动物生理学课件第八章

DPPC分子垂直排列于液 气界面，极性端插入液体中，非极 分子垂直排列于液-气界面 极性端插入液体中， 分子垂直排列于液 气界面， 性端伸向肺泡气中，形成单分子层分布在液-气界面上 气界面上， 性端伸向肺泡气中，形成单分子层分布在液 气界面上，并随 肺泡的张缩而改变其密度。 肺泡的张缩而改变其密度。DPPC分子形成的单分子层可降低 分子形成的单分子层可降低 肺泡液-气界面的表面张力 气界面的表面张力。 肺泡液 气界面的表面张力。 大、小肺泡内压力大致相等的原理。 小肺泡内压力大致相等的原理。
图
动力： 动力：气体的分压差 方式： 方式：扩散 影响因素：分压差、呼吸膜厚度、呼吸膜面积、溶解度、 影响因素：分压差、呼吸膜厚度、呼吸膜面积、溶解度、分子量 O2和CO2 的扩散极为迅速，仅0.3s即可达到平衡。而通常情况 的扩散极为迅速， 即可达到平衡。 即可达到平衡 下血液流经肺毛细血管的时间约0.7s。 （图） 下血液流经肺毛细血管的时间约 。
2、肺通气的动力 、 呼吸肌的收缩和舒张→胸廓的扩大和缩小 肺的张缩 呼吸肌的收缩和舒张 胸廓的扩大和缩小→肺的张缩 肺容 胸廓的扩大和缩小 肺的张缩→肺容 积的变化→大气与肺泡之间的压力差 大气与肺泡之间的压力差→气体进出肺 积的变化 大气与肺泡之间的压力差 气体进出肺 吸气肌主要有膈肌和肋间外肌。 吸气肌主要有膈肌和肋间外肌。 呼气肌主要有肋间内肌和腹肌。 呼气肌主要有肋间内肌和腹肌。 •腹式呼吸：膈肌收缩，膈下降，吸入气体； 腹式呼吸：膈肌收缩，膈下降，吸入气体； 腹式呼吸 膈肌舒张，膈上升，呼出气体。 8-9） 膈肌舒张，膈上升，呼出气体。 （图8-9） 腹肌收缩引起主动呼气。 腹肌收缩引起主动呼气。 •胸式呼吸：外肋间肌收缩，肋骨上举，吸入气体； 胸式呼吸： 胸式呼吸 外肋间肌收缩，肋骨上举，吸入气体； 外肋间肌舒张，肋骨下降，呼出气体。 外肋间肌舒张，肋骨下降，呼出气体。 内肋间肌收缩引起主动呼气。 内肋间肌收缩引起主动呼气。 •平静呼吸时，呼气运动不需要呼气肌的收缩。 平静呼吸时，呼气运动不需要呼气肌的收缩。 平静呼吸时 •正常呼吸是腹式与胸式的混合型。 正常呼吸是腹式与胸式的混合型。 正常呼吸是腹式与胸式的混合型
⊿P：气体的分压差 ： T：温度 ： A：扩散面积； d：扩散距离 ：扩散面积； ： S：气体的溶解度 ： MW：气体的分子量 ：
二、气体在肺的交换 （图）
空气： 空气： PO2：158.4 mmHg 肺泡气： 肺泡气： PO2：105.0 mmHg 呼出气： 呼出气： PO2：120.0 mmHg 肺动脉血： PO2：40 mmHg 肺动脉血： PCO2: PCO2: PCO2: PCO2: 0.3 mmHg 40 mmHg 32 mmHg 46 mmHg
三、肺通气
实现肺通气的器官包括呼吸道、肺泡和胸廓。 胸廓：由脊柱、肋骨以及肋间肌组成，底部由膈肌封闭。 胸廓：由脊柱、肋骨以及肋间肌组成，底部由膈肌封闭。 胸膜腔：由脏层胸膜和壁层胸膜构成的密闭的腔，内有浆液。 胸膜腔：由脏层胸膜和壁层胸膜构成的密闭的腔，内有浆液。
（图） （图8-9） ）
