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第六章 呼吸系统respiratory system呼吸 Respiration机体与外界环境之间的气体交换过程，即机体吸入氧气，排出二氧化碳的过程呼吸过程 Respiratory process1.外呼吸或肺呼吸，包括肺通气（肺与外界 气体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.内呼吸或组织呼吸，即组织换气（血液与 组织、细胞之间的气体交换过程），有时 也将细胞内的氧化过程包括在内第一节 呼吸器官一、呼吸道 Respiratory tractØ上呼吸道：鼻、咽 、喉Ø下呼吸道：气管、 支气管、肺的传导 部Ø结构与功能特点：Ø呼吸道粘膜具保 护作用（加温、 湿润、清洁）Ø平滑肌的舒缩作 用调节气道阻力 ；（一）鼻 （二）咽：是消化和呼吸的共用管道咽腔交叉吞咽反射三）喉：是呼吸通道，又是发音器官四）气管与支气管气管16～20个呈“C”字形的透明软骨环由结缔组织构成的环状韧带连结，并在后1/3处有平 滑肌闭封而成的管状支气管是位于气管叉和肺门之间的一段气管左支管长4～5cm，较水平，右支气管长2～3cm， 较垂直气管与支气管微细结构（三层）1、粘膜层：上皮为假复层纤毛柱状上皮（纤毛细胞，刷细胞，基细胞，颗粒细 胞，杯细胞），固有膜有丰富的弹性纤维 ，淋巴组织，浆细胞。

2、粘膜下层：疏松结缔组织，神经、血管、混合性腺泡3、外膜：透明软骨，平滑肌，致密结缔组织二、肺位于胸腔内，纵隔两侧，左、右各一，左肺狭长，右肺宽短肺近似半锥体形，上端为肺尖，下面为肺底，也称膈面三个面：外侧面（肋面）内侧面（纵隔面）有肺门膈面与膈相贴 三 缘：前缘后缘下缘是面与面的分界线 肺的分叶：左肺由斜行的叶间裂分为上、下两叶右肺由斜行的叶间裂和横行 的水平裂分为上、中、下三叶肺内支气管：由支气管入肺门分出二级气管，即肺叶支气管，肺叶支气管分出 三级支气管即肺段支气管，再反复分支形 成支气管树图6-5（一）肺的导气部包括肺叶支气管，肺段支气管、小支气管（径在2～3mm）、细支气管、终末细 支气管以上各段支气管，结构与肺外的 支气管大致相同，但也有自己的特点：上 皮层由假复层纤毛柱状一单层纤毛柱状 杯状细胞、软骨、腺体逐渐减少甚至变无 ，平滑肌相对增多二）肺的呼吸部①呼吸性细支气管②肺泡管③肺泡囊④肺泡：半球形的囊泡，气体交换的 场所，一面开口于肺泡囊，肺泡管，或呼 吸性细支气管，成人的3～4亿，表面积达 100平方米，泡壁薄，内表面有一层肺泡上 皮三、胸膜与胸膜腔胸膜：浆膜，分为脏胸膜与壁胸膜，二者在肺门处相互移行，形成密闭的胸膜 腔。

胸膜腔：密闭、少量滑液、呈负压纵隔：位于两侧纵隔胸膜之间所有器官和结缔组织的总称一、呼吸运动 Respiratory Movement呼吸肌收缩和舒张所引起的胸廓的节律性 扩张和缩小第二节 呼吸运动与肺通气l吸气肌：肋间外肌、膈肌l呼气肌：肋间内肌、腹肌呼吸运动的过程v平和呼吸 吸气为主动过程，呼气为被 动过程a.吸气：吸气肌收缩－胸廓扩张－肺扩 张－肺容量增加－肺内压暂时下降－气 体进入肺b.呼气：膈肌和肋间外肌舒张－肺回缩 －胸廓回缩－肺内压升高－气体被呼出v深呼吸或用力呼吸 吸气和呼气均为主 动过程l腹式呼吸 Abdominal respiration：膈肌 活动为主l胸式呼吸 Thoracic respiration： 肋间 外肌活动为主一般男性以腹式呼吸为主，女性以胸 式呼吸为主l混合型呼吸呼吸运动的型式(一) 肺内压 intrapulmonary pressurev肺泡内的压力›吸气初、吸气末、呼气初、呼气末v大气压与肺内压之间的压力差是肺通气的 直接动力 v平和呼吸时肺内压变化幅度在 2-3 mmHg 二、肺内压和胸内压吸气之初，肺容积增大，肺内压下降，低于大 气压，空气在此压差下进入肺泡，随着肺内 气体逐渐增加，肺内压也逐渐升高，至吸气 末，肺内压已升高到与大气压相等，气流也 就停止。

