第六章 呼吸系统解剖与生理

肺容量变化(△P) 胸廓顺应性＝ ──────── = 0.2L/cmH2O 跨壁压(△P)
2、非弹性阻力——气道阻力
气道阻力特点: ①只在呼吸运动时产生； 流速快→阻力大 ②与气体流动形式有关： 层流→阻力小 湍流→阻力大 ③与气道半径的4次方成反比： （R∝1／r4）
（三）肺容量和肺通气量
1、肺容量
2）肺泡通气量＝(潮气量-无效腔量)×呼吸频率 = 4.2～6.3 L/min 解剖无效腔：无气体交换能力的腔（从上呼吸道 →呼吸性细支气管）。 肺泡无效腔：因无血流通过而不能进行气体交换 的肺泡腔。 生理无效腔＝解剖无效腔＋肺泡无效腔
二、
（ • 一）气体交换
气体交换和运输
动力：膜两侧的气体分压差。 条件：气体的理化特性、膜通透性和面积、分压差。 速率：= 扩散速率（D） 分压差×温度×气体溶解度×扩散面积 = 扩散距离×√分子量 气体的溶解度/分子量的平方根之比为扩散系数。扩 散系数大，扩散速率快。
3） 通气/血流比值
（1）VA/Q↑≈肺通气↑或肺血流↓→增大生理无效腔→换气 效率↓(如心衰、肺动脉栓塞) （2）VA/Q↓≈肺通气↓→增大功能性A-V短路→换气效率↓ （如支哮、肺气肿、支气管栓塞）
整个肺脏的VA/Q=0.84,是衡量肺换气功能的指标； 但因肺脏各局部的肺泡通气量和血流量的不均性， 故临床上更应测肺脏各局部的VA/Q：
吸气活动发生器和吸气切断机制模型
吸气活动发生器：
当 H+ CO2 等 作 用 下 兴 奋并引起: ①向下兴奋 延髓I-N元→脊髓吸气 肌运动N元→吸气 ； ② 向上兴奋脑桥呼吸调整 中枢;③兴奋吸气切断 机制N元。
H+ CO2
吸气切断机制：
当接受到吸气活动发生 器、延髓I-N元、脑桥 呼吸调整中枢和肺牵张 感受器的冲动，兴奋总 和达到某一阈值，反馈 抑制延髓I-N元,切断吸 气，从而使吸气转化为 呼气。
（2）肺扩张反射
过程：肺扩张→肺牵感器兴奋→迷走N→延髓→兴奋吸 气切断机制N元→吸气转化为呼气。 意义: ①加速吸气和呼气的交替，使呼吸频率增加。 ②与呼吸调整中枢共同调节呼吸频率和深度。 特征:①敏感性有种属差异；②正常成人平静呼吸时这 种反射不明显，深呼吸时可能起作用；③病理情况下 (肺充血、肺水肿等)肺顺应性降低时起重要作用。
肺弹性组织回缩力:1/3 1）肺的弹性阻力
肺泡表面张力:2/3
表面活性物质：
来源：肺泡Ⅱ型细胞分泌， 单分子层分布于肺泡液-气 界面上，其密度随肺泡的 张缩而改变。 成分:二棕榈酰卵磷脂 ( DPL或DPPC )。
作用：降低肺泡表面张力 →降低吸气阻力；
2）胸廓的弹性阻力 由胸廓的弹性组织所形成，作用方向视 胸廓扩大的程度而异: ①胸廓处于自然位臵时(肺容量≈67％)， 不表现有弹性回缩力； ②胸廓缩小时(肺容量＜67％)，胸廓的 弹性回缩力向外=吸气的动力，呼气的阻力； ③胸廓扩大时(肺容量＞67％)，胸廓的 弹性回缩力向内=吸气的阻力，呼气的动力。
1、弹性阻力:
顺应性：指在外力作用下弹性组织的可扩张性。 顺应性大= 易扩张 =弹性阻力小 肺容积变化(△V) 肺顺应性(CL)= ─────── = 0.2L/cmH2O 跨肺压变化(△P)
‖ 肺内压与胸膜腔内压之差
测得的肺顺应性（L/cmH2O） 比顺应性= ———————————————————— 肺总量（L）
(ml/L) （KPa） （KPa） （KPa） —————————————————————————————————————— O2 32 21.4 13.9 13.3 5.3 1 CO2 44 515.0 5.3 5.3 6.1 2 ———————————————————————————————————————
在肺脏
HHbNHCOOH＋O2
第三节
●调节呼吸运动的 中枢？
●呼吸为什么有节 律？ ●调节呼吸运动的 环节？
呼吸运动的调节
基 本 呼 吸 中 枢
一、呼吸中枢与呼吸节律 （一）呼吸中枢
分布在大脑皮层、间脑、脑桥、延髓、脊髓等部位。 延髓是呼吸基本中枢，脑桥是呼吸调整中枢。
微电极等技术研究发现：CNS内有些N元呈节律性 放电，并且放电节律与呼吸周期有关，其类型有: 吸气N元(I-N元)：在吸气相放电 呼气N元(E-N元): 在呼气相放电 跨时相N元 I-EN元:吸气相放电并延续到呼气相 E-IN元:呼气相放电并延续到吸气相
2、 肺通气量： 1）每分通气量＝潮气量×呼吸频率(次/分)
= 6～8 L/min
最大通气量=最大限度潮气量×最快呼吸频率(次/分) = 70～120 L/min
最大通气量-每分通气量 通气贮存量百分比= ——————————————————— ×100% 最大通气量 ≥93%(反映通气贮备能力)
延髓腹侧呼吸神经元组： 凝 核 、 后 凝 核 、 Botinger复合体
(二)节律呼吸的形成
