人體與外界的氣體交換課件(濟(jì)南版)

人體與外界的氣體交換人體必須與外界環(huán)境進(jìn)行氣體交換,才能維持生命活動(dòng)。人通過(guò)呼吸系統(tǒng)不斷吸入氧氣,并排出二氧化碳,這個(gè)過(guò)程稱為氣體交換。了解人體氣體交換的機(jī)制和規(guī)律對(duì)于維護(hù)人體健康至關(guān)重要。課程目標(biāo)1了解人體與外界氣體交換的重要意義掌握人體呼吸系統(tǒng)的組成及其功能,學(xué)會(huì)呼吸的生理機(jī)制。2掌握氣體交換的部位及過(guò)程學(xué)習(xí)肺泡與毛細(xì)血管之間氣體交換的原理。3理解呼吸運(yùn)動(dòng)的調(diào)節(jié)機(jī)制認(rèn)識(shí)呼吸中樞對(duì)呼吸頻率的控制,以及影響呼吸的因素。4掌握血液中氣體的運(yùn)輸及利用學(xué)習(xí)血紅蛋白運(yùn)輸氧氣的機(jī)制,以及氧氣在組織中的利用。氣體交換的重要性維持生命人體依靠與外界不斷進(jìn)行氣體交換來(lái)獲取所需的氧氣,并排出二氧化碳,這是維持生命的基礎(chǔ)。雙向轉(zhuǎn)運(yùn)肺泡與毛細(xì)血管之間發(fā)生的氣體交換,能夠?qū)⒀鯕廨斔偷饺砀鹘M織,同時(shí)將二氧化碳排出體外。調(diào)節(jié)血液成分氣體交換能調(diào)節(jié)血液中的氧氣和二氧化碳濃度,維持人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定,為各組織提供所需氧氣。氣體交換的部位呼吸系統(tǒng)是人體實(shí)現(xiàn)氣體交換的主要部位。主要包括鼻腔、咽喉、氣管、支氣管和肺泡等。呼吸過(guò)程中，空氣進(jìn)出肺泡,在肺泡與血管之間發(fā)生氣體交換。這是整個(gè)呼吸系統(tǒng)完成氣體交換的關(guān)鍵部位。呼吸系統(tǒng)的組成鼻腔和鼻竇呼吸的開(kāi)始部位,過(guò)濾、加溫和濕化空氣。氣管和支氣管將空氣傳送至肺部,支氣管逐漸分支成更細(xì)小的支氣管。肺部最重要的呼吸器官,進(jìn)行氣體交換,維持人體正常生命活動(dòng)。膈肌驅(qū)動(dòng)呼吸運(yùn)動(dòng),收縮時(shí)向下推動(dòng),使胸腔體積增大。肺的結(jié)構(gòu)和功能肺是人體呼吸系統(tǒng)的核心器官,主要由肺葉、支氣管、肺泡等構(gòu)成。肺的主要功能是維持氣體交換,確保機(jī)體氧氣供給和二氧化碳排出。肺泡通過(guò)毛細(xì)血管與血液相連,在此發(fā)生氧氣吸收和二氧化碳釋放的過(guò)程。肺的特殊結(jié)構(gòu)和功能確保了人體的正常呼吸。肺泡的特點(diǎn)細(xì)小結(jié)構(gòu)肺泡是人體最小的氣體交換單位,直徑僅為0.2-0.5毫米,數(shù)量約為3-5億個(gè)。大表面積肺泡全部排列在肺的表面,總表面積約為100-140平方米,相當(dāng)于一個(gè)網(wǎng)球場(chǎng)。豐富血管每個(gè)肺泡周圍都有毛細(xì)血管,使得肺泡與血管之間的距離僅為0.5-1微米,有利于氣體交換。