反之，在呼气之初，肺容积减小，肺容积减少 ，肺内压升高并超过大气压，肺内气体便流 出肺，使肺内气体逐渐减少，肺内压逐渐下 降，至呼气末，肺内压又降到与大气压相等 二) 胸膜腔内压 Pleural Cavity and Intrapleural Pressurev胸膜腔：密闭、潜在的腔隙v胸（膜腔）内压 ：胸膜腔内的压力，低于大气压，故又称胸内负 压v测量方法：直接法；间接法1. 胸内负压的正常值v平静呼气末约为-0.4- -0.67 kPa (-3- -5 mmHg)v平静吸气末约为-0.67- -1.33 kPa (-5 --10 mmHg)v用力吸气可降到-11.97 kPa (-90 mmHg)v用力呼气可升高到+14.63 kPa（+110 mmHg)2. 胸内负压的成因v胸内压＝肺内压－肺的回缩力 ＝大气压－肺的回缩力＝－肺回缩力v胸内负压是肺的回缩力所造成3. 胸内负压的生理意义l使肺泡保持扩张状态而不致萎陷；l降低中心静脉压，促进静脉血液的回 流和淋巴液的回流一) 肺容量 pulmonary capacityv潮气量 ( Tidal volume, TV)：平静呼吸时吸入或呼出的气体量。

400-500mlv补吸气量 (Inspiratory reserve volume, IRV)：吸气贮备量 1500-2000mlv补呼气量 (Expiratory reserve volume, ERV)：900-1200ml 三、肺容量与肺通气量v肺活量 (Vital capacity, VC)：作最大深吸气之后，再作尽力深呼气，所能呼出的气体量v肺活量=潮气量+补吸气量+补呼气量›正常值：M：3500m1；F：2500m1›意义：反映肺一次通气的最大能力v机能余气量和余气量 Functional residual capacity and residual volume余气量：男性约1500ml，女性约为1000ml机能余气量=余气量+补呼气量男性约为2500ml，女性约为2000mlv肺总容量 Total lung capacity肺活量+余气量男性为5000ml，女性为3500ml(二) 肺通气量 pulmonary ventilation volume v每分通气量 Minute ventilation潮气量×呼吸频率正常值约为6-7.5L（正常成人安 静时呼吸频率约为12－18次／min）l每分最大通气量Minute maximal ventilation volume 以最快的速度和尽可能深的幅度进行呼吸时， 所得到的每分通气量。

意义：代表单位时间内肺或呼吸器官发挥了最 大潜力后，所能达到的通气量v无效腔Dead space：不能与血液进行气体交换 的气道空间v解剖无效腔：鼻——终末细支气管等呼吸道（ 150 ml）v肺泡无效腔：肺泡中不能与血液进行气体交换 的无效腔，正常人肺泡无效腔接近于零v生理无效腔：解剖无效腔+肺泡无效腔l肺泡通气量 Alveolar ventilation volume每分肺泡通气量＝(潮气量－无效腔气量)× 呼吸频率 (500-150)*12 = 4200 ml 肺泡气体更新率=(潮气量－无效腔气量)/机 能余气量 (500-150)/2500 = 7/50第三节 呼吸气体的交换与运输呼吸气体的交换包括气体在肺泡的交换和在组织的交换，即肺泡和血液之间，血液和组织之间的O2和CO2的交换一、呼吸气体的交换（一）呼吸气体的分压差与气体交换气体分压 Gaseous partial pressure：气体分压＝各种气体的总压力×该气体的容积百分比 呼吸气体的交换动力主要是气体的分压差分压差是指某一气体在不同部位的分压并不一定相等而产生的压力差肺泡气、血液和组织内O2和CO2的分压 kPa (mmHg)肺泡气 静脉血 动脉血 组 织O2 13.6 5.33 13.3 4.0(102) (40) (100) (30) CO2 5.33 6.13 5.33 6.67 (40) (46) (40) (50)（二）气体交换的过程 Process of gas exchange肺泡表面活性物质及其液体层肺泡上皮细胞 上皮基膜 薄层结缔组织毛细血管基膜 毛细血管内皮细胞 血气总厚度：0.6μm，有利于气体迅速交换。

