《生理學(xué)》第五章呼吸

第五章呼吸第一節(jié)肺通氣第三節(jié)氣體在血液中的運輸?shù)谒墓?jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)第二節(jié)肺換氣和組織換氣2023/2/1912023/2/1922023/2/1932023/2/1942023/2/1952023/2/1962023/2/197肺泡:由單層上皮細(xì)胞構(gòu)成的半球狀囊泡。肺中的支氣管經(jīng)多次反復(fù)分枝成無數(shù)細(xì)支氣管，它們的末端膨大成囊，囊的四周有很多突出的小囊泡，即為肺泡.肺泡的大小形狀不一，平均直徑0.2毫米。成人約有3～4億個肺泡，總面積近100平方米。肺泡是肺部氣體交換的主要部位

2023/2/198概述呼吸：呼吸全過程：機體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程。2023/2/199

呼吸過程:

●外呼吸：肺毛細(xì)血管與外界環(huán)境之間的氣體交換。

肺通氣

肺與外界環(huán)境之間的氣體交換。

肺換氣

肺泡與肺毛細(xì)血管血液之間的氣體交換。

●氣體在血液中的運輸

●組織換氣

組織毛細(xì)血管血液與組織細(xì)胞之間的氣體交換。2023/2/1910第一節(jié)肺通氣一、肺通氣的原理（一）肺通氣的動力

呼吸肌收縮舒張(原動力)

胸廓擴大縮小肺擴大縮小肺內(nèi)壓變化肺泡與外界環(huán)境之間的壓力差(直接動力)2023/2/19111.呼吸運動

型式:

按呼吸深度分:平靜呼吸和用力呼吸；按動作部位分:

混合呼吸:正常成人。腹式呼吸:嬰兒、胸膜炎、胸腔積液。胸式呼吸:嚴(yán)重腹水、腹腔有巨大腫塊、頻率:

成人:12～18次/分嬰兒:60～70次/分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。

2023/2/1912吸氣?。弘跫『屠唛g外肌，使胸廓擴大，產(chǎn)生吸氣運動。呼氣肌：肋間內(nèi)肌和腹肌，使胸廓縮小，產(chǎn)生呼氣運動。輔助吸氣?。盒劓i乳突肌和斜角肌。2023/2/1913呼氣肺內(nèi)壓＞大氣壓縮小肺臟吸氣肺內(nèi)壓＜大氣壓胸廓呼吸肌縮小收縮舒張擴張擴張原動力:呼吸運動是肺通氣的原動力。直接動力:肺內(nèi)壓與外界大氣壓間的壓力差。2023/2/1914用力呼吸時：

區(qū)別：

用力吸氣時：吸氣肌+輔助吸氣肌用力呼氣時：吸氣肌舒張呼氣肌（肋間內(nèi)肌+腹壁?。┦湛s①平靜呼吸時，吸氣是主動的，呼氣是被動的。②用力呼吸時，吸氣和呼氣都是主動的。2023/2/1915

2.肺內(nèi)壓2023/2/1916人工呼吸基本原理:使肺內(nèi)與外界大氣壓間產(chǎn)生壓力差，方法有多種。2023/2/19173.胸膜腔內(nèi)壓肺能隨胸廓運動：肺和胸廓間存在胸膜腔肺本身具有彈性。胸膜腔的密閉性和兩層胸膜間漿液分子的內(nèi)聚力對于維持肺的擴張狀態(tài)和肺通氣具有重要意義。氣胸2023/2/1918測定方法:

間接法:氣囊測定食管內(nèi)壓以間接反映胸內(nèi)壓直接法:2023/2/1919成因:

兩種方向相反作用力的代數(shù)和

胸內(nèi)壓＝大氣壓－肺回縮力胸內(nèi)壓＝0－肺回縮力迫使臟層胸膜回位迫使臟層胸膜外移使肺擴張(肺彈性組織回縮力和肺泡表面張力)

肺回縮力(大氣壓)

肺內(nèi)壓2023/2/1920胸內(nèi)壓=肺內(nèi)壓-肺回縮力

=大氣壓-肺回縮力

=-肺回縮力呼氣末：-3—-5mmHg吸氣末：-5—-10mmHg2023/2/1921

作用：

①使肺總是處于擴張狀態(tài)而不至于萎縮，肺可以隨胸廓的擴大而擴張。②作用于胸腔內(nèi)其他器官，如腔靜脈和胸導(dǎo)管等，有利于靜脈血和淋巴液的回流。2023/2/1922（二）肺通氣的阻力

