生理学课件 第五章 呼吸

第五章呼吸学习目标第1节肺通气第2节气体交换第3节气体在血液中的运输第4节呼吸运动的调节目标检测学习目标 1、说出呼吸、呼吸运动的概念。比较平静呼吸与深呼吸的异同点。 2、叙述肺通气的动力和阻力，说出胸内负压的形成及生理意义。说出肺通气功能的主要指标。 3、简述肺换气和组织换气的过程。说出影响肺换气的因素。简述氧和二氧化碳在血液中的运输方式。 4、解释呼吸中枢的概念。说出延髓、脑桥对呼吸运动的作用以及血液中氧、二氧化碳及氢离子浓度改变对呼吸的影响及作用原理。概述 人体的呼吸过程是由三个相互衔接并同时进行的环节来完成： （1）外呼吸：指外界环境与肺毛细血管之间的气体交换过程,包括肺通气（肺与外界空气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）内呼吸又称组织换气（血液与组织细胞之间的气体交换过程）。人体呼吸全过程示意图第一节肺通气 一、肺通气的原理 （一）肺通气的动力肺通气的原动力是呼吸运动 肺通气的直接动力是肺内压力与大气压力之差 呼吸运动：指由呼吸肌收缩舒张引起的胸廓扩大和缩小活动，包括吸气运动和呼气运动。 呼吸运动形式： 1.根据呼吸深度的不同，分为平静呼吸和用力呼吸 2.根据运动方式的不同，分为胸式呼吸与腹式呼吸肺内压：指肺泡内的压力吸气时 肺内压降低 肺内压＜大气压 外界气体经呼吸道进入肺呼气时肺内压升高肺内压＞大气压肺内气体经呼吸道排出外界 胸内压概念：胸内压是指胸膜腔内的压力。 胸内压形成原理：胸内压=大气压－肺回缩力 若大气压为0，则： 胸内压=－肺回缩力 胸膜腔负压的生理意义： （1）维持肺的扩张状态； （2）降低中心静脉压，有利于 静脉血和淋巴液的回流； （3）在呼吸运动和与肺通气之间起偶联作用（二）肺通气的阻力 肺通气的动力需克服阻力才能实现肺通气。 肺通气的阻力来自两个方面： 一是弹性阻力，包括肺和胸廓的弹性阻力。 二是气道阻力，主要是呼吸道气流摩擦阻力顺应性（C）= 1、气道阻力气道阻力又称非弹性阻力主要指气流通过呼吸道时第五章呼吸的摩擦阻力。2、弹性阻力弹性阻力是指弹性体受外力作用时所产生的一种对抗变形的力。 顺应性是指弹性组织在外力作用下的可扩张性。容易扩张则顺应性大，不容易扩张则顺应性小，其相互关系如下：弹性阻力（R）1二、肺容量和肺通气量 肺容量和肺通气量是衡量肺通气功能的指标。 （一）肺容量 肺容量是指肺容纳气体的容积。在通气过程中， 肺容量的大小决定于呼吸运动的深浅，其数值可用肺量计进行测定。 1、潮气量（TV）：每次呼吸时吸入或呼出的气量称潮气量。平静呼吸时，正常成人的潮气量约为400~600ml。 2、补呼气量（ERV）：在平静吸气未再尽力呼气， 所能增加的呼出气量称补呼气量。正常成人约为900~1200ml。 3、补吸气量（IRV）：平静吸气未再尽力吸气，所能增加的吸入量称补吸气量。正常成约1500~1800ml。 4、肺活量和时间肺活量 （1）肺活量（VC）在最大吸气之后作最大呼气所能呼出的气量称为肺活量。 肺活量为潮气量、补吸气量与补呼气量三者之和。一般正常成年男性的正常值约为3500ml，女性2500ml。 （2）时间肺活量（TVC）时间肺活量是指受试者在作最大的吸气后用力作最大速度呼气，测定其在一定时间（如第1、2、3秒之未）所能呼出的气量。 