生理學第四章呼吸

生理學第四章呼吸第1頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一呼吸概念及其意義：

機體與外界環(huán)境之間的氣體交換過程.呼吸過程：O2CO2O2CO2肺血液循環(huán)組織細胞

肺通氣肺換氣氣體運輸組織換氣外呼吸內呼吸第2頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

第一節(jié)呼吸系統(tǒng)的結構與功能1、呼吸道:勾通肺泡與外界環(huán)境的氣體通道

上呼吸道：鼻、咽、喉呼吸道—

下呼吸道：氣管、支氣管及在肺內的分支呼吸道的主要功能：（1）調節(jié)氣道阻力：通過調節(jié)氣道阻力從而調節(jié)進出肺的氣體的量、速度和呼吸功（2）保護功能：對吸入氣體進入加溫、濕潤、過濾、清潔作用和防御反射等保護功能。第3頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第4頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第5頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

2、呼吸道平滑?。簹夤苤两K末細支氣管管壁，形成完整的網格結構受交感神經和迷走神經的雙重支配，調節(jié)呼吸道管徑吸氣：交感神經（＋）平滑肌舒張，管徑增大呼氣：迷走神經（＋）平滑肌收縮，管徑減小神經遞質的作用：膽堿類物質：迷走神經類作用去甲腎上腺素類物質：交感神經類作用第6頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

3、肺泡:肺泡氣與血液進行氣體交換的場所

動畫\肺結構.swf第7頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一4、胸廓與胸膜腔（1）胸廓（2）呼吸肌

1）吸氣?。弘跫?、肋間外肌（主）；斜角肌、胸鎖乳突?。ㄝo）

2）呼氣?。焊辜?、肋間內?。?）胸膜腔負壓

第8頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第9頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一一.肺通氣的原理肺通氣的動力>

肺通氣的阻力肺通氣（一）肺通氣的動力

直接動力:大氣與肺泡氣之間的壓差(大氣壓—肺內壓）

原動力：呼吸運動呼吸運動胸膜腔內壓變化肺內壓改變大氣壓與肺內壓壓差改變第二節(jié)肺通氣第10頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一1.呼吸運動定義：是指呼吸肌收縮舒張引起的胸廓擴大和縮小。參與呼吸的肌肉：主要吸氣?。弘跫『屠唛g外肌主要呼氣肌：肋間內肌和腹肌輔助吸氣?。盒苯羌　⑿劓i乳突肌等第11頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（1）呼吸過程（2）型式1）腹式呼吸和胸式呼吸2）平靜呼吸和用力呼吸第12頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（1）平靜呼吸：節(jié)能的最佳呼吸方式(主動、被動）

吸氣：主動吸氣肌(+)→

胸廓擴大→肺擴大→肺容積↑→肺內壓↓→吸氣

呼氣：被動吸氣肌(–)→

胸廓縮小→肺縮小→肺容積↓→肺內壓↑

→呼氣（2）用力呼吸：耗能高（主動、主動）

吸氣：主動吸氣?。?）→胸廓擴大→肺擴大→肺容積↑→肺內壓↓→吸氣

呼氣：主動

呼氣?。?）→

胸廓縮小→肺縮小→肺容積↓→肺內壓↑→呼氣↑

呼吸輔助肌(+)吸氣?。?/p>

–）第13頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一2.肺內壓:肺泡內的壓力.1）變化過程：肺內壓的周期性變化2）變化程度：吸氣末、呼氣末：肺內壓=大氣壓壓力差=0無氣體流動平靜吸氣時：肺內壓：-1~-2mmHg用力吸氣時：肺內壓：-100~-30mmHg平靜呼氣時：肺內壓：+1~+2mmHg用力呼氣時：肺內壓：+60~+140mmHg3）人工呼吸第14頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一吸\呼氣時肺內壓變化第15頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一3.胸膜腔內壓1）胸膜腔：密閉性，胸膜間漿液分子的內聚力2）胸膜腔負壓的形成：

胸內壓

=

肺內壓肺回縮力

(設大氣壓為0)

吸氣末或呼氣末:肺內壓=大氣壓

胸內壓=大氣壓肺回縮力=肺回縮力胸膜腔負壓是由肺的彈性回縮力造成的.

