呼吸作用1

第三节
呼吸作用
一、呼吸的概念
机体与外界环境之间气体交换（ 机体与外界环境之间气体交换（摄入 氧气、排出二氧化碳）的过程叫呼吸。 氧气、排出二氧化碳）的过程叫呼吸。 呼吸≠ 呼吸≠细胞呼吸 细胞呼吸 有机物在细胞内的氧化分 解，也叫呼吸作用
二、呼吸全过程的三个环节
呼吸过程的三个环节
• 外呼吸 肺呼吸)： 外呼吸(肺呼吸 ： 肺呼吸
胸膜腔内压通常比大气压低，为负压。 胸膜腔内压通常比大气压低，为负压。 平静吸气末约为－ ～－0.665kPa 平静吸气末约为－1.33～－ ～－ （－10～－ ～－5mmHg），呼气末约为－ ），呼气末约为 （－ ～－ ），呼气末约为－ 0.665～－ ～－0.399kPa（－ ～－ （－5～－ ～－ （－ 3mmHg）。关闭声门，用力吸气时可 ）。关闭声门 ）。关闭声门， 降至－ （－90mmHg），用力 ），用力 降至－11.97kPa（－ （－ ）， 呼气时，可升高到14.63kPa 呼气时，可升高到 （110mmHg）。 ）。
– 肺通气 外界空气与肺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 外界空气与肺之间的气体交换过程)。 肺泡与肺毛细血管之间气体交换过程)。 – 肺换气 肺泡与肺毛细血管之间气体交换过程 。 肺换气(肺泡与肺毛细血管之间气体交换过程
• 气体在血液中的运输： 气体在血液中的运输： • 内呼吸 组织呼吸)： 内呼吸(组织呼吸 ： 组织呼吸
为什么在平静呼气末胸膜腔内压仍然为负？ 为什么在平静呼气末胸膜腔内压仍然为负？ 这是因为在生长发育过程中， 这是因为在生长发育过程中，胸廓生长的速 度比肺快， 度比肺快，胸廓的自然容积大于肺的自然容 所以从出生后第一次呼吸开始， 积，所以从出生后第一次呼吸开始，肺便被 充气而始终处于扩张状态， 充气而始终处于扩张状态，胸膜腔负压也开 始形成并逐渐加大。 始形成并逐渐加大。因此即便在胸廓因呼气 而缩小时，肺仍处于扩张状态， 而缩小时，肺仍处于扩张状态，只是扩张程 度小些而已。 度小些而已。
吸气肌及 辅助吸气肌收缩 辅助吸气肌收缩 胸腔进一步扩大 胸腔进一步扩大 肺进一步扩张 肺进一步扩张 肺内压进一步下降 肺内压进一步下降 吸气(增多 吸气 增多) 增多 (主动过程 主动过程) 吸气肌舒张及 吸气肌舒张及 舒张 呼气肌收缩 胸腔进一步缩小 胸腔进一步缩小 肺进一步回缩 肺进一步回缩 肺内压进一步升高 肺内压进一步升高 增多) 呼气(增多 增多 (主动过程 主动过程)
胸膜腔内仅有少量浆液，没有气体。 胸膜腔内仅有少量浆液，没有气体。这 一薄层浆液有两个作用： 一薄层浆液有两个作用：①在两层胸膜 之间起润滑作用； 之间起润滑作用；②浆液分子的内聚力 使两层胸膜贴附在一起，不易分开， 使两层胸膜贴附在一起，不易分开，所 以肺就可以随胸廓的运动而运动。 以肺就可以随胸廓的运动而运动。因此 胸膜腔的密闭性 密闭性和两层胸膜间浆液分子 胸膜腔的密闭性和两层胸膜间浆液分子 的内聚力对于维持肺的扩张状态和肺通 气有重要意义。 气有重要意义。
尽力吸气和呼气， 尽力吸气和呼气，感觉 胸骨和肋骨移动的情况。 胸骨和肋骨移动的情况。 从中你认为胸腔体积怎 样变？ 样变？胸腔内气压怎样 变？
呼吸运动 和肺内压 的变化：
膈肌收缩 膈肌下降 胸廓上下径
肋间外肌收缩 肋骨、 肋骨、胸骨上提 前后径、 前后径、左右径增大
