专科六版2015呼吸.ppt

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1、呼 吸,生理教研室,呼吸,呼吸机体与外界环境之间的气体交换。,生理意义人体最基本的生理活动之一。,呼吸过程：,1 外呼吸（肺通气 +肺换气) 2 气体在血中的运输 3 内呼吸组织换气,通常所说的呼吸就是指外呼吸，肺通气是整个呼吸的基础，呼吸运动是呼吸的动力。,呼吸气体的交换,气体在血液中的运输,呼吸运动的调节,第五章 呼吸,肺通气,第一节 肺通气,肺通气肺与外界环境之间的气体 交换过程。,肺通气的结构呼吸道，肺和胸廓,实现肺通气:动力阻力。,肺通气的阻力,肺通气功能的评价,第一节 肺通气,肺通气的动力,肺通气的动力,肺内压与大气压之差值直接动力,肺内压的变化,肺容积的变化,胸廓容积的变化,呼吸

2、肌的收缩原动力,胸膜腔内有浆液,肺通气的动力呼吸运动,呼气肌(使胸廓缩小的肌肉)腹肌，肋间内肌。,吸气肌(使胸廓扩大的肌肉)膈肌，肋间外肌，辅助肌群。,呼 气,肺内压大气压,缩 小,肺 脏,吸 气,肺内压大气压,胸 廓,呼 吸 肌,缩 小,收 缩,舒 张,扩 张,扩 张,呼吸运动,吸气运动,呼气运动,肺通气的动力呼吸运动,用力呼吸除了原有吸气肌的收缩增加，辅助吸气肌也参与增加吸气程度；呼气时，呼气肌参与呼气。吸气，呼气都是主动的。,呼吸运动的形式,按用力程度分,平静呼吸膈和肋间外肌收缩引起吸气；舒张引起呼气。吸气是主动的，呼气是被动的。平稳，均匀。12-18次/分钟。,呼吸困难病理时，用力呼吸

3、不能满足需求，出现的症状。,根据参与的肌肉, 胸式呼吸肋间 外肌活动为主。, 腹式呼吸膈肌活动 为主, 混合式呼吸,肺通气的动力呼吸运动,肺通气的动力肺内压,呼吸过程中肺内压的变化： 吸气时：开始肺内压 大气压 肺内压 肺内压大气压。 呼气时：开始肺内压大气压 肺内压 肺内压大气压。,肺内压肺泡内的压力。,肺内压周期性/造成压力差（肺内压大气压）推动气体进/出肺的直接动力。,平静呼吸：(12mmHg) （12mmHg） 用力呼吸:（30100mmHg）（60140mmHg）,人工呼吸,人工呼吸机,口对口呼吸，节律性压胸压背。,（1）胸膜腔：位于两层胸膜之间的潜在、密闭的 腔隙，其内仅少量浆液。

4、（起1.润滑作用；2.内聚力维持肺的扩张状态和肺通气）,肺通气的动力胸膜腔内压,（2）胸膜腔内压 ：胸膜腔内的压力。通常低于 大气压，习惯称为胸膜腔负压。,测量：直接法 间接法,胸内负压的形成原理。,（2）压力差的作用 吸气末或呼气末，有两种力作用于胸膜内层表面 ： 肺内压使肺泡扩张； 肺被动扩张的弹性回缩力使肺泡缩小。 即：胸膜腔内压肺内压肺弹性回缩力。 在吸气末和呼气末，肺内压大气压， 胸膜腔内压肺弹性回缩力 。,（1）出生后形成 胎儿出生后，胸廓生长的速度比肺快，使胸廓自然容积大于肺的自然容积。胸廓经常牵引着肺，即使在平静呼气时也是这样，肺表现出回缩倾向，只是程度小些而已。因而胸膜腔内压

5、经常为负。,胸膜腔负压实际上是由肺的负回缩力造成的。,平静呼气末：53mmHg，吸气末：105mmHg ；关闭声门，用力做吸气动作，可降至：90mmHg；用力做呼气动作则可升高到：110mmHg。,胸膜腔负压的生理意义： 有利于肺扩张； 2. 有利于静脉血与淋巴液回流,呼吸过程中，胸膜腔内压随着肺回缩力的变化而变化。,肺通气的阻力,肺通气阻力,弹性阻力,非弹性阻力,肺弹性阻力,胸廓弹性阻力,弹性纤维的回缩力:1/3,肺表面张力：2/3,70%,30%,气道阻力（80 90% ）,粘滞阻力,惯性阻力,弹性阻力弹性体对抗因外力变形而产生的回位力。,肺通气的阻力肺弹性阻力,阻碍肺泡扩张，增加吸气的阻

