【大学优秀课件】生理学-第五章 呼吸.ppt

第五章　呼第五章　呼 吸吸安徽理工大学医学院生理与病生教研室安徽理工大学医学院生理与病生教研室 主讲：主讲： 梅仁彪梅仁彪 教授教授目的与要求目的与要求v熟悉呼吸的概念及呼吸的基本过程熟悉呼吸的概念及呼吸的基本过程v了解呼吸器官的结构特点及功能意义了解呼吸器官的结构特点及功能意义v掌握肺内压的变化掌握肺内压的变化，，胸膜腔负压的形成及意义，肺表面活性物胸膜腔负压的形成及意义，肺表面活性物质的来源及意义，用力呼气量及肺泡通气量的概念及意义质的来源及意义，用力呼气量及肺泡通气量的概念及意义v掌握肺换气的原理和影响因素，肺通气掌握肺换气的原理和影响因素，肺通气/血流比值的概念和意义血流比值的概念和意义v熟悉气体运输的形式，掌握氧与熟悉气体运输的形式，掌握氧与Hb结合的特征、氧解离曲线的结合的特征、氧解离曲线的概念及影响因素概念及影响因素v熟悉呼吸中枢的概念和部位，掌握化学感受器的种类和化学性熟悉呼吸中枢的概念和部位，掌握化学感受器的种类和化学性因素调节的途径因素调节的途径v熟悉肺牵张反射的概念及意义熟悉肺牵张反射的概念及意义目目 录录第一节第一节 肺肺 通通 气气第三节第三节 气气 体体 运运 输输第四节第四节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节第二节第二节 气气 体体 交交 换换 概概 述述概概 述述呼吸：呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。

机体与外界环境之间的气体交换过程呼吸全过程：呼吸全过程： 呼吸道呼吸道上呼吸道上呼吸道下呼吸道下呼吸道呼吸道：具有加温、加呼吸道：具有加温、加湿、过滤和清洁作用湿、过滤和清洁作用一、呼吸道一、呼吸道（（Airway )›：：呼吸道的平滑肌受神经、体液因素的调节呼吸道的平滑肌受神经、体液因素的调节植物神经系统：副交感神经使呼吸道植物神经系统：副交感神经使呼吸道平滑肌收缩平滑肌收缩 交感神经使呼吸道交感神经使呼吸道平滑肌舒张平滑肌舒张收缩：组织胺、收缩：组织胺、 5-HT 、内皮、内皮素、缓激肽素、缓激肽舒张：儿茶酚胺、舒张：儿茶酚胺、PGE2、、氨茶碱氨茶碱化学因素化学因素肺泡上皮细胞肺泡上皮细胞 ⅠⅠ型细胞型细胞ⅡⅡ型细胞型细胞二、肺泡二、肺泡 三、胸廓三、胸廓第一节　肺第一节　肺 通通 气气 一、一、肺通气概念肺通气概念二、肺通气结构二、肺通气结构 血管网血管网 粘液腺粘液腺 加湿、加温、过滤、清洁加湿、加温、过滤、清洁 纤纤 毛毛 迷走迷走N→ACh+MN→ACh+M受体受体→→收缩收缩→→气道阻力气道阻力↑↑ 平滑肌平滑肌 ( (故哮喘病人夜间发作较多故哮喘病人夜间发作较多) ) 交感交感N→NE+βN→NE+β2 2受体受体→→舒张舒张→→气道阻力气道阻力↓ ↓ ( (拟交感药物治疗哮喘拟交感药物治疗哮喘) ) 注注: :体液因素体液因素( (组织胺、组织胺、5-HT5-HT、、缓激肽等缓激肽等)→)→强烈收缩强烈收缩 呼吸肌：与肺通气的动力有关呼吸肌：与肺通气的动力有关 胸膜腔：其负压与肺扩张有关胸膜腔：其负压与肺扩张有关呼呼吸吸道道三、肺通气原理三、肺通气原理（一）肺通气的动力（一）肺通气的动力呼呼 气气肺内压肺内压＞＞大气压大气压缩缩 小小肺肺 脏脏吸吸 气气肺内压肺内压＜＜大气压大气压胸胸 廓廓呼呼 吸吸 肌肌缩缩 小小收收 缩缩舒舒 张张扩扩 张张 原动力原动力: :呼吸运动呼吸运动是肺通气的原动力。

是肺通气的原动力 直接动力直接动力: :肺内压肺内压与外界大气压间的压与外界大气压间的压力差扩扩 张张1.1.呼吸运动呼吸运动 (1)(1)型式型式: : 按呼吸深度分按呼吸深度分: :平静呼吸和用力呼吸；平静呼吸和用力呼吸； 按动作部位分按动作部位分: :胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸 混合呼吸混合呼吸: :正常成人正常成人  腹式呼吸腹式呼吸: :婴儿、胸膜炎、胸腔积液婴儿、胸膜炎、胸腔积液 胸式呼吸胸式呼吸: :严重腹水、腹腔有巨大肿块、严重腹水、腹腔有巨大肿块、(2)(2)频率频率: : 成人成人:12:12～～1818次次/ /分分 婴儿婴儿:60:60～～7070次次/ /分分妊娠、肥胖妊娠、肥胖(3)(3)过程过程：： ①①平静呼吸平静呼吸：：肺内压＞大气压，肺内压＞大气压，气体经呼吸道出肺气体经呼吸道出肺胸廓容积缩小胸廓容积缩小, ,肺被动缩小肺被动缩小膈肌和肋间外肌舒张，膈肌和肋间外肌舒张，肋骨和膈肌弹性回位，肋骨和膈肌弹性回位，缩小胸廓缩小胸廓上下、前后、左右径上下、前后、左右径肺内压＜大气压，肺内压＜大气压，气体经呼吸道入肺气体经呼吸道入肺胸廓容积扩大，胸廓容积扩大，肺在胸膜腔负压作用下被动扩张肺在胸膜腔负压作用下被动扩张( (因肺无主动扩缩的组织结构因肺无主动扩缩的组织结构) ) 膈肌收缩使膈顶下移，膈肌收缩使膈顶下移，增大胸廓的上下径增大胸廓的上下径肋间外肌收缩使肋骨上提肋间外肌收缩使肋骨上提, ,扩扩大胸廓前后、左右径大胸廓前后、左右径 吸吸 气气 呼呼 气气 ② ②用力呼吸用力呼吸：： 用用力力吸吸气气时时，，辅辅助助吸吸气气肌肌也也参参加加，，胸胸廓廓容容积积进进一步扩大。