(1)平静吸气时 平静吸气时
(主动过程) 主动过程)
胸膜腔内负压的形成与作用于胸膜腔内的 两种力有关：一是肺内压，使肺泡扩张； 两种力有关：一是肺内压，使肺泡扩张； 二是肺的回缩力( 二是肺的回缩力(包括弹性回缩力和表面 张力) 使肺泡缩小。 张力)，使肺泡缩小。胸膜腔内的压力是 这两种方向相反的力的代数和， 这两种方向相反的力的代数和，即： 胸膜腔内压＝肺内压－ 胸膜腔内压＝肺内压－肺回缩力
2、肺内压与胸膜内压的变化 （1）肺内压的变化 以平静呼吸为例
•吸气初：肺内压 < 大气压 吸气初： 吸气初 •吸气末：肺内压 = 大气压 吸气末： 吸气末 •呼气初：肺内压 > 大气压 呼气初： 呼气初 •呼气末：肺内压 = 大气压 呼气末： 呼气末 吸气开始 吸气停止 呼气开始 呼气停止
肺与外界环境之间的气体交换过程称为 A：肺通气 B：肺换气 C：组织换气 D：外呼吸 E：细胞呼吸 A
吸 气
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 上下、前后、左右径 胸廓容积缩小, 胸廓容积缩小, 肺被动缩小 肺内压＞大气压， 肺内压＞大气压， 气体经呼吸道出肺
呼 气
人体与外界的气体交换 外界与肺（ 1、外界与肺（泡）的气体交换 呼吸运动： 呼吸运动：吸气和呼气两个动作合 起来就是呼吸运动。 起来就是呼吸运动。 体验：将左手按在胸前， 体验：将左手按在胸前，
肺通气
肺换气 气体在血液 组织 细胞内氧 中的运输 换气 化代谢 外呼吸 内呼吸
肺泡和外界环境 间发生气体交换 肺泡
毛细血管 肺泡和血液间发生气体交换
三、呼吸的机制
1、呼吸运动 概念 呼吸肌收缩舒张引起的胸廓节 律性的扩大和缩小叫呼吸运动
主要的吸气肌有：膈肌和肋间外肌 主要的吸气肌有： （辅助吸气肌：胸肌、斜方肌、胸锁 辅助吸气肌：胸肌、斜方肌、 乳突肌和背阔肌等） 乳突肌和背阔肌等） 主要的呼气肌有：肋间内肌、 主要的呼气肌有：肋间内肌、腹肌
直接动力：肺内压与大气压的压力差 直接动力：
肺通气
2. 腹式呼吸和胸式呼吸 腹式呼吸和胸式呼吸 呼吸和胸式
腹式呼吸:以膈肌舒缩活动为主 腹式呼吸 以膈肌舒缩活动为主 的呼吸运动,腹壁明显起伏。 的呼吸运动 腹壁明显起伏。 腹壁明显起伏 胸式呼吸:由肋间外肌舒缩活动为 胸式呼吸 由肋间外肌舒缩活动为 主的呼吸运动,胸壁明显起伏。 主的呼吸运动 胸壁明显起伏。 胸壁明显起伏 一般情况,呈腹式和胸式 混合式 呼吸。 一般情况 呈腹式和胸式混合式 呼吸 。 呈腹式和胸式 混合式呼吸
用力吸气时， 用力吸气时，辅助吸气肌也参 胸廓容积进一步扩大。 加，胸廓容积进一步扩大。 用力呼气时，除吸气肌舒张外， 用力呼气时，除吸气肌舒张外， 呼气肌也参加（肋间内肌+ 呼气肌也参加（肋间内肌+腹壁肌收 ），胸廓容积进一步缩小 胸廓容积进一步缩小。 缩），胸廓通气原理： 用力呼吸 呼吸)时的肺通气原理 呼吸(深 时的肺通气原理：
平静呼吸时， 平静呼吸时，肺内压在下列哪一时 相中低于大气压？ 相中低于大气压？ A：呼气初 B：呼气末 C：吸气初 D：吸气末 E：呼气中 C
（2）胸膜腔内压 ）
在呼吸运动过程中， 在呼吸运动过程中，肺随胸廓的运动而 运动。肺之所以能随胸廓而运动， 运动。肺之所以能随胸廓而运动，是因 为在肺和胸廓之间存在一密闭的胸膜腔 和肺本身具有可扩张性。 和肺本身具有可扩张性。胸膜腔由两层 胸膜构成， 胸膜构成，紧贴于肺表面的脏层和紧贴 于胸廓内壁的壁层。 于胸廓内壁的壁层。