6、力，降低肺顺应性； 使相通的大小肺泡内压不稳定； 促进肺部组织液生成，使肺泡内液体积聚。,表面张力与回缩力的关系可用laplace定律来表示。,肺泡表面张力肺泡内液-气界面液体分子产生的指向肺泡中心的，使肺泡回缩的力。,表面张力对呼吸的影响：,肺通气的阻力肺弹性阻力,肺泡表面活性物质,主要成分：DPPC,来源：肺型细胞,作用：降低表面张力。,机制：双极性分子，单分子层垂直分布于肺泡液气界面。,稳定大小肺泡； 减少吸气阻力； 防止肺水肿。,生理意义：,肺表面活性物质减少肺不张：肺弹性阻力增加吸气困难。例：新生儿呼吸窘迫症、成人肺炎或肺栓塞引起表面活性物质的减少。,肺通气的阻力肺弹性阻力,肺弹性纤

7、维的回缩力构成肺弹性阻力的另一个重要因素。例：肺气肿时，肺弹性纤维破坏，阻力减小呼气困难。,肺通气的阻力胸廓弹性阻力,胸廓处于自然位置时(肺容量67)，不表现有弹性回缩力； 胸廓缩小时(肺容量67)，胸廓的弹性回缩力向外=吸气的动力，呼气的阻力； 胸廓扩大时(肺容量67)，胸廓的弹性回缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。,胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形成。,肺通气的阻力肺和胸廓的顺应性,C=V/P 。,顺应性在外力作用下，弹性体扩张的难易程度。,正常人，肺顺应性约为0.2L/cmH2O,胸廓的也为0.2L/cmH2O，二者的总顺应性0.1L/cmH2O.,弹性阻力与顺应性成反比关系弹性阻

8、力大者，顺应性小；弹性阻力小者，顺应性大。,某些病理情况下，如：肺水肿、肺充血和肺纤维化等弹性阻力大，顺应性小，吸气困难；肺气肿则相反。,肺通气的阻力非弹性阻力,气道阻力、惯性阻力和粘滞阻力,气道阻力由气流流速、气流形式和气道管径决定。,气道阻力在吸气时小些，呼气时大些。,吸气时跨壁压，肺实质牵引，以及交感N兴奋时口径，阻力； 呼气时跨壁压、肺实质牵引，以及副交感N兴奋或内皮素等使口径，阻力。,临床上支气管痉挛（哮喘），气道阻力， 呼吸困难，呼气时更明显。,气道阻力气体通过呼吸道时，气体分子及气体分子与呼吸道之间的摩擦力。,8090%气道阻力由口径大于2mm的大气道产生。,肺通气功能的指标,临

9、床上，肺通气障碍有两种类型：,限制性通气不足呼吸肌麻痹、肺和胸廓弹性改变以及气胸引起的肺扩张受限。,阻塞性通气不足气道平滑肌痉挛，或异物等引起的气道狭窄等,肺通气功能的评价肺容积,4余气量(RV)或残气量：最大呼气末尚存留于肺中不能再呼出的气体为余气量。,1潮气量(TV）：每次呼吸时吸入或呼出的气量0.4-0.6L。,2补吸气量(IRV）或吸气贮备量：平静吸气末，再尽力吸气所能吸入的气量叫补吸气量，正常人约1.5-2.0L。,3补呼气量(ERV)或呼吸贮备量：平静呼气末，再尽力呼气所能呼出的气量为补呼气量。0.9-1.2L。,肺通气功能的评价肺容量,两项或两项以上肺容积的联合气量,1深吸气量（

