呼吸系统生理.ppt
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1、,呼吸系统Respiratory Physiology,内容提要,第一节 肺通气第二节 呼吸气体的交换第三节 呼吸气体在血液中的运输第四节 呼吸运动的调节,呼吸(Respiration)过程,内呼吸,外呼吸,肺通气(Pulmonary Ventilation):气体进出肺的过程,即外界环境与肺之间的气体交换过程。,呼吸道、胸廓、呼吸肌、肺泡、胸膜腔,Airway:上呼吸道:鼻、咽、喉下呼吸道:气管、支气管,Bronchoscope(气管镜),肺通气的结构基础:,1.通气功能 2.加温加湿作用3.过滤清洁作用4.防御功能,呼吸道的功能,肺泡(Alveolus)-气体交换场所,呼吸肌,(一)肺通气
2、的动力 直接动力:肺泡气与大气之间的压力差 原动力:呼吸肌的收缩与舒张,一、肺通气的原理,1.呼吸运动(Respiratory Movement),概念:呼吸肌收缩、舒张引起胸廓节律性 的扩大和缩小。,吸气运动呼气运动,一、肺通气的原理,呼吸的过程,呼吸时肋骨的运动方向,一、肺通气的原理,胸腔上下径增加,膈肌收缩,穹隆下降,胸腔、肺容积增加,吸气,胸腔前后、左右径增加,肋间外肌收缩,肋骨上举下缘向外偏转,胸腔、肺容积增加,吸气,呼吸运动过程(呼气、吸气过程相反):,吸 气 过 程,Animation,(1)平静呼吸和用力呼吸,吸气肌收缩,肺内压 大气压,胸腔、肺容积增加,大气入肺,吸气(主动)
3、,吸气肌舒张,肺内压 大气压,胸腔、肺容积缩小,肺内气体外流,呼气(被动),平静呼吸(Eupnea):,一、肺通气的原理,吸气肌收缩辅助吸气肌收缩,胸腔、肺容积增加,肺内压 大气压,大气入肺,吸气(主动),吸气肌舒张呼气肌收缩,肺内压大气压,胸腔、肺容积缩小,肺内气体外流,呼气(主动),用力呼吸(Forced Respiration):,一、肺通气的原理,胸式呼吸和腹式呼吸 胸式呼吸(Thoracic Breathing):以肋间外肌舒缩活动为主腹式呼吸(Abdominal Breathing):以膈肌舒缩活动为主,一般情况下,呼吸运动是二者的混合形式。,一、肺通气的原理,混合呼吸:正常成人腹
4、式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块,呼 吸 类 型,一、肺通气的原理,2.呼吸时肺内压的变化 吸气:0.1330.266kPa(12mmHg)呼气:0.1330.266kPa(12mmHg)用力呼吸:肺内压变化程度增大,一、肺通气的原理,呼吸时肺内压的变化,一、肺通气的原理,在呼吸过程中肺内压的周期性的变化,使肺内压和大气压之间的形成压力差,这一压力差是推动气体进出肺的直接动力。,一、肺通气的原理,人工呼吸(Artificial Respiration):基本原理:使肺内与外界大气压间产生压力差 方法:负压吸气式(压胸法)正压吸气式(口对口呼吸法,呼吸机),一、肺
5、通气的原理,3.胸膜腔内压(Intrapleural Pressure)(1)定义:胸膜腔:指由胸膜壁层与胸膜脏层围成的密 闭、潜在的腔隙。胸膜腔内压:胸膜腔内的压力。,一、肺通气的原理,(2)测定方法:间接法:气囊测定食管内压以间接反映胸内压。直接法:,一、肺通气的原理,特点:平静呼吸时胸内 压始终为负压 用力吸气时负压 更大 用力呼气为正压,(3)胸膜腔内压的变化:呼气末期:35mmHg 吸气末期:510mmHg,(4)胸膜腔负压的形成原因:,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)
6、,肺 内 压,形成机制:,必要条件:胸膜腔密闭,胸膜腔负压,一、肺通气的原理,维持肺的扩张状态,保证肺通气和肺换气;降低中心静脉压,促进血液和淋巴的回流。,胸膜腔负压的生理意义:,一、肺通气的原理,呼吸肌的舒缩是肺通气的原动力,它引起胸廓的张缩,由于胸膜腔和肺的结构特点,肺随胸廓的张缩而张缩,肺容积的变化造成肺内压和大气压之间的压力差,此压力差是肺通气的直接动力。,小 结:,一、肺通气的原理,(二)肺通气的阻力(Pulmonary Ventilation Resistance),70%弹性阻力,30%非弹性阻力,肺通气阻力,胸廓弹性阻力,肺弹性阻力,气道阻力,粘滞阻力,惯性阻力,是指弹性组织在
