第五章呼吸--6h.doc

第五章 呼吸 （Respiration）【目的与要求】1.掌握内容：①掌握呼吸的概念和意义；②掌握肺通气的的动力；③掌握胸内负压的形成机理及其意义；④掌握肺泡表面活性物质的生理作用；⑤掌握肺和组织换气过程，通气/血流比值及意义；⑥掌握O2、CO2在血液中的运输形式，O2离曲线；⑦掌握延髓基本呼吸中枢；⑧掌握呼吸的化学性调节；⑨掌握肺牵张反射2.熟悉内容：①熟悉肺通气的阻力；②熟悉肺容积和肺容量、肺通气量；③熟悉呼吸肌本体感受性反射；3.了解内容：①了解分压差及肺泡、血液和组织气体的分压值；②了解CO2解离曲线及生理意义；③了解呼吸过程的三个基本环节；④了解防御性呼吸反射；⑤了解呼吸节律的形成，高级中枢对呼吸调节重点】1.平静和用力呼吸，肺内压，胸膜腔内压，肺泡表面活性物质生理作用；2.肺换气过程，通气/血流比值；3.O2和CO2运输方式，O2解离曲线 ；4.延髓呼吸中枢，化学感受器，CO2、O2和H+ 对呼吸影响难点】1.胸膜腔内压，肺泡表面张力 2.O2解离曲线3.吸气切断机制，呼吸肌本体感受性反射课时】 6h【授课对象】 4年制制药专业【教材】《生理学》（六版）北京：人民卫生出版社，2000【教具】多媒体投影仪第一节 呼吸系统基本知识组成人体的基本单位是细胞，细胞具有新陈代谢功能、兴奋性、适应性等特性，机体器官为了发挥其功能，那么其结构和功能单位-细胞就必须从血液中获取其生存所必须氧和养分，同时排出体内代谢过程中所产生的CO2，这个过程就是呼吸，而这个过程的完成，还依赖于一定器官和组织，即呼吸系统，呼吸系统包括呼吸道（通气器官）和肺（换气的器官）两部分组成。

呼吸一旦停止，生命即将终结一、呼吸概念1.机体与外界环境之间的气体交换过程，包括会肺呼吸或外呼吸（肺通气和肺换气）、气体在血液中的运输、内呼吸或组织呼吸，即组织换气1）外呼吸是大气与肺进行气体交换以及肺泡与肺毛细血管血液进行气体交换的全过程呼吸性细支气管以上的管腔不进行气体交换，仅是气体进出肺的通道对肺泡的气体交换来说，气体进出肺的通道构成解剖无效腔而呼吸性细支气管及以下结构则可进行气体交换，是气体交换的结构2）肺换气：肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换过程；（3）组织换气：组织毛细血管血液与组织细胞之间的气体交换过程二、呼吸系统组成（一）呼吸道呼吸道是气体进出肺的通道，同时还具有加湿、加温、过滤、清洁、防御反射；临床上常以喉环状软骨为界，将其分为上呼吸道与下呼吸道两部分1.上呼吸道（1）鼻腔：鼻腔是呼吸道的门户，其作用包括①过滤吸入空气，可以减少尘埃等有害物质的吸入；②加温加湿吸入气体；③分泌粘液和接受害气体或异物刺激时，避免有害物吸入；④嗅觉作用；（2）咽：上连鼻腔，下与喉相连，是呼吸系统和消化系统的共同通道，具有吞咽和呼吸的功能，同时咽部具有丰富的淋巴组织，由扁桃体等组成咽淋巴环，可防御细菌对咽部侵袭，在幼年时期此种功能较明显，另外咽对发音起辅助作用。

③ 喉：上与喉咽，下与气管相连，是呼吸通道和发音器官当呼吸或发音时，会厌打开，空气可以自由出入，而当吞咽时，会厌自动关闭，避免食物进入气管2.下呼吸道:下呼吸道是指气管和支气管及各级分支支气管，支气管最后分支是肺泡囊，每个肺泡囊由17个肺泡组成，肺泡是气体交换场所二）肺肺是进行气体交换的场所，肺位于胸腔，纵隔两侧，左右各一，左肺有2叶，右肺有3叶，非一般呈圆锥形，上部为肺尖、下部为肺底面向纵隔面为纵隔面，在纵隔面中间有一个肺门是支气管、肺动脉、肺静脉、神经和淋巴管进出的通道肺是由肺内导管部（支气管树）和肺的呼吸部（无数肺泡）组成肺的导管部主要包括小支气管、细支气管、终末支气管，小支气管主要由C型软骨组成，并含有少量平滑肌；细支气管和终末支气管管壁软骨消失，主要由平滑肌组成，其舒缩直接影响进入肺泡内的气体流量；这些平滑肌受迷走神经和交感神经支配，迷走神经兴奋，平滑肌收缩，交感神经兴奋，平滑肌舒张 （三）胸膜腔1.构成：胸膜腔是由两层胸膜构成，即紧贴于肺表面的脏层和紧贴于胸腔内壁的壁层腔内为负压内有少量液体而无空气，液体分子间有内聚力，使两层贴在一起当胸廓扩大时，牵引肺随之扩张，当胸廓缩小时，肺亦随之缩小。

