动物生理学3-呼吸、泌尿和生殖课件

呼吸系统,呼吸系统由呼吸道和肺组成,呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。,3、内呼吸，包括组织换气和细胞内的生物氧化过程。,呼吸过程,1、外呼吸，包括肺通气和肺换气。,2、气体在血液中的运输。,二、肺：进行气体交换的场所，由肺内各级支气管和无数肺泡组成。,第一节 呼吸运动与肺通气,胸膜和胸膜腔 脏胸膜 壁胸膜 胸膜腔,一、呼吸运动：呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小称为呼吸运动。包括吸气运动和呼气运动。吸气是主动，呼气是被动过程。,肺内压大气压， 气体经呼吸道出肺,胸廓容积缩小, 肺被动缩小,膈肌和肋间外肌舒张，膈肌和肋骨回位，缩小胸廓,肺内压大气压， 气体经呼吸道入肺,胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张,膈肌收缩使膈顶下移， 增大胸廓的上下径 肋间外肌收缩使肋骨上提,扩大胸廓前后、左右径,吸 气,呼 气,（一）呼吸过程,以膈肌舒缩活动为主的呼吸运动 以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动,（二）呼吸型式,1、平静呼吸与用力呼吸,2、腹式呼吸与胸式呼吸,安静状态下的呼吸运动为平静呼吸 机体活动时，呼吸将加深加快，称用力呼吸。,6、深呼气：除肋间外肌和膈肌舒张外，还有腹肌、肋间内肌等肌肉主动收缩。,3、平静吸气：肋间外肌和膈肌收缩。,5、平静呼气：肋间外肌和膈肌舒张。,4、深吸气：除肋间外肌和膈肌收缩外，还有胸肌和腹肌也参与收缩。,直接动力：大气与肺泡之间的压力差是肺通气的直接动力。,原动力：呼吸肌收缩舒张引起的呼吸运动是肺通气的原动力。,（三）肺通气的动力,平静吸气初: 肺内压 大气压气出肺 平静呼气末: 肺内压 = 大气压气流停,二、肺内压与胸膜腔内压,（一）肺内压：,肺内压是指肺泡内的压力,用人工的方法改变肺内压，建立肺内压和大气压之间的压力差来维持肺通气，这就是人工呼吸。,（二）胸膜腔内压,胸膜腔内压肺内压（大气压）肺回缩力,特点: 1、平静呼吸时始终为负压； 2、用力呼吸时负压变动更大； 吸气时负值增大，呼气时负值减小。 3、维持肺处于扩张状态； 4、促进静脉血液和淋巴液的回流。,1、肺的弹性阻力：来自肺本身的弹性回缩力（约占1/3）和肺泡内侧液体层同肺泡内气体之间的液-气界面的表面张力所产生的回缩力（约占2/3）。 2、胸廓的弹性阻力：来自胸廓的弹性成分。,肺通气时需克服通气的阻力才能实现通气。,三、肺通气的阻力,（一）弹性阻力,（二）非弹性阻力,球形液-气界面的表面张力方向是向心的，倾向于使肺泡缩小，产生弹性阻力。根据Laplace定律：P=2T/r，P是肺泡内的压力，T代表表面张力，r是肺泡半径。如果大小肺泡的表面张力相等，则肺泡内的压力与肺泡的半径成反比。小的肺泡内的压力大，大肺泡内的压力小。,肺泡表面活性物质由肺泡型细胞分泌，具有降低肺泡表面张力的作用，维持肺泡的稳定性。,（4）余气量：最大呼气后肺内残余的气量。,四、肺容量与肺通气量,（一）肺容积与肺容量,1、肺容积,（3）补呼气量,（2）补吸气量,（1）潮气量：每次呼吸吸入或呼出的气体量。,（2）功能余气量：平静呼气后肺内残留的气量。,2、肺容量,（1）深吸气量,（4）肺总量：肺所能容纳的最大气体量。,（3）肺活量：最大吸气后做全力呼气，所能呼出的气体量。,A、解剖无效腔 B、肺泡无效腔 C、生理无效腔,（二）肺通气量,1、每分通气量：每分钟进出肺的气体总量。,2、无效腔和肺泡通气量,（1）无效腔,（2）肺泡通气量：每分肺泡通气量=（潮气量 -无效腔气量）×呼吸频率,第二节 呼吸气体的交换和运输,一、呼吸气体的交换,（一）呼吸气体的分压差与气体交换,气体的扩散：,气体分子从分压高处向分压低处发生净转移。