非彈性阻力彈性阻力肺通氣阻力胸廓彈性阻力：與胸廓所處的位置有關(guān)肺彈性阻力氣道阻力：與氣體流動形式+氣道半徑有關(guān)粘滯阻力慣性阻力肺彈性回縮力:1/3肺泡表面張力：2/3常態(tài)下可忽略不計2023/2/19231.彈性阻力和順應(yīng)性:

彈性阻力(R):物體對抗外力作用所引起的變形的力。

順應(yīng)性(C):彈性物體在外力作用下發(fā)生變形的難易程度。同等大小外力作用下，彈性阻力的大時，順應(yīng)性小，變形程度就?。粡椥宰枇πr，順應(yīng)性大，變形程度就大。順應(yīng)性=(1/彈性阻力)順應(yīng)性=容積變化（ΔV）壓力變化（ΔP）L/cmH2O2023/2/1924

肺被擴張產(chǎn)生的回縮力--吸氣阻力呼氣動力（CL）=ΔV/ΔP正常人肺順應(yīng)性約為0.2L/cmH2O?？绶螇旱母淖兎稳萘康母淖?1)肺的彈性阻力和順應(yīng)性2023/2/19251)肺的靜態(tài)順應(yīng)性曲線曲線中段斜率最大，順應(yīng)性最大——平靜呼吸最省力2023/2/1926——指單位肺容量的順應(yīng)性。(比較不同個體肺順應(yīng)性)2)比順應(yīng)性(specificcompliance)肺順應(yīng)與肺總量有關(guān)：肺總量大——順應(yīng)性大肺總量小——順應(yīng)性小(L/cmH2O/L)比順應(yīng)性=平靜呼吸時測得的肺順應(yīng)性功能余氣量2023/2/19273)肺彈性阻力的來源：肺的彈性阻力Ⅰ.肺泡表面張力

肺泡內(nèi)的液-氣界面，因界面層的液體分子受力不均勻，表現(xiàn)的內(nèi)聚力（表面張力）方向是向中心的→使肺泡縮小。肺彈性組織回縮力:1/3肺泡表面張力:2/32023/2/1928根據(jù)Laplace定律，P（壓力）=2T（表面張力）/r2023/2/1929Ⅱ.表面活性物質(zhì)(DPPC和SP)肺泡Ⅱ型細(xì)胞分泌作用：

a.維持肺泡內(nèi)壓的穩(wěn)定性→防肺泡破裂或萎縮；

b.減少肺泡內(nèi)液的生成→防肺水腫的發(fā)生

c.降低肺泡表面張力→降低吸氣阻力2023/2/1930臨床：

●成人肺炎、肺血栓等→表面活性物質(zhì)↓→肺不張。

●6～7個月胎兒才開始分泌表面活性物質(zhì)，故早產(chǎn)兒可因缺乏表面活性物質(zhì)而發(fā)生肺不張和新生兒肺透明膜病→呼吸窘迫綜合征。吸氣肺泡表面積↑DPL分散降表面張力的作用↓肺泡表面張力↑肺泡回縮防肺泡破裂

(呼氣)(↓)(密集)(↑)(↓)(擴張)(萎陷)2023/2/1931（2）胸廓的彈性阻力和順應(yīng)性胸廓的彈性阻力：胸廓是一個雙向彈性體，其彈性回位力的方向視胸廓所處的位置而改變。2023/2/1932

胸廓的順應(yīng)性（Cchw）=ΔV/ΔP正常人胸廓的順應(yīng)性約為0.2L/cmH2O?？缧乇趬旱母淖冃厍蝗萘康母淖?023/2/1933(3)肺和胸廓的總彈性阻力和順應(yīng)性RRS=RL+RchwCRS=CL+Cchw1/CRS=1/CL+1/Cchw