10、IC)从平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量为深吸气量。IC=TV+IRV 意义衡量最大通气潜力。,2功能余气量(FRC)平静呼气末尚存留于肺内的气量为功能余气量。FRC= ERV+RV 。意义缓冲呼吸过程中肺泡气O2、CO2分压的过度变化,3肺活量（VC)：最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气量称为肺活量。VC = TV+IRV+ERV 意义单次肺通气的最大能力。男性：3.5L；女性：2.5L。,4肺总量（TLC) 肺总量VCRV。 男：5L；女：3.5L。,用力呼气量（FEV，也称时间肺活量）,第1秒末: 83% 第2秒末: 96% 第3秒末: 99%。,最大吸气后，用力尽快呼气，在第1，2

11、，3秒末所呼出的气量占肺活量的百分比。,生理情况下,气道狭窄时,肺通气功能的评价肺通气量,通气贮量百分比=,每分通气量（TV 12 18次/m。69 L/m2 （安静时）,最大随意通气量 尽力作深快呼吸时，每分钟所能吸入或呼出的最大气量, 70 120 L/m2 。,最大通气量 每分通气量,最大通气量,100%,正常： =或93%,评价个体最大运动量或从事体力劳动最大限度的指标。,由此，对肺换气而言，浅而快的呼吸是不利的,肺通气功能的评价肺泡通气量,无效腔从鼻到呼吸性细支气管之前的具通气不具换气的气道。正常人150ml。,生理无效腔 = 解剖无效腔+肺泡无效腔。,肺泡通气量(alveolar

12、ventilation): 每分钟吸入肺泡的新鲜气量,=（潮气量 无效腔气量） 呼吸频率,气体交换的过程,影响气体交换的因素。,第二节 呼吸气体的交换,气体交换的原理,第二节 呼吸气体的交换,肺换气肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换,从高分压点流向低分压点,组织换气组织细 胞与组织毛细血管血液之间的气体交换,形式：单纯扩散 动力：气体分压（张力）差 气体扩散速率（，D）：单位时间内气体扩散的容积。,气体交换的原理,气体的分子量与溶解度,O2的分子量：32 CO2的分子量：44,CO2的扩散系数是O2的20倍,CO2溶解度：51.5/100ml O2溶解度：2.14/100ml,PO2和PCO2

13、时，刺激呼吸，有助于CO2的排出，却几乎无助于O2的摄取。,结构基础：呼吸膜； 动力：气体的分压差,静脉血 动脉血,CO2,O2,气体交换的过程肺换气,CO2和O2的扩散仅需0.3秒即达到平衡；血液流经肺毛细血管耗时0.7秒。,在液相中进行，扩散膜两侧的O2、CO2分压差随细胞内氧化代谢强度和组织血流量而异。,气体交换的过程组织换气,结构基础：毛细血管壁、细胞膜。,动力：气体的分压差。,动脉血 静脉血,1. 呼吸膜的厚度和面积,约0.2 1.0m,肺纤维化（厚）肺气肿（面积小）。,影响肺换气的因素,影响气体交换的因素,呼吸膜肺泡毛细血管六层膜组成。,双侧肺呼吸膜总面积 70m2 ；平静呼吸 =

14、 40m2；贮备面积 30m2 。,通气/血流比值(V/Q),每分肺泡通气量与每分肺血流量之间的比值。,血液的含量（ml / 100ml 血液）,第三节 气体在血液中的运输,物理溶解,物理溶解,合计,化学结合,合计,混合静脉血,O2和CO2在物理溶解下进行交换，化学结合为主要运输形式，两者处在动态平衡中。,都有两种运输形式：物理溶解和化学结合,98.5%的氧进入红细胞，主要以氧合Hb（HbO2）形式运输。,氧的运输,HbO2,Hb,O2与Hb结合为氧合作用，不是氧化作用,O2与Hb结合的特征,可逆、快速、不需要酶催化、受O2分压的影响,HbO2呈鲜红色，去氧Hb呈暗红色,发绀：去氧Hb 5 g

15、 /100ml （体表表浅毛细血管血液中），正常人缺氧时发绀。例外：高原性红细胞增多症或一氧化碳中毒。,Hb氧容量100ml血液中Hb所能结合的最大O2量。取决于Hb的浓度和Hb本身的特性（1分子Hb可结合4分子O2。）。,血氧饱和度,Hb氧含量(Oxygen content of) ：100ml血液中Hb实际结合的O2量。取决于PO2、氧容量的大小。,氧的运输氧解离曲线,曲线上段PO2 60100mmHg.坡度较平坦。表明：PO2变化大时，血氧饱和度变化小，PO2对血氧饱和度的影响不大。意义:保证低氧分压时的高载氧能力。,氧解离曲线血液PO2与Hb氧饱和度关系的曲线,特点及意义,曲线中段PO

