呼吸系統(tǒng)生理學

呼吸系統(tǒng)生理學第一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五外呼吸氣體在血液中的運輸內(nèi)呼吸肺通氣：肺泡外界大氣肺換氣：肺泡肺毛細血管血液組織換氣：組織中毛細血管血液細胞

（肺呼吸）（細胞呼吸）細胞內(nèi)的有氧代謝生化范疇呼吸：機體與外界環(huán)境的氣體交換過程。呼吸過程的三個環(huán)節(jié)：第二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五呼吸過程示意圖肺通氣肺換氣氣體在血液中運輸細胞呼吸第三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五第一節(jié)呼吸系統(tǒng)的組成和結構呼吸道鼻咽喉氣管支氣管肺支氣管樹導管部：呼吸部：小支氣管、細支氣管、終末細支氣管

肺泡

第四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五1、導管部2、呼吸部（肺泡）支氣管樹：肺的內(nèi)部結構第五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五終末細支氣管呼吸性細支氣管肺泡管肺泡囊肺泡肺泡第六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五呼吸部：呼吸系統(tǒng)概貌第七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五第八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五第二節(jié)肺通氣一、肺通氣的原理（一）肺通氣的動力直接動力：肺內(nèi)壓和大氣壓之間的壓力差吸氣肺內(nèi)壓高于大氣壓呼氣肺內(nèi)壓低于大氣壓原動力：胸廓運動，即呼吸運動第九頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五1.呼吸運動（respiratorymovement）概念：呼吸肌收縮舒張引起的胸廓擴大和縮小。吸氣?。焊艏　⒗唛g外肌呼氣肌：肋間內(nèi)肌、腹肌輔助吸氣肌群斜角肌胸鎖乳突肌胸廓示意圖第十頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五呼吸肌斜角肌胸鎖乳突肌肋間外肌膈肌肋間內(nèi)肌腹部肌群吸氣肌呼氣肌第十一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五肋間外肌肋間內(nèi)肌第十二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五第十三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（1）呼吸運動過程1）吸氣：平靜呼吸，由膈肌、肋間外肌收縮完成2）呼氣：平靜呼吸，由膈肌、肋間外肌舒張完成吸氣呼氣第十四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五P9第十五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五呼吸運動引起的胸廓容積變化

第十六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五X射線下的肺呼吸時容積改變吸氣呼氣第十七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（2）呼吸運動形式成人：胸式和腹式混合式呼吸嬰幼兒：腹式呼吸為主妊娠后期：胸式呼吸為主平靜呼吸→吸氣主動、呼氣被動用力呼吸→吸氣主動、呼氣主動胸式呼吸→肋間外肌活動為主腹式呼吸→膈肌活動為主第十八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五2.肺內(nèi)壓定義：指肺泡內(nèi)的壓力。（1）呼吸過程中肺內(nèi)壓的變化肺內(nèi)壓吸氣初：<大氣壓末：=大氣壓呼氣初：>大氣壓末：=大氣壓第十九頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（2）人工呼吸的原理定義：人為地造成肺內(nèi)壓和大氣之間的壓力差來維持肺通氣。人工呼吸機口對口的人工呼吸法有節(jié)律性地擠壓胸廓的負壓通氣方法：前提：呼吸道通暢第二十頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五P10第二十一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五3.胸膜腔內(nèi)壓胸膜臟、壁兩層在肺根處互相反折移行，在兩肺周圍分別形成兩個互不相通、完全封閉的腔。胸膜腔：第二十二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（1）胸膜腔特點：潛在腔隙少量漿液潤滑作用漿液分子的內(nèi)聚力兩層胸膜貼附胸膜破裂，胸膜腔與大氣相通，空氣將立即進入胸膜腔內(nèi)，形成氣胸。氣胸：第二十三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五胸內(nèi)壓<大氣壓胸內(nèi)負壓胸膜腔（2）胸膜腔內(nèi)壓及其測定：第二十四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（3）胸膜腔負壓的形成：生長速度：胸廓>肺（4）胸膜腔負壓的生理意義①維持肺泡擴張狀態(tài)，并隨胸廓的運動而張縮，保證肺通氣和肺換氣②降低中心靜脈壓，促進胸腔淋巴液和靜脈血回流。第二十五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（二）肺通氣的阻力1．彈性阻力概念：彈性組織受外力作用發(fā)生變形時所產(chǎn)生的對抗變形的力。度量指標：順應性順應性：指在外力作用下彈性組織的可擴張性。順應性彈性阻力第二十六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（1）肺的彈性阻力與順應性：肺組織：彈性纖維和膠原纖維的彈性回縮力肺泡內(nèi)：液-氣界面所產(chǎn)生的表面張力（2）肺泡表面張力與肺表面活性物質(zhì)肺表面活性物質(zhì)：降低彈性阻力維持大小肺泡的穩(wěn)定性防止肺水腫（3）胸廓的彈性阻力和順應性第二十七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五表面張力第二十八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五球形液-氣界面的表面張力方向是向中心的，傾向于使肺泡縮小，產(chǎn)生彈性阻力第二十九頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五呼吸膜、肺泡表面張力與肺表面活性物質(zhì)第三十頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五肺泡上皮C：Ⅰ型二軟脂酰卵磷脂肺泡氣液交界面的表面張力肺泡上皮C組織間隙毛細血管內(nèi)皮C肺泡上皮基膜含表面活性物質(zhì)的液體層（分泌C）1μmⅡ型呼吸膜：毛細血管肌膜第三十一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五2.非彈性阻力定義：在氣體流動時產(chǎn)生的，并隨流速加快而增加，故為動態(tài)阻力。包括慣性阻力、粘滯阻力和氣道阻力。