一步扩大 用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间内肌（肋间内肌+ +腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小 ③ ③人工呼吸人工呼吸: : 基本原理基本原理: :使肺内与外界大气压间产生压力差使肺内与外界大气压间产生压力差 方法方法: :负压吸气式负压吸气式( (压胸法压胸法) ) 正压吸气式正压吸气式( ( 口对口呼吸法，呼吸机口对口呼吸法，呼吸机) )(4)(4)特点特点：： ① ①平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的 ② ②用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的 ③ ③平静呼吸时，肋间外肌所起的作用＜膈肌平静呼吸时，肋间外肌所起的作用＜膈肌 2.2.肺内压肺内压: : 肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力肺内压是指肺内气道和肺泡内气体的压力平静吸气初平静吸气初: :肺内压肺内压 < < 大气压大气压=0.3=0.3～～0.4kPa→0.4kPa→气入肺气入肺平静吸气末平静吸气末: :肺内压肺内压 = = 大气压大气压──────→──────→气流停气流停平静呼气初平静呼气初: :肺内压肺内压 > > 大气压大气压=0.3=0.3～～0.4kPa→0.4kPa→气出肺气出肺平静呼气末平静呼气末: :肺内压肺内压 = = 大气压大气压──────→──────→气流停气流停用力呼吸时用力呼吸时: :肺内压的升降变化有所增加。

肺内压的升降变化有所增加 如：故意闭住声门而作剧烈呼吸运动如：故意闭住声门而作剧烈呼吸运动 3.3.胸内压胸内压（（1 1）概念）概念: : 胸内压是指胸膜腔内的压力胸内压是指胸膜腔内的压力2 2）测定方法）测定方法: : 间接法间接法: :气囊测定食管内压以间接反映胸内压气囊测定食管内压以间接反映胸内压 直接法直接法: :（（3 3））压力压力: : 平静吸气时平静吸气时: :胸内压胸内压 < < 大气压大气压=0.7=0.7～～1.3kPa1.3kPa 呼气时呼气时: :胸内压胸内压 < < 大气压大气压=0.4=0.4～～0.7kPa 0.7kPa 特点特点: : ①①平平静静呼呼吸吸时时胸胸内压始终为负压；内压始终为负压； ②②用用力力呼呼吸吸时时负负压变动更大；压变动更大； ③③有有时时可可为为正正压压( (如如紧紧闭闭声声门门用用力力呼呼吸吸) )（（4 4）成因）成因: : 前提条件前提条件: :①①有少量浆液的密闭腔；有少量浆液的密闭腔；②②肺和胸廓是弹性组织；肺和胸廓是弹性组织；③③胸廓自然容积胸廓自然容积> >肺容积；肺容积；④④壁层胸膜紧贴于胸廓内壁壁层胸膜紧贴于胸廓内壁, , 大气压对其影响极小。

大气压对其影响极小 形成因素形成因素: : 两两种方向相反作用力的代数和种方向相反作用力的代数和　　胸内压＝大气压－肺回缩力胸内压＝大气压－肺回缩力　　胸内压＝　　胸内压＝0 0－肺回缩力－肺回缩力迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜回位迫使脏层胸膜外移使肺扩张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弹性组织回缩力和肺泡表面张力) ) 肺肺 回回 缩缩 力力 ( (大大 气气 压压) ) 肺肺 内内 压压 (5)(5)生理意义生理意义: : 纽带作用；纽带作用； 维持肺处于扩张状态；维持肺处于扩张状态； 促进血液和淋巴液的回流促进血液和淋巴液的回流 结论：结论： 胸胸膜膜腔腔内内负负压压是是脏脏层层胸胸膜膜受受到到两两个个相相反反作作用用力力相相互互抵抵消消的的代代数数和和, ,经经脏脏层层胸胸膜膜间间接接反反映映在在胸胸膜膜腔腔的的压压力（二）肺通气的阻力（二）肺通气的阻力　　　　 呼呼吸吸运运动动产产生生的的动动力力, ,在在克克服服肺肺通通气气所所遇遇到到的的阻阻力力后后, ,方方能能实实现现肺肺通通气气。

阻阻力力增增高高是是临临床床肺肺通通气气障障碍碍的常见原因的常见原因弹弹性性阻阻力力非非弹弹性性阻阻力力肺肺通通气气阻阻力力胸廓弹性阻力胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位置有关：与胸廓所处的位置有关肺弹性阻力肺弹性阻力气道阻力气道阻力：与气体流动形式：与气体流动形式+气道半径有关气道半径有关粘滞阻力粘滞阻力惯性阻力惯性阻力肺弹性回缩力肺弹性回缩力: 1/3肺泡表面张力：肺泡表面张力：2/3常态下可忽略不计常态下可忽略不计 1.1.弹性阻力弹性阻力: : (1) (1)肺的弹性阻力肺的弹性阻力 ① ①度量法度量法：：= =顺应性顺应性 =(1/=(1/弹性阻力弹性阻力) ) 顺应性：顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性指在外力作用下弹性组织的可扩张性 顺应性大顺应性大= = 易扩张易扩张 = =弹性阻力小弹性阻力小 顺应性小顺应性小= =不易扩张不易扩张= =弹性阻力大弹性阻力大肺容积变化肺容积变化(△V)(△V) 肺顺应性肺顺应性(C(CL L)= ─────── = 0.2L/cmH)= ─────── = 0.2L/cmH2 2O O 跨肺压变化跨肺压变化(△P)(△P) ‖ 肺内压与胸膜腔内压之差肺内压与胸膜腔内压之差测得的肺顺应性（测得的肺顺应性（L/cmHL/cmH2 2O O）） 比顺应性比顺应性= = ———————————————————— 肺总量（肺总量（L L）） 因肺顺应性还受因肺顺应性还受肺总量的影响，所以应测单位肺容量下肺总量的影响，所以应测单位肺容量下的顺应性，即比顺应性。