7、外力作用下产生的对抗自身变形的力。弹性阻力也弹性回缩力(Elastic Recoil),1.弹性阻力(Elastic Resistance),一、肺通气的原理,肺组织自身的弹性阻力肺泡表面张力,(1)肺弹性阻力,顺应性(C),1弹性阻力(R),顺应性(Compliance):在外力作用下肺的可扩张性。,比顺应性,肺顺应性(L/cmH2O)肺总容量(L),一、肺通气的原理,表面张力(Surface Tension):是指液-气界面层的液体形成的内聚力。球型液-气界面的表面张力指向中心。,肺泡表面张力对呼吸的妨碍作用:,a.肺泡回缩肺通气(吸气)阻力 b.肺泡内压不稳定 肺泡破裂或萎缩 c.促肺泡
8、内液生成 产生肺水肿,相连通的大小肺泡内压及 气流方向图,T:肺泡表面张力P:肺泡内压r:肺泡半径,来源:肺泡型细胞化学成分:二棕榈酰卵磷脂(DPPC)生理作用:降低肺泡液-气界面的 表面张力。,肺泡表面活性物质(Alveolar Surfactant),T:肺泡表面张力P:肺泡内压r:肺泡半径,相连通的大小肺泡内压及 气流方向图,减少肺间质和肺泡内的组织液生成,防止肺水肿。,肺泡表面活性物质生理意义:,维持互相交通的、大小不同肺泡的稳定性,保持肺泡正常扩张状态。,降低吸气阻力,减少吸气作功。,一、肺通气的原理,成人肺炎、肺血栓等表面活性物质 肺不张。胎儿在第67个月才开始分泌表面活性 物质,
9、故早产儿可因缺乏表面活性物质 而发生肺不张和新生儿肺透明膜病呼 吸窘迫综合征。,临 床:,一、肺通气的原理,(2)胸廓的弹性阻力 胸廓处于自然位置时,不表现有弹性回缩力;胸廓缩小时,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,是吸气的阻力,呼气的动力。,胸廓的弹性阻力可以是吸气的阻力或动力,一、肺通气的原理,故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好。,肺充血、肺不张、表面活性物质减少、肺纤 维化和感染等肺弹性阻力(肺顺应性)吸气困难。肺气肿肺弹性成分破坏肺回缩力 肺弹性阻力(肺顺应性)呼气困难。,(4)影响弹性阻力的因素,一、肺通气的原理,2.非弹
10、性阻力(Non-elastic Resistance),气道阻力:是由气体流经呼吸道时,气体分子间及气体分子与呼吸道壁之间的摩擦所产生。,一、肺通气的原理,(1)气流速度 流速快阻力大(2)气流形式 层流阻力小 湍流阻力大(3)呼吸道口径(R1r4),影响气道阻力的因素:,一、肺通气的原理,二、肺容积和肺容量,(一)肺容积(Pulmonary Volume),1.潮气量(Tidal Volume,TV)2.补吸气量(Inspiratory Reserve Volume,IRV)3.补呼气量(Expiratory Reserve Volume,ERV)4.余气量(Residual Volume,
11、RV),1.深吸气量(Inspiratory Capacity,IC)2.功能余气量(Functional Residual Capacity,FRC)3.肺活量(Vital Capacity,VC)最大吸气后,从肺内所能呼出的最大气量。4.肺总量(Total Lung Capacity,TLC),(二)肺容量(Pulmonary Capacities),二、肺容积和肺容量,定义:用力吸气后再以最快速度呼气,在一定 时间内呼出的气量占肺活量的百分数。正常成人在第1、2、3秒末分别为83%、96%、99%。意义:反映肺活量容量大小以及呼吸所遇阻力 情况,是评价肺通气功能较好指标。,5.时间肺活量
12、(Timed Vital Capacity),二、肺容积和肺容量,时间肺活量(Timed Vital Capacity),1.每分通气量(Minute Ventilation Volume)每分钟吸入或呼出的气体量。每分通气量 潮气量呼吸频率(次min),69 L/min,三、肺通气量,肺通气量(Pulmonary Ventilation Capacity),指以最快的速度和尽可能深的幅度进行呼吸时 的每分通气量。可反映呼吸功能的储备能力。,最大通气量最大限度潮气量最快呼吸频率(次/分),通气贮存量百分比=,最大通气量,最大通气量-每分通气量,100%,93%(反映通气贮备能力),70120
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- 呼吸系统 生理
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