如果胸膜破裂，胸膜腔与大气相通， 如果胸膜破裂，胸膜腔与大气相通， 空气将立即进入胸膜腔内，形成气胸， 空气将立即进入胸膜腔内，形成气胸， 此时两层胸膜彼此分开， 此时两层胸膜彼此分开，肺将因其本 身的回缩力而塌陷， 身的回缩力而塌陷，使肺的通气功能 受到障碍，严重者必须紧急处理。 受到障碍，严重者必须紧急处理。
胸腔扩大 肺被动扩张 肺内压暂时下降（ 大气压） 肺内压暂时下降（＜大气压） 空气进入肺泡（吸气） 空气进入肺泡（吸气）
吸气肌舒张 膈肌上升、肋骨、 膈肌上升、肋骨、胸骨下降 平静呼气时 ： 胸廓上下径、前后径、 胸廓上下径、前后径、左右径减小
(被动过程 被动过程) 被动过程
肺被动回缩 肺内压升高＞ 肺内压升高＞大气压 气体由肺泡内排出（呼气） 气体由肺泡内排出（呼气）
特点： 特点：
• ①平静呼吸时，吸气是主动的，呼气是 平静呼吸时，吸气是主动的， 被动的。 被动的。 • 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平静呼吸时： 平静呼吸时： • 肋间外肌所起的作用＜膈肌。 肋间外肌所起的作用＜膈肌。
一、肺通气的动力 原动力： 原动力： 呼吸运动
⑴ 呼吸肌
斜角肌 胸锁乳突肌 肋间外肌 膈肌 肋间内肌
呼气肌 腹部 肌群
吸气肌
肋间内肌 肋间外肌
膈
膈
吸气
呼气
肋间外肌收缩 肋间外肌松弛 肋骨
肋间内肌松弛 肋间内肌收缩
平静 吸气 呼气
胸 骨 骨
胸
肋间外肌收缩 肋间外肌松弛 肋骨
肋间内肌松弛 肋间内肌收缩
用力 吸气 呼气
胸 骨 骨
胸
平静呼吸
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 肋间外肌收缩使肋骨上提, 肋间外肌收缩使肋骨上提, 扩大胸廓前后、 扩大胸廓前后、左右径 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 因肺无主动扩缩的组织结构) (因肺无主动扩缩的组织结构) 肺内压＜大气压， 肺内压＜大气压， 气体经呼吸道入肺
肺内压－ 胸内压 = 肺内压－肺弹性回缩力 吸气末和呼气末,气流停止, 吸气末和呼气末,气流停止, 肺内压 = 大气压 胸内压=大气压－ 胸内压=大气压－肺弹性回缩力 若以大气压为0为标准 , 则： 胸内压=－肺弹性回缩力 胸内压=
如果肺回缩力是0.665kPa(5mmHg)， 如果肺回缩力是0.665kPa(5mmHg)，胸膜 0.665kPa(5mmHg) 腔内压就是－0.665kPa(－5mmHg)， 腔内压就是－0.665kPa(－5mmHg)，实际 上压力值为101.08kPa 0.665kPa＝ 101.08kPa－ 上压力值为101.08kPa－0.665kPa＝ 100.415kPa(760mmHg－5mmHg＝755mmHg)。 100.415kPa(760mmHg－5mmHg＝755mmHg)。 可见，胸膜腔负压实际上是由肺的回缩力 可见， 造成的。吸气时，肺扩张， 造成的。吸气时，肺扩张，肺的回缩力增 胸膜腔负压也更负；呼气时，肺缩小， 大，胸膜腔负压也更负；呼气时，肺缩小， 肺回缩力减小，胸膜腔负压也减小。 肺回缩力减小，胸膜腔负压也减小。