的顺应性，即比顺应性②②来源：来源： 肺的弹性阻力肺的弹性阻力Ⅰ.Ⅰ.肺泡表面张力肺泡表面张力 离体肺在充气和充水时（扩离体肺在充气和充水时（扩张肺至相同容积），可见充气所张肺至相同容积），可见充气所需的压力需的压力＞＞充水 说说明明肺肺泡泡内内液液- -气气界界面面（（表表面面张张力力））是是否否存存在在，，与与肺肺的的弹弹性性阻力有着密切关系阻力有着密切关系 肺泡内的液肺泡内的液- -气界面，因界面层的液体分子气界面，因界面层的液体分子受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向受力不均匀，表现的内聚力（表面张力）方向是向中心的是向中心的→→使肺泡缩小使肺泡缩小肺弹性组织回缩力肺弹性组织回缩力:1/3:1/3肺泡表面张力肺泡表面张力:2/3:2/3根据根据LaplaceLaplace定律定律: : P(N/cm) P(N/cm)＝＝———————— 肺泡内压力肺泡内压力(P):(P):与表面张力与表面张力(T)(T)成正比成正比, , 与肺泡半径与肺泡半径(r)(r)成反比 肺泡表面张力的作用：肺泡表面张力的作用： a.a.肺泡回缩肺泡回缩→→肺通气（吸气）阻力肺通气（吸气）阻力 b.b.肺泡内压不稳定肺泡内压不稳定→→肺泡破裂或萎缩肺泡破裂或萎缩 c.c.促肺泡内液生成促肺泡内液生成→→产生肺水肿产生肺水肿 2T(N/cm)2T(N/cm)r(cm)r(cm)Ⅱ.Ⅱ.表面活性物质表面活性物质: : 来来源源：：肺肺泡泡ⅡⅡ型型细细胞胞分分泌泌，，单单分分子子层层分分布布于于肺肺泡泡液液- -气气界界面面上上，，其其密密度度随随肺肺泡的张缩而改变。

泡的张缩而改变 成成分分: :二二棕棕榈榈酰酰卵卵磷磷脂脂( ( DPLDPL或或DPPC )DPPC ) 作用：作用： a.a.降降低低肺肺泡泡表表面面张张力力→→降低吸气阻力；降低吸气阻力； b.b.减减少少肺肺泡泡内内液液的的生生成成→→防肺水肿的发生防肺水肿的发生; ; c.c.维持肺泡内压的稳定性维持肺泡内压的稳定性→→防肺泡破裂或萎缩；防肺泡破裂或萎缩； 临床临床：： ●●成成人人肺肺炎炎、、肺肺血血栓栓等等→→表表面面活活性性物物质质↓→↓→肺不张 ●●6 6～～7 7个个月月胎胎儿儿才才开开始始分分泌泌表表面面活活性性物物质质，，故故早早产产儿儿可可因因缺缺乏乏表表面面活活性性物物质质而而发发生生肺肺不不张张和和新新生生儿儿肺肺透透明明膜膜病病→→呼呼吸吸窘窘迫迫综合征吸吸 气气肺泡表面积肺泡表面积↑↑DPLDPL分散分散降表面张力的作用降表面张力的作用↓↓肺泡表面张力肺泡表面张力↑↑肺泡回缩肺泡回缩防肺泡破裂防肺泡破裂 ( (呼气呼气) )( (↓↓) )( (密集密集) )( (↑↑) )( (↓↓) )( (扩张扩张) )( (萎陷萎陷) ) （（2 2））胸廓的弹性阻力胸廓的弹性阻力 胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形成。

胸廓的弹性阻力则是由胸廓的弹性组织所形成 ① ①胸廓处于自然位置时胸廓处于自然位置时( (肺容量肺容量≈≈6767％％) )，不表，不表现有弹性回缩力；现有弹性回缩力； ② ②胸廓缩小时胸廓缩小时( (肺容量＜肺容量＜6767％％) )，胸廓的弹性回，胸廓的弹性回缩力向外缩力向外= =吸气的动力，呼气的阻力；吸气的动力，呼气的阻力； ③ ③胸廓扩大时胸廓扩大时( (肺容量＞肺容量＞6767％％) )，胸廓的弹性回，胸廓的弹性回缩力向内缩力向内= =吸气的阻力，呼气的动力吸气的阻力，呼气的动力肺容量变化肺容量变化(△P)(△P) 胸廓顺应性＝胸廓顺应性＝ ──────── ──────── = 0.2L/cmH= 0.2L/cmH2 2O O 跨壁压跨壁压(△P)(△P) （（3 3））影响弹性阻力的因素影响弹性阻力的因素　　 ①①肺肺充充血血、、肺肺不不张张、、表表面面活活性性物物质质减减少少、、肺肺纤纤维维化化和和感感染染等等原原因因→→肺肺弹弹性性阻阻力力↑↑( (肺肺顺顺应应性性↓↓)→)→吸吸气困难。

气困难 ②②肺肺气气肿肿时时→→肺肺弹弹性性成成分分破破坏坏→→肺肺回回缩缩力力↓→↓→肺肺弹性阻力弹性阻力↓↓( (肺顺应性肺顺应性↑↑)→)→呼气困难呼气困难 故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好故肺顺应性加大并不一定表示肺通气功能好 ③③肥肥胖胖、、胸胸廓廓畸畸形形、、胸胸膜膜增增厚厚、、腹腹内内占占位位病病变变等等原原因因→→弹弹性性阻阻力力↑↑( (顺顺应应性性↓↓)→)→但但引引起起通通气气障障碍碍的的情况较少情况较少 2.2.非弹性阻力非弹性阻力——气道阻力气道阻力 ⑴ ⑴气道阻力特点气道阻力特点: : ① ①只在呼吸运动时产生；只在呼吸运动时产生； 流速快流速快→→阻力大阻力大 ② ②与气体流动形式有关：与气体流动形式有关： 层流层流→→阻力小阻力小 湍流湍流→→阻力大阻力大 ③ ③与气道半径的与气道半径的4 4次方成反比：次方成反比： （（R∝1R∝1／／r r4 4））  ⑵⑵影响气道阻力的因素影响气道阻力的因素：： ①①跨跨壁壁压压：：呼呼吸吸道道内内压压力力高高→→跨跨壁壁压压大大→→管管径被动扩大径被动扩大→→阻力阻力↓↓。