結(jié)構(gòu)薄弱肺泡壁僅有一個(gè)細(xì)胞層,非常薄弱,但能承受來(lái)自外界和內(nèi)部的各種壓力。肺泡與毛細(xì)血管的關(guān)系1親密的結(jié)構(gòu)肺泡和毛細(xì)血管緊密地相互連接,形成了氣體交換的最小單位。2高度的滲透性肺泡壁和毛細(xì)血管壁都非常薄,利于氧氣和二氧化碳的快速交換。3大的表面積大量的肺泡和毛細(xì)血管使得氣體交換的表面積達(dá)到約100平方米,大大提高了效率。氣體交換的過(guò)程1呼吸通過(guò)呼吸運(yùn)動(dòng),空氣流入肺部。2氣體擴(kuò)散氧氣和二氧化碳在肺泡和血管之間進(jìn)行擴(kuò)散。3氣體運(yùn)輸血液攜帶氧氣和二氧化碳流向全身各器官。4組織利用組織細(xì)胞利用氧氣進(jìn)行代謝,產(chǎn)生二氧化碳。氣體交換的核心過(guò)程包括呼吸運(yùn)動(dòng)、氣體擴(kuò)散、氣體運(yùn)輸以及組織細(xì)胞的利用。通過(guò)這些連續(xù)的步驟,人體從外界獲取氧氣并排出二氧化碳,維持生命活動(dòng)。肺通氣的過(guò)程1吸氣肺部容積增大,氣壓降低,空氣進(jìn)入肺部2氣體交換氧氣進(jìn)入血液,二氧化碳從血液中釋放出來(lái)3呼氣肺部容積減小,氣壓升高,空氣從肺部排出肺通氣過(guò)程包括吸氣、氣體交換和呼氣三個(gè)步驟。在吸氣過(guò)程中,肺部容積增大,氣壓降低,空氣進(jìn)入肺部。氣體交換時(shí),肺泡與毛細(xì)血管之間發(fā)生氧氣進(jìn)入血液和二氧化碳從血液中釋放的過(guò)程。呼氣時(shí),肺部容積減小,氣壓升高,空氣從肺部排出。這個(gè)循環(huán)反復(fù)進(jìn)行,維持人體正常的呼吸功能。呼吸暫停的表現(xiàn)無(wú)法呼吸呼吸暫停時(shí),人體無(wú)法有效地吸入新鮮空氣和排出二氧化碳,導(dǎo)致無(wú)法正常呼吸。皮膚變色由于缺氧,皮膚可能出現(xiàn)發(fā)灰、發(fā)紫等顏色變化,表現(xiàn)為面色蒼白、嘴唇發(fā)紫。意識(shí)障礙呼吸暫停會(huì)導(dǎo)致大腦缺氧,引發(fā)頭暈、嗜睡、神志不清等意識(shí)障礙癥狀。其他癥狀還可能出現(xiàn)心率加快、血壓下降、肌肉痙攣等表現(xiàn)。嚴(yán)重者可能會(huì)引發(fā)昏迷。呼吸運(yùn)動(dòng)的控制呼吸中樞的調(diào)節(jié)位于延髓的呼吸中樞負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)呼吸節(jié)奏和深度,根據(jù)體內(nèi)環(huán)境變化及時(shí)調(diào)整呼吸狀態(tài)。神經(jīng)調(diào)節(jié)交感神經(jīng)興奮可增加呼吸頻率和深度,副交感神經(jīng)興奮可減慢呼吸。中樞神經(jīng)系統(tǒng)的調(diào)節(jié)確保呼吸適應(yīng)各種生理需求。化學(xué)調(diào)節(jié)血液中二氧化碳濃度升高或氧氣濃度降低都可刺激呼吸中樞,從而加快呼吸,增加氧氣攝入。呼吸頻率的影響因素體力活動(dòng)身體運(yùn)動(dòng)量增加時(shí),肌肉對(duì)氧氣的需求就會(huì)提高,導(dǎo)致呼吸頻率加快。