生理学第五章呼吸课件.ppt

乌兰察布医学高等专科学校 张志鹏,生理学,第五章 呼 吸,第五章 呼 吸,机体与外环境之间的气体交换过程。呼吸过程的三个环节：,1.外呼吸（肺呼吸）,2.气体在血液中的运输,3.内呼吸（组织换气）,第五章 呼吸,呼 吸,（respiration）,呼吸过程的三个环节示意图,第五章 呼吸,指肺与外界环境之间的气体交换。1.肺通气的器官:,呼吸道：沟通肺泡与外界环境的气体通道 肺泡：气体交换的场所。呼吸膜六层结构 胸廓：肺通气的动力,第一节 肺通气,肺通气,（pulmonary ventilation）,2.肺通气原理,气体进出肺取决于两方面因素的相互作用：一是推动气体流动的动力；二是阻止其流动的阻力。前者必须克服后者，才能实现肺通气。,第一节 肺通气,一、肺通气的动力,原动力：呼吸运动,直接动力：肺内压与大气压的压力差,肺通气,第一节 肺通气,（一）呼吸运动：呼吸肌的收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小,包括吸气运动和呼气运动。,参与呼吸的肌肉主要吸气肌：膈肌和肋间外肌主要呼气肌：肋间内肌和腹肌辅助吸气肌：斜角肌、胸锁乳突肌等,第一节 肺通气,1.吸气运动：吸气肌收缩胸廓扩张肺扩张肺容量增加肺内压暂时下降气体进入肺2.呼气运动：膈肌和肋间外肌舒张肺回缩胸廓回缩肺内压升高气体被呼出3.呼吸的类型a.平静呼吸和用力呼吸b.腹式呼吸和胸式呼吸：一般男性以腹式呼吸为主，女性以胸式呼吸为主。,第一节 肺通气,（二）呼吸时肺内压和胸膜腔内压的变化,肺泡内的压力。,吸气初：肺内压 大气压 呼气开始呼气末：肺内压=大气压 呼气停止,肺内压,（intrapulmonary pressure）,在呼吸运动中，肺内压随胸腔容积的变化而发生周期性变化。,第一节 肺通气,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。,第一节 肺通气,胸膜腔内的压力。,胸膜腔内压,（Intrapleural pressure）,胸膜腔负压的产生原理:胸膜腔内压=肺内压肺回缩压在吸气末或呼气末,肺内压=大气压：胸膜腔内压=大气压肺回缩压若将大气压视为零，则：胸膜腔内压=肺回缩压,第一节 肺通气,胸膜腔负压的生理意义,维持肺的扩张状态,并使肺随胸廓运动而被动运动;促进静脉血和淋巴液的回流.气胸的危害,第一节 肺通气,二、肺通气的阻力,弹性阻力,非弹性阻力,肺通气阻力,胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关,肺弹性阻力（回位力）,气道阻力：与气体流动形式和气道半径有关,粘滞阻力,惯性阻力,肺弹性回缩力:1/3,肺泡表面张力：2/3,常态下可忽略不计,第一节 肺通气,肺泡表面张力与肺泡表面活性物质 肺泡壁内表面覆盖着一薄层液体，与肺泡直接形成液-气界面，产生了表面张力，称为肺泡表面张力。,液层表面张力沿曲面的切线分向拉紧液面，指向肺泡中心，使肺泡趋于缩小，构成肺的回缩力，约占总回缩力的2/3。,第一节 肺通气,肺泡表面张力造成的负面影响：（1）阻碍肺泡的扩张，增加吸气阻力（2）使相通的大小肺泡内压不稳定（3）促近肺部组织液生成，易产生肺水肿,第一节 肺通气,肺表面活性物质（pulmonary surfactant)由肺泡型细胞分泌,主要成分为二棕榈酰卵磷脂。作用：降低肺泡表面张力,第一节 肺通气,生理意义：（1）降低吸气阻力，有利于肺的扩张，使吸气省力。（2）维持大小肺泡容积的稳定性。（3）减少肺间质和肺泡内组织液的生成，防止肺水肿。,第一节 肺通气,气道阻力 气体通过呼吸道时气体分子之间及气体分子与气道壁之间的摩擦力。约占非弹性阻力80-90%。影响气道阻力的因素:（1）呼吸道口径大小（2）气流速度（3）气流形式,第一节 肺通气,三、肺通气功能的评价,（一）肺容积1.潮气量(TV)：每次吸入或呼出的气量。平静，500mL。2.补吸气量（IRV）：平静吸气末，尽力吸气所能吸入的气量。1500-2000mL3.补呼气量（ERV）：平静呼气末，尽力呼气所能呼出的气量。900-1200mL4.余气量（RV）：最大呼气末存留于肺内不能再呼出的气量。1000-1500mL,第一节 肺通气,第一节 肺通气,(二)肺通气量1.每分通气量:指每分钟吸入或呼出的气体总量。肺通气量=潮气量呼吸频率 平静呼吸时,正常成人约为:500ml(1218)次/分 69L/min,第一节 肺通气,2.