《生理学》第五章呼吸.ppt

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1、第五章 呼 吸,第一节 肺 通 气 一、肺通气的原理 二、肺容量和肺通气量第二节 气体的交换和运输 一、气体的交换 二、气体在血液的运输第三节 呼吸运动的调节 一、呼吸中枢 二、呼吸运动的反射性调节,呼吸:机体与外界环境的气体交换过程。1、外呼吸 肺通气 肺换气2、其他在血液中的运输3、内呼吸/组织换气意义：维持机体内环境氧气和二氧化碳含量的相对稳定 保证细胞新陈代谢正常进行,肺换气,内呼吸,外呼吸,肺通气,血液运输,组织换气,第一节 肺通气,气体经呼吸道进出肺的过程,呼吸道是 通道加温、湿润、过滤清洁肺泡是肺泡气与血液交换气体的场所,一、肺通气的原理,气体进出肺需要两因素：（1）动力（2）阻

2、力,（一）肺通气的动力,呼 气,肺内压大气压,缩 小,肺 脏,吸 气,胸 廓,呼 吸 肌,缩 小,收 缩,舒 张,扩 张,扩 张,肺内压大气压,原动力:呼吸肌的收缩和舒张（呼吸运动）。直接动力:肺内压与外界大气压间的压力差。,1、呼吸运动,呼吸肌：,吸气肌,呼气肌,膈肌、肋间外肌,肋间内肌、腹肌,辅助肌,斜角肌、胸锁乳突肌,呼吸运动：呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小 吸气运动 呼气运动,呼吸运动的过程：,肺内压大气压，,肺扩张,膈肌收缩 肋间外肌收缩,吸 气,胸廓上下径 前后、左右径扩张,呼吸运动的过程：,肺内压大气压，,肺缩小,膈肌舒张 肋间外肌舒张,呼 气,胸廓上下径 前后、左右

3、径缩小,（1）平静呼吸和用力呼吸,平静呼吸,吸气：吸气肌收缩（主动）,呼气：吸气肌舒张（被动）,用力呼吸,吸气：吸气肌收缩（主动）,呼气：吸气肌舒张，呼气肌收缩 辅助肌参与（主动）,（安静状态）,（劳动/剧烈运动）,平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的,用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的,平静呼吸时，膈肌 所起的作用肋间外肌。,特点：,（2）腹式呼吸/胸式呼吸,腹式呼吸胸式呼吸混合呼吸,婴儿,胸腔积液,胸膜炎,严重腹水,腹腔巨大肿块,妊娠,肥胖,以上两种形式同时进行。正常成人,以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动,以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动,肋骨骨折,（3）、人工呼吸,基本原理:使肺内与外界大气

4、压间产生压力差,负压吸气式(压胸法),正压吸气式(口对口呼吸法，呼吸机),方法,2.胸膜腔及胸膜腔内压,特点：密闭，少量浆液 无气体,（1）胸膜腔构成：脏层，胸膜壁层，胸膜腔隙,生理意义,减少摩擦，润滑,肺和胸廓不易分开两层胸膜紧密想贴,胸膜腔内的压力。,（2）胸膜腔内压:,胸膜腔内压=肺内压（大气压0）-肺回缩力,呼气末，吸气末时：胸膜腔内压=-肺回缩力,吸气时，胸内压减小（负值增大）呼气时，胸内压增大（负值减小）,两种方向相反作用力的代数和胸内压大气压肺回缩力胸内压0肺回缩力,迫使脏层胸膜回位,迫使脏层胸膜外移使肺扩张,(肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力),肺 回 缩 力,(大 气 压),肺

5、 内 压,胸膜腔负压的成因,胸膜腔负压的生理意义,有利于肺扩张肺维持扩张状态，使肺随胸廓的运动而扩张和回缩,降低心房、腔静脉、胸导管内压力 促进胸腔大静脉中的血液的回流和淋巴液的回流,胸膜腔的密闭性是肺通气进行的必要条件,胸膜腔的密闭性破坏，就可出现肺通气障碍。如气胸,肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力。,3.肺内压,平静吸气初:肺内压 大气压,平静吸气末:肺内压=大气压,平静呼气初:肺内压 大气压,平静呼气末:肺内压=大气压,气入肺,气流停,气出肺,气流停,肺内压周期性变化是肺通气直接动力,（二）肺通气的阻力,弹性阻力70,非弹性阻力30,肺通气阻力,胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关,肺

