第八章 呼吸的學(xué)習(xí)材料

第八章呼吸的學(xué)習(xí)材料第1頁(yè)/共55頁(yè)8.2人的呼吸器官與通氣一、呼吸道（圖）1、上呼吸道：鼻、咽、喉2、下呼吸道(圖)

（圖）氣管－－支氣管－－小支氣管－－細(xì)支氣管－－終末細(xì)支氣管－－呼吸性細(xì)支氣管（已有肺泡）－－肺泡管－－肺泡囊■

0到23級(jí)分支

■終末細(xì)支氣管之前稱(chēng)肺的傳導(dǎo)部，之后稱(chēng)肺的呼吸部。

肺泡是真正的氣體交換場(chǎng)所。（圖）■

所有的氣管壁上都有平滑肌，受內(nèi)臟神經(jīng)系統(tǒng)支配。支配支氣管的迷走神經(jīng)興奮時(shí)，平滑肌收縮→管徑縮小。支配支氣管的交感神經(jīng)興奮時(shí)，平滑肌舒張→管徑增大。第2頁(yè)/共55頁(yè)解剖無(wú)效腔（anatomicaldeadspace）：每次吸入的氣體，一部分將留在從上呼吸道到終末細(xì)支氣管的呼吸道內(nèi)。這部分氣體不參與肺泡與血液之間的氣體交換，故稱(chēng)為解剖無(wú)效腔。第3頁(yè)/共55頁(yè)二、肺泡表面張力與表面活性劑肺泡壁由上皮細(xì)胞和分布其中的毛細(xì)血管網(wǎng)組成。（圖）1、Laplace定律：

P=2T/rP—泡內(nèi)壓力

T—泡表面張力

r—泡半徑肺泡的內(nèi)表面有一液層，形成液體-空氣界面。液體中存在降低表面張力的表面活性物質(zhì)（alveolarsurfactant）。肺泡表面活性物質(zhì)的主要成分是二棕櫚酰卵磷脂（dipalmitoylphosphatidyllecithin,DPPC），由肺泡Ⅱ型細(xì)胞合成并釋放。第4頁(yè)/共55頁(yè)DPPC分子垂直排列于液-氣界面，極性端插入液體中，非極性端伸向肺泡氣中，形成單分子層分布在液-氣界面上，并隨肺泡的張縮而改變其密度。DPPC分子形成的單分子層可降低肺泡液-氣界面的表面張力。大、小肺泡內(nèi)壓力大致相等的原理。第5頁(yè)/共55頁(yè)1、胸膜腔內(nèi)負(fù)壓正常情況下，胸膜腔內(nèi)的壓力低于大氣壓，故稱(chēng)胸膜內(nèi)負(fù)壓。三、肺通氣胸廓：由脊柱、肋骨以及肋間肌組成，底部由膈肌封閉。胸膜腔：由臟層胸膜和壁層胸膜構(gòu)成的密閉的腔，內(nèi)有漿液。（圖）

（圖8-9）實(shí)現(xiàn)肺通氣的器官包括呼吸道、肺泡和胸廓。

平靜呼氣末胸膜腔內(nèi)壓為-5~-3mmHg，吸氣末約為-10~-5mmHg負(fù)壓產(chǎn)生的原因胸內(nèi)負(fù)壓＝大氣壓－肺的回縮力負(fù)壓作用：維持肺的擴(kuò)張，有利于靜脈血的回流氣胸第6頁(yè)/共55頁(yè)2、肺通氣的動(dòng)力呼吸肌的收縮和舒張→胸廓的擴(kuò)大和縮小→肺的張縮→肺容積的變化→大氣與肺泡之間的壓力差→氣體進(jìn)出肺吸氣肌主要有膈肌和肋間外肌。呼氣肌主要有肋間內(nèi)肌和腹肌。腹式呼吸：膈肌收縮，膈下降，吸入氣體；膈肌舒張，膈上升，呼出氣體。（圖8-9）腹肌收縮引起主動(dòng)呼氣。胸式呼吸：外肋間肌收縮，肋骨上舉，吸入氣體；外肋間肌舒張，肋骨下降，呼出氣體。內(nèi)肋間肌收縮引起主動(dòng)呼氣。平靜呼吸時(shí)，呼氣運(yùn)動(dòng)不需要呼氣肌的收縮。正常呼吸是腹式與胸式的混合型。第7頁(yè)/共55頁(yè)四、肺總量

