呼吸(天大)課件

第五章呼吸respiration

呼

吸

系

統(tǒng)

概

圖

呼吸respiration

～在新陳代謝過程中，機體與環(huán)境之間進行的氣體交換過程。呼吸意義respiratorysignificance及時補充機體在新陳代謝過程中消耗的O2排除新陳代謝過程中生成的多余的CO2缺氧將迅速引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能的障礙

瞧！人體呼吸全過程示意圖呼吸過程：外呼吸肺通氣和肺換氣氣體運輸內(nèi)呼吸（組織換氣）

組織換氣細胞內(nèi)氧化代謝肺換氣氣體運輸肺通氣O2CO2肺通氣pulmonaryventilation肺換氣gasexchange呼吸基本環(huán)節(jié)胸廓呼吸道肺泡胸膜腔

實現(xiàn)肺通氣的結構：第一節(jié)呼吸器官的功能結構

FunctionalStructureofRespiratoryOrgan呼吸膜有6層結構組成，平均厚度只有0.5微米，總面積可達70m2之多。一、肺通氣的動力

Dynamicpulmonaryventilation

原動力：呼吸運動

直接動力：肺內(nèi)壓與外界大氣之間的壓力差.呼吸運動的形式：

腹式呼吸abdominalbreathing：以膈肌舒縮活動為主的呼吸運動。胸式呼吸thoracicbreathing：以肋間外肌舒縮活動為主的呼吸運動。

2、肺內(nèi)壓:

肺泡內(nèi)氣體的壓力。

呼吸過程中肺內(nèi)壓和呼吸氣容積的變化

3、胸膜腔與胸膜腔內(nèi)壓胸膜腔

由臟層胸膜和壁層胸膜構成；密閉的，里面只有少量漿液，沒有氣體。胸膜腔內(nèi)漿液的作用：①減小兩層胸膜之間的摩擦力；②能使兩層胸膜貼附在一起不易分開。相對于外界大氣壓而言是負壓(胸內(nèi)負)；

呼吸過程中的變化：

胸膜腔內(nèi)壓胸膜腔的密閉性是肺能夠隨胸廓擴張而擴張的根本原因。

氣胸胸內(nèi)負壓的生理意義：①維持肺擴張狀態(tài)，并使肺能隨胸廓擴張而擴張；②促進靜脈血和淋巴液的回流。二、肺通氣的阻力Resistancetobreathing彈性阻力elasticresistance

（約占70﹪）非彈性阻力Non-elasticresistance

（約占30%）肺彈性阻力與順應性肺彈性阻力：肺擴張變形時產(chǎn)生的彈性回縮力；其方向向內(nèi)，是吸氣的阻力，呼氣的動力。

肺彈性阻力的組成(來源):

肺內(nèi)彈性組織回縮力肺泡表面張力(占2/3)順應性compliance：在外力作用下彈性組織的可擴張性。

1順應性(C)=彈性阻力(R)肺的順應性可用單位壓力變化引起的容積變化表示，即：

C=△V/△P

2T（表面張力）P(回縮壓力)=r（肺泡半徑）

表面張力相同時，小肺泡回縮壓力大，大肺泡回縮壓力小。

表面張力的影響：可使肺泡內(nèi)產(chǎn)生一定的回縮壓力，根據(jù)Laplace定律：分泌：肺泡Ⅱ型細胞；主要成分：二棕櫚酰卵磷脂；作用：降低表面張力。肺泡表面活性物質(zhì)(pulmonarysurfactant)肺泡表面張力與肺泡表面活性物質(zhì)P=2T/r新生兒呼吸窘迫綜合癥肺表面活性物質(zhì)的分子密度隨肺泡表面積變化而變化2、非彈性阻力Non-elasticresistance

慣性阻力-由氣流、組織移動的慣性產(chǎn)生；粘滯阻力-組織間的摩擦力；

氣道阻力-氣體分子間及其與氣道管壁間的摩擦力。占非彈性阻力80～90%與氣道口徑、氣流的速度、氣流的形式等因素有關.