（1）氣道阻力定義：由氣體流經(jīng)呼吸道時，氣體分子間及氣體分子與呼吸道壁之間的摩擦所產(chǎn)生阻力。分布：鼻、聲門、直徑2mm以上細支氣管、氣管等部位。第三十二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（2）影響氣道阻力的因素層流→阻力↓湍流→阻力↑

氣流速度↑→阻力↑氣流形式管徑大?。ê粑约氈夤埽?）氣道的跨壁壓2）肺實質(zhì)對氣道壁的外向放射狀牽引作用3）神經(jīng)系統(tǒng)對氣道管壁平滑肌舒縮活動的調(diào)節(jié)4）化學因素吸氣，交感神經(jīng)興奮，平滑肌舒張，阻力↓呼氣，副交感神經(jīng)興奮，平滑肌收縮，阻力↑第三十三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五思考題為什么支氣管哮喘病人呼氣比吸氣更為困難？第三十四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（一）肺容積：是指肺內(nèi)氣體的容積1.潮氣量：每次吸入或呼出的氣量。2.補吸氣量：平靜吸氣末，再盡力吸入的氣量。正常成人：400~500ml正常成人：1500~1800ml3.補呼氣量：平靜呼氣末，再用力呼出的氣量。正常成人：1000~1500ml4.殘氣量：用全力呼氣后，肺內(nèi)所留的氣體量。（余氣量）正常成人：1000~1500ml（吸氣儲備量）（呼氣儲備量）

二、肺通氣功能的評價第三十五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五肺容積和肺容量示意圖第三十六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五1.深吸氣量（inspiratorycapacity）：1+22.功能殘氣量（functionalresidualcapacity）：3+43.肺活量：盡力吸氣后，從肺內(nèi)所能呼出的最大氣量（vitalcapacity）。

4.用力呼氣量：指盡力最大吸氣后再盡力盡快呼氣時，在一定時間內(nèi)所能呼出的氣量。常用：1秒用力呼氣量（FEV1）

5.肺總量：1+2+3+4（二）肺容量：是肺容積中兩項或兩項以上的聯(lián)合氣量。第三十七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五肺活量的測定第三十八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五1．每分通氣量：潮氣量×頻率2．最大隨意通氣量（自學）3．無效腔和肺泡通氣量（三）肺通氣量和肺泡通氣量每分肺泡通氣量=（潮氣量-解剖無效腔容量）×呼吸頻率

肺泡無效腔無效腔：解剖無效腔生理無效腔第三十九頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五不同呼吸頻率和潮氣量時肺通氣量和肺泡通氣量

呼吸頻率（次/分鐘）潮氣量（ml）肺通氣量（ml/min）肺泡通氣量（ml/min）165008000560081000800068003225080003200深而慢的呼吸比淺而快的呼吸效率高。

第四十頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五第三節(jié)肺換氣和組織換氣一、肺換氣和組織換氣的基本原理（一）氣體的擴散肺換氣：肺泡血液組織換氣：血液組織動力：氣體的分壓差方式：擴散第四十一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（二）氣體擴散速率及影響因素S√MWd=1.氣體的分壓差：正比2.氣體的分子量和溶解度

S（溶解度）MWd（擴散速率）O2： 2.14ml/L32 3.78CO2:51.5ml/L 44 77.64dCO2＝20dO2

CO2的擴散速率大于O2第四十二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五3.擴散面積和距離與擴散面積成正比，與擴散距離成反比4.溫度

：正比第四十三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五二、肺換氣（一）肺換氣過程第四十四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五第四十五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（二）影響肺換氣的因素1.呼吸膜的厚度

厚度2.呼吸膜的面積擴散速率擴散量面積擴散速率擴散量3.通氣血流比值=每分肺泡通氣量（VA）每分肺血流量（Q）=0.84呼吸膜結構示意圖

第四十六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五通氣/血流比值可能出現(xiàn)的三種情況

VA/

Q肺泡無效腔肺泡氣更新率VA/

Q功能性動-靜脈短路血中PO2PCO2第四十七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五通氣/血流比值可能出現(xiàn)的三種情況

