生理学呼吸系统.ppt
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1、精选ppt,第五章 呼 吸 respiration,精选ppt,呼吸运动的调节,概述,肺通气,气体交换,气体在血液中的运输,主要内容,精选ppt,呼吸 respiration机体与外界环境之间的气体交换过程,称为呼吸。呼吸维持新陈代谢和其他功能活动所必需的基本过程之一。呼吸意义 respiratory significance及时补充机体在新陈代谢过程中消耗的O2排除新陈代谢过程中生成的多余的CO2。,呼吸的概念,精选ppt,缺氧对中枢神经系统的影响,精选ppt,人体的呼吸过程是由三个相互衔接并同时进行的环节来完成:(1)外呼吸:指外界环境与肺毛细血管之间的气体交换过程,包括肺通气(肺与外界空
2、气之间的气体交换过程)和肺换气(肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程)。(2)气体在血液中的运输。(3)内呼吸又称组织换气(血液与组织细胞之间的气体交换过程)。,呼吸运动的基本环节,精选ppt,呼吸过程:外呼吸(肺通气和肺换气)气体运输内呼吸(组织换气),精选ppt,肺内及组织中气体交换示意图,精选ppt,第一节呼吸器官的结构特点及其功能,精选ppt,呼吸系统解剖图,精选ppt,呼吸道 为气体进出肺的通道上呼吸道(鼻、咽、喉、气管)下呼吸道(气管至各级分支支气管的整个通道)呼吸道功能气流通道加温、加湿吸入气体清洁、保护呼吸道、排除异物 呼吸道平滑肌神经支配交感神经作用:气管系统平滑肌舒张,气道阻
3、力减小(2肾上腺素 能受体作用)副交感神经:平滑肌收缩及腺体分泌(M型胆碱能受体作用),一.呼吸道,精选ppt,随着呼吸道的不断分支,气道数目愈来愈多,管径愈来愈小,管壁愈来愈薄,总横切面积愈来愈大。,下呼吸道,精选ppt,二.肺泡,肺泡(alveoli)为气管分支终末结构,是气体交换的场所。正常成人约有3亿个大小不等的肺泡,总面积达70m2。,肺泡上皮细胞:型细胞(扁平细胞)机械性支持型细胞(分泌细胞)分泌肺泡表面活性物质,精选ppt,精选ppt,三.胸廓,胸廓(thorax)组成脊柱、肋骨、胸骨、肋间肌、膈肌等胸壁软组织。,胸廓具有弹性,呼吸肌舒缩时,可改变胸廓的前后、左右和上下径,改变胸
4、廓容量,同时在胸腔负压的作用下带动肺容量改变,产生吸气和呼气动作。,精选ppt,第二节 肺 通 气,精选ppt,肺通气是气体进出肺的过程,取决于推动气体流动的动力和阻力的相互作用,动力必须克服阻力才能实现肺通气。(一)肺通气的动力直接动力:是肺内压力与大气压力之差原始动力:是呼吸运动,肺通气的原理,精选ppt,呼吸运动,呼吸运动是呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小的运动。主要呼吸肌吸气肌:膈肌、肋间外肌呼气肌:肋间内肌、腹壁肌辅助呼吸肌:胸锁乳突肌、斜角肌(不参与平静呼吸),精选ppt,平静呼吸时横膈的移动范围在12 cm,深呼吸时可达710 cm。因膈肌收缩和增加的胸腔容积相当于肺通