1、胸膜腔内负压 、 膜腔内负压 正常情况下，胸膜腔内的压力低于大气压，故称胸膜内负压。 正常情况下，胸膜腔内的压力低于大气压，故称胸膜内负压。 平静呼气末胸膜腔内压为-5 平静呼气末胸膜腔内压为 ~ -3 mmHg，吸气末约为 ，吸气末约为-10 ~ -5 mmHg •负压产生的原因 负压产生的原因 •胸内负压＝大气压－肺的回缩力 胸内负压＝ 胸内负压 大气压－ •负压作用：维持肺的扩张，有利于静脉血的回流 负压作用： 负压作用 维持肺的扩张， •气胸 气胸
肺泡 血液 组织
•血红蛋白（Hb） ：由1个珠蛋白和 个血红素构成。每个珠蛋白有 条多 血红蛋白（ ） 个珠蛋白和4个血红素构成 血红蛋白 个珠蛋白和 个血红素构成。每个珠蛋白有4条多
肽链，每条多肽链与 个血红素相连接 血红素中的亚铁离子与氧气分子结合. 个血红素相连接。 肽链，每条多肽链与1个血红素相连接。血红素中的亚铁离子与氧气分子结合
三、气体在组织的交换
其发生机制与气体在肺的交换基本相似。 其发生机制与气体在肺的交换基本相似。
四、氧在血液中的运输 •形式：溶解在血浆中（1.5%）；与血红蛋白形成化学结合（98.5%） 形式：溶解在血浆中（ ）；与血红蛋白形成化学结合 形式 ）；与血红蛋白形成化学结合（ ） O2 O2 溶解 化学结合 溶解 C O2 C O2
解剖无效腔（ 解剖无效腔（anatomical dead space）： ） 每次吸入的气体，一部分将留在从上呼吸道到终末细 每次吸入的气体， 支气管的呼吸道内。 支气管的呼吸道内。这部分气体不参与肺泡与血液之 间的气体交换，故称为解剖无效腔。 间的气体交换，故称为解剖无效腔。
二、肺泡表面张力与表面活性剂 肺泡壁由上皮细胞和分布其中的毛细血管网组成。 肺泡壁由上皮细胞和分布其中的毛细血管网组成。（图） 1、Laplace定律： 、 定律： 定律 P = 2T/r P—泡内压力 泡内压力 T — 泡表面张力 r — 泡半径 肺泡的内表面有一液层，形成液体 肺泡的内表面有一液层， -空气界面。液体中存在降低表面 空气界面。 空气界面 张力的表面活性物质（ 张力的表面活性物质（alveolar surfactant）。 ）。 肺泡表面活性物质的主要成分是二棕榈酰卵磷脂（ 肺泡表面活性物质的主要成分是二棕榈酰卵磷脂（dipalmitoyl phosphatidyl lecithin, DPPC），由肺泡Ⅱ型细胞合成并释放。 ），由肺泡 ），由肺泡Ⅱ型细胞合成并释放。
四、肺总量 （图）
•潮气量 潮气量(tidal volume)：平静呼吸时每次吸入或呼出的气量。 潮气量 ：平静呼吸时每次吸入或呼出的气量。
400-500ml
•补吸气量：1500-1800ml 补吸气量： 补吸气量 •补呼气量：900-1200ml 补呼气量： 补呼气量 •肺活量 肺活量(vital capacity)：最大吸气后尽力呼气所能呼出的气量。 肺活量 ：最大吸气后尽力呼气所能呼出的气量。 男3500ml，女2500ml ， •残气量 残气量(residual volume) 残气量 •肺总量 肺活量 +残气量 肺总量: 肺总量 残气量 •机能残气量 机能残气量
在CO中毒时，由于CO与Hb的亲和力是O2的250倍，形成大量HbCO，血液呈樱桃红色