第四十八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（三）肺擴散容量（自學）三、組織換氣第四十九頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五肺泡與組織氣體交換示意圖第五十頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五第四節(jié)氣體在血液中的運輸運輸形式：物理溶解：量少，是化學結合的前提化學結合：量多，以物理溶解為前提O2、CO2→溶解→化學結合→溶解第五十一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五一、氧的運輸（一）氧在血液中存在的形式血液中O2和CO2的含量（ml/100ml血液）動脈血混合靜脈血物理溶解化學結合總量物理溶解化學結合總量O20.3120.020.3170.1115.215.31CO22.5346.448.932.9150.052.91以Hb為主要運輸工具第五十二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五1．Hb分子的結構第五十三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五Hb+O2

HbO2PO2高PO2低第五十四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五2．Hb與O2結合的特征（1）反應快，可逆，不需酶，反應方向取決于PO2高低（2）Fe2+與O2結合后仍是二價鐵（3）1分子Hb可以結合4分子O2氧容量：100ml血液中Hb所能結合的最大O2量氧含量：100ml血液中Hb實際結合的O2量氧飽和度：血氧含量PO2血氧容量×100%Hb量（4）Hb的變構效應：緊密型（T型）：去氧Hb疏松型（R型）：氧合Hb第五十五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五氧解離曲線第五十六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五二、CO2的運輸2.化學結合：1.物理溶解：5%（1）碳酸氫鹽形式：88%血漿CO2CO2H2OCAH2CO3H+HCO3-Na+HCO3-NaHCO3Cl

-可逆的紅細胞（一）CO2的運輸形式第五十七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（2）氨基甲酸血紅蛋白形式：7%HbNH2+CO2HbNHCOOH氧合作用HbNHCOO-H+調(diào)節(jié)因素：在組織在肺HbO2的酸性高，不易與CO2結合還原Hb的酸性低，容易與CO2結合第五十八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五肺泡處氣體交換肺泡第五十九頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五組織處氣體交換第六十頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（二）CO2解離曲線表示血液中CO2

含量與PCO2

關系的曲線。血液CO2含量隨PCO2上升而增加。與氧解離曲線不同，二者之間接近線性關系而不是S形曲線，而且沒有飽和點。因此，CO2

解離曲線的縱坐標不用飽和度而用濃度表示。血液流經(jīng)肺時每100ml血液釋出4ml的CO2。第六十一頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五CO2解離曲線第六十二頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五（三）O2與Hb的結合對CO2運輸?shù)挠绊慜2與Hb結合將促使CO2釋放，這一效應稱為何爾登效應。可見O2和CO2的運輸相互影響。

CO2通過波爾效應影響O2的結合和釋放。

O2又通過何爾登效應影響CO2的結合和釋放。第六十三頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五第五節(jié)呼吸運動的調(diào)節(jié)

脊髓腦橋高位腦一、呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成基本中樞：延髓第六十四頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五呼吸中樞示意圖腦橋延髓第六十五頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五二、呼吸的調(diào)節(jié)——神經(jīng)調(diào)節(jié)為主（一）化學感受性反射對呼吸運動的調(diào)節(jié)1.化學感受器：適宜刺激為O2、CO2和H+等化學物質(zhì)。外周化學感受器：頸動脈體和主動脈體中樞化學感受器：延髓腹外側淺表部反射弧第六十六頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五外周化學感受器中樞化學感受器第六十七頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五區(qū)別外周化學感受器中樞化學感受器部位頸動脈體和主動脈體延髓腹外側淺表部適宜刺激動脈血中PO2、PCO2和pH變化1.頸動脈體>主動脈體2.三種刺激可協(xié)同作用腦脊液和局部細胞外液中H+濃度1.不感受缺氧的刺激2.對CO2的敏感性高于外周，但反應潛伏期長3.動脈血pH變化的作用小而緩慢主要作用機體缺氧時維持對呼吸的驅(qū)動調(diào)節(jié)腦脊液中[H+]→維持穩(wěn)定的pH環(huán)境第六十八頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五2.CO2、H+

和O2對呼吸的調(diào)節(jié)A、一定范圍內(nèi)動脈血中的PCO2對維持呼吸和呼吸中樞的興奮性是必要的。B、吸入氣中CO2適當閾值：動脈血PCO2

≥40mmHgPCO2適當呼吸加深加快過量（吸入氣中CO2濃度超過7%）呼吸中樞呼吸（-）（-）（1）動脈血液中

CO2分壓對呼吸的調(diào)節(jié)過量呼吸中樞CO2麻醉（-）（吸入氣中CO2濃度超過15%）第六十九頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五動脈血中單純PCO2、PO2、pH變化時的肺泡通氣反應

第七十頁，共七十六頁，編輯于2023年，星期五兩條途徑：頸A體主A