正常成人第1、2、3秒末的时间肺活量值分别为肺活量的83%，96%，99%。其中第1秒未的时间肺活量意义最大，低于60%则不正常。  5、余气量和功能余气量： （1）余气量（RV）：在最大呼气末肺内残余的气量称为余气量。 正常成人男性约1500ml,女性约1000ml。 （2）功能余气量(FRC)：是指平静呼气末肺内残余的气量。功能余气量为补呼气量与潮气量之和，其正常值男性约2500ml，女性约1500ml。， 6、肺总量（TLC）：肺所容纳的最大气量称为肺总容量。即肺活量与余气量之和。肺总量也有很大的个体差异，正常成人男性平均5000ml,女性约3500ml肺容量描记图（二）肺通气量肺通气量为单位时间内入肺或出肺的气量，是肺的动态气量，故能比肺容量更好地反映肺的通气功能。1、每分通气量每分通气量是指每分钟入肺或出肺的气体总量。每分通气量=潮气量×呼吸频率正常成年人安静状态下呼吸频率平均约为12-18次/min，潮气量约为0.5L，则每分通气量为6.0～9.0L。 2、每分肺泡通气量 肺通气的目的在于进行肺换气，而肺换气是指肺泡与血液之间进行的气体交换。每次吸入的气体总有一部分留在从上呼吸道至呼吸性细支气管以前的呼吸道内，这部分气体不参与肺换气。因此，我们把这部分呼吸道容积称为解剖无效腔，其容积约为150ml。从气体交换的角度考虑，真正有效的通气量是肺泡通气量。安静时肺泡通气量的计算公式为： 每分肺泡通气量＝（潮气量－无效腔气量）×呼吸频率 不同呼吸频率和潮气量时的每分肺通气量和肺泡通气量 呼吸频率（次/min）潮气量（ml）肺通气量（ml/min）肺泡通气量（ml/min） 1250060004200 2425060002400 6100060005100 可见在潮气量减半而呼吸频率加倍或潮气量加倍 而呼吸频率减半时，肺通气量保持不变，但是肺泡通 气量都发生明显变化。可见对肺换气而言深而慢的呼 吸比浅而快呼吸的气体交换数率高。第二节气体交换 一、气体交换的原理 呼吸气体的交换以扩散方式进行。 气体交换的动力来自该气体的分压差 肺泡、血液和组织液内氧和二氧化碳分压（mmHg） 肺泡气静脉血动脉血组织液 Po21024010030 Pco240464050二、气体交换的过程 （一）肺换气 静脉血流经肺泡时,肺泡气中O2与血液中CO2经呼吸膜相互交换,经过肺换气后,静脉血变成动脉血。 (二)组织换气 动脉血流经组织细胞时,血液中O2与组织细胞中CO2相互交换,经过组织换气后,动脉血变成静脉血。气体交换示意呼吸膜示意图三、影响肺换气的因素 （一）呼吸膜的厚度 呼吸膜厚度增加，肺换气效率降低。 （二）呼吸膜的面积 呼吸膜面积减少，肺换气效率降低。 （三）通气/血流比值（V/Q比值） V/Q比值增大或减小，肺换气效率均降低第三节气体在血液中的运输 一、O2的运输 （一）物理溶解 每100ml血液中仅溶解0.3ml，占血液运输O2总量的1.5%。 （二）化学结合 化学结合约占O2运输总量的98.5%。当血液中Po2升高时，溶解于血浆中的O2进入红细胞，血红蛋白与O2结合，形成氧合血红蛋白Hb＋O2O2分压低时HbO2O2分压高时 二、二氧化碳的运输 （一）物理溶解： 每升静脉血液中溶解的CO2为1.3mmol（30ml），占CO2运输总量的5%。 （二）化学结合： 化学结合约占CO2运输总量的95%，化学 结合形式主要是碳酸氢盐和氨基甲酸血红蛋白。 碳酸氢盐形式占CO2总运输量88%， 氨基甲酸血红蛋白形式占7%。二氧化碳的运输第四节呼吸运动的调节一、呼吸中枢呼吸中枢是指中枢神经系统内产生和调节呼吸运动的神经细胞群。 (一）脊髓（二）延髓（三）脑桥（四）大脑皮质对呼吸运动的调节二、呼吸运动的反射性调节（一）肺牵张反射1、概念：由肺的扩张或缩小所引起的反射性呼吸调节，称为肺的牵张反射或黑一伯反射(Hering-Breuerreflex)。 2、意义：使吸气不致过长、过深，促使吸气及时向呼气转化。它与脑桥的呼吸调整中枢共同调节呼吸的频率和深度。（二）呼吸肌本体感受性反射 呼吸肌本体感受性反射是指当呼吸道阻力增大时，呼吸肌收缩阻力增加，使肌梭感受器兴奋，传入冲动使脊髓吸气肌运动神经元兴奋，引起呼吸运动加强。（三）防御性呼吸反射 防御性呼吸反射是指当呼吸道受到机械性或化学性刺激时，可兴奋分布于呼吸道黏膜上皮内的感受器，而引起喷嚏反射、咳嗽反射等防御性反射，以清除刺激物，避免进入肺泡。（四）化学感受性呼吸反射 动脉血、组织液或脑脊液中O2、CO2和H+水平的变化对呼吸的反射性调节，称为化学感受性呼吸调节。化学感受器有两种：一类是位于颈动脉体和主动脉体，感受血液中PCO2、PO2和H+浓度变化的叫外周化学感受器。另一类是位于延髓呼吸中枢附近，感受脑脊液中H+浓度变化的叫中枢化学感受器。1、CO2对呼吸的调节 CO2对呼吸的作用是通过中枢化学感受器和外周化学感受器两条途径，反射性使呼吸加深、加快。但以中枢化学感受器的作用为主。当血液中PCO2升高时，CO2能通过血脑屏障与脑脊液中的H2O反应生成H2CO3，然后解离出H+，刺激中枢化学感受器而兴奋呼吸中枢。2、H+对呼吸运动的调节 动脉血中H+浓度升高时，呼吸运动加深加快，肺通气量增加；反之，则呼吸抑制。由于H+不易透过血脑屏障，限制了它对中枢化学感受器的作用，故血中H+浓度升高引起呼吸增强主要是通过外周化学感受器发挥作用。3、低氧对呼吸运动的调节 当动脉血中PO2降至80mmHg以下时，可兴奋呼吸。这完全是依靠外周化学感受器起作用，而低氧对呼吸中枢的直接作用是抑制。一般低O2可以通过对外周化学感受器的刺激而兴奋呼吸中枢，这样在一定程度上可以对抗低O2对中枢的抑制作用。但严重低O2时，外周化学感受器的兴奋作用对抗不了低O2对中枢的抑制作用，可使呼吸减弱，甚至停止。目标检测 1、氧分压最高的是 A、细胞内液 B、肺泡气 C、毛细血管血液 D、动脉血目标检测 2、肺换气是指 A、肺泡与大气的气体交换 B、肺泡与血液之间的气体交换 C、肺泡与组织的气体交换 D、肺泡内O2和CO2的交换目标检测 3、时间肺活量第3秒末的正常值是占肺活量的 A、85% B、90% C、83% D、99%目标检测 4、胸膜腔负压主要是由 A、肺的回缩力形成 B、胸廓的回缩形成的 C、呼吸运动形成的 D、肺的扩张形成的目标检测 5、下列哪种呼吸通气效率最低 A、平静呼吸 B、深而慢的呼吸 C、浅而快的呼吸 D、深而快的呼吸目标检测 6、破坏动物的延髓呼吸中枢、可使 A、加深、加快 B、停止 C、加深、变慢 D、正常目标检测 7、同时切断家兔双侧迷走神经则出现 A、呼吸频率变快 B、呼吸停止 C、呼吸频率变快、吸气延长 D、呼吸频率变慢、呼气延长