无效腔与肺泡通气量无效腔-从鼻到肺泡,凡没有参与肺泡与血液间的气体交换的容积.解剖无效腔:从鼻到终末细支气管的呼吸道容积,正常成人约150ml。,第一节 肺通气,肺泡通气量-每分钟在肺泡中进行气体交换的有效通气量。肺泡通气量(潮气量无效腔气量)呼吸频率,第一节 肺通气,一、气体交换的原理 气体分子不停的进行着无定向的运动，其结果是气体分子从分压高处向分压低处移动，这一过程称为气体扩散。肺换气和组织换气就是物理性的扩散过程。,第二节 呼吸气体的交换,在肺部O2的分压差为62mmHg，CO2分压差为6mmHg,第二节 呼吸气体的交换,气体的分子量与溶解度 分压差*溶解度 D 分子量气体的扩散速率与溶解度成正比气体的扩散速率与分子量的平方根成反比,第二节 呼吸气体的交换,肺换气与组织换气,换气动力:分压差换气方向:分压高分压低换气结果:肺血 组织血 血 血,二、气体交换的过程,O2（30）CO2（50）,第二节 呼吸气体的交换,(二)影响肺换气的因素：1.呼吸膜的厚度:反比；(0.21m)2.呼吸膜的面积:正比;(70,安静时仅用40)3.通气/血流比值(VAQ),6层1m厚,第二节 呼吸气体的交换,通气/血流比值：每分钟肺泡通气量与肺血流量的比值正常时：V/Q=0.84,表明此时气体交换的效率最高。,第二节 呼吸气体的交换,V/Q比值0.84肺血管栓塞通气过度，血流不足肺泡无效腔增大,第二节 呼吸气体的交换,V/Q比值0.84支气管痉挛通气不足，血流过多功能性A-V短路,第二节 呼吸气体的交换,一、氧的运输 运输形式:(1)物理溶解：占1.5%；(2)化学结合：占98.5%,与红细胞内的血红蛋白(Hb)结合成氧合血红蛋白(HbO2).,第三节 气体在血液中的运输,O2和CO2在血液中运输的形式:物理溶解和化学结合(主要),(一)Hb与O2结合的特征1.反应快、可逆、不需酶的催化,受PO2的影响(PO2高时结合,PO2低时解离)2.是氧合,而不是氧化:Hb的Fe2+与O2结合后仍是二价铁。,第三节 气体在血液中的运输,3.1分子Hb可结合4分子O2,Hb的氧容量(血氧容量)每升血液中Hb所能结合的最大O2量。Hb的氧含量(血氧含量)每升血液中Hb实际结合的O2量。Hb的氧饱和度(血氧饱和度)Hb氧含量占Hb氧容量的百分比.,第三节 气体在血液中的运输,二、CO2的运输(一)CO2的运输形式(1)物理溶解(5%)；(2)化学结合(95%):碳酸氢盐(87%);氨基甲酸血红蛋白(7%).,第三节 气体在血液中的运输,血浆红细胞,组织,+,Hb,Hb-CO2,第三节 气体在血液中的运输,1.碳酸氢盐,在肺脏氧与二氧化碳运输形式,2.氨基甲酸血红蛋白(HHbNHCOOH)在组织HbNH2O2+H+CO2 HHbNHCOOH+O2 在肺 特点:(1)无需酶的催化,反应迅速可逆;(2)主要受氧合作用的调节.,第三节 气体在血液中的运输,一、呼吸中枢与呼吸节律的形成,广泛分布在脊髓、延髓、脑桥、间脑、大脑皮层。,第四节 呼吸运动的调节,第四节 呼吸运动的调节,动物脑干横切实验,延髓是呼吸基本中枢,脑桥是呼吸调整中枢。,第四节 呼吸运动的调节,切断双侧迷走神经，呼吸有何变化？,第四节 呼吸运动的调节,呼吸变得深而慢,（二）化学感受性反射,1.化学感受器,(1)外周化学感受器,颈动脉体主动脉体,呼吸加深加快,第四节 呼吸运动的调节,(2)中枢化学感受器,延髓腹外侧浅表区,脑脊液和局部组织外液中的H+,有效刺激：,第四节 呼吸运动的调节,2.CO2、H+、O2对呼吸的调节,CO2：是调节呼吸的最重要的体液因素,PCO2 在一定范围内升高，可加强对呼吸的刺激；超过 一定限度，抑制呼吸，起麻醉效应 中枢化学感受器途径是主要的，比外周敏感（80%）外周化学感受器在快速反应中起作用（20%）,第四节 呼吸运动的调节,H+,中枢化学感受器对H+的敏感性较外周化学感受 器高，脑脊液中的H+是中枢化学感受器的最有 效刺激 血中H+（不易通过血脑屏障），以刺激外周 化学感受器为主,第四节 呼吸运动的调节,O2,缺氧完全通过外周化学感受器实现对呼吸的刺激 作用 严重缺氧对呼吸中枢的直接作用表现为抑制效应 PO260mmHg时，才出现反射效应，对正常呼 吸调节意义不大。,第四节 呼吸运动的调节,PCO2、H+和PO2影响呼吸的相互关系 1）在正常呼吸调节中PCO2起主导作用，其次是H+，最弱是O2。2）三个因素中任一改变，可引起其它两个因素的继发性改变。,第四节 呼吸运动的调节,