情緒變化焦慮、恐懼等負(fù)面情緒會(huì)刺激呼吸中樞,使呼吸加快。年齡變化隨著年齡增長(zhǎng),肺活量和最大通氣量逐漸下降,呼吸頻率會(huì)有所增加。環(huán)境因素高溫、缺氧等環(huán)境條件會(huì)引起呼吸急促,以維持機(jī)體所需的氣體交換。呼吸中樞的調(diào)節(jié)作用1位于腦干呼吸中樞位于大腦的延髓和橋腦部位,是調(diào)節(jié)呼吸活動(dòng)的核心區(qū)域。2自主調(diào)節(jié)呼吸呼吸中樞能自動(dòng)產(chǎn)生規(guī)律性的呼吸節(jié)奏,調(diào)節(jié)呼吸頻率和深度。3對(duì)環(huán)境響應(yīng)呼吸中樞能感受血液中二氧化碳和氧氣濃度的變化,從而調(diào)節(jié)呼吸。4與其他中樞協(xié)調(diào)呼吸中樞與大腦其他中樞協(xié)調(diào)工作,共同維護(hù)人體內(nèi)環(huán)境的穩(wěn)定。血液中氣體運(yùn)輸血液在人體內(nèi)起到了氣體運(yùn)輸?shù)年P(guān)鍵作用。氧氣通過(guò)紅細(xì)胞中的血紅蛋白進(jìn)行運(yùn)輸,到達(dá)各個(gè)組織器官。同時(shí),二氧化碳也通過(guò)血液從組織中運(yùn)輸?shù)椒尾窟M(jìn)行呼出。這一過(guò)程確保機(jī)體內(nèi)氧氣供給和二氧化碳排出的平衡。氧氣二氧化碳血液中的氣體運(yùn)輸占了呼吸系統(tǒng)功能的關(guān)鍵部分,維持了人體各器官的正常氧供應(yīng)和二氧化碳排出。血紅蛋白運(yùn)輸氧氣20%血液中氧氣80%血紅蛋白攜帶1.34每克血紅蛋白所載氧氣(毫升)15L每天運(yùn)輸氧氣量血紅蛋白是體內(nèi)最重要的運(yùn)輸氧氣的蛋白質(zhì)。它可與氧氣分子結(jié)合,運(yùn)送至全身組織。整個(gè)過(guò)程中,血液中大約有20%的氧氣以溶解狀態(tài)存在,而80%則被血紅蛋白攜帶。每克血紅蛋白可運(yùn)輸1.34毫升的氧氣,每天總共運(yùn)輸約15升氧氣。二氧化碳的運(yùn)輸運(yùn)輸通道二氧化碳主要通過(guò)血液運(yùn)輸?shù)椒尾颗懦鲶w外運(yùn)輸形式約75%以溶解狀態(tài),25%以碳酸氫根離子形式運(yùn)輸運(yùn)輸載體血紅蛋白和血漿可溶性蛋白結(jié)合運(yùn)輸二氧化碳碳酸脫水酶作用在紅細(xì)胞內(nèi),碳酸脫水酶促進(jìn)二氧化碳轉(zhuǎn)換為碳酸離子氧氣在組織中的利用氧氣被吸收到肺泡中通過(guò)血液運(yùn)輸?shù)饺砀鱾€(gè)組織。在細(xì)胞中,氧氣參與糖類、脂肪和蛋白質(zhì)的代謝,釋放大量能量供細(xì)胞使用。氧氣促進(jìn)細(xì)胞呼吸能夠幫助細(xì)胞有效地利用養(yǎng)分產(chǎn)生ATP,滿足細(xì)胞的能量需求,維持正常代謝活動(dòng)。氧氣參與廢物排出氧氣能夠與體內(nèi)代謝產(chǎn)生的二氧化碳結(jié)合,通過(guò)呼吸道排出體外,保持體內(nèi)環(huán)境平衡。