②②肺肺实实质质对对气气道道壁壁的的外外向向放放射射状状牵牵引引作作用用：：小小气气道道的的弹弹性性组组织织对对无无软软骨骨支支持持的的细细支支气气管管保保持通畅 ③ ③气道管壁平滑肌舒缩活动：气道管壁平滑肌舒缩活动： 迷走迷走N→Ach + MN→Ach + M受体受体→→收缩收缩→→气道阻力气道阻力↑↑ 交感交感N→NE +βN→NE +β2 2受体受体→→舒张舒张→→气道阻力气道阻力↓↓ 非非NENE非非AchAch共存递质的调制共存递质的调制( (如神经肽）如神经肽） ④④高高气气压压：：如如深深潜潜水水环环境境下下, ,由由于于气气体体密密度度增增大大, ,气气道道阻阻力力增增大大, ,呼呼吸吸减减慢慢加加深深, ,增增加加了了呼呼吸肌作功和能量消耗吸肌作功和能量消耗⑤⑤化学因素的影响：化学因素的影响： ◇ ◇儿茶酚胺儿茶酚胺→→气道平滑肌舒张气道平滑肌舒张 ◇◇PGFPGF2 2αα→→气道平滑肌收缩；气道平滑肌收缩；PGEPGE2 2→→气道平滑气道平滑肌舒张 ◇◇过敏反应时肥大细胞释放的组胺过敏反应时肥大细胞释放的组胺→→气道平气道平滑肌收缩。

滑肌收缩 ◇◇吸入气吸入气COCO2 2↑→↑→反射性支气管收缩反射性支气管收缩 ◇◇哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮素哮喘病人的气道上皮合成、释放肺内皮素↑→↑→气道平滑肌收缩气道平滑肌收缩 四、肺容量和肺通气量四、肺容量和肺通气量 ( (一一) )肺容量肺容量　　机能余气量机能余气量＝余气量＋补呼气量＝余气量＋补呼气量　　肺总容量肺总容量＝肺活量＋余气量＝肺活量＋余气量 肺活量肺活量＝补吸气量＋潮气量＋补呼气量＝补吸气量＋潮气量＋补呼气量 时间肺活量时间肺活量= =用力吸气后再用力并快速呼出的气体用力吸气后再用力并快速呼出的气体量占肺活量的百分数量占肺活量的百分数 正常值：正常值：t t1 1末末=83=83％，％，t t2 2末末=96=96％％,t,t3 3末末=99=99％％ 意义：反映肺活量容量的大小、呼吸所遇阻力的变意义：反映肺活量容量的大小、呼吸所遇阻力的变化，是评价肺通气功能较好指标，阻塞性肺疾患的时化，是评价肺通气功能较好指标，阻塞性肺疾患的时间肺活量间肺活量↓↓( (二二) ) 肺通气量：肺通气量：⒈⒈每分通气量每分通气量＝＝潮气量潮气量××呼吸频率呼吸频率( (次次/ /分分) ) 最大通气量最大通气量= =最大限度潮气量最大限度潮气量××最快呼吸频率最快呼吸频率( (次次/ /分分) ) 通气贮存量百分比通气贮存量百分比= = ——————————————————— 2.2.肺泡通气量肺泡通气量＝＝( (潮气量潮气量- -无效腔量无效腔量) )×呼吸频率呼吸频率 解剖无效腔解剖无效腔：无气体交换能力的腔（从上呼吸道：无气体交换能力的腔（从上呼吸道→→呼吸性细支气管）。

呼吸性细支气管） 肺泡无效腔肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换：因无血流通过而不能进行气体交换的肺泡腔的肺泡腔 生理无效腔生理无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔 最大通气量最大通气量最大通气量最大通气量- -每分通气量每分通气量×100%100%≥≥93%(93%(反映通气贮备能力反映通气贮备能力) )= 6= 6～～8 L/min8 L/min= 70= 70～～120 120 L/minL/min= 4.2= 4.2～～6.3 L/min6.3 L/min 第三节第三节 气体交换气体交换 肺换气：肺泡与肺毛细肺换气：肺泡与肺毛细血管血液之间的气体交换血管血液之间的气体交换组织换气：组织细组织换气：组织细胞与组织毛细血管血胞与组织毛细血管血液之间的气体交换液之间的气体交换D ∝∝ △△P . . . T S√MWAd一、气体交换的原理一、气体交换的原理形式形式：单纯扩散：单纯扩散动力动力：气体分压（张力）差：气体分压（张力）差气体扩散速率气体扩散速率（（Diffusion rate，，D）：）：单位时间内气体扩单位时间内气体扩 散的容积。