（圖）?潮氣量(tidalvolume)：平靜呼吸時(shí)每次吸入或呼出的氣量。

400-500ml?補(bǔ)吸氣量：1500-1800ml?補(bǔ)呼氣量：900-1200ml?肺活量(vitalcapacity)：最大吸氣后盡力呼氣所能呼出的氣量。男3500ml，女2500ml?殘氣量(residualvolume)?肺總量:肺活量+殘氣量?機(jī)能殘氣量第8頁(yè)/共55頁(yè)肺通氣量:單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)出肺的氣量每分通氣量：每分鐘入肺或出肺的氣體總量＝潮氣量×呼吸頻率肺泡通氣量＝（潮氣量－無(wú)效腔容量）×呼吸頻率肺泡氣更新比率＝肺泡通氣量/(機(jī)能性余氣量＋肺泡通氣量）機(jī)能殘氣量的生理意義：緩沖呼吸過(guò)程中肺泡氣氧和二氧化碳分壓的過(guò)度變化，以利于氣體交換。平靜呼吸每次僅約七分之一的肺泡氣得到更新。第9頁(yè)/共55頁(yè)一、氣體交換原理1、混合氣體的壓力是其中各個(gè)成分壓力之和?；旌蠚怏w中各成分氣體的壓力稱(chēng)為分壓。常用PO2，PCO2表示。8.3呼吸氣體在體內(nèi)的交換與運(yùn)輸d·(MW)1/2⊿P·T·A·S⊿P：氣體的分壓差T：溫度A：擴(kuò)散面積；d：擴(kuò)散距離S：氣體的溶解度MW：氣體的分子量2、氣體在兩個(gè)區(qū)域間的擴(kuò)散的動(dòng)力是兩個(gè)區(qū)域間的分壓差。3、在氣體與液體之間溶解于液體中的氣體分子數(shù)目與溶液上氣體的壓力成正比。在溶液中各種氣體的分壓都是由物理溶解的氣體產(chǎn)生，化學(xué)結(jié)合的氣體對(duì)分壓沒(méi)有直接的貢獻(xiàn)。4、氣體擴(kuò)散率（Diffusionrate，D）（單位時(shí)間內(nèi)氣體擴(kuò)散的容積）受到以下因素影響：

D∝——————第10頁(yè)/共55頁(yè)動(dòng)力：氣體的分壓差方式：擴(kuò)散

影響因素：分壓差、呼吸膜厚度、呼吸膜面積、溶解度、分子量二、氣體在肺的交換

（圖）

呼吸膜空氣：PO2：158.4mmHgPCO2:0.3mmHg肺泡氣：PO2：105.0mmHgPCO2:40mmHg呼出氣：PO2：120.0mmHgPCO2:32mmHg圖肺動(dòng)脈血：PO2：40mmHgPCO2:46mmHgO2和CO2的擴(kuò)散極為迅速，僅0.3s即可達(dá)到平衡。而通常情況下血液流經(jīng)肺毛細(xì)血管的時(shí)間約0.7s。（圖）第11頁(yè)/共55頁(yè)在肺泡氣與肺動(dòng)脈血之間⊿PCO2只是⊿PO2的1/10，但肺泡和毛細(xì)血管之間CO2的交換速率不低于O2的交換速率。①CO2在水中的溶解度是O2的23倍；②CO2分子量44/O2分子量33；⊿P相等時(shí),

DCO2:DO2=20:1三、氣體在組織的交換其發(fā)生機(jī)制與氣體在肺的交換基本相似。第12頁(yè)/共55頁(yè)