16、2 6040mmHg，坡度较陡，表明：PO2降低能促进大量氧解离。意义:维持正常时组织氧供，氧的利用系数为25%氧的利用系数：血液流经组织时释放出的氧占动脉血氧含量的百分数为氧利用系数。,曲线下段PO2 1040mmHg.坡度陡。PO2略有下降，促使较多O2解离，饱和度下降，不利于组织活动的供氧，氧利用系数上升至75。,pH 或 Pco2 以及温度，Hb对O2的亲和力降低，曲线右移；反之，曲线左移。,影响氧解离曲线的因素,血液中这些物质对氧离曲线的影响有重要的生理意义：在肺，促进肺毛细血管中Hb与O2的结合；在组织，有利于组织毛细血管释放O2，以满足组织代谢的需要。,2,3-DPG浓度， Hb

17、与O2 亲和力降低， 促使HbO2 解离； 相反，曲线左移。,CO2的运输,运输形式： 物理溶解（5%） 化学结合 碳酸氢盐（88%） 氨基甲酸Hb（ 7% ）,氨基甲酸方式运输的CO2量占运输量的7%，但在肺排出的CO2总量中，约有18%是氨基甲酸血红蛋白释放的。,第四节呼吸运动的调节,呼吸中枢与呼吸节律的形成,正常呼吸节律的形成有赖于脑桥与延髓的共同配合。,呼吸中枢,中枢吸气活动发生器与吸气切断机制,呼吸节律的形成神经元网络学说,呼吸的反射性调节,化学感受性反射,机械感受性反射,肺扩张反射肺扩张或缩小时引起呼吸的反射性变化。,机械感受性反射,肺扩张刺激了气道平滑肌的牵张感受迷走神经延髓 吸

18、气切断机制切断吸气呼气,如：切断动物迷走神经，则失去牵张反射，动物呼吸变深而慢。,当呼吸道阻力增加时吸肌本身感受性反射加强呼吸肌收缩加强克服阻力从而使潮气量不变。如果切断肌肉相应的脊神经背根，则此反射消失或减弱。,肺扩张反射,呼吸肌的本体感受性反射,化学感受性反射,化学感受器,血液中Po2、Pco2及H+,血液中CO2转化为脑脊液的H+ ，刺激中枢化学感受器。,一定范围内动脉血的PCO2升高可使呼吸加深加快，肺通气量增加。吸入气中CO27%，CO2过度积聚，压抑中枢神经系统，出现呼吸困难、头昏，甚至昏迷，称为CO2 麻醉。,CO2对呼吸的影响,一定CO2是维持呼吸中枢兴奋性的必要条件，是调节呼

19、吸最主要的体液因子。,PCO2可作用于中枢、外周。但主要是中枢 ，由于中枢化学感受器敏感性高。,机制,低O2对呼吸的影响,特点:缺氧对呼吸的刺激不明显，动脉血PO260mmHg以下时起作用； 当机体长期处于高CO2和低O2状态，中枢化学感受器对高CO2发生适应，此时低O2刺激成为驱动呼吸的主要刺激。,一定范围内A血的PO2 升高引起呼吸加深加快,肺通气量增加；严重低O2 直接抑制中枢。,机制：低O2主要刺激外周化学感受器。,动脉血中H+通过外周感受器使呼吸加深加快，肺通气量增多。,中枢化学感受器对H+ 的敏感性远大于外周化学感受器。,H+对呼吸的影响,CO2、O2和H+对呼吸的影响,三种因素各自对呼吸的影响,改变一种因素不控制另外两种因素肺通气反应。,咳嗽反射气道粘膜感受器兴奋呼吸肌强烈收缩 + 会厌关闭肺内压急剧上升会厌突然开放从肺内涌出爆发性气流。,防御性呼吸反射,喷嚏反射鼻粘膜感受器兴奋气体急剧地通过鼻腔喷出（会厌持续开放）。,Thank You !,