CLCchw肺和胸廓的總順應(yīng)性約為0.1L/cmH2O。2023/2/1934

非彈性阻力

慣性阻力：氣流因發(fā)動、變速、換向時，因氣流慣性所遇到的阻力。粘滯阻力：呼吸時胸廓、肺等組織移位發(fā)生摩擦形成的阻力。10%~20%氣道阻力：氣體通過呼吸道時，氣體分子間及氣體分子與氣道管壁之間的摩擦力。80%~90%2023/2/19352.非彈性阻力——氣道阻力

⑴氣道阻力特點:①只在呼吸運動時產(chǎn)生，與氣流速度有關(guān)；流速快→阻力大②與氣體流動形式有關(guān)：層流→阻力小湍流→阻力大③與氣道半徑的4次方成反比：（R∝1／r4）2023/2/1936

⑵影響氣道管徑改變的因素：

①跨壁壓②肺實質(zhì)對氣道壁的外向放射狀牽引作用③自主神經(jīng)對氣道管壁平滑肌舒縮活動的調(diào)節(jié)④化學(xué)因素的影響：2023/2/1937④化學(xué)因素的影響：

兒茶酚胺→氣道平滑肌舒張。

PGF2α→氣道平滑肌收縮；PGE2→氣道平滑肌舒張。

肥大細(xì)胞釋放的組胺→氣道平滑肌收縮。

吸入氣CO2↑→反射性支氣管收縮。

哮喘病人的氣道上皮合成、釋放肺內(nèi)皮素↑→氣道平滑肌收縮。

2023/2/1938二、肺通氣功能的指標(biāo)

(一)肺容積和肺容量吸呼1.肺容積2023/2/1939

潮氣量（TV）：每次呼吸時吸入或呼出的氣體量。

補吸氣量/吸氣儲備量（IRV）：平靜吸氣末再盡力吸氣，所能吸入的氣體量。反映吸氣的儲備量

補呼氣量/呼氣儲備量（ERV）：平靜呼氣末再盡力呼氣，所能呼出的氣體量。反映呼氣的儲備量

余氣量（RV）：最大呼氣末，尚存留于肺內(nèi)不能呼出的氣體量。避免肺泡在低肺容積條件下塌陷2023/2/1940吸呼2.肺容量:肺容積兩項或兩項以上聯(lián)合氣體量。2023/2/1941

（1）深吸氣量（IC）：從平靜呼氣末做最大吸氣時所能吸入的氣體量。衡量最大通氣潛力（2）功能余氣量（FRC）：平靜呼氣末尚存留于肺內(nèi)的氣體量。2500ml

緩沖肺泡內(nèi)PO2和PCO2的變化幅度吸呼2023/2/1942(3)肺活量、用力肺活量和用力呼氣量

肺活量(VC)：盡力吸氣后，從肺內(nèi)所能呼出的最大氣體量。男性：3500ml女性：2500ml

用力肺活量(FVC)：一次最大吸氣后，盡力盡快呼氣所能呼出的最大氣體量。

1秒用力呼氣量(FEV1)：第一秒鐘內(nèi)的用力肺活量。

吸呼2023/2/1943吸呼4)肺總量：肺活量+余氣量男性：5000ml女性：3500ml2023/2/1944(二)肺通氣量和肺泡通氣量：⒈肺通氣量＝潮氣量×呼吸頻率(次/分)6-9L

最大隨意通氣量=最大限度潮氣量×最快呼吸頻率(次/分)150L

通氣儲量百分比=———————————————————

93%最大通氣量最大通氣量-每分通氣量×100%2023/2/19452.肺泡通氣量：解剖無效腔：從鼻到終末細(xì)支氣管是氣體進(jìn)出肺的通道，氣體在此處不能與血液進(jìn)行氣體交換。0.15L

肺泡無效腔：未發(fā)生氣體交換的肺泡容積。生理無效腔：有通氣但不進(jìn)行氣體交換的區(qū)域。每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量，＝(潮氣量-無效腔量)×呼吸頻率。2023/2/1946不同呼吸頻率和潮氣量時的肺通氣量和肺泡通氣量呼吸頻率（次/m）潮氣量(ml)肺通氣量(ml/m)肺泡通氣量(ml/m)1650088000560010008000680032008000250322023/2/1947

