生理學(xué)呼吸(氣體交換運輸調(diào)節(jié))

第五章呼吸

respiration本文檔共58頁；當(dāng)前第1頁；編輯于星期二\3點36分呼吸運動的調(diào)節(jié)概述肺通氣肺換氣和組織換氣氣體在血液中的運輸呼吸生理主要內(nèi)容本文檔共58頁；當(dāng)前第2頁；編輯于星期二\3點36分肺換氣和組織換氣本文檔共58頁；當(dāng)前第3頁；編輯于星期二\3點36分氣體交換的原理氣體擴散：氣體分子從分壓高處向分壓低處發(fā)生凈轉(zhuǎn)移的過程。分壓差

是氣體分子擴散的動力。

本文檔共58頁；當(dāng)前第4頁；編輯于星期二\3點36分Δp：分壓差

T：溫度

A：擴散面積

s：溶解度

d：擴散距離

MW：分子量氣體擴散速率D：單位時間氣體擴散的容積。氣體擴散速率本文檔共58頁；當(dāng)前第5頁；編輯于星期二\3點36分氣體分壓：在混合氣體中某種氣體所占有的壓力。氣體分壓=總壓力×該氣體的容積百分比氣體的分壓本文檔共58頁；當(dāng)前第6頁；編輯于星期二\3點36分CO2O2CO2O2動脈血:PO2:100mmHgPCO2:40mmHg組織:PO2:30mmHgPCO2:50mmHg靜脈血:PO2:40mmHgPCO2:46mmHg肺泡氣:PO2:104mmHgPCO2:40mmHg本文檔共58頁；當(dāng)前第7頁；編輯于星期二\3點36分肺泡靜脈血動脈血組織Po21044010030Pco240464050不同部位的PO2和PCO2(mmHg)氣體的分壓差△P大，擴散快。氣體的分壓差是氣體交換的動力，決定氣體擴散方向。本文檔共58頁；當(dāng)前第8頁；編輯于星期二\3點36分

為擴散系數(shù)

血漿溶解度:O22.14ml/100ml

CO2

54.1ml/100ml

分子量：O2

32

CO244

CO2的擴散系數(shù)是O2的20倍。氣體的分子量和溶解度臨床聯(lián)系：缺O(jiān)2比CO2潴留給容易發(fā)生。本文檔共58頁；當(dāng)前第9頁；編輯于星期二\3點36分

擴散速率與擴散面積(A)呈正比；與距離(d)呈反比。擴散速率與溫度(T)呈正比。氣體的擴散面積、距離和溫度本文檔共58頁；當(dāng)前第10頁；編輯于星期二\3點36分肺換氣肺泡血液

O2CO2靜脈血

動脈血

特點:迅速，不到0.3s即可達氣體交換平衡。本文檔共58頁；當(dāng)前第11頁；編輯于星期二\3點36分組織換氣組織細(xì)胞血液

O2CO2靜脈血

動脈血

本文檔共58頁；當(dāng)前第12頁；編輯于星期二\3點36分呼吸膜本文檔共58頁；當(dāng)前第13頁；編輯于星期二\3點36分呼吸膜的厚度

呼吸膜的面積通氣/血流比值（V/Q比值）

影響肺換氣的因素本文檔共58頁；當(dāng)前第14頁；編輯于星期二\3點36分通氣/血流比值（V/Q比值）通氣/血流比值：每分鐘肺泡通氣量(VA)與每分鐘肺血流量(Q)的比值。

正常值成人安靜時：4.2L/min5L/min本文檔共58頁；當(dāng)前第15頁；編輯于星期二\3點36分肺泡通氣量不變，肺血流量減少則:VA／Q＝＝1.684.22.5V/Q比值增大,意味著部分肺泡氣未能與血液充分交換,相當(dāng)于肺泡無效腔增大。4.2L/min2.5L/min本文檔共58頁；當(dāng)前第16頁；編輯于星期二\3點36分3L/min5L/min肺泡通氣量下降，而肺血流量不變,則:

V/Q比值減小,通氣不足,V血中的氣體不能充分更新,猶如發(fā)生了動-靜脈短路。本文檔共58頁；當(dāng)前第17頁；編輯于星期二\3點36分

支氣管痙攣

肺栓塞V/Q=0.84通氣血流匹配正常V/Q<0.84動-靜脈短路V/Q>0.84肺泡無效腔增加本文檔共58頁；當(dāng)前第18頁；編輯于星期二\3點36分氣體在血液中的運輸本文檔共58頁；當(dāng)前第19頁；編輯于星期二\3點36分O2與CO2在血液中的運輸形式物理溶解（前提）化學(xué)結(jié)合(主要)紅細(xì)胞血液肺泡組織