6、弹性阻力,气道阻力：与气体流动形式+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,弹性物质在外力作用下变形时所产生的对抗变形的力,表面活性物质作用：降低肺泡表面张力由肺泡II型细胞合成和分泌,有助于维持肺泡的稳定性(大小肺泡),减少肺间质和肺泡内的组织液生成，防止肺水肿,降低吸气阻力，减少吸气做功,生理意义：,顺应性：在外力作用下，弹性物体扩张的难易程度弹性阻力和顺应性之间呈反变关系,气道阻力,流速快、湍流、管径小 气道阻力大流速慢、层流、管径大 气道阻力小,与呼吸道半径四次方成反比,交感神经兴奋：平滑肌舒张，阻力减小副交感神经兴奋：平滑肌收缩

7、，阻力增大,二 肺容量肺通气量,(一)肺容量 肺容纳气体的量，肺容积潮气量：每次呼吸，吸入或呼出的气体量补吸气量：平静吸气末，再尽力吸入的气体量补呼气量：平静呼气末，再尽力呼出的气体量残气量：最大呼气末肺内残余气体量功能残气量：平静呼气末肺内存余气体量,肺活量：最大吸气后的最大呼气量用力呼气量（旧称 时间肺活量）,定义：一次最大吸气后再尽力尽快呼气时,在一定时间内所能呼出的气体量,通常以它所占肺活量的百分数表示,正常值：第一秒末占80(83)第二秒末占96 第三秒末占99,意义：反映了肺活量容量的大小，又反映了呼气时所遇阻力的变化。评价通气功能的较好指标,补吸气量,补呼气量,最大吸气,最大呼气

8、,15002000ml 500ml 9001200ml 10001500ml,肺容量：肺容纳气体的最大量=肺活量+残气量男性为5000-6000ml 女性为3500-4500ml,(二)肺通气量,1、每分通气量：每分钟吸入或呼出的气体总量=潮气量呼吸频率 正常值：约为69L,最大通气量 150L,定义：尽力做深快呼吸时，所得到的每分通气量,意义：反映肺通气功能的储备能力,肺泡通气量,定义：不能与血液进行 气体交换的气道空间,鼻腔至终末支气管之间的呼吸道150ml,2、无效腔,每分钟吸入肺泡的新鲜空气量每分肺泡通气量=(潮气量无效腔气量)呼吸频率,呼吸频率 潮气量 肺通气量 肺泡通气量(次/mi

9、n)(ml)(ml/min)(ml/min)16 500 8000 5600 8 1000 8000 6800 32 250 8000 3200,肺通气量和肺泡通气量,呼吸型式,无效腔与肺泡通气量每次呼吸使肺泡内气体更新换气1/7深慢呼吸利于气体交换,无效腔增大，肺泡通气量降低，气体更新率下降，二氧化碳分压升高，氧分压降低，呼吸加深加快,长管呼吸(增大无效腔),第二节 气体交换和运输,一、气体交换肺换气：肺泡与肺毛细血管血液组织换气：血液与组织细胞（一）气体交换动力气体分压差分压高向分压低处,肺泡气 静脉血 动脉血 组 织 O2 13.6 5.33 13.3 4.0(102)(40)(100)

10、(30)CO2 5.33 6.13 5.33 6.67(40)(46)(40)(50),肺泡气、血液和组织内O2和CO2的分压KPa(mmHg),动力：膜两侧的气体分压差。,1.肺换气过程呼吸膜：通透性很大，利于气体扩散总面积 70平米实际利用：40平米结果：血液氧气分压升高，二氧化碳分压降低静脉血变动脉血,（二）气体交换过程,2、组织换气过程,结果：血液氧气分压降低，二氧化碳分压升高动脉血变静脉血,气体扩散呼吸膜的厚度与面积膜厚度气体交换面积气体交换。3.通气/血流比值每分肺通气量（VA）/每分肺血流量（Q）VA/Q肺通气或肺血流增大生理无效,3、影响肺换气的因素,(4.2L/min),(5

11、L/min 0.84),物理溶解 溶解的量取决于PO2的大小 占1.5%化学结合 O2和血红蛋白(Hb)的结合 98.5%,二、气体在血液中的运输（一）O2 的运输,O2和Hb结合的特征,紫蓝色,鲜红色,Fe2+与O2的结合是氧合 不是氧化 不同的Hb对不同光谱的吸收能力不同发绀：血液去氧Hb50g/L，皮肤、甲床或粘膜出现 浅蓝色，为缺氧的标志CO中毒：樱桃红色 CO 与Hb结合成Hb COCO与血红蛋白的亲和力远远大于O2 210倍,（二）、CO2 的运输,1、物理溶解 5%2、化学结合（1）形成碳酸氢盐 88%在组织和在肺部，具体见后面图（2）形成氨基甲酸血红蛋白 7%直接与血红蛋白的氨

