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生理学-电子教材:第五章 呼吸
来源:广州医科大学精品课程网 更新:2013/9/22 字体:

第五章呼吸

外呼吸  呼吸 气体运输 内呼吸

呼吸:机体与外界环境之间的气体交换过程。

肺通气:外界空气与肺之间的气体交换过程。招生简章

肺换气:肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程。

内呼吸:血液与组织、细胞之间的气体交换过程。 


第一节 肺通气

一、肺通气原理

(一)肺通气的动力

1.肺通气的动力  直接动力:肺内压与大气压之差  间接动力:呼吸运动

2.呼吸运动  呼吸肌  吸气肌---膈肌和肋间外肌

呼气肌--肋间内肌和腹壁肌  

 

膈肌运动
吸气时:膈肌收缩
® 膈顶下移® 上、下径扩大 ®胸廓扩大® 肺随之扩张® 肺内压〈大气压® 气体入肺

肋间外肌运动 

吸气时:肋间外肌收缩® 肋骨、胸骨上举®   胸廓前后、左右径扩大® 胸廓扩大® 肺随之  扩张® 肺内压〈大气压® 气体入肺。

3.肺内压
 呼吸过程中肺内压变化
 吸气初:肺内压 < 大气压
 吸气末:肺内压 = 大气压
 呼气初:肺内压 > 大气压
 呼气末:肺内压 = 大气压

4.胸膜腔及胸膜腔内压 

形成:胸膜腔内压=肺内压-肺弹性回缩力=大气压 - 肺弹性回缩力 = - 肺弹性回缩力  意义: 维持肺泡的扩张  促进静脉和淋巴回流 

(二)肺通气的阻力
 阻力 弹性阻力:70%
 非弹性阻力 气道阻力
 惯性阻力
 粘滞阻力  

1.弹性阻力与顺应性  C = 1/ R  肺顺应性 = 肺容积的变化/ 跨肺压的变化  

胸廓的弹性阻力和顺应性 

1)肺弹性阻力的来源  肺弹性回缩力 表面张力
肺表面活性物质(pulmonary surfactant,PS) 

来源:肺II型上皮细胞 

主要成分:DPPC( choline) 

作用: 降低肺泡表面张力  维持大小肺泡稳定  维持肺泡相对干燥  

2)比顺应性  比顺应性=测得的顺应性(L/ cmH2O)/肺总量

气道阻力: 概念:可用维持单位时间内气体流量所需压力差来表示。  

a.气流流速 

b.气流形式

c.管径大小:跨壁压;肺实质对气道壁的牵引; 自主神经系统调节 ; 化学因素

胸廓的顺应性=胸腔容积的变化/跨壁压的变化

跨壁压=胸膜腔内压 - 胸廓外大气压

正常值:0.2L/ cmH2

总顺应性:(0.1L / cmH2O)  1 /CL+chw=1/ CL+1/Cchw=1/ 0.2+1/ 0.2 

二、基本肺容积和肺活量
(一)基本肺容积
 1. 潮气量
 2. 补吸气量或吸气贮备量
 3. 补呼气量或呼气贮备量
 4. 余气量或残气量
(二)肺容积
 1. 深吸气量 2. 功能余气量
 3. 肺活量和时间肺活量 4. 肺总量
  三、肺通气量
(一)每分通气量   每分通气量 = 潮气量
´ 呼吸频率
(二)无效腔和肺泡通气量
生理无效腔

解剖无效腔
肺泡无效腔 

肺泡通气量 = (潮气量 - 无效腔气量)  ´ 呼吸频率 

功能余气量: 

概念:平静呼气末尚存留于肺内的气量 

生理意义:缓冲呼吸过程中肺泡气氧和二氧  化碳分压的过度变化。

肺活量:最大吸气后,从肺内所呼出的最大气量   意义:反映了肺一次通气的最大能力

时间肺活量:单位时间内,呼出的气量占肺活量的百  分数  意义:评价肺功能的较好指标 

第二节 呼吸气体的交换
一、气体交换原理
(一)气体的扩散
 气体扩散速率:单位时间内气体扩散的容积
 气体的分压差:
 气体的分子量和溶解度:
 扩散面积和距离:
 温度:
 D
µ P• T • A • S/ d • M W  1/2