O2→→溶解O2→→結(jié)合O2

→→溶解O2→→O2CO2←←溶解CO2

←←結(jié)合CO2

←←溶解CO2

←←CO2本文檔共58頁；當(dāng)前第20頁；編輯于星期二\3點36分物理溶解：1.5%化學(xué)結(jié)合：98.5%O2與RBC內(nèi)的血紅蛋白（Hb）結(jié)合形成氧合血紅蛋白（HbO2）氧的運輸本文檔共58頁；當(dāng)前第21頁；編輯于星期二\3點36分血紅蛋白的分子結(jié)構(gòu)血紅蛋白=珠蛋白+亞鐵血紅素X4

氧與亞鐵結(jié)合本文檔共58頁；當(dāng)前第22頁；編輯于星期二\3點36分⑴快速、可逆、不需酶催化、受氧分壓影響;⑵O2與Hb的結(jié)合是氧合不是氧化，F(xiàn)e2+與O2的結(jié)合后仍是亞鐵;⑶飽和現(xiàn)象：1分子Hb可結(jié)合4分子O2；⑷Hb與O2的結(jié)合或解離曲線呈“S”型。

Hb與O2結(jié)合的特征Hb+O2

HbO2肺PO2↑組織PO2↓本文檔共58頁；當(dāng)前第23頁；編輯于星期二\3點36分血紅蛋白氧容量：

每升(L)血液中血紅蛋白所能負(fù)載的最大氧量。血紅蛋白氧含量：

每升(L)血液中血紅蛋白實際結(jié)合的氧量。

血紅蛋白氧飽和度：

血紅蛋白氧含量占血紅蛋白氧容量的百分?jǐn)?shù)。動脈血>95%，混合靜脈血75%血氧指標(biāo)本文檔共58頁；當(dāng)前第24頁；編輯于星期二\3點36分

HbO2呈鮮紅色,Hb呈紫藍色；

當(dāng)體表毛細(xì)血管中去氧Hb含量≥5g/100ml時，皮膚、粘膜呈青紫，稱紫紺。紫紺可能提示有缺氧。注意：缺氧不一定紫紺

如：嚴(yán)重貧血，CO中毒

紫紺不一定缺氧如：高原性紅細(xì)胞增多癥本文檔共58頁；當(dāng)前第25頁；編輯于星期二\3點36分氧解離曲線：指反映PO2與Hb氧飽和度關(guān)系的曲線。氧解離曲線本文檔共58頁；當(dāng)前第26頁；編輯于星期二\3點36分氧離曲線上段PO260～100mmHg曲線較平坦反映Hb與O2的結(jié)合生理意義:P02在這一范圍內(nèi)變化對Hb飽和度影響不大。只要動脈血PO2不低于60mmHg，Hb氧飽和度便不會低于90%，組織就不會明顯缺氧。本文檔共58頁；當(dāng)前第27頁；編輯于星期二\3點36分氧離曲線中段PO240-60mmHg曲線較陡反映HbO2釋放O2的部分生理意義：血液流經(jīng)組織時能夠釋放較多的氧，滿足安靜狀態(tài)下組織代謝需求。

安靜時，血液流經(jīng)組織時釋放出的氧僅占動脈血氧含量25%左右。本文檔共58頁；當(dāng)前第28頁；編輯于星期二\3點36分氧離曲線下段PO2

15～40mmHg曲線最陡反映HbO2最易釋放O2的部分生理意義：代表血液釋放氧的貯備，保證代謝增強時組織得到更多的氧。代謝加強時，血液流經(jīng)組織時釋放出的氧可達動脈血氧含量75%。本文檔共58頁；當(dāng)前第29頁；編輯于星期二\3點36分通常以P50作為Hb與O2親和力的指標(biāo)，P50是Hb氧飽和度達到50%時血液的P02,正常值是26.5mmHg，P50增大，表明Hb與O2親和力下降,曲線右移；P50減小，表明Hb與O2親和力增大，曲線左移。氧解離曲線移位本文檔共58頁；當(dāng)前第30頁；編輯于星期二\3點36分血液pH↓、PCO2↑→Hb與O2親和力↓→氧離曲線右移；相反時左移。

血液pH和PCO2對氧離曲線的影響，稱波爾效應(yīng)。

波爾效應(yīng)的意義：即有利于肺毛細(xì)血管血液氧的結(jié)合，也有利于組織處氧的釋放。影響氧解離曲線的因素本文檔共58頁；當(dāng)前第31頁；編輯于星期二\3點36分

②溫度↑→Hb與O2親和力↓→氧離曲線右移；

反之，氧離曲線左移。本文檔共58頁；當(dāng)前第32頁；編輯于星期二\3點36分

③2,3-二磷酸甘油酸(2,3-DPG)↑→Hb與O2親和力↓→氧離曲線右移；反之曲線左移。2,3-DPG是RBC無氧酵解的產(chǎn)物；慢性缺氧、貧血、高原低氧等情況，2,3-DPG↑；血庫長期保存的血液，糖酵解停止，2,3-DPG↓。本文檔共58頁；當(dāng)前第33頁；編輯于星期二\3點36分生理意義：氧的解離要與組織細(xì)胞的新陳代謝過程相適應(yīng)。氧解離曲線及其變化的生理意義本文檔共58頁；當(dāng)前第34頁；編輯于星期二\3點36分

（一）物理溶解：

5%（二）化學(xué)結(jié)合：

95%

CO2的運輸碳酸氫鹽:88%氨基甲酸血紅蛋白:7%本文檔共58頁；當(dāng)前第35頁；編輯于星期二\3點36分C02碳酸氫鹽形式的運輸形式本文檔共58頁；當(dāng)前第36頁；編輯于星期二\3點36分不需酶催化,受Hb含O2量影響.

