迷走神經(jīng) 腦橋與中腦之間 基本正常 變深變慢腦橋中部 基本正常 長吸式呼吸腦橋與延髓之間 不規(guī)則呼吸 喘式呼吸延髓與脊髓之間 呼吸停止 呼吸停止結(jié)論腦橋上部呼吸調(diào)整中樞；腦橋下部長吸中樞（已否定）延髓基本呼吸中樞；脊髓初級呼吸中樞2022-4-55呼吸相關(guān)神經(jīng)元或呼吸神經(jīng)元 l背側(cè)呼吸組（dorsal respirato

3、ry group，DRG）l位于孤束核（the nucleus tractus solitarii）的背外側(cè)l多在吸氣相放電，為吸氣神經(jīng)元l接受來自外周化學(xué)感受器和機械感受器（肺牽張感受器）的投射l發(fā)出纖維至膈神經(jīng)和肋間神經(jīng)l腹側(cè)呼吸組（ventral respiratory group，VRG)l位于延髓腹外側(cè)區(qū) ，包繞疑核，在解剖結(jié)構(gòu)上可分為尾側(cè)VRG（cVRG）、鼻側(cè)VRG（rVRG），包欽格復(fù)合體和前包欽格復(fù)合體l含有吸氣和呼氣神經(jīng)元l前包欽格復(fù)合體被認(rèn)為是形成基本呼吸節(jié)律最重要的部位l腦橋頭端的腦橋呼吸組（ pontine respiratory group, PRG）：對基本呼吸節(jié)

4、律的產(chǎn)生沒有明顯影響，但對維持正常樣式的節(jié)律性呼吸活動具有重要意義 包欽格復(fù)合體前包欽格復(fù)合體前包欽格復(fù)合體（ pre-Btzinger complex）對基本呼吸節(jié)律的形成是必須的嗎？改自Brain 2011:134; 2435Medulla oblongata = 延髓Pons = 腦橋Lateral reticular nucleus (LRN) = 外側(cè)網(wǎng)狀核XII = 面神經(jīng)Obex = 栓、門MSA = multiple system atrophySCA3 = spinocerebellar ataxia type 3多系統(tǒng)萎縮（multiple systems atrophy）

5、 vs. 3型脊髓小腦性共濟失調(diào)（Spinocerebellar Ataxia 3）多系統(tǒng)萎縮具有呼吸障礙，但無吞咽功能異常多系統(tǒng)萎縮具有呼吸障礙，但無吞咽功能異常Pre-Btzinger復(fù)合體神經(jīng)元減少，疑核運動神經(jīng)元沒有改變3 3型脊髓小腦性共濟失調(diào)無呼吸功能異常，但存在型脊髓小腦性共濟失調(diào)無呼吸功能異常，但存在吞咽困難吞咽困難Pre-Btzinger復(fù)合體神經(jīng)元在數(shù)量上沒有變化，但疑核運動神經(jīng)元消失呼吸節(jié)律形成的機制起步學(xué)說延髓內(nèi)存在著類似心臟竇房結(jié)起搏細胞的神經(jīng)元，它們能自發(fā)產(chǎn)生節(jié)律性興奮，并驅(qū)動其它呼吸神經(jīng)元，從而引起節(jié)律性呼吸活動。網(wǎng)絡(luò)學(xué)說延髓內(nèi)呼吸神經(jīng)元通過相互興奮和抑制而形成復(fù)

6、雜的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)，在此基礎(chǔ)上產(chǎn)生呼吸節(jié)律。前包欽格體神經(jīng)元具有產(chǎn)生自發(fā)放電的能力海馬齒狀回顆粒細胞的常規(guī)放電模式 前包欽格體神經(jīng)元的自發(fā)/爆發(fā)放電模式2022-4-511基本呼吸中樞（延髓和腦橋）隨意控制（大腦皮層）脊髓運動神經(jīng)元肋間肌膈肌&輔助呼吸肌中樞化學(xué)感受器外周化學(xué)感受器化學(xué)感受器牽張感受器刺激性感受器J感受器本體感受器機械性感受器 膈神經(jīng) 其它神經(jīng)l對呼吸的隨意控制在吞咽、噴嚏、咳嗽、嘔吐、歌唱等情形下是必須的。l對呼吸的隨意控制涉及腦額葉的運動皮層。l隨意控制指令不經(jīng)基本呼吸中樞而直接和脊髓的運動神經(jīng)元相聯(lián)系。呼吸的隨意控制 呼吸運動的反射性調(diào)節(jié)呼吸運動的反射性調(diào)節(jié)呼吸運動可

7、因機體受到不同種類的刺激而發(fā)生反射性增強、增速或抑制的現(xiàn)象兩種反射：化學(xué)感受性反射機械感受性反射化學(xué)感受性反射呼吸運動對血液中PO2, PCO2和H+濃度改變敏感PO2下降、PCO2和H+濃度增加刺激呼吸化學(xué)性反射可通過外周化學(xué)感受系統(tǒng)和/或中樞化學(xué)感受系統(tǒng)而實現(xiàn)外周化學(xué)感受系統(tǒng)2022-4-515傳入途徑頸動脈體 竇神經(jīng) 舌咽神經(jīng) (IX CN) 終止于延髓近孤束核部位主動脈體 加入迷走神經(jīng) (X CN) 終止于延髓近孤束核部位外周化學(xué)感受器是化學(xué)感受器l頸動脈體位于頸內(nèi)動脈和頸外動脈分叉處，位于頸動脈外但與頸動脈相連；主動脈體位于主動脈弓的上面，但與主動脈弓相連l頸動脈體和主動脈體為化學(xué)感