4、Hb与O2的结合或离解曲线呈 形 、 与 的结合或离解曲线呈S形 Hb的氧含量：实际结合的氧量 的氧含量： 的氧含量 Hb的氧容量：所能结合的最大氧量 的氧容量： 的氧容量 Hb氧饱和度 = Hb的氧含量 氧饱和度 的氧含量/Hb的氧容量 的氧含量 的氧容量 血红蛋白离解曲线（ 氧—血红蛋白离解曲线（或氧离曲线）是表示 O2与Hb氧 血红蛋白离解曲线 或氧离曲线）是表示P 氧 饱和度关系的曲线。 饱和度关系的曲线。该曲线表示不同PO2下， O2与Hb的分离情 的分离情 况，同样也反映PO2不同时， O2与Hb的结合情况。 不同时， 的结合情况。 的结合情况
■
所有的气管壁上都有平滑肌，受内脏神经系统支配。 所有的气管壁上都有平滑肌，受内脏神经系统支配。
支配支气管的迷走神经兴奋时，平滑肌收缩 管径缩小 管径缩小。 支配支气管的迷走神经兴奋时，平滑肌收缩→管径缩小。 支配支气管的交感神经兴奋时，平滑肌舒张→管径增大。 支配支气管的交感神经兴奋时，平滑肌舒张 管径增大。 管径增大
血液循环 肺 组织 细胞
O2 CO2
O2
CO2
肺通气
肺换气
气体在血液 中交换
组织 细胞内氧 换气 化代谢
呼吸全过程示意图
8.2 人的呼吸器官与通气
一、呼吸道 1、上呼吸道：鼻、咽、喉 、上呼吸道： 2、下呼吸道 (图) （图） 、 图 －－支气管 支气管－－ 小支气管－－细支气管－－ －－细支气管－－终末细支气管 气管 －－支气管－－ 小支气管－－细支气管－－终末细支气管 －－呼吸性细支气管 已有肺泡）－－肺泡管－－ 呼吸性细支气管（ ）－－肺泡管－－肺泡囊 －－呼吸性细支气管（已有肺泡）－－肺泡管－－肺泡囊 终末细支气管之前称肺的传导部，之后称肺的呼吸部。 终末细支气管之前称肺的传导部，之后称肺的呼吸部。 肺泡是真正的气体交换场所。 肺泡是真正的气体交换场所。 （图）
第八章 呼吸（respiration)
8.1 内呼吸与外呼吸
•呼吸：机体与外界环境之间的气体交换 呼吸 •呼吸过程：外呼吸（肺呼吸） 呼吸过程 外呼吸（肺呼吸）
气体在血液里的运输 内呼吸
1、外呼吸：包括外界空气与肺之间的气体交换过程（肺通气） 外呼吸 和肺泡与肺毛细血管之间的气体交换过程（肺换气） 2、气体在血液中的运输 、 3、内呼吸：包括血液与组织、细胞之间的气体交换过 、 程（组织交换）和细胞内的氧化过程
在肺泡气与肺动脉血之间⊿ 只是⊿ 在肺泡气与肺动脉血之间⊿PCO2 只是⊿PO2的1/10，但肺泡和毛 ， 细血管之间CO 的交换速率不低于O 的交换速
① CO2 在水中的溶解度是O2的23倍； 倍 分子量44/ O2分子量 ； 分子量33； ②CO2分子量 相等时, ⊿P相等时 DCO2:DO2 = 20: 1 相等时
**氧离曲线 氧离曲线
氧离曲线的生理意义
图
①氧离曲线上段，相当于 PO2 60-100mmHg，即PO2较高的水平， 是Hb与O2结合的部分。曲线坡度较平坦，表明PO2的变化对Hb氧 饱和度影响不大。对应的是肺泡内的氧分压。由于PO2为60 mmHg 时，90%的Hb已与氧结合。故肺泡内氧分压即使变化较大，Hb氧 饱和度变化较小，保证血液在肺部有效的摄取O2 。 ②氧离曲线中段，相当于PO2 40-60mmHg，曲线较陡，表明PO2有 所下降，就有较多的O2离解出来。PO2 40 mmHg相当于静脉血的 氧分压， 时血氧饱和度为75%。故当PO2较高的 脉血 PO2 较 的 时， 出 的O2 ，保证 静 下 的 氧 。 氧离曲线下段，相当于PO2 10-40mmHg，是曲线 陡的部分。 在 段 中，PO2 有下降，即 离解出大 的氧。 生理意 义是保证 时有 的氧 应。