,（二）肺换气与组织换气,换气结果： 肺血 组织血 血 血,换气动力：分压差,换气方向： 分压高分压低,O2,CO2,2、影响肺换气的因素,（1）气体的溶解度和相对分子质量,（2）呼吸膜的面积和通透性,（3）通气/血流比值,每分肺通气量（VA）/每分肺血流量（Q）,VA/Q换气效率 VA/Q换气效率,33CO2分压由高至低的顺序通常是（ ）2008年 B肺动脉、组织液、肺泡气、呼出气 C组织液、肺动脉、呼出气、肺泡气 D呼出气、肺泡气、肺动脉、组织液,A,A组织液、肺动脉、肺泡气、呼出气,1、物理溶解:气体直接溶解于血浆中 特征:量小 溶解量与分压呈正比：,二、气体在血液中的运输,运输形式,2、化学结合:气体与某些物质进行化学结合 特征: 量大,主要运输形式。,1、物理溶解(1.5%) 2、化学结合(98.5%),（一）氧的运输,O2与Hb的可逆性结合,血氧容量：100ml血液中Hb所能结合的最大O2量 血氧含量：100ml血液中Hb实际结合的O2量 血氧饱和度：血氧含量与血氧容量的比值,1、反应快、可逆、受PO2的影响、不需要酶。,2、是氧合，非氧化:Hb-Fe2+O2Fe2+-HbO2,3、1分子Hb可与4分子O2可逆结合,4、Hb与O2的结合或解离曲线呈S形,O2与Hb结合的特征,按血液PO2与Hb氧饱和度或血液氧含量的关系而绘制的曲线称为氧解离曲线。,氧解离曲线及影响因素,CO与Hb的亲和力是O2的250倍，这意味着在极低的下PCO下，CO就可以取代Hb O2的O2 。当CO与Hb分子中的1个血红素结合后，将增加其余3个血红素对O2的亲和力，使氧解离曲线左移，影响O2的解离。所以，CO中毒既妨碍Hb对O2的结合，又妨碍其对O2的解离。,（2）氨基甲酰血红蛋白的形式：7,（二）CO2的运输,1、物理溶解：5,2、化学结合：95,（1）HCO3-的形式：88,CO2在血液中的运输,第三节 呼吸运动的调节,呼吸运动是呼吸肌的节律性活动，这种活动起源于呼吸中枢，其基本功能是为机体提供代谢所需要的O2，并排出CO2 。因此，呼吸的深度和频率会随着机体内外环境的改变而发生相应的变化，以适应机体代谢的需要。,呼吸中枢：指中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群。,肺扩张反射感受器位于从气管到细支气管的平滑肌中。肺扩张反射具有种属差异，兔的最强，人的最弱。人在平静呼吸时，肺扩张反射不参与呼吸调节。,一、呼吸的反射性调节,（一）肺牵张反射：由肺的扩张或肺萎陷引起的吸气抑制或兴奋的反射称为肺牵张反射。,1、肺扩张反射：是肺扩张时抑制吸气活动 的反射。,2、肺萎陷反射：肺萎陷时增强吸气活动或促进呼气转为吸气的反射。一般在较大程度的肺萎陷时才出现，在平静呼吸时并不发挥调节作用。,1、化学感受器：指适宜刺激是CO2、H+和O2等化学物质的感受器。,（二）化学感受性呼吸反射,（1）外周化学感受器：颈动脉体和主动脉体,适宜刺激是动脉血中氧分压下降、二氧 化碳分压上升和氢离子浓度的增高。,外周化学感受器,（2）中枢化学感受器：位于延髓腹外侧区,生理刺激是局部细胞外液和脑脊液中的H+。,一定水平的CO2对维持呼吸中枢的兴奋性是必要的。是调节呼吸的最重要的生理性化学因素。 CO2浓度增高中枢（主）和外周化学感受器兴奋呼吸中枢兴奋呼吸频率和深度增加肺通气增加。,2、CO2、H+、O2对呼吸的调节,（1）CO2对呼吸运动的影响,（2）H+对呼吸的影响：H+浓度增高中枢和外周化学感受器兴奋呼吸中枢兴奋呼吸频率和深度增加肺通气增加,（3）低O2对呼吸的影响：缺O2外周化学感受器兴奋呼吸中枢兴奋呼吸频率和深度增加肺通气增加,动脉血液PCO2、PO2、PH值改变对肺泡通气的影响,A血液中的CO2可以通过血一脑屏障，因此它在一定浓度范围内主要靠刺激中枢化学感受器引起呼吸中枢兴奋，使呼吸加深加快 C血液中低浓度的O2完全通过刺激外周化学感受器引起呼吸中枢兴奋，使呼吸加快加深 D血液中低浓度的O2对呼吸中枢有直接的抑制作用,B血液中的H可以通过血一脑屏障，因此它在一定浓度范围内主要靠刺激中枢化学感受器引起呼吸中枢兴奋，使呼吸加深加快,114下列关于呼吸调节的叙述正确的是 （ ）2009年,ACD,高等哺乳动物的泌尿系统由肾脏、输尿管、膀胱和尿道组成。