12、基结合,在组织氧与二氧化碳运输形式,在肺脏氧与二氧化碳运输形式,第三节呼吸运动的调节,调节呼吸运动的中枢？,呼吸为什么有节律？,调节呼吸运动的环节？,自主节律性,随意性,一、呼吸中枢 中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞（元）群 分布在大脑皮质、脑干、脊髓等部位（一）脊髓 初级中枢（二）延髓 基本中枢（三）脑桥 呼吸调整中枢正常呼吸节律由脑桥、延髓呼吸中枢共同活动形成（四）大脑皮质 最高级中枢通过意识调节呼吸深度和频率,1、化学感受器（1）外周化学感受器 颈动脉体（主要）主动脉体,二、呼吸的反射性调节,（2）中枢化学感受器 延髓外腹侧浅表部位,适宜刺激：兴奋延髓 PO2、PCO2、H+,

13、适宜刺激：兴奋延髓脑脊液中H+（CO2由血-脑脊液屏障进入 不感受缺O2的刺激。,(一)化学感受性呼吸反射,中枢化学感受器：调节脑脊液H+浓度外周化学感受器：低O2时维持对呼吸的驱动,2.CO2、H+和低O2对呼吸运动的调节(1)CO2：,CO2 呼吸加快加深，肺通气量增加。,CO2过高 CO2麻醉，抑制CNS活动，7%呼吸困难、头痛、头晕,CO2过低 呼吸停止,一定浓度的CO2对维持呼吸中枢的兴奋性是必需的,呼吸加深加快,延髓呼吸中枢+,外周化学感受器+,中枢化学感受器+,CO2透过血脑屏障进入脑脊液:CO2H2OH2CO3H+HCO3-,CO2,途径:,主要,窦N，迷走N,(2)氧：缺氧对

14、呼吸中枢的直接作用是抑制,并与缺氧程度呈正相关:,呼吸加深加快,延髓呼吸中枢,外周化学感受器+,PO280mmHg,窦N，迷走N,吸入O2,轻度缺氧时,严重缺氧时,呼吸减弱，甚至停止,直接抑制作用,途径:,(3)H+:,呼吸加深加快,延髓呼吸中枢+,外周化学感受器+,中枢化学感受器+,不易透过血脑屏障,H+,途径:,主要,窦N，迷走N,1、定义：指肺扩张或缩小引起的吸气抑制或兴奋的 反射。包括肺扩张、肺缩小反射。,2）肺萎陷反射(肺缩小反射)在平静呼吸调节中的意义不大病理时使呼吸变浅变快,肺扩张肺牵张感器兴奋迷走N延髓兴奋吸气切断机制吸气转化为呼气,(二)肺牵张反射(黑-伯反射),2、过程,1

15、）肺扩张反射：敏感性有种属差异，兔最敏感,剪断迷走神经 深慢呼吸,长吸式呼吸,（三）防御性呼吸反射1、咳嗽反射喉，气管，支气管黏膜 受机械或者化学刺激作用：将呼吸道异物或分泌物排出 清洁和保护严重会导致肺气肿2、喷嚏反射 鼻黏膜受刺激作用：清除鼻腔刺激物,在野外，对呼吸暂停者进行人工呼吸抢救时，主要是为了造成下例哪两者之间的压力差A、胸内压与大气压 B、胸内压与肺内压C、肺内压与大气压 D、腹内压与肺内压,C,人在空气稀薄、02分压较低的高原上，呼吸增强主要依靠何种感受器对呼吸中枢的兴奋作用A、主动脉弓压力感受器 B、颈动脉窦压力感受器C、颈动脉体化学感受器 D、中枢化学感受器,C,肺气肿患者

16、的肺弹性回缩力降低，导致哪项气体量增加 A.功能余气量B.潮气量C.肺活量D.用力肺活量E.补吸气量,A,在下列哪种情况下，肺顺应性增加肺弹性阻力增加B.肺弹性阻力减小C.气道阻力增加D.气道阻力减小E.肺表面活性物质减少,B,人在平静呼吸时，肺扩张反射不参与呼吸调节。在肺充血、肺水肿等病理情况下，由于肺的顺应性下降，使肺牵张感受器发放冲动增加而引起该反射，使得A、肺通气量增加 B、呼吸加深、变慢C、肺泡无效腔减小 D、呼吸变浅、变快,D,关于颈动脉体和主动脉体化学感受性反射的叙述，下列哪项是错误的A可引起呼吸减慢、心率减慢、血压降低B可引起呼吸加深加快C对血液中C02分压、02分压的改变敏感D平时对心血管活动不起明显的调节作用E在低02、窒息时可使心率加快，血压上升,A,在给动脉P02较低的某肺心病患者吸入纯02时，其发生呼吸停止的主要原因是A、外周化学感受器的敏感性降低B、解除了低02对外周化学感受器的剌激C、中枢化学感受器敏感性降低D、中枢化学感受器缺乏H+的剌激,B,谢谢！,