散的容积分压差分压差×扩散面积扩散面积×溶解度溶解度×温度温度扩散距离扩散距离×分子量平方根分子量平方根D =（一）气体分压差（一）气体分压差2. 血液及组织中的气体分压血液及组织中的气体分压［［kPa（（mmHg）］）］动脉血动脉血混合静脉血混合静脉血 组织组织PO213.3(100)5.3(40)4.0(30)PCO25.3(40)6.1(46)6.6(50)1. 呼吸气与肺泡气的分压呼吸气与肺泡气的分压（二）气体的分子量与溶解度（二）气体的分子量与溶解度溶解度溶解度 (solubility)(solubility)：在：在1 1个大气压下，个大气压下，37℃37℃时，时，每每100ml100ml液体中所溶解的气体液体中所溶解的气体mlml数 O2的分子量：的分子量：32CO2的分子量：的分子量：44›CO2的扩散系数是的扩散系数是O2的的20倍倍（三）扩散的面积和距离（三）扩散的面积和距离（四）温度（四）温度CO2溶解度：溶解度：51.5/100ml51.5/100mlO2溶解度：溶解度：2.14/100ml2.14/100ml›PO2↓和和PCO2↑时，刺激呼吸，有助于时，刺激呼吸，有助于›CO2的排出，却几乎无助于的排出，却几乎无助于O2的摄取的摄取二、肺换气二、肺换气结构基础：呼吸膜结构基础：呼吸膜动力：气体的分压差动力：气体的分压差静脉血静脉血 动脉血动脉血（一）肺换气过程（一）肺换气过程O O2 2COCO2 2› CO2和和O2的扩散仅需的扩散仅需0.3秒即达到平衡秒即达到平衡› 血液流经肺毛细血管耗时血液流经肺毛细血管耗时0.7秒秒（（二）二）影响肺换气的因素影响肺换气的因素1. 呼吸膜的厚度：呼吸膜的厚度：肺泡肺泡— 毛细血管膜毛细血管膜› 由六层组成，约由六层组成，约0.2 ~ 1.0μm 肺纤维化与肺水肿均肺纤维化与肺水肿均 可使呼吸膜变厚可使呼吸膜变厚3. 通气通气/血流比值血流比值(Ventilation/perfusion ratio)每分每分肺泡肺泡通气量通气量与与每分每分肺血肺血流量流量之间之间的比值。

的比值 0.84VA/Q>0.84(dead space)肺泡无效腔肺泡无效腔<0.84(functional shunt)功能性动功能性动-静脉短路静脉短路VA/Q↑（（肺血管栓塞）肺血管栓塞）VA/Q↓（（支气管痉挛）支气管痉挛）VA/Q 组织中气体交换的原理与在肺中交换相组织中气体交换的原理与在肺中交换相似，但该处交换在液相中进行，且扩散膜两似，但该处交换在液相中进行，且扩散膜两侧的侧的O2、、CO2分压差随细胞内氧化代谢强度分压差随细胞内氧化代谢强度和组织血流量而异和组织血流量而异三、组织换气三、组织换气概念：概念：血液与组织细胞之间的气体交换过程血液与组织细胞之间的气体交换过程结构基础：毛细结构基础：毛细血管壁、细胞膜血管壁、细胞膜动力：气体的分动力：气体的分 压差压差静脉血静脉血 动脉血动脉血 动脉血动脉血化学结合化学结合混合静脉血混合静脉血O20.3120.020.310.1115.215.31CO22.5346.448.932.9150.052.91 血液血液O2和和CO2的含量（的含量（ml / 100ml 血液）血液）第三节第三节 气体在血液中的运输气体在血液中的运输物理溶解物理溶解物理溶解物理溶解合计合计化学溶解化学溶解合计合计在在肺肺脏脏氧氧与与二二氧氧化化碳碳运运输输形形式式在在组组织织氧氧与与二二氧氧化化碳碳运运输输形形式式› 两种形式两种形式：物理溶解、化学结合：物理溶解、化学结合（为主）（为主）› 两种形式处在动态平衡之中两种形式处在动态平衡之中：气体应在溶解：气体应在溶解状状态下进行交换；化学结合形式可看作贮备体态下进行交换；化学结合形式可看作贮备体（一）物理溶解（一）物理溶解 PO2为为13.3KPa(100mmHg)时，时，100ml血液只血液只溶解溶解0.3ml的的O2。

一、氧的运输一、氧的运输（二）化学结合（二）化学结合1. O2与与Hb结合的特征结合的特征 血液中的氧主要以氧合血液中的氧主要以氧合Hb（（HbO2））形式运输形式运输（（1）可逆、快速、不需要酶催化、受）可逆、快速、不需要酶催化、受O2分压的影响分压的影响 Hb + O2 HbO2（（2）） O2与与Hb结合为结合为氧合作用氧合作用，不是，不是氧化作用氧化作用（（3）氧解离曲线呈）氧解离曲线呈S型，与型，与Hb的变构效应有关的变构效应有关›R型（疏松型）：氧合型（疏松型）：氧合HbT型（紧密型）：去氧型（紧密型）：去氧Hb›R型对型对O2亲和力是亲和力是T型数百倍型数百倍›协同效应协同效应PO2高的肺部高的肺部PO2低的组织低的组织(oxygenation) (oxidation)（（4））HbO2呈鲜红色，去氧呈鲜红色，去氧Hb呈呈暗红色暗红色（（5））1分子分子Hb可结合可结合4分子分子O2›Hb氧容量氧容量(Oxygen capacity of Hb)：：100ml血液中血液中Hb所所能结合的最大能结合的最大O2量。

取决于量取决于Hb的的浓度›Hb氧含量氧含量(Oxygen content of Hb) ：：100ml血液中血液中Hb实实际结合的际结合的O2量取决于量取决于PO2›Hb 氧饱和度：氧饱和度： Hb氧含量氧含量 (Oxygensaturation of Hb) 　　 Hb氧容量氧容量›紫绀：去氧紫绀：去氧Hb＞＞ 5 g /100ml （（体表表浅体表表浅毛细血管血液中）毛细血管血液中）100%×2. 氧解离曲线氧解离曲线（（oxygen dissociation curve)：：S型型 氧离曲线氧离曲线是显示是显示PO2与与Hb氧饱和度关系的曲线氧饱和度关系的曲线› 在在PO2 为为8.0~13.3kPa （（60~100mmHg））这个范这个范围内围内，是，是Hb与与O2结合的结合的部分PO2的变化对的变化对Hb氧氧饱和度饱和度影响不大影响不大› 只要只要PO2不低于不低于8.0kPa（（60mmHg），），Hb氧氧饱和度仍维持在饱和度仍维持在90%以上1）氧解离曲线的上段（较平坦））氧解离曲线的上段（较平坦） PO2 为为5.3 ~8.0 kPa,（（40 ~ 60 mmHg））这个范围这个范围内，是内，是HbO2释放释放O2的部分。