5、气量的4/5,所以膈肌是最重要的吸气肌。平静吸气时,吸气运动主要由膈肌和肋间外肌主动收缩完成。膈肌和肋间外肌收缩共同使胸腔和肺容积增大,肺内压低于大气压,气体入肺而完成吸气。,吸气运动,精选ppt,平静呼吸时,呼气运动并不是由呼气肌收缩引起的,而是由膈肌和肋间外肌舒张实现的。膈肌和肋间外肌舒张时,胸廓和肺依其自身的回缩力而回位,使胸腔和肺容积减小,当肺内压高于大气压时,完成呼气。因此平静呼吸时吸气是主动过程,呼气是被动过程。,呼气运动,精选ppt,呼吸过程中胸廓容积的变化,精选ppt,X-ray of chest in full expiration(left)and full inspira
6、tion(right).The dashed white line on the right is an outline of the lungs in full expiration.Note the difference in intrathoracic volume.,呼吸过程中胸廓容积的变化,精选ppt,精选ppt,呼吸形式,按呼吸运动的深度分:平静呼吸:人体在安静时,平稳而自然的呼吸。12-18次/min.特点:吸气是主动过程,呼气是被动过程。用力呼吸或深呼吸:呼吸运动加深、加快。用力吸气时,除膈肌和肋间外肌加强收缩外,辅助吸气肌也参与收缩,使胸腔容积和肺容积进一步扩大,吸入更多气体
7、。特点:吸气和呼气都是主动过程。,精选ppt,按参与呼吸运动的主要肌群分:腹式呼吸 abdominal breathing以膈肌节律性运动为主所致的的呼吸运动,因腹部起伏较明显故名。膈肌活动对胸廓容量变化影响大(占70%)。见于婴幼儿、胸膜炎和胸腔积液患者。胸式呼吸 thoracic breathing由肋间外肌等节律性运动为主引起的呼吸运动造成的胸壁起伏运动。见于妊娠妇女或腹膜炎、腹水或腹腔内肿瘤患者。通常为腹式和胸式呼吸的混合型呼吸,精选ppt,肺内压 intrapulmonary pressure,肺内压:肺泡内的压力。呼吸过程中,肺内压的周期性交替升降,造成肺内压与大气压之间的压力差,
8、为推动气体进出肺的直接动力。,精选ppt,正压呼吸法,负压呼吸法,人工呼吸原理:自然呼吸停止,用人为的方法改变肺内压,建立肺内压与大气压之间的压力差,维持肺通气。,精选ppt,胸膜腔及胸膜腔内压,胸膜腔是由脏层胸膜和壁层胸膜构成;密闭的,里面只有少量浆液,没有气体。,精选ppt,胸膜腔内浆液的作用:减小两层胸膜之间的摩擦力;能使两层胸膜贴附在一起不易分开。,精选ppt,胸膜腔内压,胸膜腔内压肺内压肺回缩力 吸气末或呼气末,肺内压等于大气压胸膜腔内压大气压肺回缩力 若以大气压为零:胸膜腔内压肺回缩压(力),精选ppt,胸内压在呼吸过程中的变化,在某些特定情况下,胸内压也可成为正压。,精选ppt,
9、在某些特定情况下,胸内压也可成为正压。例如:分娩或便秘时,可在用力吸气后,紧闭声门做强力呼气,肺中气体不能呼出,但肺受到胸廓强大压力,肺内压可上升到+65mmHg左右,减去此时肺回缩力15mmHg,仍有+50mmHg左右胸内压向下压迫膈肌,使腹内压也大大提高,以便于分娩或排便。,特殊胸内压变化,精选ppt,肺内压-胸内压-肺容量,精选ppt,胸膜腔的密闭性是肺能够随胸廓扩张而扩张的根本原因。,胸内负压的生理意义:维持肺扩张状态,并使肺能随胸廓扩张而扩张;促进静脉血和淋巴液的回流。,气胸,气 胸,精选ppt,精选ppt,弹性阻力(通气阻力的70%)非弹性阻力(通气阻力的30%),肺通气的阻力,肺