（一）肺容積：肺在不同狀態(tài)下容納氣體量的變化。

三、肺通氣功能的評定潮氣量tidalvolume,TV：每次吸入或呼出肺的氣體量(400-600ml)。補吸氣量inspiratoryreservevolume：平靜吸氣末再盡力吸氣，所能增加的吸入氣量(1500-2000ml)。補呼氣量expiratoryreservevolume]：平靜呼氣末再盡力呼氣，所能增加的呼出氣量（900-1200ml）。殘氣量residualvolume,RV：最大呼氣末，肺內(nèi)存留的不能呼出的氣量（1000-1500ml）。（二）肺容量：多項肺容積組合的氣量深吸氣量

inspiratorycapacity：平靜呼氣末再深吸氣，吸入的最大氣量。(潮氣量+補吸氣量）

功能殘氣量functionalresidualcapacity：平靜呼氣末肺內(nèi)存留的氣量。(男2500，女2000)。（補呼氣量+殘氣量）肺活量vitalcapacity:最大吸氣后，所能呼出的最大氣量(=潮氣量+補吸氣量+補呼氣量)。意義：反映一次通氣的最大能力(男平均3500ml女平均2500ml)。肺活量與時間肺活量：時間肺活量timedvitalcapacity:

最大吸氣后盡力盡快呼氣，在1.2.3秒末呼出氣量占肺活量的百分數(shù).1s——83％2s——96％3s——99％用力肺活量100%正常氣道阻力增大時間肺活量的意義：既能反映一次通氣的最大能力，也能反映肺組織的彈性和呼吸道的通暢程度。每分通氣量minuteventilationvolume：每分鐘吸入或呼出的氣量。(=潮氣量×呼吸頻率)。每分平靜通氣量:6-9L最大通氣量:盡力做深快呼吸時，每分鐘吸入或呼出的氣量（70-120L/min)。四、肺通氣量無效腔和肺泡通氣量:生理無效腔：解剖無效腔:150ml

肺泡無效腔:0

正常人生理無效腔接近解剖無效腔

肺泡通氣量(alveolarventilation):每分鐘吸入肺泡,并能與血液進行有效交換的氣體量.

肺泡通氣量=(潮氣量-無效腔氣量)x呼吸頻率 （有效的氣體交換氣量）

潮氣量和呼吸頻率對肺通氣和肺泡通氣都有影響。肺泡氣更新率=(潮氣量－無效腔量)/機能余氣量

潮氣量與呼吸頻率對肺泡通氣量的影響不同相對而言，在一定范圍內(nèi)，深而慢的呼吸可使肺泡通氣量加大，對肺換氣更有利。

舉例：

潮氣呼吸每分肺泡量(ml)頻率通氣量通氣量500126000420025024600024001000660005100第三節(jié)氣體的交換GasExchange肺換氣組織換氣一、氣體交換原理（一）氣體擴散（diffusion）

:氣體分子從分壓高處向分壓低處發(fā)生的凈移動.形式：單純擴散動力：氣體分壓（張力）差

氣體張力gastension～溶解的氣體分子從溶液中逸出的力。一定分壓下溶解與逸出的速度相等時，氣體的張力等于分壓。氣體擴散速率（D)：單位時間內(nèi)氣體擴散的容積稱.

分壓差×擴散面積×溶解度×溫度擴散距離×分子量平方根D=

綜合以上因素,CO2的擴散速率是O2的2倍，故臨床更容易出現(xiàn)O2擴散的障礙導致機體缺氧.氣體的分壓差(△P):

（氣體擴散的動力）

混合氣的總壓力=各氣體的分壓的總和

氣體的分壓=混合氣的總壓力×該氣體容積百分比氣體的分壓差△P大，擴散快。氣體的分壓是氣體交換動力和方向的決定因素。分子量和氣體的溶解度(MW,S):

氣體的擴散速率與MW平方根呈反比；與Ｓ呈正比。血漿溶解度:O2→2.14ml/100ml CO2→

54.1ml/100ml

分子量：O2→32

CO2

→

44

S/MW為擴散系數(shù)

CO2的擴散系數(shù)是O2的20倍氣體的擴散面積和距離(A,d):

擴散速率與A呈正比；與d呈反比。

溫度(T):

擴散速率與T呈正比。

綜合以上因素,CO2的擴散速率是O2的2倍，故臨床更容易出現(xiàn)O2擴散的障礙導致機體缺氧.二、氣體在肺部的交換（一）肺換氣的過程呼吸膜的狀態(tài)呼吸膜的面積（總面積70m2）呼吸膜的厚度（平均厚度0.5μm）通氣/血流比值VA/Q:每分鐘肺泡通氣量與每分鐘肺血流量的比值（二）影響肺換氣的因素正常安靜時：VA／Q＝4.2／5＝0.84

VA／Q比值0.84時，換氣效率最高；VA／Q比值↓,類似動-靜脈短路，VA／Q比值↑,類似肺泡無效腔↑,均使肺換氣效率降低。V/Q比值>0.84肺泡無效腔增加肺栓塞V/Q比值<0.84存在功能性動-靜脈短路支氣管痙攣三．組織換氣