不同动物泌尿系统的组成不同。,泌尿系统,泌尿系统的组成,肾脏的机能,（1）排除代谢终产物、过剩的电解质及异物 （2）调节细胞外液量和血液的渗透压 （3）调节水、电解质和酸碱平衡 （4）内分泌,肾小体,肾小管,肾小囊,肾小球,近端小管,细段,远端小管,近端小管曲部,远端小管曲部,髓袢降支粗段,髓袢升支粗段,髓袢降支细段,髓袢升支细段,肾单位,髓袢,集合管,泌尿小管,肾单位,肾小体,肾小球,肾小囊,肾小管,近端小管,髓袢细段,远端小管,袢升细段,袢升粗段,远曲小管,袢降粗段,近曲小管,袢降细段,肾单位,肾小囊是肾小管的盲端，包括在肾小球外面，肾小囊有二层上皮细胞，内层紧贴肾小球，称脏层；外层称壁层，与肾小管管壁相连。二层之间有狭小的空隙，称肾小囊腔，与肾小管相通。,1、肾小体：包括肾小球和肾小囊两部分。,肾小球是入球动脉反复分支形成的毛细血管网，然后再汇合成出球动脉离开肾小体。,肾小体,3、集合管：具有重吸收、分泌及排泄功能，对尿的生成和浓缩起重要作用。,2、肾小管：具有重吸收和排泌作用。,皮质肾单位和髓质肾单位的比较,皮质肾单位,近髓肾单位,数量,多(85-90%),少(10-15%),体积,较大,较小,分布,外、中皮质层,内皮质层,在尿生成 中的作用,主要参与尿的生成,与尿的稀释和浓缩有关,入球和出球小动脉口径比,2：1,1：1,髓袢长度,短,长,皮质肾单位和近髓肾单位,1、流量大，一定范围内相对稳定：两肾血流量约占心输出量的1/41/5。 2、血液分布不匀：约94%的血液供应皮质层，约5%供应外髓，不到1%供应内髓。 3、压力高低不同： 皮质肾小球毛细血管网压力高利于肾小球的滤出 髓质肾小管毛细血管网压力低利于肾小管重吸收,肾脏血液循环特征,1、肾小球的滤过作用 2、肾小管和集合管的重吸收作用 3、肾小管和集合管的分泌作用,第一节 尿生成过程,尿生成过程,一、肾小球的滤过功能,血浆经过毛细血管进入肾小囊所跨越的膜性结构，是肾小球滤过作用的基础。,（一）滤过膜及其通透性,1、滤过屏障：,（1）机械屏障：滤过膜的三层组织构成。 （2）静电屏障：由各层含有带负电荷的糖蛋白构成。,2、滤过屏障的通透性特征：,（1）机械屏障与溶质分子的半径 （2）静电屏障与溶质分子所带电荷,滤过膜,（二）有效滤过压,1、有效滤过压=（肾小球毛细血管血压+肾小囊胶体渗透压）（血浆胶体渗透压+肾小囊囊内压）,影响肾小球滤过的因素,每昼夜生成原尿量约180L，而终尿量却只有1L-2L。为原尿的1，这是由于原尿经过肾小管和集合管时，将99的液体又重吸收回血液。,三、肾小管与集合管的重吸收与分泌,重吸收:指原尿流经肾小管时，其中某些成分重新返回血液的过程。,分 泌:指肾小管上皮细胞将自身代谢产物排入管腔的过程。,（1） Na+分别与葡萄糖、氨基酸、HCO3-、PO43-等同向偶联转运 （2） Na+与H+逆向偶联转运。,（一）肾小管与集合管的重吸收,1、Na+的重吸收机制,近端小管前半段：主动过程（2/3）,近端小管后半段：被动过程（1/3）,Cl-顺浓度差经紧密连接处重吸收管两侧电位差 Na+顺电位差经紧密连接处重吸收,以Na+2Cl-K+同向转运体方式的继发主动转运,髓袢降支细段：,对Na+不通透,髓袢升支细段：,对Na+高度通透：顺浓度差被动重吸收,髓袢升支粗段：,（1）远曲小管初段： Na+在管腔膜由Na+-Cl-同向转运进入细胞内，然后在管周膜由Na+泵泵出细胞而被重吸收。,远曲小管和集合管： Na+是主动重吸收,（2）远曲小管后段和集合管： Na+在管腔膜主要通过Na+通道进入细胞内，然后在管周膜由Na+泵泵出细胞而被重吸收。,（3）远端小管初段： 管腔膜由Na+-Cl-同向转运进入细胞内，然后在基侧膜