10、弹性阻力胸廓弹性阻力,1/3由肺组织弹性成分产生2/3由表面张力所产生,气道阻力惯性阻力粘滞阻力,精选ppt,弹性阻力:物体对抗外力作用所引起变形的力。包括肺弹性阻力和胸廓弹性阻力。肺的弹性阻力是吸气时由于肺扩张变性所产生的回缩力。,弹性阻力与顺应性,精选ppt,顺应性:指弹性组织在外力作用下发生变形的难易程度。是度量弹性阻力大小的指标。顺应性可用单位跨壁压(跨肺压、跨胸壁压)变化(P),所引起的容积(V)变化来表示。单位:L/cmH2O,C=,(V),(P),(L/cmH2O),顺应性与弹性阻力成反比,即顺应性越大,弹性阻力就越小,在外力作用下易变形。,顺应性(C)=1/R,精选ppt,L/
11、cmH2O,肺顺应性(CL),肺的弹性阻力和顺应性:肺在被动扩张时产生回缩力,是吸气的阻力,也是呼气的动力。可用肺的顺应性表示。,肺的弹性阻力和顺应性,精选ppt,精选ppt,肺弹性阻力的来源:肺组织弹性回缩力+表面张力。表面张力:在液-气界面上,由于液体分子之间的吸引力大于气体分子之间的吸引力,而使表面积趋向于缩小的力。,精选ppt,精选ppt,静态肺顺应性曲线,滞后现象:呼气和吸气时的肺顺应性曲线并不重叠 的现象。产生原因:存在肺泡液-气界面的表面张力 用盐水代替空气 测定肺的顺应性,滞后现象不明显。,精选ppt,精选ppt,用同等压力充空气和盐水,何者易扩张肺?,?,精选ppt,精选pp
12、t,肺内分别灌注空气和生理盐水时肺容量的变化,弹性阻力的来源:弹性回缩力1/3 肺泡液-气界面的表面张力2/3,精选ppt,来源于肺泡内液-气界面液体分子之间的吸引力,是使肺泡尽量缩小的力。构成肺弹性阻力。,液体,气体,液-气界面,肺泡表面张力:,肺泡表面张力 surface tension,精选ppt,Laplace定律:P=2T/r P:肺泡回缩压;T:肺泡表面张力系数;r:肺泡半径,表面张力相同时,小肺泡回缩压力大,大肺泡回缩压力小。,结果是:小肺泡萎缩,大肺泡膨胀。,精选ppt,来源:肺泡型上皮细胞合成和释放成分:二棕榈酰卵磷脂(DPPC)作用:降低肺泡表面张力,肺泡表面活性物质(pu
13、lmonary surfactant),精选ppt,精选ppt,大小肺泡在无表面活性物质时,小肺泡回缩力大,气体流向大肺泡为A的结果大肺泡表面活性物质分布密度小,表面张力增大,小肺泡表面活性物质分布密度大,表面张力减小,大小肺泡容积相对稳定。,精选ppt,肺泡表面活性物质生理意义:维持肺泡容积的稳定性。减少肺间质和肺泡内的组织液生成,防止肺水肿。降低肺泡表面张力、减少吸气阻力,增加肺的顺应性,有利于肺的扩张。,精选ppt,新生儿呼吸窘迫综合征:妊娠6-7个月才有肺泡表面活性物质分泌,分娩时达高峰。早产儿因型细胞尚未发育成熟,缺乏肺泡表面活性物质,导致肺泡表面张力增大,出生后6-12h内出现呼吸
14、困难并逐渐加重,面部灰白或青灰,病理检查:肺透明膜样变。,成人肺炎、肺栓塞等疾病时,也可因肺泡表面活性物质减少而发生肺不张。,精选ppt,正常及几种异常情况下顺应性曲线,胸廓弹性阻力和顺应性,肺容量=肺总容量的67%无回弹力肺容量肺总容量的67%向外的回弹力肺容量肺总容量的67%向内的回弹力,胸廓是一个双向弹性体,其弹性回缩力的方向视胸廓所处的位置而定。,胸腔容积变化(V)Cchw=L/cmH2O 跨胸壁压力变化(P),精选ppt,肺容量占肺总容量百分比,胸廓弹性回位力,胸廓容积,67(自然位置)(平静吸气末),无,自然容积,67(自然位置)(深吸气状态),向内(吸气阻力),大于自然容积,67