第二節(jié)肺換氣和組織換氣(一）氣體的擴散

擴散擴散速率動力：膜兩側(cè)的氣體分壓差。擴散距離×√分子量分壓差×溫度×溶解度×擴散面積∝一、基本原理

擴散系數(shù)2023/2/1948

O2、CO2擴散速率（D）的比較——————————————————————————————————————

分子量血漿溶解度肺泡氣A血V血

——————————————————————————————————————O23221.413.913.35.3CO244515.05.35.36.1———————————————————————————————————————(ml/L)（KPa）（KPa）

（KPa）241.17O2CO22023/2/1949(二）呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓1.呼吸氣和肺泡氣的成分和分壓2.血液氣體和組織氣體的分壓kPa(mmHg)分壓靜脈血動脈血組織PO25.3213.34.0(40)(100)(30)PCO26.125.326.7(46)(40)(50)2023/2/1950二、肺換氣換氣動力：分壓差換氣方向：分壓高→分壓低換氣結(jié)果：肺Ｖ血組織Ａ血↓↓Ａ血Ｖ血(一）肺換氣過程肺換氣組織換氣2023/2/1951（二）影響肺換氣的主要因素1.呼吸膜的厚度2.呼吸膜的面積

6層＜1μm厚：呼吸膜厚度↑→氣體交換↓呼吸膜面積↓→氣體交換↓。2023/2/19523.通氣/血流比值

V/Q=4.2/5.0=0.84功能性動-靜脈短路肺泡無效腔增大2023/2/1953V／Q比值↑，通氣過剩，肺血流相對不足，部分肺泡氣體未能與血液氣體充分交換，肺泡無效腔↑，肺換氣效率↓。

2023/2/1954

V／Q比值↓，通氣不足，血流相對過多，部分血液流經(jīng)通氣不良的肺泡，混合靜脈血中的氣體不能得到充分更新，類似功能性動-靜脈短路，肺換氣效率↓2023/2/1955●整個肺臟的VA/Q=0.84,是衡量肺換氣功能的指標(biāo)；但因肺臟各局部的肺泡通氣量和血流量的不均性，故臨床上更應(yīng)測肺臟各局部的VA/Q：

人體直立時肺局部的VA/Q

肺上區(qū)肺下區(qū)VA（L/min）0.240.82Q（L/min）0.071.29VA/Q3.30.632023/2/1956三、組織換氣動脈血靜脈血

動脈血PO2(100)高于組織(40)，O2向組織擴散，組織PCO2(46)高于動脈血(40)，CO2向血液擴散，動脈血變成靜脈血。2023/2/1957

第三節(jié)氣體在血液中的運輸一、運輸形式:（一）物理溶解:氣體直接溶解于血漿中。特征:①量?。虎谌芙饬颗c分壓呈正比：

（二）化學(xué)結(jié)合:氣體與某些物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)結(jié)合。特征:量大,主要運輸形式。

化學(xué)結(jié)合動態(tài)平衡物理溶解2023/2/1958二、氧的運輸物理溶解：(1.5%)化學(xué)結(jié)合:(98.5%)

(一)Hb的分子結(jié)構(gòu)(二)Hb與O2結(jié)合的特征1.反應(yīng)快、可逆、受PO2的影響、不需酶的催化；2.是氧合，非氧化：Fe2+2023/2/19593.1分子Hb可與4分子O2可逆結(jié)合

Hb+O2結(jié)合的最大量——氧容量

100ml血Hb+O2結(jié)合的實際量——氧含量氧含量/氧容量的%——氧飽和度Hb的氧容量約為20.1ml/100ml動脈血中氧含量約為19.4ml/100ml靜脈血中氧含量約為14.4ml/100ml2023/2/1960PO2↑(氧合)PO2↓(氧離)當(dāng)血液中去氧Hb含量達(dá)5g/100ml以上，皮膚、粘膜呈藍(lán)紫色稱紫紺（一般是缺O(jiān)2的標(biāo)志）。PO2↑(氧合)PO2↓(氧離)HbO2鮮紅色暗紅色2023/2/19614.