液体粘滞性低，可在两膜间起润滑作用当胸壁被刺破时，外界空气从伤处冲入胸膜腔，胸膜腔内充满空气，即气胸2.特点：密闭、潜在腔隙、内无气体，有少量浆液胸腔的密闭性和2层之间浆液分子的内聚力对维持肺的扩张状态和肺通气具有重要意义；3.浆液作用（1）润滑：浆液粘滞性很低，减少摩擦；（2）内聚力：壁脏两层紧贴、不易分离，使肺随胸廓运动而运动，实现肺通气；第二节 肺通气（pulmonary ventilation）一、概念肺通气（pulmonary ventilation）是指肺与外界环境之间进行气体交换的过程其过程完成依赖于胸廓节律性呼吸运动，从而造成肺泡与外界环境之间压力差，外界气体在压力差作用下进入肺泡内，实现与外接气体交换；二、肺通气的原理气体进出肺取决于推动气体流动的动力和阻止气体流动的阻力的相互作用，动力克服阻力，建立肺泡与外界环境之间的压力差，才能实现肺通气的原理一）肺通气的动力1.肺通气原动力呼吸肌收缩和舒张引起的胸廓节律性扩大和缩小称为呼吸运动，包括呼气运动和吸气运动，其中膈肌和肋间外肌组成吸气肌，肋间内肌和腹肌构成呼气肌，斜角肌、胸锁骨肌为辅助吸气肌，呼吸运动按照参与肌肉主次可分为胸式呼吸和腹式呼吸，若按照呼吸用力程度划分，可分为平静呼吸和用力呼吸。

一般情况下，呈腹式和胸式混合呼吸，只有在胸部和腹部活动受限时才出现某单一的呼吸形式1）胸腔结构：胸腔是由胸骨、肋骨、脊椎、隔肌以及肌肉组织共同构成，其中脊椎的位置是固定不动，而胸骨可以上下移动，隔肌位于胸腔和腹腔之间，构成胸腔的底，静止时向上隆起，形似钟罩，收缩时，隆起的中心向下移，从而增大胸腔的上下径，肋间外肌起自上一肋骨的下缘，斜向前下方行走，止于下一肋骨的上缘隔肌舒缩引起腹腔内器官位移，造成腹部起伏；肋间外肌舒缩引起胸部起伏，生理学上将以隔肌舒缩活动为主的呼吸运动称为腹式呼吸，以肋间外肌舒缩活动为主的呼吸运动称为胸式呼吸2）平静呼吸①吸气运动：当肋间外肌收缩时，肋骨和胸骨上举，同时肋骨下缘向外偏转，增大胸腔的前后径和左右径，引起胸腔和肺的容积增大，肺内压低于外界大气压，因此外界气体进入肺内②呼气运动：呼气运动并不是由呼气肌收缩引起的，而是由隔肌和肋间外肌舒张所致，是被动过程此过程是在隔肌和肋间外肌舒张时，肺可依靠自身的回缩力而回位，并牵引胸廓，使之缩小，从而引起胸廓和肺的容积缩小，肺内压高于大气压，肺内气体被呼出3）用力吸气用力吸气时，除隔肌和肋间外肌收缩外，辅助吸气肌也参与收缩，使胸廓进一步扩大，从而吸收更多的气体，用力呼气时，除吸气肌舒张外，还有呼气肌参与收缩，收缩时肋骨和胸骨下移，同时肋骨下缘向内旋转，使胸腔的前后径和左右径进一步缩小，呼气运动加强。