氧分壓高的肺部

Hb+O2HbO2

氧分壓低的組織O2O2

溶解化學(xué)結(jié)合溶解

CO2CO2

肺泡血液組織

形式：溶解在血漿中（1.5%）；與血紅蛋白形成化學(xué)結(jié)合（98.5%）O2與Hb的結(jié)合有以下一些重要特征：1、反應(yīng)快、可逆、不需要酶的催化、受氧分壓的影響血紅蛋白（Hb）：由1個(gè)珠蛋白和4個(gè)血紅素構(gòu)成。每個(gè)珠蛋白有4條多肽鏈，每條多肽鏈與1個(gè)血紅素相連接。血紅素中的亞鐵離子與氧氣分子結(jié)合.四、氧在血液中的運(yùn)輸?shù)?3頁(yè)/共55頁(yè)**氧離曲線2、Fe2+與O2結(jié)合后仍是二價(jià)鐵，所以該反應(yīng)是氧合（oxygenation），而不是氧化（oxidation）。3、1分子Hb可以結(jié)合4分子O2

氧合血紅蛋白，HbO2，呈鮮紅色去氧血紅蛋白，呈紫藍(lán)色4、Hb與O2的結(jié)合或離解曲線呈S形氧—血紅蛋白離解曲線（或氧離曲線）是表示PO2與Hb氧飽和度關(guān)系的曲線。該曲線表示不同PO2下，O2與Hb的分離情況，同樣也反映PO2不同時(shí)，O2與Hb的結(jié)合情況。Hb氧飽和度=Hb的氧含量/Hb的氧容量Hb的氧含量：實(shí)際結(jié)合的氧量Hb的氧容量：所能結(jié)合的最大氧量第14頁(yè)/共55頁(yè)氧離曲線的生理意義①氧離曲線上段，相當(dāng)于PO260-100mmHg，即PO2較高的水平，是Hb與O2結(jié)合的部分。曲線坡度較平坦，表明PO2的變化對(duì)Hb氧飽和度影響不大。對(duì)應(yīng)的是肺泡內(nèi)的氧分壓。由于PO2為60mmHg時(shí)，90%的Hb已與氧結(jié)合。故肺泡內(nèi)氧分壓即使變化較大，Hb氧飽和度變化較小，保證血液在肺部有效的攝取O2

。②氧離曲線中段，相當(dāng)于PO240-60mmHg，曲線較陡，表明PO2有所下降，就有較多的O2離解出來(lái)。PO240mmHg相當(dāng)于靜脈血的氧分壓，此時(shí)血氧飽和度為75%。故當(dāng)PO2較高的動(dòng)脈血流經(jīng)PO2較低的組織時(shí)，可釋放出適量的O2

，保證安靜狀態(tài)下組織代謝的氧需要。③氧離曲線下段，相當(dāng)于PO210-40mmHg，是曲線最陡的部分。在這段范圍中，PO2稍有下降，即可離解出大量的氧。其生理意義是保證組織活動(dòng)加強(qiáng)時(shí)有足夠的氧供應(yīng)。圖第15頁(yè)/共55頁(yè)氧離曲線影響因素1）pH和二氧化碳分壓（圖）

pH值降低或PCO2↑，血紅蛋白對(duì)氧親和力降低，曲線右移；

pH值升高或PCO2↓，血紅蛋白對(duì)氧親和力增加，曲線左移；波爾效應(yīng)（Bohreffect）：酸度對(duì)氧—Hb離解曲線的影響。2）溫度的影響（圖）溫度升高，曲線右移，促使氧釋放。新陳代謝旺盛的組織（如正在運(yùn)動(dòng)的肌肉），溫度比平常有所升高，促使血液流經(jīng)這部分組織的毛細(xì)血管時(shí)釋放更多的氧。