的部分› 当当PO2 = 40mmHg（（混合静脉血），混合静脉血）， Hb氧饱和氧饱和度度 = 75% （氧含量为（氧含量为14.4ml/100 ml ），而），而PO2 =100mmHg（（动脉血），动脉血）， Hb氧饱和度氧饱和度 = 97.4%（氧含量为（氧含量为19.4ml /100 ml ），），表明表明100 ml动脉血动脉血流经组织时，释放流经组织时，释放5 ml 的的O2供组织利用供组织利用HbO2释放进组织的释放进组织的O2量量 动脉血中氧含量动脉血中氧含量› 氧利用系数氧利用系数=100% （正常为（正常为 25%））（（2）氧解离）氧解离曲线中段（较陡直）曲线中段（较陡直）×› PO2稍有下降，稍有下降， HbO2释放大量的释放大量的O2，，有利于运动时有利于运动时组织的供氧组织的供氧› 当组织活动加强时，耗当组织活动加强时，耗O2量增多（量增多（PO2低至低至2.0 kPa以下），氧利用系数达到以下），氧利用系数达到 75% （（代表代表O2 贮备）3）氧解离曲线下段（最）氧解离曲线下段（最陡直）陡直） PO2 为为2.0 ~ 5.3kPa （（15 ~40mmHg））这这个范围内，是个范围内，是HbO2与与O2解离的部分。

解离的部分3. 影响氧解离曲线的因素影响氧解离曲线的因素 （（1））pH 和和 Pco2的影响的影响 pH ↓或或 Pco2 ↑ ，， Hb对对O2的亲和力降低，的亲和力降低，P50增大，曲线右移；反之，曲线左移增大，曲线右移；反之，曲线左移 酸度对酸度对Hb与与O2亲和力的影响称为波尔效应亲和力的影响称为波尔效应（（Bohr effect）） 波尔效应的生理意义：波尔效应的生理意义：①①促进肺毛细血管中促进肺毛细血管中Hb与与O2的的结合；结合；②②有利于组织毛细血管释放有利于组织毛细血管释放O2，以，以满足组织代谢的满足组织代谢的需要（（2）温度的影响）温度的影响 温度温度↑，， Hb对对O2 亲和力降低，亲和力降低， P50增大，曲线右移，促使增大，曲线右移，促使O2 的释放；的释放； 温度温度↓ ，， Hb对对O2 亲和力升高，亲和力升高， P50减小，曲线左移，减小，曲线左移，O2 释放减少释放减少3））2,3-二磷酸甘油酸（二磷酸甘油酸（2,3-DPG）） 2,3-DPG浓度浓度↑，， Hb与与O2 亲和力降低，亲和力降低， P50增大，曲线右增大，曲线右移，促使移，促使HbO2 解离；解离； 2,3-DPG浓度浓度↓，， Hb与与O2 亲和力升高，亲和力升高， P50减小，曲线减小，曲线左左移。

移pH ↑ 或或 Pco2 ↓ ，，温度温度↓ ，，2,3-DPG浓度浓度 ↓ ，，氧解离氧解离曲线曲线左移（左移（A图）图）pH ↓或或 Pco2 ↑，，温度温度↑，，2,3-DPG浓度浓度↑，，氧解离氧解离曲线曲线右移（右移（C图）图）正常（正常（B图）图）4. 其它因素其它因素› Fe2+ Fe3+，，Hb 失去失去对对O2的亲和力的亲和力› 胎儿的胎儿的Hb与与O2 高亲高亲 和力大和力大› 异常异常Hb对对O2亲和力亲和力 低低› CO对对Hb的亲和力比的亲和力比 O2高出高出250倍倍二、二、CO2的运输的运输 （（一）一）物理溶解物理溶解 CO2的的溶解的量约占溶解的量约占CO2的总运输量的的总运输量的5% （（二）二）化学结合化学结合碳酸氢盐碳酸氢盐氨基甲酸氨基甲酸Hb1. 碳酸氢盐碳酸氢盐 红细胞：红细胞：CO2 + H2O H2CO3 HCO3¯+H+ 快速、可逆、碳酸酐酶能加速反应快速、可逆、碳酸酐酶能加速反应5000倍倍›氯转移氯转移：： HCO-3 －－ Cl-载体将载体将Cl- 从血浆移入红细胞从血浆移入红细胞2. 氨基甲酸氨基甲酸Hb Hb（（NH2））O2 + H+ + CO2 HHbNHCOOH + O2在在组织组织在肺部在肺部碳酸酐酶碳酸酐酶 氧合作用是主要的调节因素氧合作用是主要的调节因素的的 运运 输输 CO2 （（88%））（（7%））（三）（三）CO的解离曲线的解离曲线 非非S型、呈线性关系、无饱和点型、呈线性关系、无饱和点›Haldane氏效应：氏效应：O2与与Hb结合促进结合促进CO2释放释放的效应。

的效应›去氧去氧Hb 较易与较易与CO2 结合形成结合形成HbNHCOOH，，去氧去氧Hb的酸性弱于的酸性弱于HbO2，，也易与也易与H+结合，结合，促进反应向左侧进行促进反应向左侧进行 （四）（四）Hb氧合作用对氧合作用对CO2运输的影响运输的影响一、呼吸中枢与呼吸节律的形成一、呼吸中枢与呼吸节律的形成（一）呼吸中枢（一）呼吸中枢 中枢神经系统内，产生和调节呼吸运动的神经细胞中枢神经系统内，产生和调节呼吸运动的神经细胞群，称为呼吸中枢群，称为呼吸中枢(Respiratory center)分布在脊分布在脊髓、延髓、脑桥、间脑、大脑皮质等部位髓、延髓、脑桥、间脑、大脑皮质等部位 1. 脊髓：联系高位脑与呼吸肌的中继站、整合某些脊髓：联系高位脑与呼吸肌的中继站、整合某些呼吸反射的初级中枢呼吸反射的初级中枢第五节第五节 呼吸运动的调节呼吸运动的调节A平面平面：：在中脑和脑桥之间横切，呼吸无明显变化在中脑和脑桥之间横切，呼吸无明显变化D平面平面：：在延髓和脊髓之间横切，呼吸运动停止在延髓和脊髓之间横切，呼吸运动停止B平面平面：：在脑桥上、中部之间横切，呼吸将变慢变在脑桥上、中部之间横切，呼吸将变慢变 深，如切断双侧迷走神经，则出现长吸式深，如切断双侧迷走神经，则出现长吸式 呼吸呼吸C平面平面：：脑桥和延髓之间横切，长吸式呼吸消失，脑桥和延髓之间横切，长吸式呼吸消失， 出现喘息样呼吸出现喘息样呼吸 三级呼吸中枢理论：脑桥上部有呼吸调整中枢，中三级呼吸中枢理论：脑桥上部有呼吸调整中枢，中三级呼吸中枢理论：脑桥上部有呼吸调整中枢，中三级呼吸中枢理论：脑桥上部有呼吸调整中枢，中下部有长吸中枢，延髓有呼吸节律基本中枢。

