动物生理学课件.ppt

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1、第四章 呼 吸 （Respiration）,呼 吸 系 统 概 图,第一节 呼吸器官的通气活动,一、呼 吸 全 过 程,外呼吸 气体的运输 内呼吸,二 、几个名词,呼吸：外界环境与机体之间的气体交换过程。过程：吸气、呼气器官：呼吸道 气体交换的通道 肺 泡 气体交换的场所 呼吸膜 气血屏障 呼吸肌 参与呼吸运动的肌肉,2、胸膜腔与胸内负压胸膜腔胸内负压：有利于肺扩张有利于静脉血与淋巴液回流,三、肺通气的原理,1、呼吸运动 呼吸肌的收缩与舒张引起胸廓节律性的扩大和缩小称呼吸运动。平静呼吸 安静状态下的呼吸。吸气主动呼气被动用力呼吸 吸气主动呼气主动,4、肺通气的动力,3、肺通气 肺和外界环境之间

2、的气体交换过程,原 动 力 呼吸肌直接动力 肺内压周期性/造成压力差（肺内压大气压）,5、肺通气的阻力,弹性阻力：弹性组织在外力作用下变形时，对抗变形和弹性回缩的倾向。包括肺的弹性阻力(组织回缩力和肺泡表面张力)、胸廓弹性阻力表面活性物质的作用：降低肺泡表面张力，降低吸气阻力、稳定大小肺泡的容量、防止肺不张、保持肺内干燥，防止肺水肿非弹性阻力：惯性阻力、粘滞阻力、气道阻力,6、呼吸功呼吸过程中，呼吸肌为克服弹性阻力和非弹性阻力实现肺通气所做的功,四、肺通气功能的评价,(一)基本肺容量 (Pulmonary volumes),1.肺容量(pulmonary capacity)2.潮气量 (tid

3、al volume，TV)3.补吸气量 (inspiratory reserve volume，IRV) 4.补呼气量 (expiratory reserve volume，ERV)余气量 (residual volume，RV)功能余气量 (functional residual,FRC),1.肺活量 (vital capacity，VC)最大吸气后，从肺内所能呼出的最大气体量。反映一次通气的最大能力2.肺总量 (total lung capacity，TLC)肺所能容纳的最大气量=肺活量+余气量 3.每分通气量 (minute ventilation volume) 每分钟吸入肺内或从肺内

4、所能呼出的最大气体4.肺泡通气量 (alveolar ventilation)每分钟吸入肺内并能与血液进行气体交换的新鲜空气量，也称有效通气量 5.生理无效腔：包括解剖无效腔(anatomical dead space) 肺泡无效腔 (physiological dead space),(二)常用评价肺通气功能的指标 (Evaluation of function of pulmonary ventilation),基本肺容积和肺容量（Basic Pulmonary Volume and Pulmonary Capacity）,静态肺功能指标,肺总容量,肺活量,深吸气量,机能余气量,补吸气量,

5、补呼气量,余气量,潮气量,第二节 气体交换,一、基本知识包括肺换气、组织换气交换方式：扩散扩散动力：换气组织两侧的分压差,二、肺换气过程：,血液,1.呼吸膜的厚度: 反比2.呼吸膜的面积: 正比3.通气/血流比值： 每分肺泡通气量( )与 每分肺血流量( )之间的比值.正常值：,影响肺换气的因素,三、组织换气,影响组织换气的因素： 1、细胞和毛细血管间的距离 2、组织代谢 3、毛细血管的血流速度,肺泡气,组织液,血液 循环,第三节 气体在血液中的运输,一、气体在血液中存在的形式,（一）Hb与O2结合的特征1、反应快、可逆、不需酶的催化、受PO2和的影响。 PO2高(肺) HbO2 HbO2 P

6、O2低(组织)2、该反应是氧合，不是氧化。3、HbO2呈鲜红色，去氧Hb呈紫蓝色。4、正常情况下1分子Hb结合4分子的氧（二）血红蛋白结合氧的能力理想 1g Hb可以最大限度结合1.39 ml O2，实际 1g Hb可以最大限度结合1.34 ml O2，,二、氧的运输,(三)氧解离曲线及其影响因素,1、概念：表示PO2与Hb氧结合量或Hb氧饱和度关系的曲线。,A、上段： 相当于PO2在60-100mmHg，曲线较平坦。 生理意义：结合部分，PO2不低于60mmHg，Hb氧饱和度仍能保持在90%之上。B、中段： 40-60mmHg，曲线较陡，释放氧部分。C、下段：PO2在40mmHg以下的部分，