在組織內(nèi)，血液二氧化碳分壓較高，pH值較低，有利于氧的釋放。正常肺內(nèi)CO2分壓較低、pH值較高，有利于血紅蛋白與氧結(jié)合；機(jī)制：H+或CO2增加能使去氧Hb的分子構(gòu)型穩(wěn)定，從而降低了對(duì)O2的親和力。第16頁(yè)/共55頁(yè)HbNH2O2+CO2

Hb?NHCOO-+O2+H+

在肺CO2+H2O

H2CO3

H++HCO3_四、二氧化碳在血液中的運(yùn)輸物理溶解占10%（血漿、紅細(xì)胞內(nèi)各5%），化學(xué)結(jié)合占90%（碳酸氫鹽形式68%，氨基酰血紅蛋白21%）。（圖8-16）1、碳酸氫鹽（HCO3_）碳酸酐酶紅細(xì)胞膜上有特異的HCO3_-Cl_

載體，運(yùn)載這兩類(lèi)離子跨膜交換。（圖）2、氨基酰血紅蛋白3、CO2的解離曲線血液CO2含量隨PCO2上升而增加，呈線性關(guān)系、無(wú)飽和點(diǎn)。在組織第17頁(yè)/共55頁(yè)8.4呼吸運(yùn)動(dòng)的神經(jīng)調(diào)節(jié)和化學(xué)調(diào)節(jié)一、延髓呼吸中樞

調(diào)節(jié)呼吸的隨意控制系統(tǒng)位于大腦皮層。（圖）不隨意的自主節(jié)律呼吸調(diào)節(jié)系統(tǒng)位于下（低）位腦干（腦橋和延髓）延髓是最基本的呼吸中樞。在吸氣或呼氣時(shí)，可以在延髓記錄到電活動(dòng)。①吸氣神經(jīng)元：在吸氣時(shí)發(fā)放神經(jīng)沖動(dòng)，而在呼氣時(shí)停止發(fā)放。②呼氣神經(jīng)元：在呼氣時(shí)發(fā)放神經(jīng)沖動(dòng)，而在吸氣時(shí)停止發(fā)放。近年還發(fā)現(xiàn)吸氣-呼氣神經(jīng)元和呼氣-吸氣神經(jīng)元。在延髓，呼吸神經(jīng)元主要集中在背側(cè)（孤束核的腹外側(cè)部）和腹側(cè)（疑核、后疑核）兩組神經(jīng)核團(tuán)內(nèi)，分別稱(chēng)為背呼吸組和腹呼吸組。（圖8-21）第18頁(yè)/共55頁(yè)二、呼吸調(diào)整中樞

位于腦橋中部的呼吸調(diào)整中樞包括臂旁內(nèi)側(cè)核和相鄰的KF核（K?lliler-Fuse核）。呼吸調(diào)整中樞與延髓的呼吸神經(jīng)核團(tuán)之間有雙向聯(lián)系，形成調(diào)節(jié)呼吸的神經(jīng)元回路。呼吸中樞的節(jié)律活動(dòng)是如何產(chǎn)生的？1、延髓存在中樞吸氣活動(dòng)發(fā)生器：一些神經(jīng)元可自動(dòng)去極化。2、吸氣切斷機(jī)制接受來(lái)自吸氣神經(jīng)元，腦橋臂旁內(nèi)側(cè)核和肺牽張反射感受器的沖動(dòng)。隨著吸氣的進(jìn)行，來(lái)自這三方面的沖動(dòng)均逐漸增強(qiáng)，總和達(dá)到閾值時(shí)以負(fù)反饋形式終止吸氣神經(jīng)元活動(dòng)，吸氣停止，轉(zhuǎn)為呼氣。（圖）第19頁(yè)/共55頁(yè)三、肺牽張反射（黑-伯二氏反射）肺牽張反射：指由肺擴(kuò)張或縮小引起的吸氣抑制或興奮的反射。（圖）1、肺擴(kuò)張反射：肺充氣或擴(kuò)張時(shí)抑制吸氣的反射。?感受器位于從氣管到細(xì)支氣管的平滑肌中，是牽張感受器。?迷走神經(jīng)是其傳入神經(jīng)。興奮由迷走神經(jīng)傳入延髓，抑制吸氣神經(jīng)元，切斷吸氣，轉(zhuǎn)為呼氣。?生理意義：阻止吸氣過(guò)長(zhǎng)過(guò)深，促使吸氣及時(shí)轉(zhuǎn)為呼氣。2、肺縮小反射：在較強(qiáng)的肺縮小時(shí)引起深吸氣的反射。感受器也位于氣道平滑肌內(nèi)。切除迷走神經(jīng)后，呼吸變得緩慢而深沉。第20頁(yè)/共55頁(yè)1、外周化學(xué)感受器：在頸動(dòng)脈體和主動(dòng)脈體中有化學(xué)感受器，在動(dòng)脈血PO2降低與PCO2升高或[H+]升高時(shí)受到刺激，沖動(dòng)經(jīng)竇神經(jīng)和迷走神經(jīng)傳入延髓，反射性地引起呼吸加深加快和血液循環(huán)的變化。（圖）四、呼吸的化學(xué)調(diào)節(jié)化學(xué)因素是指動(dòng)脈血液中的O2、CO2和H+（pH值）（一）化學(xué)感受器