組織

CO2

CO2+HbNH2

HbNHCOOH

HbNH2+

CO2CO2

紅細(xì)胞

肺泡

C02氨基甲酸血紅蛋白的運輸形式本文檔共58頁；當(dāng)前第37頁；編輯于星期二\3點36分二氧化碳的化學(xué)結(jié)合運輸形式本文檔共58頁；當(dāng)前第38頁；編輯于星期二\3點36分

O2及CO2的運輸過程是相互影響的。CO2通過波爾效應(yīng)影響Hb與O2的結(jié)合和釋放，O2又通過霍爾登效應(yīng)影響Hb與CO2的結(jié)合和釋放。

PCO2升高促進O2的釋放-----波爾效應(yīng)

PO2的升高促進CO2的釋放----霍爾登效應(yīng)

本文檔共58頁；當(dāng)前第39頁；編輯于星期二\3點36分呼吸運動的調(diào)節(jié)本文檔共58頁；當(dāng)前第40頁；編輯于星期二\3點36分呼吸中樞:

指中樞內(nèi)產(chǎn)生和調(diào)節(jié)呼吸運動的神經(jīng)細(xì)胞群。

呼吸中樞與呼吸節(jié)律的形成本文檔共58頁；當(dāng)前第41頁；編輯于星期二\3點36分腦橋延髓低位腦干橫斷實驗本文檔共58頁；當(dāng)前第42頁；編輯于星期二\3點36分低位腦干(指腦橋和延髓)延髓有產(chǎn)生呼吸節(jié)律的基本中樞。腦橋上部有呼吸調(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。腦干圖本文檔共58頁；當(dāng)前第43頁；編輯于星期二\3點36分呼吸節(jié)律的形成（了解）

本文檔共58頁；當(dāng)前第44頁；編輯于星期二\3點36分呼吸運動的反射性調(diào)節(jié)

化學(xué)感受性呼吸反射（重點）肺牽張反射呼吸肌本體感受性反射防御性呼吸反射

本文檔共58頁；當(dāng)前第45頁；編輯于星期二\3點36分

化學(xué)感受性反射

化學(xué)感受器:★適宜刺激:A血或腦脊液中的CO2、O2和H+濃度的變化。

外周化學(xué)感受器

:頸動脈體和主動脈體中樞化學(xué)感受器

:延髓腹外側(cè)淺表部位本文檔共58頁；當(dāng)前第46頁；編輯于星期二\3點36分

外周化學(xué)感受器頸A體

主A體

(+)(+)

PCO2↑PO2↓[H+]↑

（A血中）本文檔共58頁；當(dāng)前第47頁；編輯于星期二\3點36分位于延髓腹外側(cè)淺表部

中樞化學(xué)感受器生理性刺激物：腦脊液和局部細(xì)胞外液中的H+本文檔共58頁；當(dāng)前第48頁；編輯于星期二\3點36分

動脈血CO2通過血腦屏障進入腦脊液，在碳酸酐酶作用下與H2O生成H2CO3，解離出H+，間接刺激中樞化學(xué)感受器興奮。

本文檔共58頁；當(dāng)前第49頁；編輯于星期二\3點36分中樞化學(xué)感受器反應(yīng)特點：

1）對血液中CO2反應(yīng)慢

2）對血液[H+]反應(yīng)慢且弱

3）不感受血液中低O2刺激本文檔共58頁；當(dāng)前第50頁；編輯于星期二\3點36分

CO2、H+和O2對呼吸的調(diào)節(jié)本文檔共58頁；當(dāng)前第51頁；編輯于星期二\3點36分

②PCO2在一定范圍內(nèi)升高，呼吸加深加快，肺通氣量↑；

③吸入氣CO2超過7%時，肺通氣不能相應(yīng)增加，出現(xiàn)中樞抑制現(xiàn)象，稱CO2麻醉。

①一定水平的PCO2是維持呼吸中樞正常興奮性所必需的生理刺激物，過低可出現(xiàn)呼吸暫停；

CO2對呼吸運動的調(diào)節(jié)本文檔共58頁；當(dāng)前第52頁；編輯于星期二\3點36分

CO2的作用途徑

A血PCO2↑

外周化學(xué)感受器

竇N

迷走N

延髓呼吸中樞

呼吸加深、加快CO2進入腦組織(CO2+H2O→H2CO3+H+

)

中樞化學(xué)感受器

(主要途徑)（+）（+）