及時(shí)補(bǔ)充氧氣很重要缺氧會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞受損,影響各器官功能,嚴(yán)重時(shí)會(huì)引發(fā)生命危險(xiǎn)。因此,及時(shí)補(bǔ)充氧氣對(duì)于機(jī)體健康至關(guān)重要。呼吸功能的檢查肺功能檢查利用呼吸機(jī)測(cè)量肺活量、呼吸力等指標(biāo),了解肺部功能狀況。血?dú)夥治鰴z測(cè)血液中氧氣、二氧化碳的含量,評(píng)估呼吸機(jī)能。胸部X線檢查拍攝胸部X光片,了解肺部、胸腔等結(jié)構(gòu)的情況。血氧飽和度通過(guò)脈搏血氧儀檢測(cè)血液中含氧量,監(jiān)測(cè)呼吸功能。正常人呼吸的數(shù)值呼吸頻率12-20次/分鐘潮氣量500-800毫升分鐘通氣量6-10升/分鐘肺活量3-5升動(dòng)脈血氧飽和度95-100%動(dòng)脈血二氧化碳分壓35-45毫米汞柱正常人呼吸數(shù)值可因年齡、性別、身高等因素而略有不同,但上述數(shù)值是基準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)。這些指標(biāo)反映了呼吸系統(tǒng)的狀態(tài)和功能水平,可用于診斷呼吸系統(tǒng)疾病。一氧化碳中毒的表現(xiàn)意識(shí)障礙一氧化碳中毒導(dǎo)致大腦供氧不足,會(huì)出現(xiàn)頭痛、惡心、煩躁等癥狀,嚴(yán)重時(shí)可出現(xiàn)意識(shí)喪失、神志不清等情況。血氧含量降低一氧化碳容易與血紅蛋白結(jié)合,取代氧氣,導(dǎo)致血液氧含量降低,出現(xiàn)呼吸困難、嘴唇發(fā)紫等癥狀。心血管系統(tǒng)異常一氧化碳中毒會(huì)刺激心臟加速收縮,導(dǎo)致心率加快、血壓升高,嚴(yán)重時(shí)可引發(fā)心肌損害。肺部疾病對(duì)呼吸的影響1肺部感染肺炎、肺結(jié)核等感染性疾病會(huì)導(dǎo)致肺組織損傷,影響正常的氣體交換。2肺功能受損慢性阻塞性肺病、肺氣腫等疾病會(huì)降低肺活量和通氣能力,引起呼吸困難。3肺部腫瘤肺癌等惡性腫瘤會(huì)壓迫氣管和肺組織,嚴(yán)重阻礙氣體交換。4氣道阻塞肺纖維化、肺水腫等疾病會(huì)造成氣道狹窄,導(dǎo)致呼吸受限。高原缺氧癥的癥狀頭痛和疲勞高原缺氧會(huì)導(dǎo)致大腦供氧不足,引起持續(xù)性頭痛和全身乏力。呼吸急促和心跳加快為了補(bǔ)充氧氣,身體會(huì)自主加快呼吸頻率和心跳速度。睡眠障礙高原缺氧會(huì)影響睡眠質(zhì)量,導(dǎo)致入睡困難和睡眠淺。肺水腫和高原病嚴(yán)重的高原缺氧會(huì)引發(fā)肺水腫和高原病,需要及時(shí)救治。氧療的應(yīng)用氧氣療法氧療是指為有呼吸功能障礙的患者提供富含氧氣的氣體吸入,以糾正低氧血癥,改善組織供氧。在某些肺部和心臟疾病中,醫(yī)生會(huì)建議患者接受氧療治療。高壓氧療高壓氧療是在壓力艙中讓患者吸入100%純氧氣,可以在短時(shí)間內(nèi)大幅提高血液中的氧氣濃度,用于急性中毒、重癥肺部感染等病癥。