另外呼气时腹肌收缩可压迫腹腔器官，推动隔肌上移，同时也牵拉下部肋骨向下向内移位，从而使胸腔容积缩小，协助呼气2.直接动力呼吸运动造成肺泡内压力即肺内压与外界气压之间压力差，从而实现肺通气吸气时，肺容积变大，肺内压降低，低于大气压时进入肺泡，随肺泡内气体增多，肺内压逐渐升高，至呼气末，肺内压与大气压相等，气体停止内流呼气时，肺内容积减小，肺内压升高并超过大气压，气体由肺内流出，肺内气体逐渐减少，至呼气末，肺内压又降到与大气压相等1）肺内压和大气压力差是由于肺内压周期性交替升降所致人工呼吸就是通过人为方法改变肺内压，建立肺内压与大气压之间的压力差，维持肺通气2）呼吸过程中，肺内压变化程度视呼吸运动的缓急、深浅和呼吸道是否畅通而定若呼吸道畅通，则肺内压变化较小；若呼吸加快，呼吸道不够畅通，肺内压变化较大3.胸膜腔内压在呼吸运动中，肺之所以能随胸廓运动而运动，是因为在肺和胸廓之间存在着密闭潜在的胸膜腔和肺本身具有的弹性吸气时，肺被动扩张，回缩力增大即肺的回缩压增高，胸膜腔内压变得更负，呼气时，肺回缩力减小，回缩压降低，胸膜腔内压负值减小，在平静呼气之末，胸膜腔内压仍为负值可见胸膜腔内压形成与肺内压和肺泡回缩产生的压力有关，为负压，出生后就形成。

其负压值可直接测定，也可间接法测量胸膜负压存在有利于肺扩张，同时可使心房、腔静脉和胸导管容积增大，使内部压力降低，有利于静脉血与淋巴液回流1）胸膜腔的内压＝肺内压 - 肺回缩压，吸气末或呼气末肺内压＝大气压，若以大气压以0计算，则胸膜腔内压＝ -肺回缩压2）病理状态①如果胸膜腔破裂造成开放性气胸使肺萎缩、呼吸困难、循环血量减少和血压下降（V回心血下降），胸膜腔内压为正值抢救措施：堵塞破口、抽气 可恢复胸内负压②肺泡破裂，胸膜腔内压为正值，对呼吸和循环都有影响二)肺通气的阻力气道阻力（airway resistance，Raw）指呼吸时气体在气道内流动所产生的阻力包括弹性阻力和非弹性阻力（气道阻力、惯性阻力、组织的粘滞性，占通气量的30％，以气道阻力为主）1.弹性阻力和顺应性弹性阻力(elastic resistance)：物体对抗外力作用引起变形的力，是平静呼吸时的主要阻力，约占总通气量的70％，包括肺的弹性阻力和胸廓弹性阻力，其大小用顺应性（单位跨壁压）衡量，顺应越大，弹性阻力越小1）肺的弹性阻力肺弹性阻力来自肺组织本身的弹性回缩力和肺泡内表面的液体层与肺泡内气体之间的液-气界面表面张力所产生的回缩力，二者共同构成肺扩张的弹性阻力，回缩力方向与肺被动扩张的方向相反，是吸气阻力，其中肺本身弹性阻力占肺总弹性阻力的1/3，液-气表面张力占2/3。

①肺本身弹性阻力是由于肺组织含有大量弹性纤维和胶原纤维所致，肺被动扩张时，纤维被牵拉而趋向回缩，肺被动扩张越大，牵拉作用越强；肺的弹性阻力可用顺应性（可扩张性）表示②液-气表面张力是在肺泡内衬液和肺泡气之间存在液-气界面，从而产生向中心的表面张力，使肺泡缩小，产生弹性阻力液-气表面张力使肺泡缩小程度可用肺泡液-气界面的压强表示，即=，其中是肺泡液-气界面的表面张力系数，是肺泡半径从公式可以看出，肺泡越小，产生的回缩力越大，假使大小肺泡之间相通，很容易导致小肺泡塌陷，大肺泡膨胀，使得肺泡失去稳定性，但实际并不会产生这种现象，其原因就是在液-气界面存在肺表面活性物质（PS），PS可阻碍液-气表面张力作用，降低肺泡回缩力肺表面活性物质（PS）是复杂的脂蛋白复合物，主要成分为二软脂酰卵磷脂（dipalmitoyl phosphatidyl choline，DPPC，占PS重量的60％以上）和表面活性物质结合蛋白（SP，约占10%）其中二软脂酰卵磷脂（DPPC）由肺泡II型细胞合成并释放，分子一端为极性端，插入液体层，另一端为非极性端，朝向肺泡腔，整个分子以单分子层排列形式垂直分布在肺泡液-气界表面，其密度大小随肺泡的张缩而改变。

肺表面活性物质生理意义：①稳定肺泡容量大小，维持肺泡稳定性（肺泡表面活性活性物质密度随肺泡半径变小而增大，在呼气时降低表面张力的作用强，肺泡表面张力小，防止肺泡塌陷，吸气时，密度减小，防止肺泡过度膨胀）；②降低肺表面张力，降低吸气阻力，减少吸气做功，增加肺顺应性；③减少肺间质和肺泡内的组织液生成，保持肺内干燥，防止肺水肿发生（肺泡张力合力指向肺泡腔，对肺泡间质产生抽吸作用，使肺泡间质静水压降低，组织液增生，导致水肿）；（2）胸廓弹性阻力胸廓扩弹性阻力来自胸廓弹性成分，肺处于自。