7、曲线较陡。 生理意义：PO2在此范围内，稍有下降，Hb氧饱和度下降较大，因而释放大量的O2，满足机体代谢的需要。,2、氧解离曲线的形态特征,3、影响氧解离曲线的因素,P50：正常值26.5mmHg，为氧解离曲线移位程度的定量指标 影响因素：1）Hb的质和量2）血液中的pH和PCO2的影响： pH降低或PCO2升高， P50增大，曲线右移表现为波尔效应，既可促进肺血氧结合，也可促使组织放氧3）温度的影响：温度升高，曲线右移，其机制与温度影响了H+活度有关。4）2，3-二磷酸甘油酸（2，3-DPG）： 浓度升高，右移曲线。,4、氧解离曲线的移动分析,PCO2 pH DPG 温度 ,PCO2 pH

8、DPG 温度,(1)导致曲线右移的因素:pH、PCO2、温度 、细胞内 2,3-DPG等；(机体活动时),(2)导致曲线左移的因素: pH、PCO2、温度、细胞内 2,3-DPG等；,三、二氧化碳的运输,（一） CO2的运输形式主要是碳酸氢盐（88%）和氨基甲酸血红蛋白（7%）。1、碳酸氢盐形式 2、氨基甲酸血红蛋白,（二）CO2解离曲线,特点：(1)血中CO2含量与 PCO2呈近正比。(2)O2与Hb结合将 促进CO2释放。(何尔登效应),血 中 CO2含量,PCO2(mmHg),小结,O2及CO2的运输不是孤立进行的，而是相互影响的。 CO2通过波尔效应影响O2的结合和释放， O2又通过何

9、而登效应影响CO2的结合和释放。,第四节 呼吸运动的调节,一、神经调节1、呼吸中枢与呼吸节律的形成1) 呼吸中枢概念：中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群所在部位。2)各级部位呼吸中枢的作用脊髓：是联系脑和呼吸肌的中继站和整合某些呼吸反射的初级中枢。,各级部位呼吸中枢的作用,低位脑干：指脑桥和延髓。 延髓是产生节律性呼吸的基本中枢。 脑桥上部有抑制吸气的中枢结构,称为呼吸调整中枢。其主要功能是限制吸气,控制吸气深度.高位脑：指大脑皮层、边缘系统、下丘脑等脑桥以上部位。 大脑皮层对呼吸的调节系统是随意的调节系统，其下行通路与低位脑干的不随意的呼吸调节系统是分开的。,A平面（ 中脑与脑桥间

10、）切断： 呼吸节律无明显变化B平面（脑桥上、中部之间）切断：长吸呼吸（呼吸调整中枢C平面（脑桥和延髓间）切断：喘息样呼吸D平面（延髓与脊髓间）切断：呼吸停止,3)呼吸节律形成的实验分析,2、呼吸的反射性调节,1)化学感受性反射适宜刺激主要指动脉血或脑脊液中的O2、CO2和H+外周化学感受器：部位颈动脉体和主动脉体；传入神经窦神经和迷走神经；中 枢延髓；效 应颈动脉体传入的冲动主要引起呼吸加深加快，主动脉体传入的冲动主要引起血液循环的变化；生理作用机体低O2时维持呼吸,1)化学感受性反射,中枢化学感受器：部 位延髓腹外侧浅表部分（头、中、尾）适宜刺激脑脊液和局部细胞外液中的H+；效 应兴奋呼吸中

11、枢，引起呼吸加深加快；生理作用调节脑脊液的H+浓度，维持神经系统pH值稳定,化学感受性呼吸反射,化学感受性调节的过程,CO2 、H+和O2对呼吸的调节,（1） CO2 吸入气中CO2适当增加，对呼吸有刺激作用。 机制：刺激中枢化学感受器为主 （2） H+ 动脉血H+增加，呼吸加深加快 机制：刺激外周化学感受器为主,CO2 、H+和O2对呼吸的调节,(3）O2 吸入气PO2降低时，一般在动脉血PO2降低至80mmHg以下时， 出现肺通气增加。严重低O2时，呼吸障碍。机制：1）低O2对呼吸中枢的直接作用是抑制。 2）低O2刺激外周化学感受器而兴奋呼吸。 3）轻、中度低O2对外周化学感受器的刺激作用

12、大于对呼 吸中枢的抑制作用 。 4）严重低O2时，外周化学感受器反射不足以克服低O2对呼吸中枢的直接抑制作用。,(4) O2 、 CO2 、H+在呼吸调节中的相互作用 发生总和而加大对呼吸的影响:例：PCO2H+ 相互抵消而减弱对呼吸的影响:例: H+肺通气量CO2排出PCO2导致肺通气的增加比单因素H+时小总的来说：CO2的作用最强，而且比单因素作用时强； H+的作用次之； O2的作用最弱。,CO2 、 H+和O2对呼吸的调节,（1）肺牵张反射（pulmonary strech reflex ）,肺扩张反射（pulmonary inflation reflex),肺缩小反射（pulmonary deflation reflex,（2）呼吸肌本体感受性反射（3）防御性呼吸反射（4）肺毛细血管感受性反射,2)肌性反射调节,完,