但目前尚下部有长吸中枢，延髓有呼吸节律基本中枢但目前尚下部有长吸中枢，延髓有呼吸节律基本中枢但目前尚下部有长吸中枢，延髓有呼吸节律基本中枢但目前尚未证实存在结构上特定的长吸中枢未证实存在结构上特定的长吸中枢未证实存在结构上特定的长吸中枢未证实存在结构上特定的长吸中枢abcd迷走神经完整迷走神经完整切断双侧切断双侧迷走神经迷走神经PBKF ①① 背侧呼吸组背侧呼吸组（（DRG）：）： 在孤束核的腹外侧部，通过脊髓支配膈肌在孤束核的腹外侧部，通过脊髓支配膈肌②② 腹侧呼吸组（腹侧呼吸组（VRG）：）：疑核、后疑核及面神经后核附近的包钦格疑核、后疑核及面神经后核附近的包钦格复合体，通过脊髓支配肋间内、外肌及腹复合体，通过脊髓支配肋间内、外肌及腹肌肌2. 延髓呼吸中枢延髓呼吸中枢3. 脑桥呼吸调整中枢脑桥呼吸调整中枢 PBKF复合体复合体（臂旁核与（臂旁核与Kölliker-Fuse核）核）› 与延脑呼吸核团有双向联系与延脑呼吸核团有双向联系› 破坏破坏PBKF及切断迷走神经及切断迷走神经 长吸式呼吸长吸式呼吸 抑制吸气的呼吸调节中枢位于抑制吸气的呼吸调节中枢位于PBKF4. 高位脑高位脑—大脑皮层、边缘系统、下丘脑大脑皮层、边缘系统、下丘脑大脑皮层：大脑皮层：随意呼吸调节系统随意呼吸调节系统下位脑干：下位脑干：不随意的自主呼吸节律调节系统不随意的自主呼吸节律调节系统 （（二）呼吸节律的形成二）呼吸节律的形成› 神经元网络学说神经元网络学说› 中枢吸气活动发生器中枢吸气活动发生器与吸气切断机制与吸气切断机制(Inspiratory off-switch mechanism) （一）化学感受性反射（一）化学感受性反射潮气量潮气量呼吸频率呼吸频率呼呼吸吸中中枢枢效应器效应器（呼吸肌）（呼吸肌）动脉血动脉血PCO2PO2H+化学感受器化学感受器二、呼吸的反射性调节二、呼吸的反射性调节主动脉体(aortic bodies)颈动脉体颈动脉体(carotid bodies)外周化学感受器外周化学感受器(peripheral Chemoreceptor)化学感受器化学感受器(chemoreceptor)中枢化学感受器中枢化学感受器(central Chemoreceptor)迷迷走走神神经经窦窦神神经经呼吸中枢呼吸中枢（（1 1）外周化学感受器）外周化学感受器（（peripheral peripheral chemorecptorchemorecptor) )›动脉动脉PO2 、、PCO2 、、pH 刺激颈动脉体和主动脉体刺激颈动脉体和主动脉体化学感受器（化学感受器（+）） 延髓延髓呼吸中枢（呼吸中枢（+）） 呼吸加呼吸加深加快深加快 ›颈动脉体主要调节呼吸颈动脉体主要调节呼吸中枢中枢化学化学感受器感受器 H+局部冷却阻断局部冷却阻断电凝固电凝固电刺激等电刺激等（（2 2）中枢化学感受器）中枢化学感受器（（central central chemorecptorchemorecptor) )1. CO2、、H+、、 缺缺O2 对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节COCO2 21%1%COCO2 24%4%COCO2 27%7%COCO2 2呼呼吸吸明明显显增增强强P PCOCO2 2 CO2对维持呼吸和呼吸中枢兴奋性是必要的，是调呼对维持呼吸和呼吸中枢兴奋性是必要的，是调呼吸活动的生理性因素，是经常起作用的重要化学刺激。

吸活动的生理性因素，是经常起作用的重要化学刺激时间过长时间过长过度通气过度通气PCO2过低过低对呼吸对呼吸兴奋作用解除兴奋作用解除呼吸暂停呼吸暂停呼吸中枢呼吸中枢P PCOCO2 2COCO2 2>7%>7%P PCOCO2 2过过高高直直接接抑抑制制呼呼吸吸中中枢枢COCO2 2›但但CO2 过度积聚，压抑中枢神经系统，出过度积聚，压抑中枢神经系统，出现呼吸困难、头昏，甚至昏迷，称为现呼吸困难、头昏，甚至昏迷，称为CO2 麻麻醉醉颈动脉体颈动脉体灌流液灌流液颈动脉体对颈动脉体对PCO2的反应的反应记录电极记录电极PCO2颈动脉体颈动脉体放电频率放电频率　　　　 H H+不变不变 P PCOCO2 2　　人工人工脑脊液脑脊液中枢化学感受器对中枢化学感受器对PCO2的反应的反应　　　　　　脑脊液中脑脊液中PCO2脑脊液中脑脊液中H H+浓度浓度中枢化学感受器中枢化学感受器分分析析＋　＋　H2O碳酸酐酶碳酸酐酶H H2 2COCO3 3中枢中枢化学化学感受器感受器H H+HCOHCO3 3－－动脉血中动脉血中PCO2升高升高CO2　　血脑屏障血脑屏障COCO2 2的的两两条条作作用用途途径径中枢化学感受器中枢化学感受器动脉血中动脉血中PCO2升高升高H H+外周化学感受器外周化学感受器›动脉血中动脉血中[H+] 呼吸加深加快呼吸加深加快 肺通气量增多肺通气量增多›中枢化学感受器对中枢化学感受器对H+ 的敏感性较外周化学感受器大的敏感性较外周化学感受器大 25倍，倍，H+ 透过血脑屏障的速度较慢，限制其作用。