吸氣負壓↑呼氣負壓↓（胸廓與肺的生長速度不同步）

C、在平靜呼氣末胸膜腔內壓為負值。原因：在生長發(fā)育過程中，胸廓生長的速度比肺快，其自然容積大于肺的自然容積，所以肺始終處于擴張轉態(tài)。第16頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一3）測定方式

胸膜腔內壓=肺內壓-肺回縮力=-肺回縮力胸膜腔內壓測定平靜呼氣末:-5~-3mmHg

用力呼氣末:-90mmHg

平靜吸氣末:-10~-5mmHg用力吸氣末:110mmHg4)胸膜腔負壓的生理意義

A、作用于肺，牽張其擴張。

B、作用于胸腔內壁薄而擴張性大的腔靜脈和胸導管。促進靜脈血和淋巴的回流。第17頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（二）肺通氣的阻力彈性阻力肺彈性阻力肺的彈性回縮力(1/3)

肺泡表面張力(2/3)

胸廓彈性阻力非彈性阻力氣道阻力（主要）慣性阻力組織粘滯阻力

肺通氣的阻力第18頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

1、肺的彈性阻力和順應性：（1）彈性阻力和順應性彈性阻力:彈性組織受到外力作用發(fā)生變形時所產生的對抗變形的力.順應性(compliance):在外力作用下彈性組織的可擴張性.順應性=彈性阻力1肺順應性(CL)=肺容積變化(△V)跨肺壓變化(△P)L/cmH2O肺順應性反映了肺擴張的難易程度，與彈性阻力成反比，肺順應性大，肺易擴張：肺順應性小，肺不易擴張。

第19頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（2）肺彈性阻力的來源A：肺組織的彈性回縮力（占1/3）來源于彈力纖維和膠原纖維

肺擴張彈力纖維和膠原纖維被牽拉

彈性回縮力增大B：肺的液-氣界面的表面張力（占2/3）表面張力:存在于液-氣界面使液體表面積盡量縮小的力.

肺泡表面張力:球形液-氣界面,表面張力向心,傾向使肺泡縮小.

肺表面張力是彈性阻力的主要來源.第20頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一C：肺表面活性物質

A）、成分：二棕櫚酰卵磷脂（DPPC）。

B）、作用：降低肺泡液-

氣界面的表面張力。

C）、生理意義

a:維持肺泡的穩(wěn)定性；

b:減少肺間質和肺泡內的組織液生成，防止肺水腫；

c:降低吸氣阻力，減少吸氣作功。第21頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（3）胸廓的彈性阻力和順應性胸廓的彈性阻力方向視胸廓的位置而定。

Cchw=胸腔容積的變化/跨胸壁壓的變化(L/CmH2O)

肺和胸廓的總順應性CL+chw1/CL+chw=1/CL+1/Cchw

第22頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一2、非彈性阻力包括慣性阻力、粘滯阻力和氣道阻力。氣道阻力是主要成分，約占80-90%。氣道阻力:氣體通過呼吸道時氣體分子之間及氣體分子與氣道壁之間的摩擦力.影響氣道阻力的因素:

（1）氣流速度（2）氣流形式（3）管徑大小氣道平滑肌舒縮活動（4）肺容積第23頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一神經調節(jié)：交感神經（+）NA+2R平滑肌舒張管徑阻力副交感神經（+）Ach+MR平滑肌收縮管徑↓阻力↑

體液調節(jié)腎上腺素、異丙基腎上腺素平滑肌舒張組胺、5-HT平滑肌收縮例：哮喘用藥：2受體激動劑—喘樂寧第24頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一二、肺容積和肺容量（一）肺容量：靜態(tài)肺容量、動態(tài)肺容量

1、靜態(tài)肺容量（1）潮氣量（2）補吸氣量與深吸氣量（3）補呼氣量（4）肺活量（5）余氣量和功能余氣量（6）肺總量第25頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

2、動態(tài)肺容量（1）用力肺容量（FVC）（2）用力呼氣量（FEV）阻塞性肺疾患者：FEV1、FEV1%降低限制性肺部疾患者FEV1降低FEV1%正常或上升第26頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一肺通氣功能的評定測定1.潮氣量

(TV)2.補吸氣量(IRV)3.補呼氣量(ERV)4.殘氣量(余氣量)(RV)5.

深吸氣量(IC)=TV+IRV6.功能殘氣量(FRV)=TV+ERV7.肺活量

(VC)=IRV+TV+ERV8.肺總量(TLC)=IRV+TV+ERV+RV

用力肺活量

(FVC):

最大吸氣后盡力、盡快呼氣所呼出的最大氣量.用力呼氣量(FEV)：

盡力吸氣后盡力盡快呼氣，一定時間內的呼出氣量.

時間肺活量：FEV1/FVC：80%,FEV2/FVC：96%,FEV3/FVC：99%肺容積肺容量第27頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第28頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第29頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

三、肺通氣量（一）每分通氣量：每分鐘進出肺的氣體總量.