8、受器l頸動脈竇和主動脈壓力感受器位于血管內(nèi)，感受血管的張力變化，為機械性感受器外周化學(xué)感受器的功能l感受動脈血中PO2, PCO2和H+濃度的變化l主要感受動脈血中氧分壓的變化l動脈PO2 通氣量增加l在外周化學(xué)感受器切除后，缺氧導(dǎo)致的通氣增加消失，甚至出現(xiàn)呼吸抑制lPaCO2 和 H+濃度增加可通過刺激外周化學(xué)感受器導(dǎo)致呼吸變深、變快，同時增加對缺氧的敏感性中樞化學(xué)感受系統(tǒng)部位: 延髓腹外側(cè)的淺表部位適宜刺激: 細胞外液或腦脊液中的H+濃度和/或CO2分壓增加2022-4-519化學(xué)感受性神經(jīng)元動脈血中PCO2是呼吸運動調(diào)節(jié)最重要的因素 在生理學(xué)狀態(tài)下，動脈血中PCO2 是呼吸調(diào)節(jié)最重要的因

9、素 PCO2水平維持在很小的范圍 PCO2上升后呼吸深度和頻率均增加 外周化學(xué)感受器切除實驗顯示高PCO2導(dǎo)致的通氣效應(yīng)中的20-30%是由外周化學(xué)感受性反射所介導(dǎo)，80%由中樞性化學(xué)感受性反射所介導(dǎo)。PaCO2導(dǎo)致通氣增加的機制直接刺激外周化學(xué)感受器中樞化學(xué)感受器間接刺激H+增加刺激外周化學(xué)感受器PaO2對呼吸的影響lPaO2 100 mm Hg時， PaO2對呼吸沒有影響lPaO2 70 mmHg后，通氣量增加； PaO2 60 mmHg后，通氣量加倍l缺氧導(dǎo)致的通氣增加完全是通過外周化學(xué)感受器而實現(xiàn)的l嚴(yán)重缺氧導(dǎo)致通氣抑制2022-4-522氫離子對呼吸的影響l動脈血、腦脊液和腦干組織外

10、液中的H+濃度增加都可刺激呼吸。lH+濃度增加可刺激外周和中樞化學(xué)感受器，主要效應(yīng)來自對外周化學(xué)感受器刺激lH+難以透過血腦屏障， H+濃度增加對中樞化學(xué)感受器的作用是通過CO2來實現(xiàn)的lCO2對呼吸的影響的直接刺激因素是H+l中樞化學(xué)感受器較外周化學(xué)感受器對H+的敏感性高2022-4-523動脈血中的氫離子濃度增加如何影響中樞化學(xué)感受器？氫離子對呼吸影響的生理學(xué)意義l改變呼吸以適應(yīng)代謝需求l維持pH穩(wěn)態(tài)2022-4-525Ondine的詛咒在歐洲神話中，溫蒂妮是位水神，擁有永恒的美貌和生命?？墒?，命運只要她與凡人結(jié)婚、生育，她就會失去永恒的美貌，和凡人無異。2022-4-5命運中的溫蒂妮愛上

11、了一名年輕騎士勞倫斯（Sir Lawrence），二人決定結(jié)成夫妻。就在成婚當(dāng)天，勞倫斯信誓旦旦地對溫蒂妮說：“My every waking breath shall be my pledge of love and faithfulness to you”?；楹?，溫蒂妮為勞倫斯生下了孩子。隨之，溫蒂妮開始呈現(xiàn)漸漸失去花容月貌。勞倫斯眼見妻子美色漸褪，亦慢慢對妻子失去興趣。一天下午，溫蒂妮聽到丈夫熟悉的鼾聲，于是循聲走到馬廄附近。當(dāng)她進入馬廄時，看到勞倫斯正與別的女性歡。溫蒂妮非常憤怒，對勞倫斯說道：“You swore faithfulness to me with every wakin

12、g breath, and I accepted your oath. So be it. As long as you are awake, you shall have your breath, but should you ever fall asleep, then that breath will be taken from you and you will die!）”。 溫蒂妮不知道她一直持有魔力，勞倫斯也不是清醒神，溫蒂妮的魔咒起效了。先天性肺低通氣綜合征(Ondines Curse)l一種罕見的疾病，由于缺乏化學(xué)性感受所致l在清醒時呼吸能夠滿足代謝需求，但在睡眠出現(xiàn)低通氣l高

13、CO2和缺氧不導(dǎo)致通氣增加機械感受性反射A:大鼠氣管B: 豚鼠氣管C:人氣管氣管和支氣管內(nèi)的神經(jīng)叢CHEST 2006;129:33S47SCHEST 2006;129:33S47S肺擴張反射（pulmonary stretch reflexe）和肺萎陷反射（pulmonary deflation reflex）l肺擴張反射也稱黑-伯（Hering-Breuer）反射：肺擴張或向肺內(nèi)注氣引起吸氣抑制的現(xiàn)象l加速吸氣過程向呼氣過程的轉(zhuǎn)換，加快呼吸頻率l切斷迷走神經(jīng)上述反射消失（切斷雙側(cè)迷走神經(jīng)后，呼吸變深變慢l有動物種屬的差異l肺萎陷反射：肺萎陷或從肺內(nèi)抽氣引起吸氣增強的現(xiàn)象l意義不明肺擴張和肺萎陷反射的比較肺擴張反射肺縮反射感受器支氣管和細支氣管平滑肌 細支氣管和肺泡感受器域值低高刺激性質(zhì)肺擴張肺萎陷傳入神經(jīng)迷走神經(jīng)（A類纖維） 迷走神經(jīng)神經(jīng)中樞延髓I神經(jīng)元興奮 觸發(fā)吸氣切斷機制延髓I神經(jīng)元抑制防御反射l在整個呼吸道都存在