Hb+O2的結(jié)合或解離曲線呈S形

機制：與Hb的變構(gòu)有關(guān)：氧合Hb為疏松型（R型）去氧Hb為緊密型（T型）R型的親O2力為T型的數(shù)百倍

即當(dāng)Hb某亞基與O2結(jié)合或解離后→Hb變構(gòu)→其他亞基的親O2力↑or↓→Hb4個亞基的協(xié)同效應(yīng)便呈現(xiàn)S形的氧離曲線特征。2023/2/1962（三）氧離曲線

表示氧分壓與血氧飽和度關(guān)系的曲線。2023/2/19631.上段:坡度較平坦。反映Hb與O2結(jié)合的部分此時PO2變化大時，

血氧飽和度變化小。

意義:保證低氧分壓時的高載氧能力。

2023/2/19642.中段:坡度較陡。反映Hb與O2解離的部分PO2降低能促進(jìn)大量氧離意義:維持正常時組織氧供。

3.下段:坡度更陡。反映Hb與O2解離的部分，血液中O2的儲備。

PO2稍有下降,血氧飽和度就急劇下降。

意義:維持活動時組織氧供。2023/2/1965

P50：Hb氧飽和度達(dá)到50%的PO2。（四）影響氧離曲線的因素P50↑，Hb與O2親和力↓，曲線右移

P50↓，Hb與O2親和力↑，曲線左移2023/2/1966

1.

Pco2pH

Pco2↑pH↓→氧離曲線右移→氧離易

Pco2↓pH↑→氧離曲線左移→氧離難酸度對Hb與o2親和力的影響，稱為波爾效應(yīng)。意義：①在肺臟促進(jìn)氧合②在組織促進(jìn)氧離。2023/2/1967

2.溫度

(1)T↑→H+的活度↑→

Hb與o2親和力↓→Hb釋放o2→氧離曲線右移→氧離易

如：組織代謝↑→局部T↑+CO2↑H+↑→曲線右移→氧離易

(2)T↓→H+的活度↓→Hb與o2親和力↑→Hb結(jié)合o2

→氧離曲線左移→氧離難

如：低溫麻醉時，應(yīng)防組織缺o2

冬天，末梢循環(huán)↓+氧離難→局部紅、易凍傷2023/2/1968

3.2,3-DpG

(1)高原缺氧→RBC無氧代謝↑

→2,3-DpG↑→曲線右移→氧離易注：①這一效應(yīng)是機體對低o2適應(yīng)的重要機制；②但此時肺泡Po2↓，RBC無氧代謝產(chǎn)生過多的2,3-DpG，也防礙了在肺部的氧合，故是否對機體有利尚無定論。

(2)大量輸入冷凍血→2,3-DpG↓→曲線左移→氧離難（∵冷凍血3周后，RBC無氧代謝停止，2,3-DpG↓）

故：應(yīng)注意缺氧。2023/2/19694.Pco↑Pco↑→曲線左移→氧離難∵①co與Hb親和力>o2與Hb親和力250倍；②co與Hb的結(jié)合位點與o2相同；③co與Hb的某亞基結(jié)合后，將增加其余三個亞基對o2的親和力。5.Hb本身的性質(zhì)

Hb的Fe2+→Fe3+:Hb失去結(jié)合o2的能力（如亞硝酸鹽）異常Hb：Hb的運o2能力↓（如地中海貧血）

胎兒Hb：與o2親和力＞成人，這與胎兒所處的低氧環(huán)境是相適應(yīng)的。2023/2/1970三、CO2的運輸物理溶解：5％化學(xué)結(jié)合：95％⒈碳酸氫鹽88％

碳酸酐酶H2CO3HCO3-＋H+CO2＋H2O2023/2/1971碳酸氫鹽的形式碳酸酐酶H2CO3HCO3-＋H+CO2＋H2O2023/2/1972⒉氨基甲酰血紅蛋白7％

HbO2與CO2結(jié)合形成氨基甲酰血紅蛋白的能力比去氧血紅蛋白小。當(dāng)動脈血流經(jīng)組織時，HbO2釋放出O2，去氧血紅蛋白與CO2的結(jié)合能力強，結(jié)合CO2就多，可形成大量的氨基甲酰血紅蛋白。HbNH2O2+H++CO2在肺臟在組織HHbNHCOOH＋O22023/2/1973第四節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)

2023/2/1974一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成

延髓是呼吸基本中樞,腦橋是呼吸調(diào)整中樞。

2023/2/1975

吸氣活動發(fā)生器和吸氣切斷機制模型

H+CO22023/2/19762023/2/1977二、呼