呼吸膜：P207肺部:肺泡气中O2的分压 大于肺毛细血管O2 的分压, O2进入血管.肺泡气中CO2 的 分压小于肺毛细血管CO2的分 压, CO2进入肺泡. 组织:组织中O2的分压小于毛细血管O2 的分压, O2进 入组织.组织中CO2 的分压大 于毛细血管CO2 的分压, CO2 进入血管. 二、气体在血液中的运输氧和二氧化碳在血液中存在的形式物理溶解 化学结合一、氧的运输 Transport of oxygen物理溶解：溶解的量取决于PO2的大小（1.5%） 化学结合：O2和血红蛋白(Hemoglobin，Hb)的结 合 O2和Hb的化学结合vHb=珠蛋白+血红素（Fe2+）vHbO2呈鲜红色，Hb呈暗红色1. 反应快，可逆，不需酶的催化，受氧分压影响 2. Fe2+与O2的结合是氧合oxygenation，不是氧化 Oxidation 3. 1分子Hb可结合4分子O2，1克Hb结合1.34-1.36mlO2HbO2Hb+O2PO2高时（肺）PO2低时（组织）（二）CO2 的运输 Transport of carbon dioxide物理溶解：5％化学结合： HCO3-的形式运输：88%氨基甲酸血红蛋白形式运输：7％1. 碳酸氢盐形式2. 氨基甲酸血红蛋白形式运输vHbNH2+CO2→HbNHCOOH›（组织PCO2高）vHbNHCOOH → HbNH2+CO2›（肺部PCO2低）vHbNHCOOH → HbNHCOO- + H+v主要调节因素是氧合作用第四节 呼吸的调节Regulation of respiratory· 神经调节：呼吸运动的节律性· 化学调节：动脉血的O2、CO2和H+(一) 呼吸中枢v中枢神经系统内与产生和调节呼吸运 动有关的神经细胞群。

一、呼吸中枢与呼吸节律Respiratory centers and rhythm分段切脑实验v1 、4：说明呼吸节 律产生于低位脑干v2：提示脑桥中下部 有长吸中枢脑桥上 部有抑制呼吸（吸气 ）的结构——呼吸调 整中枢；迷走神经传 入冲动抑制吸气v3：延髓是产生原始 的节律性呼吸的部位 v三级呼吸中枢假说1. 脊髓 Spinal cord支配呼吸肌的运动神经元位于C3－5和胸段 前角；2. 延髓 Medulla产生基本呼吸节律 呼吸神经元：–吸气神经元–呼气神经元延髓呼吸中枢腹侧呼吸组 VRG ventral respiratory groupv位于延髓的腹外侧部，纵贯延髓全长›后疑核（呼）›疑核（吸）背侧呼吸组 DRG dorsal respiratory groupl孤束核的腹外侧部，绝大多数是吸气神 经元4. 上位脑 Upper brain大脑皮层、边缘系统、下丘脑等3. 脑桥呼吸中枢长吸中枢呼吸调整中枢(二) 呼吸节律的形成Formation of respiratory rhythm中枢吸气性活动及其切 断机制假说延髓的呼吸节律主 要是吸气性活动的节 律二、呼吸的反射性调节Reflex control of respiration(一) 肺牵张反射(二) 呼吸肌本体感受性反射(三) 防御性呼吸反射(一) 肺牵张反射肺扩张和肺缩小引起。