15、(自然位置)(平静呼气末),向外(吸气动力),小于自然容积,精选ppt,不同状态下胸廓弹性回缩力对呼吸的影响,精选ppt,正常及几种异常情况下顺应性曲线,跨肺压(cmH2O)(肺内压-胸内压),正常,肺气肿(emphysema),肺纤维化(fibrosis),肺不张(atelectasis),正常及几种异常情况下顺应性曲线,精选ppt,肺表面活性物质减少 肺不张肺弹性阻力增加,顺应性降低 吸气困难肺弹性阻力减小,顺应性增大 呼气困难,理解应用,精选ppt,非弹性阻力(inelastic resistance),包括:气道阻力、惯性阻力、粘滞阻力气道阻力约占非弹性阻力的 80%90%。由气流流速
16、、气流形式和气道管径决定(主要来自主支气管以上的大气道,细支气管、终末细支气管尽管口径很小,但数量极多,因而总阻力很小。)。在疾病情况下细支气管对气道阻力影响很大。气道阻力增加是临床上通气障碍最常见的病因。,R 1/r4,精选ppt,影响气道口径的因素(1)跨壁压:指呼吸道内外的压力差。呼吸道内压力高,跨壁压增大,管径被动扩大,阻力变小。(2)肺实质对气道壁的牵引作用:小气道的弹性纤维和胶原纤维对气道壁的牵拉作用 保持没有软骨组织支持的细支气管的通畅。(3)自主神经的调节副交感神经使气道平滑肌收缩,管径减小,阻力增加交感神经使气道平滑肌舒张,管径增大,气道阻力减小(4)化学因素的影响儿茶酚胺、
17、前列腺素等。,精选ppt,肺通气功能的评价,精选ppt,肺 容 积,基本肺容积:包括四个互不重叠的基本容积。全部相加等 于肺的最大容量。1.潮气量:每次呼吸时吸入或呼出的气体量.500ml2.补吸气量:平静吸气末再尽力吸气所能吸入的气体量.1500-2000ml(反应吸气储备)3.补呼气量:平静呼气末再尽力呼气所能呼出的气体量.900-1200ml(反应呼气储备)4.余气量:最大呼气末尚留存于肺中不能再呼出的余气量。1000-1500ml,精选ppt,肺容量:基本肺容积中两项或两项以上的联合气体量 1.深吸气量:平静呼气末作最大吸气时所能吸入的气量.=潮气量+补吸气量 2.功能残气量:平静呼气
18、末肺内所留存的气体量.=余气量+补呼气量.肺气肿病人 3.肺活量:最大吸气后再用力呼气所能呼出的气量.=潮气量+补吸气量+补呼气量 男:3500ml,女:2500ml 4.肺总容量:肺所能容纳的最大气体量。=肺活量+余气量,肺 容 量,精选ppt,精选ppt,精选ppt,时间肺活量(用力肺活量):尽力最大吸气后再尽力尽快呼气时,在一定时间内(第1,2,3s末)所能呼出的气量,通常以它所占用力肺活量的百分数来表示,反映呼吸阻力的变化。正常值:成年人各为83%、96%和99%,A.正常人 B.气道狭窄患者,阻塞性肺疾病患者肺活量可能正常,但时间肺活量显著降低。,精选ppt,时间肺活量意义:反映肺通
19、气阻力的变化,评价肺通气功能的较好指标。,精选ppt,1.肺通气量:每分钟吸入或呼出的气体总量。成人呼吸频率1218次/分每分通气量(L/分)潮气量(L)呼吸频率(次/分)6 L/分,肺 通 气 量,每分最大通气量:单位时间内用力作快而深呼吸,所能吸入或呼出的气体总量。成年男性约100L,反映最大通气能力储备。,精选ppt,肺泡通气量,肺泡通气量=(潮气量-无效腔气量)x呼吸频率,精选ppt,呼吸形式,肺泡通气量(毫升/分),呼吸频率(次/分),肺通气量(毫升/分),潮气量(毫升),正常安静,16,8000,500,5600,结论:在一定的呼吸频率范围内,深而慢的呼吸比浅而快的呼吸更为有效。,
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