動脈血PO2﹥組織PO2(40-60mmHg)，O2向組織擴散;組織PCO2(50mmHg)﹥動脈血PCO2，CO2向血液擴散。氣體運輸通過物理性溶解與化學性結合方式實現(xiàn)第四節(jié)氣體在血液中的運輸Gastransportintheblood（一）物理溶解：氧的溶解度很低，血液中溶解的O2極少，占運輸總量1.5%。一、氧的運輸Oxygentransport

100ml動脈血含O2量(ml)物理溶解化學結合合計0.312020.31⑴快速、可逆、不需酶催化、受氧分壓影響;⑵O2與Hb的結合是氧合不是氧化;⑶飽和現(xiàn)象：1分子Hb可結合4分子O2，1gHb可結合1.34mlO2。1、O2與Hb結合的特征Hb+O2

HbO2肺PO2↑組織PO2↓（二）化學結合：血紅蛋白結合與O2形成氧合血紅蛋白的形式運輸O2，占98.5%。血紅蛋白的分子結構血氧指標血紅蛋白氧容量Oxygencapacity

～特定條件下，每升(L)血液中血紅蛋白所能負載的最大氧量。（190~200ml/L血液）血紅蛋白氧含量Oxygen

content

～每升(L)血液中血紅蛋白實際結合的氧量。動脈血約-190ml/L血液混合靜脈血-140ml/L血液血紅蛋白氧飽和度Oxygen

saturation

～血紅蛋白氧含量占血紅蛋白氧容量的百分數(shù)。動脈血和混合靜脈血分別為>95%、75%。

HbO2呈鮮紅色,Hb呈紫藍色；

當體表毛細血管中去氧血Hb含量達到5g/100ml時，淺表毛細血管豐富的部位(如口唇、甲床、粘膜)呈青紫，稱紫紺(cyanosis)（一）CO2的運輸形式物理溶解形式運輸占總運輸量5%，約為30ml/L血液化學結合形式運輸占總運輸量95%HCO3-占總運量88%，肺部釋放量占75%氨基甲酸血紅蛋白,占總運量7%，肺部釋放量占17.5%二、CO2的運輸Carbondioxidetransport碳酸氫鹽的運輸形式進入紅細胞的CO2與Hb肽鏈上的自由氨基結合，形成氨基甲酸血紅蛋白(碳酸血紅蛋白，Hb-NH2-CO2)

特點：反應迅速可逆,，無需酶參與，運輸效率高(占肺中CO2總釋放排出量~20%)氨基甲酸血紅蛋白形式運輸在組織在肺部(一)呼吸中樞(respiratorycenter)

指中樞內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運動的神經(jīng)細胞群。第五節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)Regulationofrespiratoryactivity一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成低位腦干(指腦橋和延髓)延髓存在可獨立產(chǎn)生呼吸節(jié)律的基本中樞。腦橋上部存在抑制吸氣中樞結構，稱呼吸調(diào)整中樞

高位腦(指大腦皮層、邊緣系統(tǒng)、下丘腦等)大腦皮層對呼吸的調(diào)節(jié)系統(tǒng)是隨意的調(diào)節(jié)系統(tǒng).脊髓是聯(lián)系腦和呼吸肌的中繼站和整合某些呼吸反射的初級中樞。(二)呼吸節(jié)律的形成

(一)化學感受性反射Chemoreflex二、呼吸運動的反射性調(diào)節(jié)Reflexregulationofbreathing

1.化學感受器Chemoreceptor

外周化學感受器中樞化學感受器外周化學感受器

頸動脈體主動脈體感受的刺激：

動脈血PO2↓PCO2↑[H+]↑生理作用:低O2時維持呼吸感受的刺激：

腦脊液和局部細胞外液[H+]↑；

動脈血CO2可進入腦脊液與H2O結合生成H2CO3，解離出H+，間接刺激中樞化學感受器興奮。

中樞化學感受器CO2對中樞化學感受器刺激過程中樞化學感受器生理作用:調(diào)節(jié)腦脊液的[H+],使中樞神經(jīng)系統(tǒng)有一穩(wěn)定的pH環(huán)境2、CO2、H+和O2對呼吸的調(diào)節(jié)

②吸入氣中在一定范圍內(nèi)CO2升高(1-6%)時，呼吸加深加快，肺通氣量↑;③超過7%時，中樞神經(jīng)系統(tǒng)