每分通氣量=潮氣量(TV)

呼吸頻率(R)6~9L

每分最大通氣量:盡力作深快呼吸,每分所吸入或呼出的最大氣量.70~120L

通氣貯量百分比=每分最大通氣量-每分平靜通氣量每分最大通氣量

反映通氣功能的貯備能力.≥93%100%第30頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（二）無效腔和肺泡通氣量

無效腔：解剖無效腔+肺泡無效腔=生理無效腔解剖無效腔:鼻~呼吸性細支氣管內不參與交換的氣體量.反應呼出氣與肺泡氣的差異：肺泡無效腔:肺泡內未參與氣體交換的氣體量.

(每分)肺泡通氣量:每分鐘吸入肺泡的新鮮空氣量.(每分)肺泡通氣量=(潮氣量-無效腔氣量)

呼吸頻率

(500-150)15=4250ml

第31頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一深慢呼吸比淺快呼吸的肺通氣效率高第32頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

第三節(jié)呼吸氣體的交換一、氣體交換的原理（一）氣體的擴散影響氣體擴散速率的因素

1.氣體的分壓差

2.氣體的分子量和溶解度

3.擴散面積和距離

4.溫度第33頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（二）呼吸氣體和人體不同部位氣體的分壓肺換氣的動力：分壓差方向和量O2

（肺）CO2（肺毛細血管）

呼吸膜第34頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一(一).

肺換氣過程二.肺換氣第35頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一(二).

影響肺換氣(氣體交換)的因素

1.呼吸膜的厚度反比呼吸膜---6層：是肺泡氣與血液之間的物理屏障.單純擴散.

厚度大擴散速率小換氣障礙

PO2

PCO2

病理：肺水腫、肺炎、肺間質纖維化

2.呼吸膜的面積正比

面積

小擴散速率小換氣障礙

PO2PCO2

病理：肺炎、肺不張、肺實變第36頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一3.通氣/血流比值（VA/Q比值）每分鐘肺泡通氣量(VA)和每分鐘肺血流量(Q)之間的比值正常成人安靜狀態(tài)下:

VA

（肺泡通氣量）=4.2L/min

Q（每分鐘肺血流量）=5L/min

正常VA/Q比值為0.84VA/Q（>0.84）

：通氣過剩(VA)或血流不足(Q)

肺泡無效腔增大

通氣不足PO2

PCO2VA/Q（<0.84）

：通氣不足VA或血流過剩Q

功能性動-靜脈短路

肺泡通氣不良PO2

PCO2第37頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

VA/Q比值異常均可引起氣體交換異常，可致血液缺O(jiān)2和CO2潴留，但主要是缺O(jiān)2，原因如下：a:動靜脈血液間O2分壓差遠大于CO2分壓差b:CO2擴散較O2快c:血液缺O(jiān)2和CO2潴留可刺激呼吸，增加CO2的排出，但無助于O2

的攝取。第38頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（三）肺擴散容量影響因素：

1、體位：臥位比直立位大

2、個體大?。?/p>

3、肌肉運動：DL增加。

4、肺部病變：DL降低。第39頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一三、組織換氣（一）組織換氣過程組織毛細血管和組織細胞之間的氣體交換.

動力:分壓差組織毛細血管組織細胞PO210040PCO24046（二）影響組織換氣過程

1、細胞和毛細血管間的距離

2、組織代謝

3、毛細血管的血流速度第40頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第四節(jié)氣體在血液中的運輸一、氣體在血液中運輸的形式物理溶解、化學結合兩種形式。O2

物理溶解(少)化學結合(多)1.5%98.5%CO2

物理溶解(少)化學結合(多)5%95%O2:氧化Hb(HbO2)CO2:碳酸氫鹽氨基甲酸Hb化學結合形式:第41頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一在1個大氣壓、溫度37血液中溶解系數：

O2——0.024ml/ml；

CO2——0.49ml/ml第42頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一二、氧的運輸物理溶解——1.5%，化學結合——98.5%。

O2的結合形式是氧合血紅蛋白（HbO2）。（一）血紅蛋白的結構與性質第43頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（一）Hb與O2結合的特征

1、反應快、可逆、不需酶的催化、受PO2和的影響。

2、該反應是氧合，不是氧化。

3、HbO2呈鮮紅色，去氧Hb呈紫藍色。發(fā)紺不是缺氧的標志（二）血紅蛋白結合氧的能力理想1gHb可以最大限度結合1.39mlO2，實際1gHb可以最大限度結合1.34mlO2，

Hb的氧容量；Hb的氧含量；Hb的氧飽和度。第44頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（二）氧解離曲線