透过血脑屏障的速度较慢，限制其作用›脑脊液中的脑脊液中的[H+]才是中枢化学感受器的最有效的刺才是中枢化学感受器的最有效的刺 激2. H+对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节H H+ +浓度浓度中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器脑脊液脑脊液中的中的H H+ +H H+ +颈动脉体颈动脉体灌流液灌流液H H+ +浓度浓度切除迷走神经、窦神经切除迷走神经、窦神经颈动脉体灌流液中颈动脉体灌流液中H H+ +浓度浓度 对呼吸的影响对呼吸的影响3. 缺缺O2对呼吸运动的调节对呼吸运动的调节› 呼吸气中的呼吸气中的PO2 　呼吸加深加快　呼吸加深加快 　　 肺通气量肺通气量 仅当仅当PO2 低于低于10.64kPa（（80mmHg））才有调节作用，才有调节作用， 对正常呼吸的调节作用不大对正常呼吸的调节作用不大› PO2 下降主要作用于外周化学感受器，缺氧对呼吸中下降主要作用于外周化学感受器，缺氧对呼吸中 枢的直接作用是抑制枢的直接作用是抑制› 当中枢化学感受器对当中枢化学感受器对CO2 产生适应时，产生适应时，PO2 对外周化对外周化 学感受器的刺激在呼吸调节上起重要作用学感受器的刺激在呼吸调节上起重要作用P PO O2 2P PO O2 2切除迷走神经、窦神经切除迷走神经、窦神经颈动脉体颈动脉体灌流液灌流液颈动脉体灌流液中颈动脉体灌流液中P PO O2 2对呼吸的影响对呼吸的影响P PCOCO2 2中枢化学中枢化学感受器感受器外周化学外周化学感受器感受器P PO O2 2H H+ +浓度浓度小结：小结：PCO2、、H+ 及及PO2的相互关系的相互关系› PCO2 [H+] ，，两者均刺激通气两者均刺激通气› [H +] 通气通气 CO2 抵消一部分抵消一部分由由 [H +] 的刺激作用的刺激作用› PO2 通气通气 PCO2 和和 [H +] 减减弱了弱了PO2的刺激作用的刺激作用 （（二）机械感受性反射二）机械感受性反射 1. 肺牵张反射肺牵张反射（（Hering-Breuer reflex）） （（1））肺扩张反射：肺扩张时引起吸气抑制的反射。

肺扩张反射：肺扩张时引起吸气抑制的反射 肺扩张肺扩张 刺激了气道平滑肌的牵张感受器刺激了气道平滑肌的牵张感受器 延髓延髓 吸气切断机制吸气切断机制 切断吸气切断吸气 呼气呼气 （（2））肺萎陷反射：肺萎陷到一定程度时反射性地引肺萎陷反射：肺萎陷到一定程度时反射性地引 起吸气的反射起吸气的反射 2. 呼吸肌的本体感受性反射呼吸肌的本体感受性反射（三）防御反射（三）防御反射› 咳嗽反射：激惹气道粘膜感受器咳嗽反射：激惹气道粘膜感受器 呼吸肌呼吸肌 强烈收缩强烈收缩 + 会厌关闭会厌关闭 肺内压急剧上升肺内压急剧上升 会厌突然开放会厌突然开放 从肺内涌出爆发性气流从肺内涌出爆发性气流› 喷嚏反射：激惹鼻粘膜喷嚏反射：激惹鼻粘膜 气体急剧地通过气体急剧地通过 鼻腔喷出（会厌持续开放）鼻腔喷出（会厌持续开放）›陈施氏呼吸（陈施氏呼吸（Cheyne-stokes氏呼吸）：呼吸运动氏呼吸）：呼吸运动逐渐加强加快，达到最强后，又逐渐减弱减慢，直逐渐加强加快，达到最强后，又逐渐减弱减慢，直到呼吸暂停，待一定时间后，又重复上述过程，周到呼吸暂停，待一定时间后，又重复上述过程，周而复始。

而复始›Biot呼吸：多次强呼吸后，出现一次长时间呼吸暂呼吸：多次强呼吸后，出现一次长时间呼吸暂停，如此周而复始停，如此周而复始 三、周期性呼吸三、周期性呼吸复习思考题复习思考题1.1.何谓呼吸？呼吸全过程由哪几个环节组成？何谓呼吸？呼吸全过程由哪几个环节组成？2.2.肺通气的动力是什么？需要克服那些阻力才能实现肺通气？肺通气的动力是什么？需要克服那些阻力才能实现肺通气？3.3.胸膜腔负压是如何形成的？有什么生理意义？胸膜腔负压是如何形成的？有什么生理意义？4.4.简述肺表面活性物质的来源、主要成分、生理作用及意义？简述肺表面活性物质的来源、主要成分、生理作用及意义？5.5.在动物实验中，增大无效腔对呼吸有何影响？为什么？在动物实验中，增大无效腔对呼吸有何影响？为什么？6.6.为什么深而慢的呼吸比浅而快呼吸效率高？为什么深而慢的呼吸比浅而快呼吸效率高？7.7.试分析氧解离曲线的特点和生理意义试分析氧解离曲线的特点和生理意义8.8.试述动脉血中二氧化碳分压升高、氧分压降低、试述动脉血中二氧化碳分压升高、氧分压降低、〔〔H H+ +〕〕升高升高对呼吸有何影响？为什么？对呼吸有何影响？为什么？谢 谢 。