長(zhǎng)期氧療對(duì)于慢性阻塞性肺病等呼吸功能持續(xù)受損的患者,醫(yī)生會(huì)建議長(zhǎng)期在家使用便攜式氧療設(shè)備,不間斷地吸入補(bǔ)充氧氣。人工呼吸的方法口對(duì)口人工呼吸堵住受害人鼻子并封住嘴部,吹氣進(jìn)入口腔,讓胸部上下起伏。胸外心臟按壓兩手放在胸骨中央,交叉用力按壓,以維持血液循環(huán)。氣管內(nèi)插管由專業(yè)人員將管狀導(dǎo)管插入氣管,使呼吸順暢。需配合吸氧設(shè)備。使用呼吸機(jī)當(dāng)肺功能嚴(yán)重受損時(shí),可使用呼吸機(jī)人工維持呼吸。需醫(yī)生指導(dǎo)操作。呼吸功能異常的原因肺部疾病如肺炎、肺氣腫、肺癌等,會(huì)影響肺部功能,導(dǎo)致呼吸功能異常。上呼吸道阻塞鼻炎、咽炎、氣管炎等會(huì)造成呼吸道狹窄,阻礙氣體交換。心臟疾病心力衰竭、心臟瓣膜病等會(huì)影響肺循環(huán),導(dǎo)致呼吸功能障礙。呼吸肌無(wú)力由于神經(jīng)系統(tǒng)疾病或肌肉疾病導(dǎo)致的呼吸肌無(wú)力,也會(huì)引起呼吸功能異常。預(yù)防呼吸系統(tǒng)疾病的措施勤洗手保持雙手衛(wèi)生,避免接觸和吸入病原微生物。佩戴口罩在公眾場(chǎng)合佩戴口罩,可有效阻隔飛沫傳播。規(guī)律鍛煉保持良好的身體狀態(tài),增強(qiáng)免疫力。戒煙限酒遠(yuǎn)離吸煙和酗酒,減少對(duì)呼吸系統(tǒng)的刺激。呼吸衛(wèi)生知識(shí)保持良好的呼吸習(xí)慣培養(yǎng)深呼吸、吐氣放松等良好呼吸習(xí)慣,有助于增強(qiáng)肺活量,提升整體健康狀況。注重空氣質(zhì)量保持室內(nèi)外環(huán)境空氣清新,遠(yuǎn)離煙霧和粉塵,有利于呼吸系統(tǒng)的正常功能。預(yù)防呼吸疾病養(yǎng)成正確的個(gè)人衛(wèi)生習(xí)慣,如勤洗手、戴口罩等,可有效預(yù)防呼吸道傳染病的發(fā)生。適當(dāng)鍛煉身體進(jìn)行適量的有氧運(yùn)動(dòng),如慢跑、游泳等,能增強(qiáng)肺活量和呼吸功能,提高整體體質(zhì)。呼吸系統(tǒng)疾病的診斷和治療1全面檢查醫(yī)生會(huì)進(jìn)行詳細(xì)的病史采集、體格檢查、實(shí)驗(yàn)室檢查等,全面了解患者的癥狀和病情。2影像學(xué)診斷利用X光、CT、MRI等影像學(xué)手段,觀察呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能變化,確診疾病類型。3肺功能檢查通過(guò)呼吸試驗(yàn),評(píng)估肺部通氣、氣體交換及其他功能指標(biāo),為診斷和治療提供依據(jù)。4綜合治療根據(jù)具體病因采取藥物治療、氧療、手術(shù)等綜合治療方案,輔以康復(fù)訓(xùn)練等輔助治療?？偨Y(jié)回顧重要概念回顧我們學(xué)習(xí)了人體與外界氣體交換的重要性和關(guān)鍵部位,了解了呼吸系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)和肺的功能特點(diǎn)。關(guān)鍵過(guò)程理解掌握了氣體交換、肺通氣、血液氣體