1、概念：表示PO2與Hb氧結合量或Hb氧飽和度關系的曲線。

O2含量（ml/100ml）：

Po2為100mmHg——19.4；

Po2為40mmHg——14.4；

Po2為15mmHg——4.4；第45頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一2、氧解離曲線的形態(tài)特征A、上段：相當于PO2在60-100mmHg，曲線較平坦。生理意義：只要吸入氣或肺泡氣PO2不低于60mmHg，Hb氧飽和度仍能保持在90%之上。

B、下段：相當于PO2在60mmHg以下的部分，曲線較陡。生理意義：PO2在此范圍內，稍有下降，Hb氧飽和度下降較大，因而釋放大量的O2，滿足機體代謝的需要。第46頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一表.氧解離曲線的特點PO2（mmHg）

SO2(%)線形意義部位特點上段60~10090~97.4平坦Hb與O2結合肺PO2變化對SO2影響不大中段40~6075~90較陡HbO2釋放02安靜PO210040,

組織100ml血液釋放O25ml下段15~4022~75陡Hb與O2解離活動增PO2略降SO2↓↓

強組織供給組織足夠的O2

生理意義：上段:高原、高空、輕度呼吸功能不全，肺泡氣PO2下降，只要不低于60mmHg,SO2>90%,血液可攜帶足夠的O2，機體不發(fā)生缺氧。中段：血流經組織時，釋放適量的氧，保證安靜狀態(tài)下組織代謝需氧量。下段：保證組織活動增強時有足夠的氧供應.第47頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（四）影響氧解離曲線的因素第48頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一P50:

使Hb氧飽和度達50%時的PO2.正常:26.5mmHgP50

曲線右移

Hb與O2的親和力

HbO2中O2釋放P50曲線左移Hb與O2的親和力

HbO2中O2釋放影響因素:1.[H+]或pH：曲線右移，Hb構型改變Hb和O2的親和力。2.Pco2：曲線右移。波爾效應：酸度

Hb和O2的親和力。曲線右移有利于向組織供氧，符合生理需要。3.溫度：曲線右移組織代謝增加，O2的需求。4.2,3-二磷酸甘油酸（DPG）：紅細胞無氧代謝產物2,3-DPG曲線右移第49頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一三、二氧化碳的運輸（一）CO2的運輸形式物理溶解——5%，化學結合的占95%。主要是碳酸氫鹽（88%）和氨基甲酸血紅蛋白（7%）。

1、血漿中的CO2

：R-NH2+CO2R-NHCOO-+H+

2、紅細胞內的CO2碳酸氫鹽

1）溶解狀態(tài)

2）碳酸氫鹽形式——出現氯轉移

3）氨基甲酸血紅蛋白第50頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一第51頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一（二）CO2解離曲線

1、CO2解離曲線

2、O2與Hb的結合對CO2運輸的影響

O2與Hb結合可促使CO2釋放，這一現象稱霍爾登效應。綜上所述，O2及CO2的運輸不是孤立進行的，而是相互影響的。CO2通過波爾效應影響O2的結合和釋放，O2又通過何而登效應影響CO2的結合和釋放。

第52頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

第五節(jié)呼吸運動的調節(jié)一.呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成呼吸中樞:CNS內產生和調節(jié)呼吸運動節(jié)律的神經細胞群。(一)呼吸中樞的分布及功能包括脊髓、延髓、腦橋、間腦、大腦皮層。延髓:呼吸基本節(jié)律中樞腦橋上部:呼吸調整中樞(抑制吸氣)

腦橋中下部:長吸中樞

低位腦干(延髓+腦橋):基本正常的呼吸節(jié)律高位腦:呼吸運動的隨意控制,呼吸運動的條件反射的建立第53頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一呼吸神經元所在部位:

延髓:背側呼吸組(DRG)含吸氣神經元膈肌、肋間外肌

興奮時引起吸氣腹側呼吸組(VRG)

含呼氣神經元腹肌、肋間內肌

興奮時引起呼氣腦橋上部:PBKF核群(臂旁內側核、KF核)

限制吸氣,使吸氣轉向呼氣.

第54頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一

A平面（中腦與腦橋間）切斷：呼吸節(jié)律無明顯變化

B平面（腦橋上、中部之間）切斷：長吸呼吸（呼吸調整中樞）

C平面（腦橋和延髓間）切斷：喘息樣呼吸

D平面（延髓與脊髓間）切斷：呼吸停止第55頁，共61頁，2023年，2月20日，星期一吸氣神經元腦橋調整中樞（+）（）（+）（）圖呼吸節(jié)律形成示意圖吸氣切斷機制(二)呼吸節(jié)律的形成肺牽張反射前包欽格復合體（pre-Botzinger