頸動(dòng)脈體含球細(xì)胞（I型細(xì)胞）和鞘細(xì)胞（II型），它們周?chē)@以毛細(xì)血管竇。血液供應(yīng)十分豐富。球細(xì)胞內(nèi)有大量囊泡，內(nèi)含遞質(zhì)，如乙酰膽堿等。竇神經(jīng)的傳入纖維末梢與球細(xì)胞形成突觸聯(lián)系。動(dòng)脈血PO2降低與PCO2升高或[H+]升高，都可以引起球細(xì)胞遞質(zhì)釋放，引起傳入神經(jīng)纖維興奮。（圖）第21頁(yè)/共55頁(yè)2、中樞化學(xué)感受器：位于延髓腹外側(cè)淺表部位。（圖）其生理刺激是腦脊液和局部細(xì)胞外液的H+。而CO2也是通過(guò)引起[H+]的增加刺激中樞化學(xué)感受器。缺氧對(duì)其無(wú)刺激。

血液中PCO2升高→CO2迅速通過(guò)血腦屏障→中樞化學(xué)感受器周?chē)后w的[H+]升高→刺激中樞化學(xué)感受器→呼吸中樞興奮→呼吸活動(dòng)增強(qiáng)。（圖）第22頁(yè)/共55頁(yè)（二）化學(xué)因素的調(diào)節(jié)1、二氧化碳的調(diào)節(jié)PCO2↑→刺激中樞化學(xué)感受器，興奮呼吸中樞。2mmHg刺激外周化學(xué)感受器，反射性地引起呼吸加深加快。10mmHg兩條途徑中，以前者為主。二氧化碳是中樞化學(xué)感受器正常的興奮劑。?血液中PCO2過(guò)低，導(dǎo)致呼吸暫停。?當(dāng)吸入氣中CO2含量持續(xù)超過(guò)一定水平時(shí)（3%），動(dòng)脈血PCO2迅速升高，可抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括呼吸中樞的活動(dòng)，會(huì)出現(xiàn)CO2麻醉。第23頁(yè)/共55頁(yè)2、氫離子對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)3、低氧對(duì)呼吸的調(diào)節(jié)動(dòng)脈血[H+]↑→呼吸加深加快，肺通氣增加；動(dòng)脈血[H+]↓→呼吸受到抑制。血液缺氧作用于外周化學(xué)感受器，反射性地引起呼吸增強(qiáng)。持續(xù)缺氧將降低呼吸中樞的興奮性，甚至麻痹呼吸中樞。窒息時(shí)呼吸的變化：同時(shí)出現(xiàn)缺氧和二氧化碳過(guò)多。本章完