(二)呼吸气和人体不同部位气体的分压

呼吸气和肺泡气的成分和分压

血液气体和组织气体的分压  

肺泡气、血液和组织PO2内和PCO2值 

二、气体在肺的交换

(一) 交换过程

(二) 影响肺部气体交换的因素

(三) 肺扩散www.med126.com容量
概念:气体在0.133kPa分压差作用下,每  分钟通过呼吸膜扩散的气体的ml数。 

意义:测定呼吸气通过呼吸膜的一种指标。

二、气体在组织的交换 

呼吸膜的厚度   成反比:呼吸膜­®肺换气¯

呼吸膜的面积 面积¯® 肺换气¯

通气/血流比值  概念:每分钟肺泡通气量和每分钟肺血流量  之间的比值(VA/ Q)。 

异常: VA/ Q­:通气过剩或血流不足   VA/ Q¯:通气不足或血流过剩 

第三节 气体在血液中的运输

一、氧和二氧化碳在血液中存在的形式

二、氧的运输  形式 物理溶解 1.5%  化学结合 98.5%

(一) Hb分子结构简介

(二) Hb与O2结合的特征

(三) 氧离曲线

1.Hb+ O2 Û Hb O2 可逆、反应快、非酶  促反应、与P O2有关。

2.Fe2+ 与O2结合是氧合反应。

3.1分子Hb可以结合4分子O2  

4.Hb与O2的结合或解离曲线呈S形,与Hb的变   构效应有关。(T型和 R型)

几个有关概念:
  氧容量:100ml血液中Hb所能结合的最大O2量。 

氧含量:100ml血液中Hb实际结合的O2量 

氧饱和度:Hb氧含量与氧容量的百分比。
  概念:PO2与Hb氧饱和度的关系,呈S型。 

上段: 7.98~13.3kPa (60~100mmHg)  Hb与O2结合。 

中段:5.32~7.9 8kPa(40~60mmHg)  HbO2释放O2。 

下段:2~5.32 kPa(15~40mmHg)  代表O2贮备。 

(四) 影响氧离曲线的因素  P50: 使Hb氧饱和度达50%时的PO2 P50­:Hb与O2亲和力¯,曲线右移。 

1. pH 和PCO2 的影响   PCO2 和H+ ­®右移   酸度对Hb氧亲和力的影响称波尔效应。  机制:与pH改变时Hb构型变化有关。  意义:氧合、释放氧 

2.温度的影响
 温度
­® 曲线右移。
 H+的活度有关。

3. 2,3-二磷酸甘油酸   2,3 -DPG ­® 曲线右移。 

机制:2,3-DPG与Hbb形成盐键® Hb变成T型。  提高H+

3.Hb自身性质的影响  

三、二氧化碳的运输

(一)CO2的运输形式 物理溶解 5%   化学结合 95% 1. HCO3- 2. 氨基甲酸血红蛋白  HbNH2O2+H++ CO2Û HHbNHCOOH+O2

(二) CO2解离曲线

(三)氧与Hb的结合对CO2运输的影响  

第四节 呼吸运动的调节
一、呼吸中枢与呼吸节律的形成

(一)呼吸中枢

1.脊髓:中继站和整合的初级中枢

2.延髓: 呼吸节律的基本中枢  呼吸神经元: 背侧呼吸组  腹侧 呼吸组

3.脑桥:上部有呼吸调整中枢(-)吸气  中下部有长吸中枢

4.上位脑:大脑皮层随意控制呼吸 

(二)呼吸节律形成的假说

二、呼吸的反射性调节

(一)肺牵张反射 

1.肺扩张反射:  概念: 肺充气或肺扩张时抑制吸气的反射。 

过程: 肺扩张 ® 迷走神经 ® 吸气 中枢  ®吸气停止,转入呼气。 

2.肺缩小反射  

(二)化学感受性反射

1.化学感受器   外周化学感受器 颈动脉体 缺氧 

主动脉体 PCO2­   H+ ­  

中枢化学感受器 脑脊液中的H+ ­ PCO2­

2.CO2、H+和O2对呼吸的影响 

(1).PCO2­ ® 外周化学感受器   中枢化学感受器(主要) 

(2).H+ ­ ® 外周化学感受器   中枢化学感受器(主要) 

(3).PO2 ¯ ® 外周化学感受器  呼吸中枢(-) 

(4).PCO2 、 H+ 和 PO2在影响呼吸中的相互作用

(三)呼吸肌本体感受性反射

(四)防御性呼吸反射  1. 咳嗽反射  2. 喷反射

(五)肺毛细血管感受器引起的呼吸反射

(六)某些穴位刺激的呼吸效应

三、周期性呼吸

(一) 陈-施呼吸(潮式呼吸)  特点:呼吸逐渐增强增快又减弱减慢与呼  吸暂停交替出现  机制:刺激® 肺通气 ® CO2呼出过多®  血液PCO2 ¯

(二) Biot呼吸  特点:一次或多次强呼吸后,长时间呼吸  暂停 。

四、运动时呼吸的变化及调节

 变化: 呼吸加深加快,  肺通气增大:运动初骤升,然后缓慢 升高,随后稳定,运动停止则相反。 

机制: 条件反射

 刺激运动肌肉、关节的本体感受器 

运动时动脉血PH、 PCO2 、 PO2的波动 

运动时欠O2

 

 

(卢佳怡)

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