(1)起步细胞学说：新生动物离体脑片的研究表明， 前包钦格复合体中存在着类似的电压依赖性起步N元， 被认为是呼吸节律发源部位。 (2)N元网络学说：节律性呼吸依赖于延髓内呼吸N元 之间复杂的相互联系和相互作用。在此基础上提出了 多种模型，如吸气切断机制模型。
缩 小
1、呼吸运动
(1)型式:
按呼吸深度分:平静呼吸和用力呼吸； 按动作部位分:胸式呼吸、腹式呼吸和混合式呼吸。 混合呼吸:正常成人。 腹 • 式呼吸:婴儿、胸膜炎、胸腔积液。 妊娠、肥胖。 胸式呼吸:严重腹水、腹腔有巨大肿块、
(2)频率:
成人:12～18次/分 婴儿:60～70次/分
(3)过程： ①平静呼吸： 膈肌收缩使膈顶下移， 增大胸廓的上下径 肋间外肌收缩使肋骨上提,扩 大胸廓前后、左右径
纽带作用； 维持肺处于扩张状态； 促进血液和淋巴液的回流。
（二）肺通气的阻力
弹 胸廓弹性阻力：与胸廓所处的位臵有关 性 阻 力 肺弹性阻力 肺泡表面张力：2/3 肺 肺弹性回缩力: 1/3 通 气 阻 非 气道阻力：与气体流动形式+气道半径有关 力 弹 粘滞阻力 性 阻 常态下可忽略不计 力 惯性阻力
机能余气量＝余气量＋补呼气量 肺总容量＝肺活量＋余气量 肺活量＝补吸气量＋潮气量＋补呼气量 时间肺活量=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。 正常值：t1末=83％，t2末=96％,t3末=99％ 。 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 间肺活量↓。
第六章 呼吸系统解剖与生理
第二节 第三节 呼吸系统的基本规律 呼吸运动的调节
概 述
呼吸：机体与外界环境之间的气体交换过程。 呼吸全过程：
第二节 呼吸系统的基本规律
一、肺通气的原理
（一）肺通气的动力
呼
吸 廓
收 缩
胸 扩 张 肺 扩 张 脏
肌 舒 张 缩 小
原动力:呼吸运动 是肺通气的原动力。 肺内压＜大气压 肺内压＞大气压 直接动力:肺内压 与外界大气压间的压 吸 气 呼 气 力差。
人体直立时肺局部的VA/Q
肺上区 VA（L/min）0.24 Q（L/min）0.07 VA/Q 3.4 肺下区 0.82 1.29 0.64
（二）气体在血液中的运输
1、物理溶解:气体直接溶解于血浆中。 特征：①量小,• 桥梁作用； 起 ②溶解量与分压呈正比：
1atm：O2物理溶解量=0.3ml％ 3atm：O2物理溶解量=6.3ml％
2、化学结合:与某些物质进行化学结合。 特征:量大,• 要运输形式。 主
在 肺 脏 氧 与 二 氧 化 碳 运 输 形 式
在 组 织 氧 与 二溶解：(1.5%) 2）化学结合:(98.5%) （1）O2与Hb的可逆性结合:Hb + O2
PO2↑(氧合)
膈肌和肋间外肌舒张， 肋骨和膈肌弹性回位， 缩小胸廓 上下、前后、左右径 胸廓容积缩小, 肺被动缩小
胸廓容积扩大， 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)
肺内压＜大气压， 气体经呼吸道入肺 吸 气
肺内压＞大气压， 气体经呼吸道出肺
呼
气
②用力呼吸： 用力吸气时，辅助吸气肌也参加，胸廓容积进一步扩大。 用力呼气时，除吸气肌舒张外，呼气肌也参加（肋间内肌 +腹壁肌收缩），胸廓容积进一步缩小。 ③人工呼吸: 原理:使肺内与外界大气压间产生压力差 方法:负压吸气式(压胸法) 正压吸气式( 口对口呼吸法，呼吸机) (4)特点： ①平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是被动的。 ②用力呼吸时，吸气和呼气都是主动的。 ③平静呼吸时，肋间外肌所起的作用＜膈肌。
肺 内 压 (大 气 压)
肺 回 缩 力 (肺弹性组织回缩力和肺泡表面张力)
迫使脏层胸膜外移使肺扩张 迫使脏层胸膜回位
两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＝0－肺回缩力
结论： 胸膜腔内负压是脏层胸膜受到两个相反作用力相互抵 消的代数和,经脏层胸膜间接反映在胸膜腔的压力。
生理意义:
1、气体交换过程
换气动力：分压差 换气方向： 分压高→分压低 换气结果： 肺Ｖ血 组织Ａ血 ↓ ↓ Ａ血 Ｖ血
O2
CO2
肺 换 气 过 程
组 织 换 气 过 程
2、影响气体交换的因素
1）气体扩散速率 分压差×温度×气体溶解度×扩散面积 = 扩散距离×√分子量
O2、CO2扩散速率（D）的比较
—————————————————————————————————————— 分子量 血浆溶解度 肺泡气 A血 V血 D
呼 吸 N 元 放 电 类 型 模 式
脑桥呼吸中枢
主要集中于旁臂内侧核和Kolliker-Fuse核，前者存在E-N 元和跨时相N元；后者存在I-N元。 脑桥呼吸中枢与延髓有双向联系。 脑桥呼吸N元的作用为限制吸气，促使吸气向呼气转换。 相当于早先研究发现的呼吸调整中枢。